2019年高考物理总复习 第10章 交流电、传感器测试 新人教版.doc

2019年高考物理总复习 第10章 交流电、传感器测试 新人教版一、选择题(40分)1.(多选)如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则()Aa为电流表，b为电压表Ba为电压表，b为电流表C线路输送电功率为2 200 WD线路输送电功率是2.2106 W解析电压互感器应并联到高压线上，且接高压线的线圈多，而电流互感器应串联到火线上，且接高压线的线圈匝数少，由此可判断，接a的为电压互感器，a为电压表；接b的为电流互感器，b为电流表，故A项错误，B项正确；根据电压、电流关系，可知输电线的电压为U220100 V2.2104 V，电流为I1010 A100 A，所以线路输送的功率是PUI2.2104100 W2.2106 W，故C项错误，D项正确答案BD2(多选)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么()A输电线路上损失的电压与输送电流成正比B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比解析输电线路上损失电压UIR，在R一定时，U和I成正比若U越高，I，I越小，那么U越小输电线路上损失的功率PI2R，当P一定时，I，所以P()2R，即P和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故A、C项正确答案AC3(多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为u20sin100t V氖泡在两端电压达到100 V时开始发光下列说法中正确的有()A开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB开关接通后，电压表的示数为100 VC开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变解析由，得副线圈的输电压u25u100sin100t V此电源的频率为f050 Hz，而氖泡每个周期发光2次，则氖泡的发光频率f氖2f0100 Hz，A项正确；电压表的示数为副线圈输出电压的有效值，故U2100 V，B项正确；交变电压的有效值不变，故电压表V的示数不变，C项错误；断开开关后，变压器的输出功率减小，D项错误答案AB4(单选)(xx重庆)如图所示，理想变压器的原线圈接入u11 000sin 100 t(V)的交变电压，副线圈通过电阻r6 的导线对“220 V,880 W”的电器R1供电，该电器正常工作由此可知()A原、副线圈的匝数比为50：1B交变电压的频率为100 HzC副线圈中电流的有效值为4 AD变压器的输入功率为880 W解析由PUI，可得I4 A，C项正确；根据UrIr24 V，得副线圈电压U2ULUr244 V，再由，可得n1：n245：1，A项错误；由u11 000sin100t(V)及f，可得f50 Hz，B项错误；因导线电阻消耗电能，故变压器输入功率为PPLI2r976 W，D项错误答案C5(单选)(2011课标全国)如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为1：2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W，原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则()AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU110 V，I0.2 A DU110 V，I0.2 A解析由灯泡正常发光可知，U220 V，I0.1 A；UU110 V，II0.2 A，故A项正确答案A6(单选)如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲：W乙为()A1： B1：2C1：3 D1：6解析电功的计算中，I要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得()2R21020()2R2102IR6102，得I1 A；图乙中，I的值不变，I21 A，由WUItI2Rt，可以得到W甲：W乙1：3.答案C7(多选)(xx四川)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1 A那么()A线圈消耗的电功率为4 WB线圈中感应电流的有效值为2 AC任意时刻线圈中的感应电动势为e4costD任意时刻穿过线圈的磁通量为sint解析从线圈平面平行于磁感线开始计时，交变电流的感应电动势的表达式为eEmcost，则感应电流icos，由题给条件有：1，解得Em4 V，则Im2 A，I有效 A，线圈消耗的电功率PIR4 W，所以A项正确，B项错误；e4cost4cost，故C项正确由EmBSm，得m，故任意时刻sint，故D项错误答案AC8(多选)(xx江苏)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关S，从而切断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()A家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关S将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关S将被电磁铁吸起解析由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零，选项A正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2的磁通量的变化，选项B正确，选项C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，使电磁铁吸起开关S，切断家庭电路，选项D正确答案ABD9(单选)如图所示，面积均为S的单线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是()解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsint，由这一原理可判断，A图中感应电动势为eBSsint；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直答案A10(单选)如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u220sin100t(V)，原、副线圈的匝数比n1：n210：1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的则当S闭合后()A. 表示数不变，示数为22 VB. 表示数不变，示数为22 VC灯泡L两端的电压将变大D电流表A的示数一定为0解析由，可知表示数不变，U222 V，A项正确，B项错误；电路中的电流是交变电流，因此它可以通过电容器C，的示数一定不为零，D项错误；S闭合后，电容器C中有电流流过，相当于给L并联了一个用电器，负载总电阻减小，总电流增大，R分压变大，L两端电压将变小，C项错误答案A二、实验题(20分)11一些材料的电阻随温度的升高而变化如图甲所示是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象若用该电阻与电池(电动势E1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA，内阻不计)、电阻箱R串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”(1)电流刻度较大处对应的温度刻度_(选填“较大”或“较小)(2)若电阻箱阻值R150 ，当电流为5 mA时对应的温度为_.解析由图甲可知，电阻R随摄氏温度t的升高而增大，由闭合电路欧姆定律知，回路中电流随电阻增大而减小，所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小，若电阻箱阻值R150 ，当电流为5 mA时由闭合电路欧姆定律可知，回路总电阻R总E/I300 ，RR总R150 ，由图甲可知，解得t50，即对应的温度为50 .答案(1)较小(2)5012(xx江西南昌模拟)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图甲的实物图上连线(2)实验的主要步骤：正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，_，_，断开开关；重复第步操作若干次，测得多组数据(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图乙的Rt关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的Rt关系式：R_t()(保留三位有效数字)解析改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变，从图线知R与t成线性关系，且纵轴上截距(当t0 时)R100 ，斜率为0.395，所以R1000.395t()答案(1)实物连线图如下图(2)记录温度计数值记录电压表数值(3)1000.395三、计算题(40分)13(xx扬州模拟)如图所示，边长为L的正方形线圈abcd，其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始，以角速度绕OO轴匀速转动求闭合电路中感应电动势的瞬时表达式解析初始时刻，线圈平面处在中性面，穿过线圈的磁通量最大为BL2，线圈中的感应电动势为0，即t0时，e0，闭合电路中感应电动势的瞬时表达式enBL2sint.答案enBL2sint14在一支氖管两端加一个正弦交流电压u50sin(314t) V当氖管两端电压达到或超过U025 V时，氖管就能发光求在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为多少？解析由和314 rad/s，解得此交流电的一个周期为T0.02 s，当氖管两端电压达到或超过U025 V时，氖管就能发光则此交流电在一个周期内氖管的发光时间为，即0.01 s.答案0.01 s15.如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量；(4)电流表的示数解析(1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流此交变电动势的电大值为EmBSB2n2Bnr2(2)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的有效值为E电阻R上产生的热量Q()2R(3)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的平均值为E通过R的电荷量qtt(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，由有效值定义，得T，解得EEm故电流表示数为I答案(1)2Bnr2(2)(3)(4)16(xx滨州模拟)三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v13 m/s的速度流入水轮机后以v21 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低10 m，水流量为Q103 m3/s.水轮机效率为75%，发电机效率为80%，(g10 m/s2)试问：(1)发电机的输出功率是多少？(2)如果发电机输出电压为240 V，用户所需电压为220 V，输电线路中能量损耗为5%，输电线的电阻共为12 ，那么所用升、降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？解析(1)水轮机的输出功率及发电机的输入功率为P1(QghQ)75%7.8107 W发电机的输出功率P0P180%6.24107 W(2)输电示意图如图所示，发电机输出的电流I1 A2.6105 A输电导线中的热损耗P耗P05%3.12106 W输电线路中的电流I2 A510 A所以升压变压器T1的原副线圈匝数比降压变压器T2的输出功率PP0P耗5.928107 WT2的输出电流I3 A2.7105 A所以降压变压器T2的原副线圈匝数比5.3102答案(1)6.24107 W(2)1：5105.3102：1