（江苏专用）2019高考物理一轮复习 单元检测十 交变电流 传感器.docx

单元检测十交变电流传感器考生注意：1本试卷共4页2答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上3本次考试时间90分钟，满分100分4请在密封线内作答，保持试卷清洁完整一、单项选择题(本题共6小题，每小题3分，共计18分每小题只有一个选项符合题意)1(2018苏锡常镇四市教学调研)两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图1中甲、乙所示，则下列说法正确的是()图1A两交变电流的频率之比f甲f乙12B两交变电流电动势的有效值之比E甲E乙31Ct1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零Dt1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上2(2018南京市、盐城市调研)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是()3(2017南京市、盐城市、徐州市、连云港市二模)一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图2所示在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，原线圈上加一电压为U的交流电，则()图2A保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变C保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小D保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大4图3甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示发电机线圈的内阻不计，外接灯泡的电阻为12，则()图3A在t0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为零B电压表的示数为6VC灯泡消耗的电功率为3WD若其他条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈电动势的表达式e12sin100t (V)5(2018黄桥中学第三次段考)如图4所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为31，副线圈接三个相同的灯泡，均能正常发光，若在原线圈所在电路上再串联一相同灯泡L(设电源电压有效值不变)，则()图4A灯L与三灯亮度相同B灯L比三灯都暗C灯L将会被烧坏D无法判断其亮度情况6(2018铜山中学模拟)某一火警报警系统原理图如图5所示，报警器未画出，a、b接在电压u311sin314t (V)的正弦交流电源上，Rt为半导体热敏材料制成的传感器，Rt的电阻随温度升高而减小，下列说法正确的是()图5A电压表V的示数为311VB电容器C的电容增大，灯L变暗CRt所在处出现火警时，电流表A的示数增大DRt所在处出现火警时，变压器输入功率减小二、多项选择题(本题共6小题，每小题4分，共计24分每小题有多个选项符合题意全部选的对得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分)7(2018锦屏中学模拟)如图6所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220V900W”的电饭锅及“220V200W”的抽油烟机现接入u311sin100t (V)的交流电，下列说法正确的是()图6A交流电压表的示数为311VB1s内流过保险丝的电流方向改变100次C电饭锅的热功率是抽油烟机热功率的4.5倍D为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5A8(2017扬州市高三第四次模拟测试)钳形电流表的外形和结构如图7甲所示，图甲中电流表的读数为0.9A，图乙中用同一电缆线绕了3匝，则()图7A这种电流表能测出交变电流的有效值B这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流C这种电流表能测交变电流，图乙的读数为0.3AD这种电流表能测交变电流，图乙的读数为2.7A9图8甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示以下判断正确的是()图8A电流表的示数为10AB线圈转动的角速度为50rad/sCt0.01s时，线圈平面与磁场方向平行Dt0.02s时，电阻R中电流的方向自右向左10(2018苏州市调研)如图9甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则()图9A电流的表达式为i0.6sin (10t) AB磁铁的转速为10r/sC风速加倍时电流的表达式为i1.2sin (10t) AD风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6A11(2018高邮市段考)如图10所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两个互感器若已知甲和乙的原、副线圈匝数比分别为10001和1100，两个电表的示数分别为10A和220V则()图10A电表A是电压表B电表A是电流表C线路输送的电功率为2.2108WD线路输送的电功率为2.2104W12(2018南通市如东县质检)图11甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器升压变压器原、副线圈匝数比为1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW.下列说法正确的是()图11A降压变压器副线圈输出的交流电频率为50HzB未发生火情时，远距离输电线路损耗功率为180kWC当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大三、非选择题(本题共5小题，共计58分)13(10分)(2017南通市第三次调研)对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻Rt，在给定温度范围内，其阻值随温度的变化是非线性的某同学将Rt和两个适当的定值电阻R1、R2连成图12虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻RL的阻值随Rt所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范围为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下RL的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻很大实验中的部分实验数据测量结果如表所示图12温度t/30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值/54.351.047.544.341.037.934.7回答下列问题：(1)根据图12所示的电路，在图13所示的实物图上连线(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系，在图14的坐标纸上作出RLt关系图线图13图14(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图15、16所示，电流表的读数为_，电压表的读数为_此时等效电阻RL的阻值为_；热敏电阻所处环境的温度约为_图15图1614(9分)(2018无锡市调研)有一个阻值为R的电阻，若将它接在电压为U020V的直流电源上，其消耗的功率为P；若将它接在如图17所示的理想变压器的次级线圈两端时，其消耗的功率为.已知变压器输入电压为u220sin100t (V)，不计电阻随温度的变化，求：图17(1)理想变压器次级线圈两端电压的有效值；(2)此变压器原、副线圈的匝数之比15(12分)(2018阜宁中学调研)某河的水流量为4m3/s，水流下落的高度差为5 m现在利用河水来发电，设所用发电机的总效率为50%.(水的密度1.0103 kg/m3，g9.8m/s2)(1)求发电机的输出功率(2)设发电机的输出电压为350V，在输送途中输电线的电阻为4，损耗的功率为输出功率的5%，在用户需用电压为220V时，求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别为多少？16(12分)如图18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的左侧有垂直于纸面向里(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：图18(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过圈的时间内，负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过圈的时间内，通过负载电阻R的电荷量；(4)电流表的示数17(15分)如图19甲所示，某人设计一种振动发电装置，它的结构是一个半径r为0.1m、20匝的线圈套在轴向形永久磁铁槽中，磁场中的磁感线均沿半径方向均匀分布，从右侧观察如图乙所示已知线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T，线圈总电阻为2，它的引出线接有阻值为8的小灯泡L.外力推动与线圈相连的P端使其做往复运动，线圈切割辐向磁场中的磁感线产生感应电流，线圈位移随时间变化的规律如图丙所示(线圈位移取向右为正)图19(1)在丁图中画出感应电流随时间变化的图象(在乙图中取逆时针电流为正)；(2)求每一次推动线圈运动过程中的作用力的大小；(3)若不计摩擦等损耗，求该发电机的输出功率答案精析1C甲电流周期T甲1 s，乙电流周期T乙2 s，故两交变电流的频率之比f甲f乙21，选项A错误；Em甲2 V，Em乙6 V，根据最大值和有效值的关系知E甲E乙13，选项B错误；t1 s时，两线圈中感应电动势都为0，磁通量的变化率为0，磁通量最大，线圈处于中性面位置，选项C正确，D错误2DA、B项中交流电的有效值均为A，C项中电流的有效值为1.5A，D项中电流的有效值为2A，由QI2Rt可知，在相同时间内电阻产生热量最大的是D项对应的电流，D项正确3D在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定因此，当Q位置不动时，输出电压U不变，此时P向上滑动，负载电阻值R增大，则输出电流I减小根据输入功率P1等于输出功率P2，电流表的读数I变小，故A、B错误；P位置不动，将Q向上滑动，则输出电压U变大，I变大，电流表的读数变大，则选项C错误，D正确；故选D.4C在t0.01s的时刻，电动势为零，则线圈平面位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；电动势的最大值为Em6V，电压表测量的为有效值，故示数为EV6V，选项B错误；灯泡消耗的功率PW3W，选项C正确；周期为0.02s，瞬时电动势表达式为eEmsin(t)6sin100t (V)转速提高一倍后，2n，角速度变为原来的2倍，最大值变成12V，表达式应为e12sin200t (V)，选项D错误5A由于电源电压有效值不变，设为U，当在原线圈所在电路上再串联一相同灯泡L时，灯L与原线圈分压，设原线圈两端的电压为U1，则U1UUL，其中UL为灯泡L两端的电压，ULI1RL，设此时接入副线圈的每只灯泡中的电流为I，则副线圈输出电流I23I，根据电流与匝数关系，得I1I2I，即四只灯泡中的电流相同，功率相同，亮度相同，故选项A正确6C电压表的示数应为输入电压的有效值，即为220V，A项错误；由于变压器原、副线圈的匝数一定，因此副线圈输出电压一定，电容器C的电容增大，则电容器的容抗减小，因此通过电容器的电流增大，灯L变亮，B项错误；Rt所在处出现火警时，温度升高，Rt的电阻减小，副线圈电路中的电流增大，根据变压器的规律可知，原线圈中的电流也增大，电流表A的示数增大，C项正确；由于输入电压一定，电流增大，由PUI可知，变压器的输入功率增大，D项错误7BD由u311sin100t(V)知，电压最大值Um311V，fHz50Hz,1s内电流方向改变100次，交流电压表的示数为电压有效值U220V，故选项A错误，B正确；电饭锅的功率为抽油烟机功率的4.5倍，但抽油烟机不是纯电阻元件，其热功率小于200W，故选项C错误；电路正常工作时的总功率P1100W，有IA5A，故选项D正确8AD由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈产生的磁场发生变化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测交变电流，而且测量的是交变电流的有效值，故A正确，B错误；，由题意可知：当n11时，I20.9A，即，当n13时：，解得：I22.7A，故C错误，D正确9AC电流表测量的是电路中电流的有效值I10A，选项A正确由题图乙可知，T0.02s，所以100rad/s，选项B错误t0.01 s时，电流最大，感应电动势最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确t0.02 s时，线圈所处的状态就是图示状况，此时R中电流的方向自左向右，选项D错误10AD由题图乙可知产生的电流为正弦交变电流，iImsint，其中Im0.6A，T0.2s，而10rad/s，则i0.6sin (10t) A，A项正确；nf5r/s，B项错误；风速加倍时，角速度增大为原来的两倍，根据Im可知电流的最大值增大为原来的两倍，则风速加倍时电流的表达式为i1.2sin (20t) A，C项错误；根据I，风速加倍时IA0.6A，D项正确11AC12AD变压器不改变交流电的频率，降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz，选项A正确；根据可得U22.5104V，I230A，故线路损耗功率为P线Ir90kW，选项B错误；当传感器R2所在处出现火警时，将传感器看成一个等效电阻，等效电阻减小，线路中电流增大，由变流比关系可知输电线上的电流变大，选项D正确；当传感器R2所在处出现火警时，输电线电流增大，分压增大，降压变压器两端的电压变小，根据串联分压，R1两端电压增大，故电压表V的示数变小，选项C错误13(1)连线如图甲所示(2)RLt关系图线如图乙所示(3)115mA5.00V43.563.0解析(3)因为电流表的最小刻度为5mA，故读数时只需要精确到1mA，所以电流表的读数为115mA，而电压表的最小刻度为0.1V，故读数时要估读到0.01V，所以电压表的读数为5.00V等效电阻RL43.5，结合RLt图象可知热敏电阻所处环境的温度约为63.0.14(1)10V(2)解析(1)将R接在理想变压器的次级线圈两端时有将R接在直流电源上有P解得U210V(2)原线圈电压的有效值U1V110V解得15(1)9.8104W(2)解析(1)水推动发电机叶轮的功率P，又mV所以P，发电机的输出功率为P出50%P解得P出50%1.010349.85W9.8104W.(2)输电线上损耗的功率为P损5%P出5%9.8104W4.9103W又P损I2r所以输电线中的电流IA35A根据理想变压器的输入功率和输出功率相等可知，升压变压器副线圈两端的电压为U2V2.8103V所以升压变压器原、副线圈的匝数比为因为降压变压器原线圈两端的电压为U12.8103V354V2.66103V降压变压器副线圈两端的电压为U2220V所以降压变压器原、副线圈的匝数比为.16(1)2Bnr2(2)(3)(4)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最大值为EmBSB2n2Bnr2(2)在线圈从图示位置转过圈的时间内，电动势的有效值为E电阻R上产生的热量为Q()2R(3)在线圈从图示位置转过圈的时间内，电动势的平均值为通过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，由有效值的定义得T，解得E故电流表的示数为I.17见解析解析(1)由xt图可知，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动，速度大小为v0.8m/s线圈中产生的感应电流的大小恒定不变感应电动势EnBLv，L2r解得：E2V感应电流I0.2A从题图中可以看出线圈沿x正方向运动时，产生的感应电流方向在图乙中为顺时针，在线圈沿x负方向运动时，产生的感应电流方向为逆时针，则感应电流随时间变化的图象如图所示(2)因线圈做匀速直线运动，所以每次运动过程中推力等于安培力F推F安F安nILBnI2rB解得：F推0.5N(3)发电机的输出功率PI2R20.32W