（江苏专版）2019版高考物理一轮复习 精选提分综合练 单元检测十 交变电流 传感器.doc

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31ct1 s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零dt1 s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t0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量为零b电压表的示数为6 vc灯泡消耗的电功率为3 wd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e12sin 100t (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u311sin 314t (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311 vb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、“220 v900 w”的电饭锅及“220 v200 w”的抽油烟机现接入u311sin 100t (v)的交流电，下列说法正确的是()图6a交流电压表的示数为311 vb1 s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5 a8(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0.9 a，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0.3 ad这种电流表能测交变电流，图乙的读数为2.7 a9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10 ab线圈转动的角速度为50 rad/sct0.01 s时，线圈平面与磁场方向平行dt0.02 s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10 r/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0.6 a11(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1 0001和1100，两个电表的示数分别为10 a和220 v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2.2108 wd线路输送的电功率为2.2104 w12(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750 kw.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50 hzb未发生火情时，远距离输电线路损耗功率为180 kwc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u020 v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u220sin 100t (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4 m3/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，g9.8 m/s2)(1)求发电机的输出功率(2)设发电机的输出电压为350 v，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220 v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0.1 m、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0.2 t，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1.5 a，d项中电流的有效值为2 a，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t0.01 s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em6 v，电压表测量的为有效值，故示数为e v6 v，选项b错误；灯泡消耗的功率p w3 w，选项c正确；周期为0.02 s，瞬时电动势表达式为eemsin(t)6sin 100t (v)转速提高一倍后，2n，角速度变为原来的2倍，最大值变成12 v，表达式应为e12sin 200t (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220 v，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u311sin 100t(v)知，电压最大值um311 v，f hz50 hz,1 s内电流方向改变100次，交流电压表的示数为电压有效值u220 v，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200 w，故选项c错误；电路正常工作时的总功率p1 100 w，有i a5 a，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，i20.9 a，即，当n13时：，解得：i22.7 a，故c错误，d正确9ac电流表测量的是电路中电流的有效值i10 a，选项a正确由题图乙可知，t0.02 s，所以100 rad/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，iimsin t，其中im0.6 a，t0.2 s，而10 rad/s，则i0.6sin (10t) a，a项正确；nf5 r/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i a0.6 a，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50 hz，选项a正确；根据可得u22.5104 v，i230 a，故线路损耗功率为p线ir90 kw，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)115 ma5.00 v43.5 63.0 解析(3)因为电流表的最小刻度为5 ma，故读数时只需要精确到1 ma，所以电流表的读数为115 ma，而电压表的最小刻度为0.1 v，故读数时要估读到0.01 v，所以电压表的读数为5.00 v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)10 v(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u210 v(2)原线圈电压的有效值u1 v110 v解得15(1)9.8104 w(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%1.010349.85 w9.8104 w.(2)