2020高考物理大一轮复习：课时作业实验十二传感器的简单使用

1、A. 1 :.2B .C. 1 : 4D .解析：题图甲中的磁场只在OO 轴的右侧,所以线框只在半周期内有感应电流产生,实验十二：传感器的简单使用45 分钟高考热点练(十一 )交变电流 传感器(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)热点一 交变电流的图象和“四值”问题1. (2019 陕西西安一中一模)(多选)某交流发电机产生的交变电流的感应电动势与时间A .交流电的电动势瞬时值表达式为e= 100,2sin 50n(V)B .交流电的电动势瞬时值表达式为e= 100sin 50n(V)C.若其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电的电动势瞬时值表达式为 e= 50sin

2、50n(V)D .若其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电的电动势的最大值变为 50 V解析：由图象可知，父流电动势的最大值Em= 100 V，周期 T = 0.04 s,所以瞬时值表达式为 e= 100sin 50t(V)，选项 A 错误，B 正确；根据感应电动势最大值的表达式Em= NBSco得知，Em与o成正比，则线圈的转速变为原来的一半，感应电动势最大值变为原来的一半，为 Em = 50 V，则交流电的电动势瞬时值的表达式为e= 50sin 25 nt (V)，选项 C 错误，D 正确。答案： BD2. (2019 唐山模拟)一个 U 形金属线框在匀强磁场中绕 00 轴以

3、相同的角速度匀速转 动，通过导线给同一电阻 R 供电，如图甲、乙所示。其中甲图中 00轴右侧有磁场，乙图 中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同。则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为( )的关系如图所示，下列说法正确的是如图甲，电流表测得是有效值，所以1=1B 浮。题图乙中的磁场布满整个空间，线框中产生2 R的感应电流如图乙，所以 I =-22B|，贝 y I ： I = 1 : ,2,即卩 A 正确。 1BS(iTRE壬 一TT 3T tBStit 42-jr4甲乙答案： A3海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电，在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示，浮桶内

4、的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线 圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值连。浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图乙中斜线阴影部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N= 200 的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度 B= 0.2 T,线圈直径 D = 0.4 m，电阻 r = 1Q。取重力加速度 g = 10 m/s2,10 若浮筒随波浪上下运动的速度可表示为v= 0.4nsin (t) m/s，则下列说法正确的是()ri也Sift?A .灯泡的电功率为 120 WB .波浪发电产生电动势e 的瞬间表达式为 e= 16sin(n) VC

5、.灯泡两端电压的有效值为 号2VD .灯泡中电流 i 的瞬时表达式为 i = 4si n(n) A解析：线圈在磁场中切割磁感线，产生的电动势为Emax= NBlVmaX1= 15Q的灯泡相浮楠栽面乙甲1=KD联立得：Emax= dNBD vmax= nX200X0.2X0.4X0.4 V=64 V则波浪发电产生的电动势e 的瞬时表达式：e= Emaxsinn= 64sin (n) V故 B 错误。根据闭合电路欧姆定律有：I =E 1+ r值不同，所以电流表的读数不同，故D 错误。e得：i = r = 4sin（n） A 故 D 正确。灯泡两端电压的有效值为U = IR=；X15 V = 30

6、2 V，故 C 错误。故选 A、D。答案： AD4.（2019 西红色六校联考）（多选）如图所示，电阻为 r 的矩形线圈在匀强磁场中绕垂 直于磁场的轴以角速度3=100nrad/s 匀速转动。t= 0 时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均 为理想交流电表，则（ ）A . t=0 时刻线圈中的感应电动势最大B.1 s 内电路中的电流方向改变100 次C. 滑片 P 向下滑时，电压表的读数变大D 开关 S 处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同解析：图示位置线圈中没有任何一边切割磁感线，线圈中的感应电动势为零，故AQQA错误。由题意知线圈转动的周期为T= 23=忒 s=0.02 s，频率f= T=

7、50Hz。线圈每经过中性面一次，感应电流方向改变一次、一个周期内电流方向改变两次，所以1s 内电路中的电流方向改变 100 次，故 B 正确。矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时， 线圈中产生正弦式交变电流，感应电动势的最大值为Em= nBS3线圈在磁场中匀速转动时产生的感应电动势的最大值不变，有效值不变，滑片P 下滑时，变阻器 R 接入电路的电阻增大，据闭合电路欧姆定律可知，通过R 的电流的有效值减小，线圈内阻分得的电压减小，则 R 两端电压的有效值增大，电压表的读数增大，故C 正确。开关 S 处于闭合状态时，由于交变电流能“通过”电容器，贝 U 开关断开和闭合时相比电路中总的阻抗

8、不同，电流的有效确。灯泡电流的有效值为41 =.2A，则灯泡的功率为R= I2R= 16X15 W = 120 W，故 A 正3：X；XKI3X ! X：c答案： BC热点二理想变压器的规律的应用5.（多选）如图所示，M 为理想变压器，电表为理想电表，导线电阻忽略不计，原线圈接稳定的正弦式交流电源。当变阻器滑片P 向上移动时，读数发生变化的电表是（）A. AiB. A2C. ViD. V2解析：根据变压器输入电压决定输出电压，可知电压表 Vi和 V2的读数不变，选项 C、D 错误；当滑动变阻器滑片 P 向上移动时，滑动变阻器R 接入电路的电阻逐渐减小，电流表 A2的读数增大，选项 B 正确；由

9、变压器输出功率决定输入功率，可知输入功率增大，电 流表 Ai的读数增大，选项 A 正确。答案： AB6.（2019 甘肃张掖市高三诊断考试）（多选）如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1 100,畐 U 线圈的匝数为 55，原线圈两端 a、b接正弦交流电源，在原线圈前串接一个电阻 Rg= 121Q的保险丝，电压表 V 的示数为 220 V , 如果负载电阻 R= 5.5Q,各电表均为理想电表，则（ ）A .电流表 A 的示数为 1 AB .变压器的输出电压为 5.5 VC.保险丝实际消耗的功率为1.21 WD .负载电阻实际消耗的功率为22 W解析：5= 220 V，根据变压器变比公式 严=刖，

10、得变压器的输出电压U2= 11 V，则U2n2U2选项 B 错误；副线圈中的电流 12= -R- = 2 A，即电流表 A 的示数为 2 A，负载电阻实际消耗的功率为 P =I2R=22X5.5 W = 22 W，则选项 A 错误，D 正确；原线圈中的电流1 仟护 =U10.1 A，保险丝实际消耗的功率为Po= 1 壮=0.12X121 W = 1.21 W，则选项 C 正确。答案： CD7.（2019 山西太原模拟）（多选）某 50 Hz 的钳形电流表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电流表指针会发生偏转。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已

11、知n2= 1 000 匝，当用该表测 50 Hz 的交流电时，下列说法正确的是（）A .电流表 G 中通过的是交流电B .若 G 中通过的电流为 50 mA，则导线中的被测电流为 50 AC.若导线中通过的是 10 A 的矩形脉冲交流电， G 中通过的电流是 10 mAD .若用该表测量 400 Hz 的电流时，测量值比真实值偏小解析：图中导线与线圈构成变压器，变压器只改变交流电的电压，不改变交流电的频率，电流表 G 中通过的仍是交流电，A 正确；根据 = n2, Ii= T?I2=0.05 A = 50 A ,I2niniiB 正确；若导线中通过的是 10 A 的矩形脉冲交流电，当电流方向不

12、发生改变的阶段，电流大小不变，副线圈中无感应电流，则G 中通过的电流小于 10 mA , C 错误；根据有效值的计算和变压器原理，改变交流电的频率，不影响测量值的准确性，D 错误。答案： AB8. （2019 领航高考冲刺卷）如图甲所示，一台小型发电机通过理想自耦变压器给小灯泡 供电，若发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示，发电机线圈内阻不计,灯泡始终不会被烧坏，则（）A .电压表 V 的示数为 311 VB .灯泡中的电流方向每秒钟改变50 次C.当 t= 0.01 s 时发电机线圈所在平面与磁场方向平行D .自耦变压器的滑片向上滑动时小灯泡将会变暗解析：由题图乙知电动势的最

13、大值Em= 220 2 V，有效值 E有=E=220-2V = 220V，电压表 V 的示数为 220 V , A 错误；电流变化的周期为0.02 s,则频率为 50 Hz，一个周期内电流方向改变两次，所以小灯泡中的电流方向每秒钟改变100 次，B 错误；当 t = 0.01 s时，电动势为零，即发电机线圈所在平面与磁场方向垂直,U1U2滑动时原线圈的匝数 ni变大，由 需=花知，副线圈两端的电压 U2变小，灯泡将会变暗， D 正确。答案： D9.某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈 Li由火线和零线并行绕成。当右侧线圈 L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关

14、K，从而切断家庭电路。仅考虑 Li在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（）A .家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B 家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C.家庭电路发生短路时，开关K 将被电磁铁吸起D 地面上的人接触火线发生触电时，开关K 将被电磁铁吸起解析：由于火线和零线并行绕制， 所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等，方向相反，因此合磁通量为零，L2中的磁通量为零，A 项正确；当家庭电路中使用的电器增多时，火线和零线的电流仍然大小相等，方向相反，L2中的磁通量不变，B 项正确；家庭电路发生短路时，火线和零线的电流同时增大，合磁通量仍然为零，因此开关K 不会被电

15、磁铁吸起，C 项错误；当地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流突然变大，即Li中的磁场发生变化， 导致 L2中的磁通量变化，L2中产生感应电流，电磁铁将开关 K 吸起, D 项正确。故选 A、B、D。答案： ABD10.如图所示，有一理想变压器，原、畐U线圈的匝数比为n ： 1,原线圈接正弦交流电，电压为 u = Uocos 100n（V），副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R,当电键 S 接通后，电流表读数为 I，电动机带动一电阻为 r、质量为 m、长为 I 的金属杆 在光滑的没有电阻的导轨上以速度v 匀速上升。下列判断正确的是（）C 错误；自耦变压器的滑片向上A .电

16、动机两端电压为 IR，其消耗的电功率为解析： K 由 2 改接到 1 后，升压变压器副线圈匝数增多，由Uj= 知，升压变压器副U2n2B .原线圈中的电流为nI，变压器的输入功率为2I R+C.变压器的输入功率为2I R+ mgv +22 2B I vD .电动机的热功率为I2R,畐 u 线圈电压的有效值为韦解析：电动机两端的电压等于副线圈的电压。由于是非纯电阻，所以不等于IR，其消耗的电功率不等于 I2R,故 A 错误；因为原副线圈的匝数比为n,且电流表读数为 I，则由理想变压器的原副线圈的电流与匝数成反比得，原线圈的电流为n，故 B 错误；电动机线圈电阻为 R,所以电动机线圈的热功率P=

17、I2R,金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升，金属杆受重力和向下的安培力以及向上的拉力,根据能量守恒得：电动机的输出222 222功率 P = mgv + B 严，所以电动机消耗的功率是l2R+ mgv+，所以变压器的输入功2B2|2v2率为 I R+ mgv + ，故 C 正确；原线圈接正弦交流电，电压为u= Uocos 100n（V），原、副线圈的匝数比为n：1，所以副线圈电压有效值为U,0n，故 D 错误。答案： C热点三远距离输电11.（多选）远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器。由 2 改接为 1 时，下列说法正确的是（if- ICErlbXLJA

18、.电压表读数变大C.电流表读数变小D 输电线损失的功率减小线圈电压 U2升高，降压变压器原、副线圈的电压增大，电压表示数增大，通过电灯的电流随之增大，而原、副线圈中的电流与匝数成反比，降压变压器匝数比不变， 所以电流表示数增大，输电线损失的功率增大。选项A、B 正确。答案： AB山西太原模拟）（多选）如图为远距离输电示意图，其中 Ti、T2为理想变压器，灯 Li、L2相同且阻值不变。现保持变压器Ti的输入电压不变，滑片 P 位12. (2019r 是输电线电阻,置不变，当开关A 仅闭合S,灯 Li会变亮B 仅闭合S, r 消耗的功率会变大C.仅将滑片 P 下移，r 消耗的功率会变小D 仅将滑片

19、 P 上移，电流表示数会变小解析：设 T2原副线圈匝数比为 k,副线圈负载电阻为R,输电电流为 I，则升压变压器输出电压 U2= Ir + k2IR。若仅闭合 S,贝 U R 减小，U2不变,I 增大，r 消耗功率 l2r 增大,降压变压器输入电压 U3= U2 Ir 减小，降压变压器输出电压U4=学减小，灯 Li变暗，A 错误，B 正确；若仅将滑片 P 下移，则 U2增大，I 增大，r 消耗的功率 I2r 增大，C 错误；若仅将滑片 P 上移，则 U2减小，I 减小，即升压变压器输出功率 U2I 减小，其输入功率 Uili=U2I，Ui不变，则 Ii减小，即电流表示数减小，D 正确。答案：

20、BDi3. （20i9 湖南永州模拟）（多选）如图甲所示为某小型发电站远距离输电示意图，输电线的总电阻 r = i0Q，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，两变压器的原、副线圈匝数比分别为ni=去，=弩，升压变压器副线圈两端电压为5 kV，用电器两端得到的电压随时r）220 n4i间的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（）发电机盟卜 冲I甩升压变尺益降陌变压器S 断开时，灯 Li乙随之增大，而原、副线圈中的电流与匝数成反比，降压变压器匝数比不变， 所以电流表示数A 输电线上损失的电压为60 V随之增大，而原、副线圈中的电流与匝数成反比，降压变压器匝数比不变， 所以电流表示数增大，输电线损失的功率增大。选项 A、B 正确。答案： AB12. （2019 山西太原模拟）（多选）如图为远距离输电示意图，其中 Ti、T2 为理想变压器，