2020高考物理 章末质量检测（十一）第十一章 交变电流 传感器（含解析）鲁科版

第十一章 交变电流 传感器(时间：40分钟)一、选择题(本题共11小题。18题为单项选择题，911题为多项选择题)1.关于家庭照明电路所用的交流电，下列说法正确的是()A.电流方向每秒钟改变50次B.电压表达式为u220sin(50t) VC.额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用D.耐压为220 V的电容器可以直接接入使用解析家庭照明电路所用的交流电电流方向每秒钟改变100次，选项A错误；电压表达式为u220sin(100t) V，选项B错误；照明电路电压有效值为220 V，所以额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用，选项C正确；电压最大值Um220 V，耐压为220 V的电容器接入照明电路会被击穿，选项D错误。答案C2.(2016江苏单科，4)一自耦变压器如图1所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()图1A.U2U1，U2降低 B.U2U1，U2升高C.U2U1，U2降低 D.U2n2知U2U1；滑动触头从M点顺时针旋转至N点过程，n2减小，则U2降低，选项C正确。答案C3.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图2甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()图2A.t0.005 s时线框的磁通量变化率为零B.t0.01 s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311 VD.线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比，而t0.005 s时e最大，选项A错误；t0.01 s时e0，选项B正确；电动势有效值E311 V220 V，选项C错误；周期T0.02 s，频率f50 Hz，选项D错误。答案B4.现用电压为380 V的正弦式交流电给额定电压为220 V的电灯供电，以下电路中不可能使电灯正常发光的是()解析由图可知，选项A、B中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；选项C为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；选项D为升压变压器，电灯两端的电压要大于380 V，不能正常发光。答案D5.如图3所示，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压稳定的正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法正确的是()图3A.灯泡L1变亮B.灯泡L2变亮C.原线圈两端电压不变D.副线圈两端电压变大解析开关S闭合，副线圈电路增加一并联电路，总电阻减小，所以副线圈中的电流增大，根据变压器规律，可知原线圈电流I1增大，L1变亮，所以选项A正确；灯泡L1的电压UL1I1R增大，由于输入的正弦式交流电压稳定，根据UUL1U1，可知原线圈两端的电压U1减小，则副线圈两端电压U2随着减小，L2变暗，所以选项B、C、D错误。答案A6.(2018河南洛阳三模)某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2。在满足用户正常用电的情况下，下列说法中正确的是 ()A.输电线上损耗的功率为B.输电线上损耗的功率为C.采用更高的电压输电可以减少输电线上损耗的电功率D.采用更高的电压输电会降低输电的效率解析由，可得I1I2，电流I2，则输电线上损耗的功率为P损IR，故A、B错误；采用更高的电压输电，输电导线的电流I1减小，输电线上损耗的功率为P损IR减小，故C正确；由于采用更高的电压输电，减少输电线上损耗的电功率，所以会增加输电的效率，故D错误。答案C7.如图4甲所示，一圆形金属线圈放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B0。现让线圈绕其一条直径以50 Hz的频率匀速转动，较长时间t内产生的热量为Q；若线圈不动，让磁场以图乙所示规律周期性变化，要在t时间内产生的热量也为Q，乙图中磁场变化的周期T以s为单位，数值应为()图4A. B. C. D.解析两种情况下，在相同时间内产生的热量相同，说明电压的有效值相同，现让线圈绕其一条直径以50 Hz的频率匀速转动，电压有效值为E；磁场以图乙所示规律周期性变化，电压有效值为E，解得T s，选项C正确。答案C8.如图5甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2101，L1和L2是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联，为交流电压表。当原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压时，电路稳定后，两只灯泡的亮度相同，则()图5A.与副线圈并联的电压表在t1102 s时的示数为0B.与副线圈并联的电压表在t0.5102 s时的示数为22 VC.当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100 Hz时，灯泡L1变亮，灯泡L2变暗D.当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100 Hz时，灯泡L1变暗，灯泡L2变亮解析变压器不改变交流电的频率和周期，与副线圈并联的电压表的示数为副线圈两端电压的有效值，在不改变其他条件时，其示数不变，为U22 V，A、B错误；正弦交变电压原频率为f50 Hz，当频率变为100 Hz时，容抗XC减小，L1中电流增大，功率增大，灯泡变亮，感抗XL2fL增大，L2中电流减小，功率减小，灯泡变暗，C正确，D错误。答案C9.(2019南师附中模拟)如图6所示，两根间距为20cm的无限长光滑金属导轨，电阻不计，其左端连接一阻值为10 的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为1 T的匀强磁场，磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，一阻值为10 的光滑导体棒，在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动(接触电阻不计)，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则()图6A.回路中产生的是正弦式交变电流B.电压表的示数是2 VC.导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零D.导体棒上消耗的热功率为0.1 W解析由磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，可知导体棒切割磁感线产生正弦式交变电流，故选项A正确；感应电动势最大值EmBLmv2 V，电压表测得是有效值，即为UE1 V，故选项B错误；电流表测得是有效值，所以导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数恒定，不为0，故选项C错误；导体棒上消耗的热功率为P W0.1 W，故选项D正确。答案AD10.(2019福建龙岩模拟)如图7所示，面积为0.02 m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，转动的角速度为100 rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R100 ，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，下列说法正确的是()图7A.线圈中感应电动势的表达式为e50cos(100t)VB.P上移时，电流表示数增大C.t0时刻，电压表示数为100 VD.当原、副线圈匝数比为12时，电阻上消耗的功率为400 W解析矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为EmnBS1000.02100 V100 V，线圈中感应电动势的表达式为e100cos(100t)V，故A错误；P上移时，原线圈的匝数减小，则导致副线圈电压增大，那么副线圈电流也增大，则原线圈的电流会增大，故B正确；由于最大值为有效值的倍，所以交流电的有效值为U100 V，当t0时，电压表示数为100 V，故C错误；当原、副线圈匝数比为12时，副线圈电压有效值为U2200 V，电阻上消耗的功率为P W400 W，故D正确。答案BD11.(2019山东师大附中模拟)如图8所示，在某电路的a、b两端加正弦交变电压uUmsin 100t，已知理想变压器原线圈匝数为n1、副线圈匝数为n2，图中电阻R12R2，V为理想交流电压表。工作过程中，a、b两端的输入功率为R2消耗功率的9倍，则下列说法正确的是()图8A.n1n231B.n1n241C.当t0.005 s时交流电压表示数为D.升高a、b两端电压，R1、R2消耗功率之比不变解析原、副线圈两端的电功率相等，则Pab9PR2PR1PR2，即 PR18PR2，又PR1、PR2，代入得8，解得16，而，故解得，故A错误，B正确；交流电压表示数为交变电流的电压有效值，而原线圈两端电压的有效值为U1，而，解得U2，故C错误；升高a、b两端电压，R1、R2消耗功率之比为，恒定不变，故D正确。答案BD二、非选择题12.如图9所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的IU关系曲线图。图9(1)为了通过测量得到如图9所示IU关系的完整曲线，如图10所示的a和b两个电路中应选择的是图_，简要说明理由：_。(电源电动势为9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0100 )图10(2)在图c所示的电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1250 。则热敏电阻两端的电压为_V；电阻R2的阻值为_。解析由于图中要求测量多组数据，所需电压调节范围较大，且从零开始变化，所以应选用分压电路，即图a；根据欧姆定律可以先求出R1的电流I136 mA，所以热敏电阻和R2电流为I2II134 mA，由图可读出热敏电阻在电流为34 mA时的电压为5.2 V，则R2两端电压为3.8 V，即可求出R2111.8 。答案(1)a电压可从0 V调到所需电压，调节范围较大(2)5.2111.8(111.6112.0均可)- 7 -