【三维设计】高三物理一轮夯实基础 阶段验收评估《 交变电流 传感器》（含解析）.doc

阶段验收评估(十)交变电流传感器(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一个选项正确，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1. (2013开封模拟)如图1所示，t为理想变压器，a1、a2为理想交流电流表，r1、r2为定值电阻，r3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时() 图1aa1的读数变大，a2读数变大ba1的读数变大，a2读数变小ca1的读数变小，a2读数变大da1的读数变小，a2的读数变小2. (2012深圳调研)如图2所示，用理想变压器给电灯l供电，如果只增加副线圈匝数，其它条件不变，则()a电灯l亮度减小b电流表示数增大c电压表示数增大 图2d变压器输入功率不变3. (2012潍坊二模)一个理想变压器的线圈绕向如图3甲所示。原线圈输入电流的it图象如图乙所示，第1 s内电流方向在图甲中已标出，则()a灯泡中的电流变化周期为2 sb输入电流的有效值小于 a 图3c前2 s内灯泡中电流方向从b到ad前2 s内铁芯中磁通量的变化率恒定4(2013吉林模拟)如图4所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴oo匀速转动，沿着oo方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为b，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为r，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时() 图4a线圈中感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电动势为2nbl2c穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大d线圈ad边所受安培力的大小为n2b2l1l2/r，方向垂直纸面向里5. (2012包头二模)电阻为r的负载接到20 v直流电压上消耗的电功率是p；用一个变压器，原线圈接最大值为200 v的正弦交流电压，副线圈接电阻r，要使r上消耗的电功率为p/2，则变压器原、副线圈的匝数比为()a201b101c101d110 图56图5中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是()a图甲表示交流电，图乙表示直流电b两种电压的有效值相等c图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin (100t) vd图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率为原来的7如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为41，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中r1为热敏电阻(温度升高时其电阻减小)，r为定值电阻。下列说法正确的是()图6a电压表v2的示数为9 vb原线圈两端电压的瞬时值表达式为u36 sin 50t (v)cr1处温度升高时，电流表的示数变大，电压表v2的示数变大d变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为148. (2012焦作一模)如图7所示，理想变压器原线圈的匝数n11 100匝，副线圈的匝数n2110匝，r0、r1、r2均为定值电阻，且r0r1r2，电流表、电压表均为理想电表。原线圈接u220 sin(314t) v的交流电源。起初开关s处于断开 图7状态。下列说法中正确的是()a电压表示数为22 vb当开关s闭合后，电压表示数变小c当开关s闭合后，电流表示数变大d当开关s闭合后，变压器的输出功率增大9(2012德州一模)如图8甲所示，理想变压器原线圈输入端接如图乙所示的交变电压，移动滑动触头p，可以改变原线圈的匝数。变压器的副线圈与一个滑动变阻器相连，q为变阻器的滑动触头，电压表为理想交流电压表。下列说法正确的是()图8a向上移动p，输入电压的频率不变b向上移动p，输入电流减小c保持p不动，向下移动q，变压器的输入功率减小d保持q不动，向下移动p，电压表的示数增大10. (2012长春调研)电子灭虫器由两种主要部件组成：诱虫的黑光灯和杀虫的电网。黑光灯发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后再利用黑光灯周围的交流高压电网将其“击毙”。如图9所示是电网的工作电路示意图，理想变压器将有效值为220 v的交变电压变压，输送到 图9电网，电网相邻两平行板电极间距为0.5 cm，空气在常温下被击穿的临界电场强度为6 220 v/cm。为防止两极间空气击穿而造成短路，理想变压器的原、副线圈的匝数应满足一定条件，则下列说法正确的是()a变压器的原、副线圈的匝数比：10b变压器的副、原线圈的匝数比：10c此变压器为降压变压器d此变压器为升压变压器11. (2012威海模拟)如图10甲所示，理想变压器的原线圈匝数n135匝，副线圈匝数n27匝，电阻r20 ，是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的是()a加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u20 cos(100t) v 图10b在t0.01 s时，电压表的示数为20 vc在t0.01 s时，电压表的示数为0d电阻r上消耗的电功率为0.8 w12(2012绵阳二模)如图11所示，一理想变压器的原、副线圈的匝数比是201，原线圈接入u220 sin(100t) v的正弦交流电，一只理想二极管和一个阻值为10 的电阻串联后接在副线圈上。则()a电流表示数为0.055 a 图11b电压表示数约为7.8 vc二极管两端的最大电压为11 vd1 min内电阻r上产生的热量为726 j二、实验题(本题共1个小题，共8分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答)13传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图12甲所示，图乙是用热敏电阻r1作为传感器制作的简单自动报警器原理图。则图12(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在_(选填“a”或“b”)。(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片p向_移动(选填“左”或“右”)。三、计算题(本题共3小题，共44分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)14(12分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴oo匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积s0.05 m2，线圈转动的频率为50 hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度bt。为了用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 v，11 kw”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图13所示，求：图13(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？15(14分)人们利用发电机把天然存在的各种形式的能(水流能、风能、煤等燃烧的化学能)转化为电能。为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，但是，用电的地方往往很远。因此，需要高压输送线路把电能输送到远方。如果，某发电站将u6 000 v的电压直接地加在高压输送线路的入端，向远方供电，且输送的电功率为p800 kw。则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差e9 600 kwh(1 kwh1度电)。求：(1)此种情况下，高压线路的输电效率。(2)若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则在发电站处应安装一个变压比(n1/n2)是多少的变压器？16(18分)如图14甲所示是一种振动发电装置，它的结构由一个半径为r0.1 m的50匝的线圈套在辐形永久磁铁槽上组成，假设磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙)。线圈运动区域内磁感应强度b的大小均为 t，方向不变，线圈的总电阻为2 ，它的引出线接有8 的电珠l，外力推动线圈的p端，使线圈做往复运动，便有电流通过电珠，当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x取向右为正)。图14(1)画出线圈中感应电流随时间变化的图象(取电流从alb为正方向)；(2)在0.10.15 s内推动线圈运动过程中的作用力；(3)求该发电机的输出功率(其他损耗不计)。答 案阶段验收评估(十) 交变电流传感器阶段验收评估(十)1选a当滑动触头下移时，r3，r总，i，u不变i，u并(uur1)，通过r2的电流ir2，ia2(iir2)，a2 的示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，可知a1的示数变大。2选bc如果只增加副线圈匝数，输出电压升高，电压表示数增加，电灯l亮度增大，电流表示数增大，变压器输入功率增大，选项b、c正确。3选bd灯泡中的电流变化周期为4 s，输入电流的有效值小于 a，选项a错误，b正确；由楞次定律可判断出，前2 s内灯泡中电流方向从a到b，前2 s内铁芯中磁通量的变化率恒定，选项c错误，d正确。4选ac当线圈转至图示位置时由楞次定律可判断出线圈中感应电流的方向为abcda，线圈中的感应电动势为nbl1l2，穿过线圈磁通量随时间的变化率最大，选项a、c正确，选项b错误；线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里，选项d错误。5选c原线圈输入电压u1100 v。根据题意，p202/r，p/2，解得u210 v，由变压器变压公式，变压器原、副线圈的匝数比为n1n2u1u2101，选项c正确。6选c图甲、图乙均表示交流电，故a错；图甲是正弦交流电，周期为2102 s，所以100 rad/s，所以电压的瞬时值表达式为u311sin (100t) v，故c选项对；图甲和图乙的有效值并不相同，b错；变压器只能改变交流电的电压，不能改变交流电的频率，故d错。7选a由题图乙所示的正弦交流电图象可知原线圈两端电压的瞬时值表达式为u36 sin 100t (v)，变压器输入电压为36 v，由变压器变压公式可得副线圈输出电压为9 v，选项a正确b错误；r1处温度升高时，电流表的示数变大，电压表v2的示数不变，变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为11，选项c、d错误。8选bcd变压器输入电压为220 v，由变压器变压公式，得副线圈输出电压为22 v，根据串联分压原理，电压表示数为11 v，选项a错误；当开关s闭合后，输出功率增大，电压表示数变小，原线圈输入功率增大，电流表示数变大。选项b、c、d正确。9选abd向上移动p，输入电压的频率不变，输入电压不变，原线圈匝数增多，由变压公式可知，副线圈输出电压减小，输出电流减小，变压器输出功率减小，变压器输入电流减小，选项a、b正确；保持p不动，向下移动q，变压器的输入功率不变，选项c错误；保持q不动，向下移动p，原线圈匝数减少，由变压公式可知，副线圈输出电压增大，输出电流增大，电压表的示数增大，选项d正确。10选bd电网相邻两电极间的最高电压为：u2ed6 2200.5 v3 110 v。理想变压器输入电压的最大值为：u1220 v311 v，故应满足的条件是：，此变压器为升压变压器，选项b、d正确。11选d加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u20 sin(100 t) v，选项a错误；电压表示数等于副线圈输出电压，为4 v，选项b、c错误；电阻r上消耗的电功率为pu2/r0.8 w，选项d正确。12选bc电阻r两端电压有效值为11/ v7.8 v，电流表示数为0.039 a，选项a错误，b正确；当二极管中没有电流时，电压最大，等于变压器输出电压最大值，二极管两端的最大电压为11 v，选项c正确；由焦耳定律，1 min内电阻r上产生的热量为qi2rt0.7821060 j365 j，选项d错误。13解析：温度较高时，热敏电阻阻值减小，图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左吸引，要使报警器所在电路接通并报警的话，开关应接在a。要实现温度更高时，即热敏电阻阻值更小时才将报警器电路接通，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即p向左移动。答案：(1)a(2)左14解析：(1)emnbs1 100 v输出电压的有效值为u11 100 v(2)根据得(3)根据p入p出2.2104 w再根据p入u1i1，解得i120 a答案：(1)1 100 v(2)(3)20 a15解析：(1)此情况下，终端功率：pp800 kw400 kw，所以输电效率：100%100 %50 %。(2)设高压输送线路的导线电阻为r，由题意知：原来线路损耗p损1i12r400 kw，而u