2017届高三物理一轮复习第十章交流电传感器测试卷综述

1、1、选择题（40 分）1 4 题只有一项符合题目要求， 5- 10 题有多项符合题目要求.1.如图所示，理想变压器的原线圈接入u = 11 000 2sin100nt （V）的交变电压，副线圈通过电阻r = 6Q的导线对“ 220 V/880 W”的电器RL供电，该电器正常工作由此可知（）A.原、畐 U 线圈的匝数比为 50：1B.交变电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W及 f =宀，可得 f = 50 Hz, B 选项错误；因导线电阻消耗电能，故变压器输入功率为P= PL2n2+ I r = 976 W, D 选项错误.答案 C设置目的 考

2、查变压器的电压比、功率2. （2016 四川成都）如图所示，面积均为S 的单线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场以角速度3匀速转动，能产生正弦交变电动势e = BS sin3t 的图是（）11C.D.解析 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴（轴在线圈所在平面内）匀速转动，产生的正 弦交变电动势为 e= BS3sin31，由这一原理可判断， A 图中感应电动势为 e= BS3sin3t; B 图中的转动轴不在线圈所在平面内；C D 图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直.答案 A设置目的考查交流电产生的条件3. （2016 安徽师大附中）如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变

3、化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比 W甲：W乙为（）交流电传感器解析由 P= UI，可得 I =辽=4 A , C 选项正确；根据U = Ir = 24 V，得副线圈电压U2=UL+ U = 244 V,再由-=，可得nn2U2n2 451, A 选项错误；由 u= 11 000 2sin100nt(V)2i/A:2：4i 6：Sio r心 g)乙B.1 : 2D.1 : 61解析 电功的计算中，I 要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得（一）2RX2xio-2+ 0+ ( )2RX2Xio2= I!2RX6X102，得 li=

4、# A ;图乙中，I 的值不变，丨2= 1 A，由W2Ult = I Rt，可以得到 W甲:1 : 3.答案 C设置目的考查交流电的有效值4.（2015 成都三诊）如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为果副线圈两端电压按图乙所示正弦规律变化，则下列说法正确的是（）A.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u = 220 2sin50nt VB. 电压表示数为 1 1002 VC.纯电阻的发热功率是电动机发热功率的 2 倍D. 1 min 内电动机消耗的电能为 1.32X104J2n2n解析 A 项，由图乙可知，交变电流的峰值是220 2 V ,=002=100nrad/s，则_5副线圈两端电压的瞬时

5、值表达式为u= 220 , 2sin100nt（V），故 A 项错误；B 项，Ui=X220V= 1 100 V，则电压表示数为 1 100 V，故 B 项错误；C 项，纯电阻的发热功率为 440 W, 而电动机的发热功率远小于 220 W,纯电阻的发热功率不是电动机功率的 2 倍，故 C 项错误；A. 1 :2C. 1 : 35 ： 1,原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有220 V, 440 W”的纯电阻和“ 220V, 220 W”的电动机.如3D 项，1 min 内电动机消耗的电能 W= Pt = 220X60 J= 1.32X104J，故 D 项正确. 答案 D命题立意本题旨在考

6、查变压器的构造和原理45.（2016 山东济宁）如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b 表示电表，已知电压比为 100，电流比为 10,电压表的示数为 220 V，电流表的示数为 10 A，则（）A. a 为电流表，b 为电压表B. a 为电压表，b 为电流表C. 线路输送电功率为 2 200 WD. 线路输送电功率是 2.2X106W解析 电压互感器应并联到高压线上， 且接高压线的线圈多，而电流互感器应串联到火线上， 且接高压线的线圈匝数少，由此可判断，接a 的为电压互感器，a 为电压表；接 b 的为电流互感器，b 为电流表，故 A 项错误，B 项正确；根据电压、电流关系，可知输电线的电压

7、为U= 220X100 V= 2.2X104V，电流为 I = 10X10 A= 100 A，所以线路输送的功率是P= UI46_ _ _=2.2X10X100 W= 2.2X10 W,故 C 项错误，D 项正确.答案 BD设置目的考查两种互感器6. （2016 江西抚州）在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么（）A. 输电线路上损失的电压与输送电流成正比B. 输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C. 输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D. 输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比P解析 输电线路上损失电压 U= IR，在 R 一定时， U 和 I 成正比若 U

8、 越高，I =UIPp越小，那么 U 越小.输电线路上损失的功率 P= I2R,当 P 一定时，I = U 所以 P= （-Q）2R,即厶 P 和 U 的平方成反比，跟 I 的平方成正比，故 A、C 项正确.答案 AC设置目的考查远距离输电能量关系7. （2016 山东枣庄）如图所示，理想变压器的原、畐 U 线圈匝数比为1 : 5,原线圈两端的交变电压为 u= 20 2sin100nt V .氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光.下列说法中正确的有（）5A.开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB.开关接通后，电压表的示数为100 V6C. 开关断开后，电压表的示数变大D. 开关断开后，

9、变压器的输出功率不变解析 从线圈平面平行于磁感线开始计时，交变电流的感应电动势的表达式为e = Emcos3t,e EmEm1t-则感应电流 i =R=pCos0，由题给条件有：1 = X2，解得 Em= 4 V,贝UIm= 2 A, I有效= 22nA,线圈消耗的电功率 P= I有效2R= 4 W 所以 A 项正确，B 项错误；e= 4cos3t = 4cost ,22T2T2故 C 项正确.由 Em= BSw =，得m=，故任意时刻 二一 sin t，故 D 项错误.InnI答案 AC设置目的 考查交流电的有效值、瞬时值9. （2015 张掖三诊）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为

10、10： 1, b 是原线圈的中 心抽头，电压表和电流表均为理想电表， 除 R 以外其余电阻不计. 从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为U1= 220 , 2sin 100ntV.下列说法中正确的（解析U1ni由U2=矗得副线圈的输电压U2= 5u= 100j2sin100nt V.此电源的频率为 fo= 50 Hz,而氖泡每个周期发光 2 次，则氖泡的发光频率彳氖=2fo= 100 Hz , A 项正确；电压表的示数为副线圈输出电压的有效值，故U =芈=100 V , B 项正确；交变电压的有效值不变，故电压表 V 的示数不变，C 项错误；断开开关后，变压器的输出功率减小，D

11、 项错误.答案 AB设置目的 考查交流电与氖泡的通断、交流电的极值8.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴 OO2垂直于磁场方向，线圈电阻为 2Q.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过 60时的感应电流为 1 A .那么（）A. 线圈消耗的电功率为 4 WB.线圈中感应电流的有效值为2 AD.任意时刻穿过线圈的磁通量为T 2n=sintnIO171At= 610s时，电压表的读数为22 V81B t = 600s时，ac两点电压瞬时值为110 Vc.滑动变阻器触片向上移，电压表和电流表的示数均变大D.单刀双掷开关由 a 扳向 b,电压表和电流表的示数均变大解析 A

12、项，原线圈两端电压有效值为220 V，副线圈两端电压有效值为22 V，电表测量的1是有效值，故 A 项正确；B 项，t = s 时，a、c 两点间电压瞬时值为 110 2 V,故 B 项600w错误；C 项，滑动变阻器触片向上移，电阻变大，畐U线圈的电压由匝数和输入电压决定，电压表的示数不变，电流表示数减小，C 项错误；D 项，单刀双掷开关由 a 扳向 b,匝数比变大，匝数与电压成正比，所以电压表和电流表的示数均变大，故D 项正确.答案 AD命题立意本题旨在考查变压器的构造和原理、正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率10. （2015 吉林三模）如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器

13、.升压变压器原副线圈匝数比为 1 : 100,其输入电压如图乙所示， 远距离输电线的总电阻为 100Q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，F2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.下列说法中正确的有（）A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为 50 HzB.远距离输电线路损耗功率为180 kWC 当传感器 R所在处出现火警时，电压表 V 的示数变大D.当传感器 F2所在处出现火警时，输电线上的电流变大答案 AD解析 A 项，由图乙知交流电的周期 0

14、.02 s，所以频率为 50 Hz , A 项正确；B 项，由图乙 知升压变压器输入端电压有效值为 250 V,根据电压与匝数成正比知副线圈电压为 25 000 V,P所以输电线中的电流为：I = U=30 A 输电线损失的电压为： U= IR = 30X100 V= 3 000 V,输电线路损耗功率为： P=AUI = 90 kW, B 项错误；C 项，当传感器 甩所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V 的示数变小，C 项错误；D 项，由 C 知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线 上的电流变大，D 项正确.9命题立意本题旨

15、在考查远距离输电、电功、电功率二、实验题（20 分）11.（8 分）（2016 江苏南京）一些材料的电阻随温度的升高而变化如图甲所示是由某金属 材料制成的电阻 R 随摄氏温度 t 变化的图像.若用该电阻与电池（电动势 E= 1.5 V,内阻不计）、电流表（量程为 5 mA,内阻不计）、电阻箱 R串联起来，连接成如图乙所示的电路， 用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的 “金属电阻温度计”.甲乙（1）电流刻度较大处对应的温度刻度 _ .（选填“较大”或“较小）.若电阻箱阻值 R= 150Q,当电流为 5 mA 时对应的温度为 _C.解析 由图甲可知，电阻 R

16、 随摄氏温度 t 的升高而增大，由闭合电路欧姆定律知， 回路中电 流随电阻增大而减小，所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小，若电阻箱阻值R= 150Q,当电流为 5 mA 时由闭合电路欧姆定律可知，回路总电阻只总=E/I = 300Q ,R= R总一 R180 100180- 150=150Q,由图甲可知，=，解得 t = 50,即对应的温度为 50C.8080 t答案（1）较小 （2）50设置目的 考查创新设计“金属电阻温度计”12.（12 分）（2016 河北保定）某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定）、电压表、待测热敏电阻、保温容器

17、、温度计、 开关和导线等.（1）若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图甲的实物图上连线.电肌七-10(2) 实验的主要步骤：1正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；2在保温容器中添加少量热水， 待温度稳定后，闭合开关，_，_ ，断开开关；3重复第步操作若干次，测得多组数据.(3) 实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图乙的R-t 关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t 关系式：R=_ +_t(Q)(保留三位有效数字).解析 改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变，从图线知R 与 t 成线性关系，且AR纵轴上截距

18、(当 t = 0C时)R = 100Q,斜率为 应 =0.395，所以 R= 100+ 0.395t(Q).答案(1)实物连线图如下图(2)记录温度计数值记录电压表数值(3)1000.395设置目的考查实物连接、实验步骤的设计 三、计算题(40 分)13.(8 分)(2016 江苏扬州)如图所示，边长为 L 的正方形线圈 abed, 其匝数为 n,总电阻为 r，外电路的电阻为 R ab的中点和 ed 的中点的 连线 00 恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始，以角速度3绕 00 轴匀速转动求闭合电路中感应电动势的瞬时表达式.解析 初始时刻，线圈平面处在中性面，

19、穿过线圈的磁通量最大为2BL2,线圈中的感应电动R/n11势为 0,即 t = 0 时，e= 0,闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=BL2 sin3t.122答案 e= nBLwsinwt设置目的考查交流电的瞬时值的计算14. (8 分)(2016 北京东城区)在一支氖管两端加一个正弦交流电压u= 50sin(314t)V 当氖管两端电压达到或超过U0= 25 2 V 时，氖管就能发光求在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为多少？2n解析 由3=和3=314 rad/s，解得此交流电的一个周期为T= 0.02 s，当氖管两端电压达到或超过 U0= 25 2 V 时，氖管就能发光则此交流电在一

20、个周期内氖管的发光时间 为 1，即 0.01s.答案 0.01 s设置目的 考查对交流电的瞬时值的理解15.(12 分)(2016 江南十校联考)如图所示，abcd 为交流发电机的矩形线 圈，其面积为 S,匝数为 n,线圈电阻为 r，外电阻为 R.线圈在磁感应强度 为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴 00 匀速转动，角速度为w,求:(1) 写出此交流发电机产生感应电动势的最大值Em；(2) 若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式；(3) 从图示位置开始，线圈转过60的过程中通过电阻 R 的电量是多少？(4) 转过一周，电流通过 R 所产生的热量是多少？解析(1)根据公式 Em= nBSw，此交流发电机产生感应电动势的最大值为Em= nBSw.(2)