一輪單元訓(xùn)練金卷高三物理第十二單元 交變電流 傳感器測試題

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1、一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(A)卷 第十二單元 交變電流 傳感器 注意事項(xiàng)： 1、答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2、選擇題的作答：每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3、非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4、考試結(jié)束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、選擇題：本題共10小題,每小題5分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1～6題只有一項(xiàng)符合題目要求,第7～10題

2、有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分。 1、如圖甲所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的交流電如圖乙所示,設(shè)沿abcda方向?yàn)殡娏髡较?則(　　) A、乙圖中Oa時(shí)間段對應(yīng)甲圖中A至B圖的過程 B、乙圖中c時(shí)刻對應(yīng)甲圖中的C圖 C、若乙圖中d等于0.02 s,則1 s內(nèi)電流的方向改變了50次 D、若乙圖中b等于0.02 s,則交流電的頻率為50 Hz 2、(2018·東北三校聯(lián)考)關(guān)于圖甲、乙、丙、丁,下列說法正確的是(　　) A、圖甲中電流的峰值為2 A,有效值為 A,周期為5 s B、圖乙中電流的峰值為

3、5 A,有效值為2.5 A C、圖丙中電流的峰值為2 A,有效值為 A D、圖丁中電流的最大值為4 A,有效值為 A,周期為2 s 3.如圖,實(shí)驗(yàn)室一臺手搖交流發(fā)電機(jī),內(nèi)阻r＝1.0 Ω,外接R＝9.0 Ω的電阻、閉合開關(guān)S,當(dāng)發(fā)電機(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e＝10sin 10πt(V),則(　　) A、該交變電流的頻率為10 Hz B、該電動(dòng)勢的有效值為10 V C、外接電阻R所消耗的電功率為10 W D、電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0 A 4、如圖甲所示,為一種調(diào)光臺燈電路示意圖,它通過雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)亮度、給該臺燈接220 V的正弦交

4、流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示,則此時(shí)交流電壓表的示數(shù)為(　　) A、220 V　　　　　　　　 B、110 V C. V D、 V 5.一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5∶1,原線圈接入電壓為220 V的正弦交流電,各元件正常工作,一個(gè)理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在副線圈上,如圖所示,電壓表和電流表均為理想交流電表、則下列說法正確的是(　　) A、原、副線圈中的電流之比為5∶1 B、電壓表的讀數(shù)約為44 V C、若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20 Ω,則1分鐘產(chǎn)生的熱量為2 904 J D、若將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng),則兩電表讀數(shù)均增大 6、(2018·唐

5、山模擬)如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1,原線圈接在u＝220sin 100πt(V)的交流電源上,副線圈一端接有R＝55 Ω的負(fù)載電阻、熔斷電流為1 A的保險(xiǎn)絲和一個(gè)燈泡D,電流表為理想電表、下列說法正確的是(　　) A、S斷開時(shí),原線圈中電流表的讀數(shù)為 A B、S斷開時(shí),原線圈的輸入功率為220 W C、副線圈中輸出交流電的周期為50 s D、S閉合時(shí),燈泡D正常發(fā)光,原線圈中電流表讀數(shù)不會(huì)超過1.5 A 7、如圖是手機(jī)充電器的內(nèi)部電路核心部分的簡化模型,將變壓器和二極管都視為理想元件,已知變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為20∶1,A、B端輸入電壓為U1＝220sin

6、 100πt(V),對于輸出端CD(OD為副線圈的中心抽頭)(　　) A、輸出電壓的有效值為11 V B、輸出電壓的有效值為5.5 V C、CD端的輸出功率和AB端的輸入功率之比為1∶2 D、CD端的輸出功率和AB端的輸入功率之比為1∶1 8、(2017·高考江蘇卷)某音響電路的簡化電路圖如圖所示,輸入信號既有高頻成分,也有低頻成分,則(　　) A、電感L1的作用是通高頻 B、電容C2的作用是通高頻 C、揚(yáng)聲器甲用于輸出高頻成分 D、揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分 9、圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場,A為交流電流表,線圈繞垂直于磁場的水

7、平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從圖示位置開始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,以下判斷正確的是(　　) A、電流表的示數(shù)為10 A B、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50π rad/s C、0.01 s時(shí)線圈平面與磁場方向平行 D、0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左 10.(2018·東北三校聯(lián)考)如圖所示,空間中有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場,磁場方向豎直向下,在其間豎直放置兩彼此正對的相同金屬圓環(huán),兩環(huán)相距L,用導(dǎo)線將環(huán)與外電阻相連,現(xiàn)用外力使金屬桿沿兩環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓環(huán)半徑為R,桿轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω,金屬桿和電阻的阻值均為r,其他電阻不計(jì),則(　

8、　) A、當(dāng)金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,流過外 電阻的電流先變大后變小 B、當(dāng)金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,流過外 電阻的電流先變小后變大 C、流過外電阻電流的有效值為 D、流過外電阻電流的有效值為 二、非選擇題：本大題共4小題,共60分。按題目要求作答。解答題應(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(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 11、(1)利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器,一般體積很小,可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化,反應(yīng)快,而且精確度高、 ①如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個(gè)電

9、路,其他因素不變,只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低,電路中電流將變________(選填“大”或“小”)、 ②上述電路中,我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度,就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度、如果刻度盤正中的溫度為20 ℃(如圖甲所示),則25 ℃的刻度應(yīng)在20 ℃的刻度的________(選填“左”或“右”)側(cè)、 ③為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化,請?jiān)趫D乙中用圖中的器材(可增加元器件)設(shè)計(jì)一個(gè)電路、 (2)圖甲為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路,電源電壓恒定,電流表內(nèi)阻不計(jì),開關(guān)閉合后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使小燈泡發(fā)光逐漸增強(qiáng),測得流過電阻的電流和光強(qiáng)的

10、關(guān)系曲線如圖所示,試根據(jù)這一特性,由圖丙中給定的器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路、 12、如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(gè)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(shí)值uab的表達(dá)式； (2)求只在ce間接400 Ω電阻時(shí),原線圈中的電流I1； (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比. 13. (2018·武漢模擬)在遠(yuǎn)距離輸電時(shí),要考慮盡量減少輸電線上的功率損失、有一個(gè)小型發(fā)電站,輸

11、送的電功率為P＝500 kW,當(dāng)使用U＝5 kV的電壓輸電時(shí),測得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kW·h.求： (1)輸電效率η和輸電線的總電阻r； (2)若想使輸電效率提高到98%,又不改變輸電線,那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？ 14、發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V,輸出電功率為44 kW,輸電導(dǎo)線的電阻為0.2 Ω,如果用原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10 的升壓變壓器升壓,經(jīng)輸電線路后,再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶、 (1)畫出全過程的線路圖； (2)求用戶得到的電壓和功率； (3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶,求用戶

12、得到的功率和電壓、 一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(A)卷 第十二單元 交變電流 傳感器 答 案 1.【答案】A 【解析】選A.由交變電流的產(chǎn)生原理可知,甲圖中的A、C兩圖中線圈所在的平面為中性面,線圈在中性面時(shí)電流為零,再經(jīng)過1/4個(gè)周期電流達(dá)到最大值,再由楞次定律判斷出電流的方向,因此甲圖中A至B圖的過程電流為正且從零逐漸增大到最大值,A正確；甲圖中的C圖對應(yīng)的電流為零,B錯(cuò)誤；每經(jīng)過中性面一次線圈中的電流方向?qū)⒁淖円淮?所以一個(gè)周期以內(nèi)電流方向要改變兩次,所以在乙圖中對應(yīng)Od段等于交變電流的一個(gè)周期,若已知d等于0.02 s,則頻率為50 Hz,1

13、s內(nèi)電流的方向?qū)⒏淖?00次,C錯(cuò)誤；而D選項(xiàng)頻率應(yīng)該是25 Hz. 2.【答案】B 【解析】選B.圖甲是正弦式交變電流圖線,峰值(最大值)為2 A,有效值是峰值的,即 A,周期為4 s,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙電流大小改變但方向不變,所以不是交變電流,計(jì)算有效值時(shí)因?yàn)闊嵝?yīng)與電流方向無關(guān),所以仍是峰值的,即2.5 A,所以B選項(xiàng)正確；圖丙是圖甲減半的脈沖電流,有效值不可能為峰值的,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；圖丁是交變電流圖線,周期為2 s,根據(jù)有效值定義則有：42×R×＋32×R×＝I2RT,解得電流有效值I＝2.5 A,所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤、 3.【答案】D 【解析】選D.因e＝10sin 10πt(

14、V),故ω＝10π rad/s,f＝＝5 Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；Em＝10 V,故其有效值E＝＝10 V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；交流電表的示數(shù)及功率的計(jì)算均要用有效值,因此電路中理想交流電流表A的示數(shù)I＝＝1.0 A,選項(xiàng)D正確；外接電阻R所消耗功率為P＝I2R＝1.02×9 W＝9 W,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、 4.【答案】B 【解析】選B.設(shè)電壓的有效值為U,根據(jù)有效值定義有·＝T,解得U＝110 V,則B正確、 5.【答案】C 【解析】選C.理想二極管的特點(diǎn)是正向的電流通過時(shí)電阻很小,反向的電流通過時(shí)電阻很大,認(rèn)為斷路,理想二極管的作用是只允許正向的電流通過、由于原、副線圈中的電流之比與匝數(shù)之比成反比,所

15、以電流之比為1∶5,A選項(xiàng)錯(cuò)誤；原、副線圈的電壓之比和匝數(shù)之比成正比,所以副線圈兩端電壓為U2＝44 V,但二極管具有單向?qū)щ娦?根據(jù)有效值的定義有×＝×T,從而求得電壓表兩端電壓有效值為U＝22 V,B選項(xiàng)錯(cuò)誤；1 min產(chǎn)生的熱量為Q＝t＝2 904 J,C選項(xiàng)正確；將滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng),接入電路中的阻值變小,但對原、副線圈兩端的電壓無影響,即電壓表的讀數(shù)不變,電流表的讀數(shù)變大,所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤、 6.【答案】D 【解析】選D.由交流電源瞬時(shí)值表達(dá)式可知其原線圈兩端電壓的有效值為220 V,根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律＝可知,副線圈輸出電壓有效值為U2＝110 V,由歐姆定律可知通過電阻的

16、電流I2＝＝2 A,由變壓器變流規(guī)律＝可知,原線圈輸入電流為1 A,故電流表示數(shù)為1 A,A項(xiàng)錯(cuò)誤；原線圈的輸入功率P1＝U1I1＝220 W,B項(xiàng)錯(cuò)誤；變壓器不改變交流電的周期,由瞬時(shí)值表達(dá)式可知,交流電的周期為0.02 s,C項(xiàng)錯(cuò)誤；通過燈泡的電流有效值最大為1 A,故通過副線圈的最大電流為3 A,由變壓器變流規(guī)律可知,原線圈輸入電流有效值最大為1.5 A,故D項(xiàng)正確、 7.【答案】BD 【解析】選BD.由于OD為副線圈的中心抽頭,AB與CD線圈匝數(shù)之比為40∶1,則線圈CD間電壓的最大值為 V,而本題中的兩個(gè)二極管相當(dāng)于把CD之間的交變電壓的負(fù)半部分對稱地變?yōu)檎氩糠?這樣交變電流就

17、全部變?yōu)檎?且周期為原來的一半,因而有效值為5.5 V,A錯(cuò)誤,B正確、變壓器AB端的輸入功率等于CD端的輸出功率,因而C錯(cuò)誤,D正確、 8.【答案】BD 【解析】選BD.電感線圈有通低頻、阻高頻的作用,因此A項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器有通高頻、阻低頻的作用,因此B項(xiàng)正確；由此可以判斷,揚(yáng)聲器甲主要用于輸出低頻成分,揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確、 9.【答案】AC 【解析】選AC.根據(jù)i－t圖象可知,電流最大值Im＝10 A,有效值I＝＝10 A,選項(xiàng)A正確；交變電流的周期T＝2×10－2 s,角速度ω＝＝100π rad/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從圖示位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),經(jīng)0.01 s線圈

18、回到水平狀態(tài),線圈平面與磁場方向平行,選項(xiàng)C正確；根據(jù)右手定則,在0.02 s時(shí),線圈經(jīng)過一個(gè)周期,即在圖示位置,電阻R中的電流方向自左向右,因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤、 10.【答案】BC 【解析】選BC.金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,垂直磁場方向的分速度先減小再增大,因而流過外電阻的電流先減小再增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確；桿沿圓環(huán)的勻速率運(yùn)動(dòng)等效為以兩環(huán)圓心連線為轉(zhuǎn)動(dòng)軸、長為L、寬為R的矩形線框的勻速轉(zhuǎn)動(dòng),因此產(chǎn)生正弦交流電,遵守I＝的關(guān)系、電動(dòng)勢的最大值為Em＝BLωR,Im＝,I＝＝,故選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤、 11.【答案】(1)①小?、谟摇、垡娊馕鰣D　(2)見解析 【解析】(1

19、)①因?yàn)闇囟冉档蜁r(shí),負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大,故電路中電流會(huì)減小、 ②由①的分析知,溫度越高,電流越大,25 ℃的刻度應(yīng)對應(yīng)較大電流,故在20 ℃的刻度的右側(cè)、 ③電路如圖所示 (2)由光敏電阻的特性曲線可以看出,當(dāng)入射光增強(qiáng)時(shí),流過光敏電阻的電流增大,光敏電阻的阻值減小、根據(jù)題意設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路,如圖所示、 控制過程是：當(dāng)有光照時(shí),放大器輸出一個(gè)較大的電流,驅(qū)動(dòng)電磁繼電器吸引銜鐵使兩個(gè)觸點(diǎn)斷開；當(dāng)無光照時(shí),放大器輸出電流減小,電磁繼電器釋放銜鐵,使兩個(gè)觸點(diǎn)閉合,工作電路接通,電燈開始工作、 12.【答案】見解析 【解析】(1)由題圖乙知ω＝200π rad/s,U

20、m＝400 V 電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為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. (3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1,＝,同理＝ 由題意知＝,解得＝ 代入數(shù)據(jù)得＝. 13.【答案】(1)60%　20 Ω　(2)22.4 kV 【解析】　(1)輸送功率P＝500 kW,一晝夜輸送電能E＝Pt＝12 000 kW·h 由題知輸電線上損失的電能ΔE＝4 800 kW·h 終點(diǎn)得到的電能E′＝E－ΔE＝7 200 kW·h 所以輸電效率η＝×100%＝60% 輸電線上的電流I＝＝10

21、0 A 輸電線損耗功率Pr＝I2r 其中Pr＝＝200 kW 得r＝20 Ω. (2)輸電線上損耗功率Pr＝r∝ 原來Pr＝200 kW,現(xiàn)在要求P′r＝10 kW 代入數(shù)據(jù)解得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U′≈22.4 kV. 14.【答案】見解析 【解析】(1)線路圖如圖所示： (2)升壓變壓器副線圈上的輸出電壓 U2＝U1＝2 200 V 升壓變壓器副線圈上的輸出電流I2＝I1 升壓變壓器原線圈上的輸入電流,由P＝U1I1得 I1＝＝ A＝200 A 所以I2＝I1＝×200 A＝20 A. 輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為 UR＝I2R＝4 V PR＝IR＝0.08 kW 降壓變壓器原線圈上的輸入電流和電壓分別為 I3＝I2＝20 A U3＝U2－UR＝2 196 V 降壓變壓器副線圈上的輸出電壓和電流分別為 U4＝U3＝219.6 V I4＝I3＝200 A 用戶得到的功率P4＝U4I4＝43.92 kW. (3)若不采用高壓輸電,線路損失電壓為 U′R＝I1R＝40 V 用戶得到的電壓U′＝U1－U′R＝180 V 用戶得到的功率為P′＝U′I1＝36 kW.