（江蘇專用）2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元檢測十 交變電流 傳感器

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(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學(xué)號填寫在相應(yīng)位置上3本次考試時(shí)間90分鐘，滿分100分4請?jiān)诿芊饩€內(nèi)作答，保持試卷清潔完整一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題3分，共計(jì)18分每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1(2018·蘇錫常鎮(zhèn)四市教學(xué)調(diào)研)兩矩形線圈分別在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時(shí)間t的變化關(guān)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(shí)，兩線圈中的磁通量的變化率均為零Dt1s時(shí)，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(shí)間變化的情況如圖所示，在相同時(shí)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(shí)，電流表的讀數(shù)變大B保持Q位置不動，將P向上滑動時(shí)，電流表的讀數(shù)不變C保持P位置不動，將Q向上滑動時(shí)，電流表的讀數(shù)變小D保持P位置不動，將Q向上滑動時(shí)，電流表的讀數(shù)變大4圖3甲是一臺小型發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢e隨時(shí)間t變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)阻不計(jì)，外接燈泡的電阻為12，則()圖3A在t0.01s時(shí)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(zhuǎn)速提高一倍，則線圈電動勢的表達(dá)式e12sin100t (V)5(2018·黃橋中學(xué)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(gè)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(shè)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(xué)模擬)某一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖如圖5所示，報(bào)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(dǎo)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(shí)，電流表A的示數(shù)增大DRt所在處出現(xiàn)火警時(shí)，變壓器輸入功率減小二、多項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共計(jì)24分每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意全部選的對得4分，選對但不全的得2分，錯(cuò)選或不答的得0分)7(2018·錦屏中學(xué)模擬)如圖6所示，某電路上接有保險(xiǎn)絲、交流電壓表、“220V900W”的電飯鍋及“220V200W”的抽油煙機(jī)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(xiǎn)絲的電流方向改變100次C電飯鍋的熱功率是抽油煙機(jī)熱功率的4.5倍D為保證電路正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5A8(2017·揚(yáng)州市高三第四次模擬測試)鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)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(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，為交流電流表線圈繞垂直于磁場的水平軸OO沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖甲所示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)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(zhuǎn)動的角速度為50rad/sCt0.01s時(shí)，線圈平面與磁場方向平行Dt0.02s時(shí)，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(fēng)力發(fā)電的簡易模型，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)葉帶動與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比某一風(fēng)速時(shí)，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(dá)式為i0.6sin (10t) AB磁鐵的轉(zhuǎn)速為10r/sC風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i1.2sin (10t) AD風(fēng)速加倍時(shí)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(gè)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(gè)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2.2×108WD線路輸送的電功率為2.2×104W12(2018·南通市如東縣質(zhì)檢)圖11甲為遠(yuǎn)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(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100.降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)未出現(xiàn)火警時(shí)，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(shí)，遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為180kWC當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大D當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，輸電線上的電流變大三、非選擇題(本題共5小題，共計(jì)58分)13(10分)(2017·南通市第三次調(diào)研)對溫度敏感的半導(dǎo)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(xué)將Rt和兩個(gè)適當(dāng)?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(yàn)證這個(gè)設(shè)計(jì)，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(shí)驗(yàn)中的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測量結(jié)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(shí)物圖上連線(2)為了檢驗(yàn)RL與t之間近似為線性關(guān)系，在圖14的坐標(biāo)紙上作出RLt關(guān)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(shí)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(gè)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(shí)，其消耗的功率為.已知變壓器輸入電壓為u220sin100t (V)，不計(jì)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(xué)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(shè)所用發(fā)電機(jī)的總效率為50%.(水的密度1.0×103 kg/m3，g9.8m/s2)(1)求發(fā)電機(jī)的輸出功率(2)設(shè)發(fā)電機(jī)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(shí)，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(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求：圖18(1)感應(yīng)電動勢的最大值；(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過圈的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過圈的時(shí)間內(nèi)，通過負(fù)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(shè)計(jì)一種振動發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)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(cè)觀察如圖乙所示已知線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)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(fù)運(yùn)動，線圈切割輻向磁場中的磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈位移隨時(shí)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(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象(在乙圖中取逆時(shí)針電流為正)；(2)求每一次推動線圈運(yùn)動過程中的作用力的大小；(3)若不計(jì)摩擦等損耗，求該發(fā)電機(jī)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(xiàng)A錯(cuò)誤；Em甲2 V，Em乙6 V，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系知E甲E乙13，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t1 s時(shí)，兩線圈中感應(yīng)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(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤2DA、B項(xiàng)中交流電的有效值均為A，C項(xiàng)中電流的有效值為1.5A，D項(xiàng)中電流的有效值為2A，由QI2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最大的是D項(xiàng)對應(yīng)的電流，D項(xiàng)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(dāng)Q位置不動時(shí)，輸出電壓U不變，此時(shí)P向上滑動，負(fù)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(cuò)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(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；故選D.4C在t0.01s的時(shí)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(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)B錯(cuò)誤；燈泡消耗的功率PW3W，選項(xiàng)C正確；周期為0.02s，瞬時(shí)電動勢表達(dá)式為eEmsin(t)6sin100t (V)轉(zhuǎn)速提高一倍后，2n，角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，最大值變成12V，表達(dá)式應(yīng)為e12sin200t (V)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5A由于電源電壓有效值不變，設(shè)為U，當(dāng)在原線圈所在電路上再串聯(lián)一相同燈泡L時(shí)，燈L與原線圈分壓，設(shè)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(shè)此時(shí)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(guān)系，得I1·I2I，即四只燈泡中的電流相同，功率相同，亮度相同，故選項(xiàng)A正確6C電壓表的示數(shù)應(yīng)為輸入電壓的有效值，即為220V，A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；Rt所在處出現(xiàn)火警時(shí)，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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；電飯鍋的功率為抽油煙機(jī)功率的4.5倍，但抽油煙機(jī)不是純電阻元件，其熱功率小于200W，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電路正常工作時(shí)的總功率P1100W，有IA5A，故選項(xiàng)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(yīng)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(cuò)誤；，由題意可知：當(dāng)n11時(shí)，I20.9A，即，當(dāng)n13時(shí)：，解得：I22.7A，故C錯(cuò)誤，D正確9AC電流表測量的是電路中電流的有效值I10A，選項(xiàng)A正確由題圖乙可知，T0.02s，所以100rad/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤t0.01 s時(shí)，電流最大，感應(yīng)電動勢最大，線圈平面與磁場方向平行，選項(xiàng)C正確t0.02 s時(shí)，線圈所處的狀態(tài)就是圖示狀況，此時(shí)R中電流的方向自左向右，選項(xiàng)D錯(cuò)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(xiàng)正確；nf5r/s，B項(xiàng)錯(cuò)誤；風(fēng)速加倍時(shí)，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(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i1.2sin (20t) A，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)I，風(fēng)速加倍時(shí)IA0.6A，D項(xiàng)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(xiàng)A正確；根據(jù)可得U22.5×104V，I230A，故線路損耗功率為P線Ir90kW，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，將傳感器看成一個(gè)等效電阻，等效電阻減小，線路中電流增大，由變流比關(guān)系可知輸電線上的電流變大，選項(xiàng)D正確；當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，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(xiàng)C錯(cuò)誤13(1)連線如圖甲所示(2)RLt關(guān)系圖線如圖乙所示(3)115mA5.00V43.563.0解析(3)因?yàn)殡娏鞅淼淖钚】潭葹?mA，故讀數(shù)時(shí)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(shí)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(jié)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(shí)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)9.8×104W(2)解析(1)水推動發(fā)電機(jī)葉輪的功率P，又mV所以P，發(fā)電機(jī)的輸出功率為P出50%P解得P出50%×1.0×103×4×9.8×5W9.8×104W.(2)輸電線上損耗的功率為P損5%P出5%×9.8×104W4.9×103W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U2V2.8×103V所以升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為因?yàn)榻祲鹤儔浩髟€圈兩端的電壓為U12.8×103V35×4V2.66×103V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(zhuǎn)動時(shí)，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EmBSB··2n2Bnr2(2)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過圈的時(shí)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(zhuǎn)過圈的時(shí)間內(nèi)，電動勢的平均值為通過R的電荷量q·t·t(4)設(shè)此交變電動勢在一個(gè)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(yùn)動都是勻速直線運(yùn)動，速度大小為v0.8m/s線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小恒定不變感應(yīng)電動勢EnBLv，L2r解得：E2V感應(yīng)電流I0.2A從題圖中可以看出線圈沿x正方向運(yùn)動時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在圖乙中為順時(shí)針，在線圈沿x負(fù)方向運(yùn)動時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，則感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象如圖所示(2)因線圈做勻速直線運(yùn)動，所以每次運(yùn)動過程中推力等于安培力F推F安F安nILBnI·2r·B解得：F推0.5N(3)發(fā)電機(jī)的輸出功率PI2R20.32W13