2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí)第十章交變電流傳感器章末檢測提升.doc
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2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí)第十章交變電流傳感器章末檢測提升 一、選擇題(本大題共10小題,共40分.在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項是正確的,有的小題有多個選項是正確的.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不選的得0分) 1.下列有關(guān)傳感器的說法中錯誤的是 ( ) A.土耳其大地震時用的生命探測儀利用了生物傳感器 B.“嫦娥二號”衛(wèi)星搭載的立體相機獲取月球數(shù)據(jù)利用了光傳感器 C.電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器 D.火災(zāi)報警器能夠在發(fā)生火災(zāi)時報警是利用了溫度傳感器 答案:D 解析:生命探測儀是利用生物傳感器,立體相機是利用光傳慼器,電子砰是利用壓力傳感器,火災(zāi)報警器是在煙霧濃度達(dá)到一定程度時能夠輸出電信號,使警鈴發(fā)聲或使紅燈閃爍,自動報警,利用了煙霧傳感器而不是利用了溫度傳感器,故A、B、C三項對,D項錯. 2.(多選)某交變電壓為u=6sin 314t(V),則下列說法正確的是 ( ) A.打點計時器接此電源時,打點周期為0.02 s B.耐壓6 V的電容器不能直接接在此電源上 C.此電源能使額定電壓為6 V的小燈泡正常發(fā)光 D.額定電壓為6 V的小燈泡接在此電源上將被燒毀 答案:ABC 解析:根據(jù)u=Umsin ωt和ω=,以及U有效=可知,此交變電流的周期為T=0.02 s,電壓有效值為6 V,小燈泡的額定電壓指的是交流電壓的有效值,而電容器的耐壓值指的是交流電壓的最大值,選項A、B、C正確. 3.圖甲、圖乙分別為兩種電壓的波形,其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化,圖乙所示的電壓是正弦函數(shù)的一部分.下列說法不正確的是( ) A.圖甲、圖乙均表示交流電 B.圖甲所示電壓的瞬時值表達(dá)式為u=20sin100πt C.圖乙所示電壓的有效值為20 V D.圖乙所示電壓的有效值為10 V 答案:C 解析:甲乙兩圖均表示交流電,它們的周期分別為為0.02 s和0.04 s,ω甲==100π,所以甲的電壓瞬時值表達(dá)式為u=20sin 100πt,根據(jù)=T可知乙的電壓有效值為10 V,選項C錯誤. 4.一臺發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極,它們的表面呈半圓柱面形狀.M是圓柱形鐵芯,鐵芯外套有一矩形線圈,線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動.磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場.若從圖示位置開始計時電動勢為正值,下列圖象中能正確反映線圈中感應(yīng)電動勢e隨時間t變化規(guī)律的是( ) 答案:D 解析:由題圖可知發(fā)電機內(nèi)部磁極與鐵芯之間的縫隙中為方向沿半徑的輻向磁場,所以距轉(zhuǎn)軸距離相等的各點磁感應(yīng)強度大小相等,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路中產(chǎn)生大小恒定的感應(yīng)電動勢,A、B兩項錯誤;當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時,回路中感應(yīng)電動勢方向發(fā)生變化,C項錯誤,D項正確. 5.(xx安徽卷)圖示電路中,變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動變阻器.現(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一位置,觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A,電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A,則下列說法正確的是( ) A.電壓表V1示數(shù)增大 B.電壓表V2、V3示數(shù)均增大 C.該變壓器起升壓作用 D.變阻器滑片是按c→d的方向滑動 答案:D 解析:電流表示數(shù)增大,滑動變阻器接入電路的阻值減小,故應(yīng)從c向d滑動,故D項正確;電壓表V1、V2示數(shù)不變,故A、B兩項錯誤;原副線圈中的電流和匝數(shù)成反比,故應(yīng)是降壓變壓器,C項錯誤. 6.如圖所示是一火警報警器的部分電路示意圖,其中R2為用負(fù)溫度系數(shù)的半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器,值班室的顯示器為電路中的電流表,a、b之間接報警器.當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流I及報警器兩端的電壓U的變化情況是 ( ) A.I變大,U變大 B.I變大,U變小 C.I變小,U變小 D.I變小,U變大 答案:C 解析: 出現(xiàn)火情時,環(huán)境溫度升高,使得熱敏電阻R3的電阻減小,總電阻將變小,這部分獲得的電壓減小,即R2兩端電壓減小,所以R2電流減小,電流表讀數(shù)減小,外電路的總電阻減小,所以外電壓即報警器兩端的電壓減小,所以C項正確. 7.(多選)一矩形線圈,在勻強磁場中繞垂直磁感線的對稱軸轉(zhuǎn)動,形成如圖所示的交變電動勢圖象,根據(jù)圖象提供的信息,以下說法正確的是 ( ) A.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為 rad/s B.電動勢的有效值14.1 V C.t=1.010-2 s時,線圈平面和磁場方向的夾角為30 D.t=1.510-2 s時,穿過線圈平面的磁通量最大 答案:ABC 解析:角速度ω== rad/s,A項正確;電動勢的有效值E==14.1 V,B項正確;電動勢的瞬時值e=20sint(V),將t = 1.010-2s代入該式,解得θ=,這是線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過的夾角,故線圈平面和磁場方向的夾角為30,C項正確;t=1.510-2s時,線圈平面與磁場平行,磁通量最小,D項錯. 8.如圖所示,有一矩形線圈的面積為S,匝數(shù)為N,內(nèi)阻不計,繞OO′軸在水平方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器,滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓,副線圈接有可調(diào)電阻R,下列判斷正確的是( ) A.矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=NBSωcos ωt B.矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間時,通過電流表的電荷量為0 C.當(dāng)P位置不動,R增大時,電壓表讀數(shù)也增大 D.當(dāng)P位置向上移動、R不變時,電流表讀數(shù)減小 答案:A 解析:由于線框轉(zhuǎn)動時兩邊同時切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流方向相同,則感應(yīng)電動勢為e=2NBL(L′ω)sin(90-ωt)=NBSωcos ωt,A項正確;矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間時,通過電流表的電荷量為q=,B項錯誤;P位置不動,由于線圈內(nèi)阻不變,輸出電壓不變,電壓表示數(shù)不變,C項錯誤;P位置向上移動,變壓器原、副線圈匝數(shù)比減小,輸出電壓變大,R不變,輸出電流增大,輸入電流也增大,電流表示數(shù)變大,D項錯誤. 9.(多選)如圖所示,邊長為L、匝數(shù)為N,電阻不汁的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動.轉(zhuǎn)軸OO′垂直于磁感線,在線圈外接一含有理想變壓器的電路,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動,下列判斷正確的是 ( ) A.兩電壓表的示數(shù)之比U1∶U2=n1∶n2 B.電壓表V1示數(shù)等于NBωL2 C.當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動時,電壓表V2的示數(shù)變大 D.當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動時,變壓器的輸入功率減小 答案:AD 解析:由理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比可知,A項正確;電壓表V1示數(shù)為電壓的有效值,等于,B項錯誤;當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動時,R的有效阻值增大,U2不變,輸出功率減小,輸入功率減小,C項錯誤,D項正確. 10.(多選)一臺發(fā)電機最大輸出功率為4 000 kW,電壓為4 000 V,經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電.輸電線路總電阻為R=1 kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓,負(fù)載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V 60 W).若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%,變壓器T1和T2的耗損可忽略,發(fā)電機處于滿負(fù)荷工作狀態(tài),則 ( ) A.T1原、副線圈電流分別為103 A和20 A B.T2原、副線圈電壓分別為1.8105 V和220 V C.T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1 D.有6104盞燈泡(220 V、60 W)正常發(fā)光 答案:ABD 解析:遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示, T1原線圈的電流為I1== A=1103 A,輸電線上損失的功率為P損=IR=10%P1,所以I2== A=20 A,選項A正確;T1的匝數(shù)比為===;T1上副線圈的電壓為U2=50U1=2105 V,T2原線圈的電壓為U3=U2-I2R=2105 V-20103 V=1.8105 V,選項B正確;T2上原、副線圈的變壓比為===,選項C錯誤;能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為:N==6104,選項D正確. 二、填空與實驗題(本大題共2小題,共10分.把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答) 11.(4分)(1)某同學(xué)為一城市設(shè)計路燈自動控制電路.要求路燈白天自動熄滅,晚上自動開啟.請你利用所學(xué)過的有關(guān)傳感器的知識在圖中幫他連接好這個自動控制電路. (2)某小組用調(diào)壓變壓器供電測定和描繪一只標(biāo)有“220 V,40 W”的白熾燈燈絲的伏安特性曲線.該變壓器只有一組線圈,繞在閉合的環(huán)形鐵芯上,輸入端接220 V交流電源的火線與零線,輸出端有一個滑片P,移動它的位置,就可以使輸出電壓在0~250 V之間連續(xù)變化,圖中畫出了調(diào)壓變壓器的電路圖符號.實驗室備有交流電壓表(量程300 V、內(nèi)阻約20 kΩ),交流電流表(量程0.6 A、內(nèi)阻約10 Ω),滑動變阻器,開關(guān),導(dǎo)線等實驗器材. 請在圖中完成實驗電路圖.(要求在額定電壓下測得的數(shù)據(jù)誤差盡量小) 答案:(1)如圖所示 (2)如圖所示 .解析:(1)電磁鐵要和直流電源、光敏電阻串聯(lián)成一個回路,路燈通過銜鐵和火線、零線連接,電路如答案圖所示. (2)原線圈和火線、零線連接,開關(guān)應(yīng)串聯(lián)在火線上;左邊接燈泡,電流表內(nèi)接.電表讀數(shù)通過調(diào)壓變壓器調(diào)節(jié),不需要滑動變阻器.電路如答案圖所示. 12.(6分)如圖甲、乙、丙、丁所示是四種常見的電容式傳感器示意圖.電容器的電容C決定于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個因素.如果某一物理量變化能引起上述某個因素的變化,從而引起電容的變化,那么,通過測定電容器的電容就可以確定該物理量的變化. (1)圖甲可用來測定角度θ,當(dāng)動片與定片之間的角度θ變大時,可使電容C________(填“變大”“變小”或“不變”). (2)圖乙可用來測定液面高度h.在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì),放入導(dǎo)電液體中,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的________,導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是________.液面高度h變大時,可使電容C________(填“變大”“變小”或“不變”). (3)圖丙可以測定________.它是通過改變______________________而使電容C發(fā)生變化的. (4)圖丁可以測定位移x.它是通過改變極板間的______,而使電容C發(fā)生變化的. 答案:(1)變小 (2)兩個極板 電介質(zhì) 變大 (3)待測壓力F 極板間距離 (4)電介質(zhì) 解析:(1)題圖甲,是通過動片的旋進(jìn)和旋出來改變電極之間的相對面積使電容C變化的.角度θ變大,電極之間的相對面積減小,故電容C變小.(2)圖乙,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的兩個極板,導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)相當(dāng)于電介質(zhì),液面高度h變大時,相當(dāng)于增大了兩板的正對面積,使電容C變大.(3)圖丙用來測定待測壓力F.壓力F的變化可引起極間距離的變化,從而改變電容C.(4)圖丁是通過改變電介質(zhì)插入板間的多少,即改變電介質(zhì)而使電容C發(fā)生變化的. 三、計算題(本大題共4小題,共50分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13.(10分)一正弦交變電壓的電壓u隨時間t變化的規(guī)律如圖所示. (1)寫出該交變電壓的瞬時值表達(dá)式; (2)求出該交變電壓的有效值; (3)將該交變電壓接在匝數(shù)比為1∶2的理想變壓器原線圈上,副線圈給R=16 Ω的小燈泡供電,求燈泡消耗的功率. 答案:(1)u=10sin 50πt V (2)7.1 V (3)12.5 W 解析:(1)由題中圖象知電壓最大值為10 V,周期為0.04 s, 其角頻率ω==50π rad/s. 所以瞬時值表達(dá)式為u=10sin 50πt V . (2)有效值為U==5 V=7.1 V. (3)副線圈輸出電壓U2=U1=10 V. 小燈泡的功率為P==12.5 W. 14.(14分)三峽水利樞紐工程是流域治理開發(fā)的關(guān)鍵工程,是中國規(guī)模最大的水利工程.樞紐控制的流域面積為1106 km2,占長江流域面積的56%,壩址處年平均流量Q=4.511011 m3.水利樞紐的主要任務(wù)包括防洪、發(fā)電、航運三方面.在發(fā)電方面,三峽電站安裝水輪發(fā)電機組26臺,總裝機容量即26臺發(fā)電機組同時工作時的總發(fā)電功率P=1.82107 kW.年平均發(fā)電量約為W=8.401010 kWh,電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電,以緩解這兩個地區(qū)的供電緊張局面.閱讀上述資料,解答下列問題(水的密度ρ=1.0103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2). (1)請畫出遠(yuǎn)距離輸電的原理圖并在其上用相應(yīng)的符號標(biāo)明相應(yīng)的物理量. (2)若三峽電站上、下游水位差按H=100 m計算,試推導(dǎo)三峽電站將水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率η的公式并計算出效率η的數(shù)值. (3)若26臺發(fā)電機組全部發(fā)電,要達(dá)到年發(fā)電量的要求,每臺發(fā)電機組平均年發(fā)電時間t為多少天? (4)將該電站的電能輸送到華中地區(qū),輸電功率P1=4.5106 kW,采用超高壓輸電,輸電電壓U=500 kV,而發(fā)電機輸出的電壓約為U0=18 kV,要使輸電線上損耗的功率為輸送電功率的5%,求發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比和輸電線路的總電阻. 答案:(1)略 (2)67.1% (3)192.3天 (4)9∶250 2.78 Ω 解析: (1)遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示. (2)電站能量轉(zhuǎn)化的效率η== 效率η=100%≈67.1%. (3)依據(jù)P=可知,每臺發(fā)電機組平均年發(fā)電時間 t== 天≈192.3天. (4)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比==9∶250 由P1=UI得I=9.0103 A 又P損=I2R=5%P1 由以上各式解得R≈2.78 Ω. 15.(12分)圖甲為一理想變壓器,ab為原線圈,ce為副線圈,d為副線圈引出的一個接頭,原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖象如圖乙所示,若只在ce間接一只Rce=400 Ω的電阻,或只在de間接一只Rde=225 Ω的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W. (1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達(dá)式; (2)求只在ce間接400 Ω電阻時,原線圈中的電流I1; (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比. 答案:(1)uab=400sin 200πt (V) (2)0.28 A或 A (3) 解析:(1)由題圖乙知ω=200π rad/s, 電壓瞬時值uab=400sin 200πt (V). (2)電壓有效值U1=200 V, 理想變壓器P1=P2, 原線圈中的電流I1=, 解得I1≈0.28 A(或 A) (3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1,則=, 同理=, 由題意知=, 解得=, 代入數(shù)據(jù)得=. 16.(14分)北京奧運場館的建設(shè)體現(xiàn)了“綠色奧運”的理念.作為北京奧運會主場館之一的國家體育館“鳥巢”擁有9.1萬個座位,其扇型屋面和大面積的玻璃幕墻不僅給人以賞心悅目之感,還隱藏著一座年發(fā)電量約為98 550 kWh時的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),供給體育館內(nèi)的照明燈等使用.假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1105 W.求: (1)按平均每天太陽照射6 h計,該發(fā)電系統(tǒng)一年(365天計)能輸出多少電能? (2)假若輸出電壓為250 V,現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電.所用輸電線的總電阻為R線=8 Ω,要求輸電時在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%,用戶獲得220 V電壓,求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的升壓變壓器 答案:(1)2.19105 kWh(或7.8841011 J) (2)1∶16 解析:(1)該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率 P=1105 W,一年內(nèi)發(fā)電時間 t=3656 h=2 190 h 一年內(nèi)輸出的電能 E=Pt=2.19105 kWh=7.8841011 J (2)依題意作出如圖所示的輸電示意圖. 升壓變壓器原線圈的電流為 I1== A=400 A 設(shè)當(dāng)輸電線上損失的電功率為輸送電功率的5%時,輸電線中的電流為I2,則IR線=5%P 所以I2== A =25 A 升壓變壓囂的匝敏比為 ===1∶16- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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