（講練測(cè)）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10章 交變電流 傳感器單元測(cè)試 （含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

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1、第10章 交變電流 傳感器 【滿分：110分 時(shí)間：90分鐘】 一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中. 1~8題只有一項(xiàng)符合題目要求； 9~12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。） 1．如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則下列說法正確的是： （ ） A．用戶用電器上交流電的頻率是100Hz B．發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500V C．輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D．當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小

2、【答案】D 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)圖象可知交流電的最大值以及周期等物理量，然后進(jìn)一步可求出其瞬時(shí)值的表達(dá)式以及有效值等．同時(shí)由變壓器電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比。 2．如圖，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r=1．0Ω，外接R=9．0Ω的電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=（V），則： （ ） A．該交變電流的頻率為10Hz B．該電動(dòng)勢(shì)的有效值為V C．外接電阻R所消耗的電功率為10W D．電路中理想交流電流表的示數(shù)為1．0A 【答案】D 名師點(diǎn)睛：本題綜合考查了交變電流的有關(guān)知識(shí)

3、、焦耳定律、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用問題，要知道正弦交流電的最大值等于有效值的倍；計(jì)算電功和電功率時(shí)必須要用有效值計(jì)算；此題難度中等。 3．一交變電流的電壓表達(dá)式為u＝100sin120πt（V），由此表達(dá)式可知： （ ） A．用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100V B．該交變電壓的頻率為60Hz C．將該電壓加在100Ω的電阻兩端，則該電阻消耗的電功率為100W D．t＝1/480s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50V 【答案】B 【解析】 從電壓表達(dá)式中得出電壓的最大值為，電壓表顯示的是有效值，為：，故A錯(cuò)誤；從電壓表達(dá)式中得出角頻率為，故頻率，故B正確；將該電壓加在

4、的電阻兩端，則該電阻消耗的電功率為：，故C錯(cuò)誤；時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為，故D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)電壓表達(dá)式中各物理量的含義去分析周期、有效值瞬時(shí)值，由功率公式計(jì)算消耗的電功率。 4．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20:1，原線圈接正弦交流電源上，副線圈接入“3V，6W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光．則： （ ） A．原線圈電壓為3V B．電源輸出功率120W C．電流表的示數(shù)為0．1A D．電流表的示數(shù)為40A 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】在理想的變壓器中的輸入功率和輸出功率的大小相等，電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比。 5．如圖，利用理想變

5、壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線路的電阻不變，當(dāng)用電高峰到來時(shí)： （ ） A．輸電線上損耗的功率減小 B．電壓表V1的示數(shù)減小，電流表A1增大 C．電壓表V2的示數(shù)增大，電流表A2減小 D．用戶功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小 【答案】D 【解析】當(dāng)用電高峰到來時(shí)，用戶消耗的功率變大，則電流表A2讀數(shù)變大，輸電線上的電流變大，輸電線上損耗的功率變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電流表A1增大，因?yàn)榘l(fā)電廠的輸出電壓恒定，則升壓變壓器的次級(jí)電壓不變，即電壓表V1的示數(shù)不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線上的電壓損失變大，故降壓變壓器的初級(jí)電壓減小，次級(jí)電壓也減小，即電壓表V2

6、的示數(shù)減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例，因?yàn)檩旊娋€上的電流增大，則電壓損失增大，U2不變，所以用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例減?。蔇正確．故選D 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道：1、輸送功率與輸送電壓、電流的關(guān)系；2、變壓器原副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系；3、升壓變壓器輸出電壓、降壓變壓器輸入電壓、電壓損失的關(guān)系；4、升壓變壓器的輸出功率、功率損失、降壓變壓器的輸入功率關(guān)系。 6．如圖所示當(dāng)交流電源電壓恒為220V，頻率為50Hz時(shí)，三只燈泡A、B、D的亮度相同，若只將交流電的頻率改為100Hz，則： （ ） A．A 燈最亮

7、 B．B 燈最亮 C．D 燈最亮 D．三只燈泡的亮度依然相同 【答案】B 【名師點(diǎn)睛】三個(gè)支路電壓相同，當(dāng)交流電頻率變化時(shí)，會(huì)影響電感的感抗和電容的容抗，從而影響流過電感和電容的電流。 7．圖中為理想變壓器，接在交變電壓有效值保持不變的電源上，指示燈和完全相同（其阻值均恒定不變），R是一個(gè)定值電阻，電壓表、電流表都為理想電表，開始時(shí)開關(guān)S是斷開的，當(dāng)S閉合后，下列說法正確的是： （ ） A．燈的亮度變亮 B．理想變壓器的輸入功率變大 C．電流表的示數(shù)不變 D．電壓表是示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變小 【答案】B

8、 【解析】 S閉合后相當(dāng)于負(fù)載增多，總電阻減小，副線圈中電流增大，原線圈中的電流也增大，故理想變壓器的輸入功率變大，故B正確C錯(cuò)誤；副線圈電流增大，但副線圈兩端的電壓不變，因此定值電阻的分壓增大，所以燈泡的亮度變暗，故AD錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】斷開開關(guān)，總電阻增大，電流減小，副線圈兩端的電壓由變壓器的匝數(shù)之比和原線圈的輸入電壓有關(guān)，再結(jié)合閉合電路歐姆定律分析燈泡的亮度變化。 8．一小水電站，輸出的電功率為，輸出電壓，經(jīng)理想升壓變壓器變?yōu)殡妷哼h(yuǎn)距離輸送，輸電線總電阻為，最后經(jīng)理想降壓變壓器降為向用戶供電，下列說法正確的是： （ ） A．變壓器的匝數(shù) B．輸電線上的

9、電流為 C．變壓器的匝數(shù) D．輸電線上損失的電功率為 【答案】D 【解析】 【名師點(diǎn)睛】掌握住理想變壓器的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系，理解導(dǎo)線上損失的電壓與導(dǎo)線兩端輸送的電壓區(qū)別，掌握理想變壓器的輸入與輸出功率不變的關(guān)系即可解決本題。 9．某興趣小組用實(shí)驗(yàn)室的手搖發(fā)電機(jī)和理想變壓器給一個(gè)燈泡供電，電路如圖，當(dāng)線圈以較大的轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)是，額定電壓為的燈泡正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時(shí)電功率為P，手搖發(fā)電機(jī)的線圈電阻是r，則有： （ ） A．電流表的示數(shù)是 B．變壓器的原副線圈的匝數(shù)比是 C．變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值 D．手搖發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)

10、最大值是 【答案】AB 【解析】 【名師點(diǎn)睛】理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等，電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比．并利用燈泡正常發(fā)光的電壓與電流的值來構(gòu)建原副線圈的電壓與電流的關(guān)系。 10．矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，線框輸出的交流電電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，下列說法中正確的是： （ ） A．交流電壓的有效值為，頻率為 0．25Hz B．交流電壓的最大值為，頻率為 0．25Hz C．2s末線框平面垂直于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量最大 D．1s末線框平面垂直于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量變化最快 【答案】BC 【解析】根據(jù)圖象可知，交流電壓的最大

11、值為，有效值為，故A錯(cuò)誤；根據(jù)圖象可知，交流電壓的最大值為，周期為；故頻率為，故B正確；末交變電流的電壓為零，線框平面垂直于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量最大，故C正確；由圖象可知，在末，交變電流的電壓最大，所以此時(shí)的線框平面于磁場(chǎng)平行，通過線框的磁通量變化最快，故D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】本題考查了對(duì)交流電圖象的認(rèn)識(shí)，要具備從圖象中獲得有用信息的能力；重點(diǎn)在于找出最大值和周期，再通過公式求解有效值和角速度及頻率等。 11．在圖甲所示的電路中，理想變壓器原線圈兩端的正弦交變電壓變化規(guī)律如圖乙所示．已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2＝10:1，串聯(lián)在原線圈電路中電流表A1的示數(shù)為1A，下列說法正確的

12、是： （ ） A．電壓表V的示數(shù)為 B．變壓器的輸出功率為200W C．變壓器輸出端交流電的頻率為100Hz D．電流表A2的示數(shù)為10A 【答案】BD 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是根據(jù)圖象得到瞬時(shí)值的最大值，然后得到有效值，最后結(jié)合理想變壓器的變壓比公式和變流比公式列式求解。 12．如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 5:1，原線圈接入圖乙所示的電壓，副線圈接火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（報(bào)警器未畫出），電壓表和電流表均為理想電表，R0為定值電阻，R為半導(dǎo)體熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減?。铝姓f法中正確的是： （ ） A．圖乙中電壓

13、的有效值為 B．電壓表的示數(shù)為44V C．R處出現(xiàn)火警時(shí)電流表示數(shù)增大 D．R處出現(xiàn)火警時(shí)電阻R0消耗的電功率增大 【答案】ACD 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)電流的熱效應(yīng)，求解交變電流的有效值是常見題型，要熟練掌握．根據(jù)圖象準(zhǔn)確找出已知量，是對(duì)學(xué)生認(rèn)圖的基本要求，準(zhǔn)確掌握理想變壓器的特點(diǎn)及電壓、電流比與匝數(shù)比的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵。 二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分） 13．（10分）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．5T，匝數(shù)為n=50的矩性線圈，繞轉(zhuǎn)軸OO'垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每匝線圈長(zhǎng)為L(zhǎng)=25cm，寬為d=20cm

14、，線圈每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)3000轉(zhuǎn)，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，從線圈平面經(jīng)過圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，求： （1）寫出交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)值表達(dá)式； （2）若每匝線圈本身電阻r=0．02Ω，外接一只阻值為R=9Ω的電熱器，使線圈和外電路構(gòu)成閉合電路，寫出交流感應(yīng)電流I的瞬時(shí)值表達(dá)式； （3）將一交流電壓表接在R兩端，電壓表示數(shù)為多少？ 【答案】（1）e=125πcos100πt（V）（2）i=12．5πcos100πt（A）（3）U=250V 【解析】 【名師點(diǎn)睛】本題考查了有關(guān)交流電描述的基礎(chǔ)知識(shí)，要能根據(jù)題意寫出瞬時(shí)值的表達(dá)式，知道有效值跟峰值的關(guān)系，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

15、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流．而對(duì)于電表讀數(shù)由交變電的有效值來確定。 14．（10分）某臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為，多匝線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正弦式交流電。當(dāng)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式，其他條件不變，現(xiàn)只將線框轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，發(fā)電機(jī)輸出端接入如圖所示電路。已知發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r=1Ω，，，求： （1）理想交流電壓的示數(shù)； （2）通過電阻的電流的最大值； （3）電阻在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱 【答案】（1）18V（2）（3）600J 【解析】 （1）根據(jù)可得其他條件不變，現(xiàn)只將線框轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍后， 線圈相當(dāng)于電源，電源的電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻r=1Ω， 電壓表測(cè)量的

16、是路端電壓，所以根據(jù)閉合回路歐姆定律可得 【名師點(diǎn)睛】本題的突破口是根據(jù)公式判斷變化后交流電的最大值，然后根據(jù)閉合回路歐姆定律分析解題 15．（15分）某村在較遠(yuǎn)的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW，輸出電壓為500V，輸電導(dǎo)線的總電阻為10Ω，導(dǎo)線上損耗的電功率為4kW，該村的用電電壓是220V． （1）輸電電路如圖所示，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比； （2）如果該村某工廠用電功率為60kW，則該村還可以裝“220V 40W”的電燈多少盞？ 【答案】（1）在用戶需220V電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的匝數(shù)比分別是1：10與240：11

17、； （2）如果用戶計(jì)劃生產(chǎn)用電60kW，其余是照明用電，那么最多可安裝“220V 40W”的電燈900盞 【解析】 （1）根據(jù)如圖所示輸電線路，設(shè)高壓輸電線電流I2，輸電電壓為U2， 由題意可知：P損=I22r=4×103W； 得：I2=20A； 所以有：U2==5×103V； 根據(jù)匝數(shù)與電壓成正比，則有：==； U損=Ir=20×10V=200V； 則有，U3=U2﹣U損=5000﹣200=4800V； 所以，== （2）設(shè)最多安裝n個(gè)40W電燈， 根據(jù)功率相等，則有：P總﹣P損=60×103+40n 解得：n=900個(gè) 【名師點(diǎn)睛】（1）根據(jù)輸電線路圖，由輸電線

18、損耗功率求出輸電電流I2，再由發(fā)電機(jī)輸出功率與輸出電壓求得升壓變壓器的原線圈的電流I1，由是I1，I2得升壓變壓器的匝數(shù)比； 求出升壓變壓器的匝數(shù)比后可求出降壓變壓器的原線圈的電壓，再與用戶電壓結(jié)合求出降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比． （2）根據(jù)總的照明的功率的大小和每盞燈泡的功率可以求得總的燈泡的數(shù)目． 16．（15分）發(fā)電機(jī)輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線電阻為10 Ω．若輸電線中因發(fā)熱 而損失的功率為輸送功率的4%，試求： （1）在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比分別為多少． （2）用戶得到的電功率是多少？

19、 【答案】（1）1：20；240：11 ；（2）96kW 【解析】 所以升壓變壓器中原副線圈的匝數(shù)比為：． 升壓變壓器副線圈兩端的電壓為：． 輸電線路中損失的電壓為：△U=I2R=20×10V=200V 降壓變壓器原線圈中的輸入電壓U3為：U3=U2-△U=（5000-200）V=4800V． 所以降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為：． （2）用戶得到的電功率，即降壓變壓器的輸出功率為：P′=P×（1-4%）=100×96%kW=96kW 【名師點(diǎn)睛】對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電問題，在抓住功率和電壓分配關(guān)系的基礎(chǔ)上，明確理想變壓器的電流與匝數(shù)成反比，電壓與匝數(shù)成正比，想法求得電流與電壓之比是解題的關(guān)鍵。