(江蘇專用)2019高考物理一輪復習 單元檢測十 交變電流 傳感器.docx
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單元檢測十交變電流傳感器考生注意:1本試卷共4頁2答卷前,考生務必用藍、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學號填寫在相應位置上3本次考試時間90分鐘,滿分100分4請在密封線內(nèi)作答,保持試卷清潔完整一、單項選擇題(本題共6小題,每小題3分,共計18分每小題只有一個選項符合題意)1(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市教學調(diào)研)兩矩形線圈分別在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動,線圈中產(chǎn)生的感應電動勢e隨時間t的變化關系分別如圖1中甲、乙所示,則下列說法正確的是()圖1A兩交變電流的頻率之比f甲f乙12B兩交變電流電動勢的有效值之比E甲E乙31Ct1s時,兩線圈中的磁通量的變化率均為零Dt1s時,兩線圈均處在與中性面垂直的位置上2(2018南京市、鹽城市調(diào)研)一只電阻分別通過四種不同形式的電流,電流隨時間變化的情況如圖所示,在相同時間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最大的是()3(2017南京市、鹽城市、徐州市、連云港市二模)一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表,副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié),如圖2所示在副線圈輸出端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R,原線圈上加一電壓為U的交流電,則()圖2A保持Q位置不動,將P向上滑動時,電流表的讀數(shù)變大B保持Q位置不動,將P向上滑動時,電流表的讀數(shù)不變C保持P位置不動,將Q向上滑動時,電流表的讀數(shù)變小D保持P位置不動,將Q向上滑動時,電流表的讀數(shù)變大4圖3甲是一臺小型發(fā)電機的構造示意圖,線圈逆時針轉動,產(chǎn)生的電動勢e隨時間t變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示發(fā)電機線圈的內(nèi)阻不計,外接燈泡的電阻為12,則()圖3A在t0.01s時刻,穿過線圈的磁通量為零B電壓表的示數(shù)為6VC燈泡消耗的電功率為3WD若其他條件不變,僅將線圈的轉速提高一倍,則線圈電動勢的表達式e12sin100t (V)5(2018黃橋中學第三次段考)如圖4所示,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31,副線圈接三個相同的燈泡,均能正常發(fā)光,若在原線圈所在電路上再串聯(lián)一相同燈泡L(設電源電壓有效值不變),則()圖4A燈L與三燈亮度相同B燈L比三燈都暗C燈L將會被燒壞D無法判斷其亮度情況6(2018銅山中學模擬)某一火警報警系統(tǒng)原理圖如圖5所示,報警器未畫出,a、b接在電壓u311sin314t (V)的正弦交流電源上,Rt為半導體熱敏材料制成的傳感器,Rt的電阻隨溫度升高而減小,下列說法正確的是()圖5A電壓表V的示數(shù)為311VB電容器C的電容增大,燈L變暗CRt所在處出現(xiàn)火警時,電流表A的示數(shù)增大DRt所在處出現(xiàn)火警時,變壓器輸入功率減小二、多項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共計24分每小題有多個選項符合題意全部選的對得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答的得0分)7(2018錦屏中學模擬)如圖6所示,某電路上接有保險絲、交流電壓表、“220V900W”的電飯鍋及“220V200W”的抽油煙機現(xiàn)接入u311sin100t (V)的交流電,下列說法正確的是()圖6A交流電壓表的示數(shù)為311VB1s內(nèi)流過保險絲的電流方向改變100次C電飯鍋的熱功率是抽油煙機熱功率的4.5倍D為保證電路正常工作,保險絲的額定電流不能小于5A8(2017揚州市高三第四次模擬測試)鉗形電流表的外形和結構如圖7甲所示,圖甲中電流表的讀數(shù)為0.9A,圖乙中用同一電纜線繞了3匝,則()圖7A這種電流表能測出交變電流的有效值B這種電流表既能測直流電流,又能測交變電流C這種電流表能測交變電流,圖乙的讀數(shù)為0.3AD這種電流表能測交變電流,圖乙的讀數(shù)為2.7A9圖8甲是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,為交流電流表線圈繞垂直于磁場的水平軸OO沿逆時針方向勻速轉動,從圖甲所示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示以下判斷正確的是()圖8A電流表的示數(shù)為10AB線圈轉動的角速度為50rad/sCt0.01s時,線圈平面與磁場方向平行Dt0.02s時,電阻R中電流的方向自右向左10(2018蘇州市調(diào)研)如圖9甲為風力發(fā)電的簡易模型,在風力的作用下,風葉帶動與其固定在一起的永磁鐵轉動,轉速與風速成正比某一風速時,線圈中產(chǎn)生的正弦式電流如圖乙所示,則()圖9A電流的表達式為i0.6sin (10t) AB磁鐵的轉速為10r/sC風速加倍時電流的表達式為i1.2sin (10t) AD風速加倍時線圈中電流的有效值為0.6A11(2018高郵市段考)如圖10所示,L1和L2是高壓輸電線,甲、乙是兩個互感器若已知甲和乙的原、副線圈匝數(shù)比分別為10001和1100,兩個電表的示數(shù)分別為10A和220V則()圖10A電表A是電壓表B電表A是電流表C線路輸送的電功率為2.2108WD線路輸送的電功率為2.2104W12(2018南通市如東縣質檢)圖11甲為遠距離輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1100,其輸入電壓如圖乙所示,遠距離輸電線的總電阻為100.降壓變壓器右側部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖,其中R1為一定值電阻,R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器,當溫度升高時其阻值變小電壓表V顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)未出現(xiàn)火警時,升壓變壓器的輸入功率為750kW.下列說法正確的是()圖11A降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50HzB未發(fā)生火情時,遠距離輸電線路損耗功率為180kWC當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,電壓表V的示數(shù)變大D當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,輸電線上的電流變大三、非選擇題(本題共5小題,共計58分)13(10分)(2017南通市第三次調(diào)研)對溫度敏感的半導體材料制成的某熱敏電阻Rt,在給定溫度范圍內(nèi),其阻值隨溫度的變化是非線性的某同學將Rt和兩個適當?shù)亩ㄖ惦娮鑂1、R2連成圖12虛線框內(nèi)所示的電路,以使該電路的等效電阻RL的阻值隨Rt所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的,且具有合適的阻值范圍為了驗證這個設計,他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值,測量電路如圖所示,圖中的電壓表內(nèi)阻很大實驗中的部分實驗數(shù)據(jù)測量結果如表所示圖12溫度t/30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值/54.351.047.544.341.037.934.7回答下列問題:(1)根據(jù)圖12所示的電路,在圖13所示的實物圖上連線(2)為了檢驗RL與t之間近似為線性關系,在圖14的坐標紙上作出RLt關系圖線圖13圖14(3)在某一溫度下,電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖15、16所示,電流表的讀數(shù)為_,電壓表的讀數(shù)為_此時等效電阻RL的阻值為_;熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_圖15圖1614(9分)(2018無錫市調(diào)研)有一個阻值為R的電阻,若將它接在電壓為U020V的直流電源上,其消耗的功率為P;若將它接在如圖17所示的理想變壓器的次級線圈兩端時,其消耗的功率為.已知變壓器輸入電壓為u220sin100t (V),不計電阻隨溫度的變化,求:圖17(1)理想變壓器次級線圈兩端電壓的有效值;(2)此變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比15(12分)(2018阜寧中學調(diào)研)某河的水流量為4m3/s,水流下落的高度差為5 m現(xiàn)在利用河水來發(fā)電,設所用發(fā)電機的總效率為50%.(水的密度1.0103 kg/m3,g9.8m/s2)(1)求發(fā)電機的輸出功率(2)設發(fā)電機的輸出電壓為350V,在輸送途中輸電線的電阻為4,損耗的功率為輸出功率的5%,在用戶需用電壓為220V時,求所用升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別為多少?16(12分)如圖18所示,一個半徑為r的半圓形線圈,以直徑ab為軸勻速轉動,轉速為n,ab的左側有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強磁場,磁感應強度為B.M和N是兩個集流環(huán),負載電阻為R,線圈、電流表和連接導線的電阻不計,求:圖18(1)感應電動勢的最大值;(2)從圖示位置起轉過圈的時間內(nèi),負載電阻R上產(chǎn)生的熱量;(3)從圖示位置起轉過圈的時間內(nèi),通過負載電阻R的電荷量;(4)電流表的示數(shù)17(15分)如圖19甲所示,某人設計一種振動發(fā)電裝置,它的結構是一個半徑r為0.1m、20匝的線圈套在軸向形永久磁鐵槽中,磁場中的磁感線均沿半徑方向均勻分布,從右側觀察如圖乙所示已知線圈所在位置磁感應強度B的大小均為0.2T,線圈總電阻為2,它的引出線接有阻值為8的小燈泡L.外力推動與線圈相連的P端使其做往復運動,線圈切割輻向磁場中的磁感線產(chǎn)生感應電流,線圈位移隨時間變化的規(guī)律如圖丙所示(線圈位移取向右為正)圖19(1)在丁圖中畫出感應電流隨時間變化的圖象(在乙圖中取逆時針電流為正);(2)求每一次推動線圈運動過程中的作用力的大?。?3)若不計摩擦等損耗,求該發(fā)電機的輸出功率答案精析1C甲電流周期T甲1 s,乙電流周期T乙2 s,故兩交變電流的頻率之比f甲f乙21,選項A錯誤;Em甲2 V,Em乙6 V,根據(jù)最大值和有效值的關系知E甲E乙13,選項B錯誤;t1 s時,兩線圈中感應電動勢都為0,磁通量的變化率為0,磁通量最大,線圈處于中性面位置,選項C正確,D錯誤2DA、B項中交流電的有效值均為A,C項中電流的有效值為1.5A,D項中電流的有效值為2A,由QI2Rt可知,在相同時間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最大的是D項對應的電流,D項正確3D在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下,變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定因此,當Q位置不動時,輸出電壓U不變,此時P向上滑動,負載電阻值R增大,則輸出電流I減小根據(jù)輸入功率P1等于輸出功率P2,電流表的讀數(shù)I變小,故A、B錯誤;P位置不動,將Q向上滑動,則輸出電壓U變大,I變大,電流表的讀數(shù)變大,則選項C錯誤,D正確;故選D.4C在t0.01s的時刻,電動勢為零,則線圈平面位于中性面,穿過線圈的磁通量最大,選項A錯誤;電動勢的最大值為Em6V,電壓表測量的為有效值,故示數(shù)為EV6V,選項B錯誤;燈泡消耗的功率PW3W,選項C正確;周期為0.02s,瞬時電動勢表達式為eEmsin(t)6sin100t (V)轉速提高一倍后,2n,角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,最大值變成12V,表達式應為e12sin200t (V),選項D錯誤5A由于電源電壓有效值不變,設為U,當在原線圈所在電路上再串聯(lián)一相同燈泡L時,燈L與原線圈分壓,設原線圈兩端的電壓為U1,則U1UUL,其中UL為燈泡L兩端的電壓,ULI1RL,設此時接入副線圈的每只燈泡中的電流為I,則副線圈輸出電流I23I,根據(jù)電流與匝數(shù)關系,得I1I2I,即四只燈泡中的電流相同,功率相同,亮度相同,故選項A正確6C電壓表的示數(shù)應為輸入電壓的有效值,即為220V,A項錯誤;由于變壓器原、副線圈的匝數(shù)一定,因此副線圈輸出電壓一定,電容器C的電容增大,則電容器的容抗減小,因此通過電容器的電流增大,燈L變亮,B項錯誤;Rt所在處出現(xiàn)火警時,溫度升高,Rt的電阻減小,副線圈電路中的電流增大,根據(jù)變壓器的規(guī)律可知,原線圈中的電流也增大,電流表A的示數(shù)增大,C項正確;由于輸入電壓一定,電流增大,由PUI可知,變壓器的輸入功率增大,D項錯誤7BD由u311sin100t(V)知,電壓最大值Um311V,fHz50Hz,1s內(nèi)電流方向改變100次,交流電壓表的示數(shù)為電壓有效值U220V,故選項A錯誤,B正確;電飯鍋的功率為抽油煙機功率的4.5倍,但抽油煙機不是純電阻元件,其熱功率小于200W,故選項C錯誤;電路正常工作時的總功率P1100W,有IA5A,故選項D正確8AD由于變壓器工作原理是通過原線圈的電流發(fā)生變化,則原線圈產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化,故穿過副線圈的磁通量發(fā)生變化,從而在副線圈中產(chǎn)生感應電流,故這種電流表只能測交變電流,而且測量的是交變電流的有效值,故A正確,B錯誤;,由題意可知:當n11時,I20.9A,即,當n13時:,解得:I22.7A,故C錯誤,D正確9AC電流表測量的是電路中電流的有效值I10A,選項A正確由題圖乙可知,T0.02s,所以100rad/s,選項B錯誤t0.01 s時,電流最大,感應電動勢最大,線圈平面與磁場方向平行,選項C正確t0.02 s時,線圈所處的狀態(tài)就是圖示狀況,此時R中電流的方向自左向右,選項D錯誤10AD由題圖乙可知產(chǎn)生的電流為正弦交變電流,iImsint,其中Im0.6A,T0.2s,而10rad/s,則i0.6sin (10t) A,A項正確;nf5r/s,B項錯誤;風速加倍時,角速度增大為原來的兩倍,根據(jù)Im可知電流的最大值增大為原來的兩倍,則風速加倍時電流的表達式為i1.2sin (20t) A,C項錯誤;根據(jù)I,風速加倍時IA0.6A,D項正確11AC12AD變壓器不改變交流電的頻率,降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50Hz,選項A正確;根據(jù)可得U22.5104V,I230A,故線路損耗功率為P線Ir90kW,選項B錯誤;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,將傳感器看成一個等效電阻,等效電阻減小,線路中電流增大,由變流比關系可知輸電線上的電流變大,選項D正確;當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時,輸電線電流增大,分壓增大,降壓變壓器兩端的電壓變小,根據(jù)串聯(lián)分壓,R1兩端電壓增大,故電壓表V的示數(shù)變小,選項C錯誤13(1)連線如圖甲所示(2)RLt關系圖線如圖乙所示(3)115mA5.00V43.563.0解析(3)因為電流表的最小刻度為5mA,故讀數(shù)時只需要精確到1mA,所以電流表的讀數(shù)為115mA,而電壓表的最小刻度為0.1V,故讀數(shù)時要估讀到0.01V,所以電壓表的讀數(shù)為5.00V等效電阻RL43.5,結合RLt圖象可知熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為63.0.14(1)10V(2)解析(1)將R接在理想變壓器的次級線圈兩端時有將R接在直流電源上有P解得U210V(2)原線圈電壓的有效值U1V110V解得15(1)9.8104W(2)解析(1)水推動發(fā)電機葉輪的功率P,又mV所以P,發(fā)電機的輸出功率為P出50%P解得P出50%1.010349.85W9.8104W.(2)輸電線上損耗的功率為P損5%P出5%9.8104W4.9103W又P損I2r所以輸電線中的電流IA35A根據(jù)理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等可知,升壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2V2.8103V所以升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為因為降壓變壓器原線圈兩端的電壓為U12.8103V354V2.66103V降壓變壓器副線圈兩端的電壓為U2220V所以降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為.16(1)2Bnr2(2)(3)(4)解析(1)線圈繞軸勻速轉動時,在電路中產(chǎn)生如圖所示的交變電流此交變電動勢的最大值為EmBSB2n2Bnr2(2)在線圈從圖示位置轉過圈的時間內(nèi),電動勢的有效值為E電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q()2R(3)在線圈從圖示位置轉過圈的時間內(nèi),電動勢的平均值為通過R的電荷量qtt(4)設此交變電動勢在一個周期內(nèi)的有效值為E,由有效值的定義得T,解得E故電流表的示數(shù)為I.17見解析解析(1)由xt圖可知,線圈往返的每次運動都是勻速直線運動,速度大小為v0.8m/s線圈中產(chǎn)生的感應電流的大小恒定不變感應電動勢EnBLv,L2r解得:E2V感應電流I0.2A從題圖中可以看出線圈沿x正方向運動時,產(chǎn)生的感應電流方向在圖乙中為順時針,在線圈沿x負方向運動時,產(chǎn)生的感應電流方向為逆時針,則感應電流隨時間變化的圖象如圖所示(2)因線圈做勻速直線運動,所以每次運動過程中推力等于安培力F推F安F安nILBnI2rB解得:F推0.5N(3)發(fā)電機的輸出功率PI2R20.32W- 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