2019高考物理专题交变电流传感器测试题(答案及解释)

2019高考物理专题交变电流传感器测试题一、单选题（共12小题）如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压及输电线的电阻r均不变.在用电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说法正确的是（）升压变压器副线圈中电流变小降压变压器副线圈中电流变小输电线上损耗的功率减小用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是（）叩于1:1:1:1:1ABC.D3•如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：,原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220V,440W”的热水器、“220V,220W”的抽油烟机.如果副线圈电压按图乙所示规律变化，贝V下列说法正确的a.副线圈两端电压的瞬时值表达式为琳=22072sin50加（¥）电压表示数为1C．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D.1min内抽油烟机消耗的电能为1.32X104J4.某交流发电装置产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为()A.400V，0.02sB.200V，0.02sC.400V，0.08sD.200V，0.08s5•如图所示，M为理想变压器，电表均可视为理想表，接线柱a、b接路端电压u=311sin314f(V)的正弦交流电源。当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是()A.A.A1、A2B.A2、V2C.AC.A1、A2、D.A1、A2、V1、V26•如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压q—定，通过理想升压变压器匚和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为.—的输入电压和输入功率分别为q和P],它的输出电压和输出功率分别为u2和p2；t2的输入电压和输入功率分别为u3和P3；它的输出电压和输出功率分别为u4和P4.下列说法正确的是()

当用户的用电器增多时，U减小，u4变大当用户的用电器增多时，P2变大，P3减小要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应减小降压变压器的匝数比要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比8•有一种调压变压器的构造如图所示。线圈8•有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压。图中A为交流电流表，V为交流电压表，R］、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是（）Ir蛀Ir蛀•=■•丄Fru1当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大9•如图所示，一理想变压器原线圈匝数q=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈所接交流电源的电动势瞬时值表达式e=311sin100nV，副线圈所接电阻R=88Q,电流表、电压表对电路影响可忽略不计，则（）A】的示数约为0.10AV］的示数约为311VV2的示数约为62.2VA2的示数约为0.75A10•如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E,内阻为r,R］、R2是定值电阻，Rb是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小,c、d接报警器.电路闭合后，当传感器RB所在处出现磁体时，则电流表的电流I，c、d两端的电压U将（）A./变大，CZ变小.B.f变小，t/变大"C./变大，『变尢T）.』变小，D变小*答案A答案B答案C答案D如图所示为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为3,输出功率为笃，输出电压为U2；B为降压变压器，其输人功率为P3，，输入电压为U3。A,B均为理想变压器，，输电电流为I，输电线的总电阻为r,则下列关系正确的是（）U2=U3U2=U3+IrP］＞P2P2=P3如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴00以角速度e逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角0=45°时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是（）

A．答案AB．答案BC．答案CD．答案D二、实验题（共3小题）—些材料的电阻随温度的升高而变化.如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池（电动势E=1.5V,内阻不计）、电流表（量程为5mA,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”．（1）电流刻度较大处对应的温度刻度；（选填“较大”或“较小”）（2）若电阻箱阻值R'=150。，当电流为5mA时对应的温度数值为°C.

14•用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻件，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和两个适当的固定电阻R］、R2连成图2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.Rl的测量结果如下表所示.图2温度g——50.0-阻值扯位卜5耐J丄J48-3-'轉37934-7-J回答下列问题：(1)根据图2所示的电路，在图3所示的实物图上连线．图3⑵为了验证Rl与t之间近似为线性关系，在图4坐标纸上作RL-t关系图线.(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图5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.

15.某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为灯，如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.请完成对该物体质量的测量：设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使调节范围尽可能大，在虚线框中画出完整的测量电路图．量电路图．⑵简要说明测量步骤，求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.三、计算题(共3小题)16•在下图中，降压变压器的变压系数是3,即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3：1.初级线圈的输入电压是660V,次级线圈的电阻为0.2Q这台变压器供给100盏(220V,60W的电灯用电.求：空载时次级线圈的端电压和输出功率．接通时次级线圈的端电压．每盏灯的实际功率．I'ML*..>V11...■.1b.I.■..T?_；'fiI.17•如图所示，理想变压器原线圈中输入电压q=3300V,畐I」线圈两端电压U2为220V,输出端连有完全相同的两个灯泡L］和L2,绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2V.求：

原线圈ni等于多少匝？当开关S断开时，电流表A2的示数/2=5A.则电流表A】的示数I1为多少？当开关S闭合时，电流表舛的示数/：等于多少？一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象求出：线圈转动的角速度；电动势的有效值；如果线圈的内阻是100，把它跟一个电阻为990Q的电热器连在一起组成闭合电路时，lOmin内通过电热器的电流产生的热量是多大？四、填空题(共3小题)(1)如图所示，单匝矩形闭合导线框abed全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为乩线框绕与ed边重合的竖直固定转轴以角速度丁匀速转动，线框中感应电流的有效值/=线框从中性面开始转过P的过程中，通过导线横截面的电荷量q=。20•光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同,可以用j表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，=/出//入，右图表示j与波长l之间的关系。当用此传感器分别接收A、出入B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长lA=625nm，B光由lBi=605nm和lB2=665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比仁述两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比仁述2=2:3，由图可知丿a=;A光强度与B光强21.如图所示的电路中，纯电阻用电器Q的额定电压为U,额定功率为P。由于给用电器输电的导线太长,造成用电器工作不正常。现用理想电压表接在电路中图示的位置，并断开电键S,此时电压表读数为U，闭合电键s，其示数为，」。贝y闭合电键后用电器q的实际功率为，输电线的电阻为答案解析1.【答案】D【解析】A中当发电厂输出功率增大时，根据P=UI知，输出电压不变，则升压变压器原线圈中的电流增大，则副线圈中的电流也增大.故A错误；B中当用电高峰期时，用电器增多，则降压变压器中电流也会变大，故B是错误的；C中升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流，则输电线中的电流增大，根据P损=/2R知，输电线上损失的功率增大，故C也不对；D中用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例,IAU,At7—=1-——=1-——，因为输电线上的电流增大，贝y电压损失△增大，u2不变，所以用P弧62户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小.故D正确。2.【答案】B【解析】正弦交流电的热功率:方形交流电热功率:丹=可得【解析】正弦交流电的热功率:方形交流电热功率:丹=可得RP=l:2；故B正确故选B3.【答案】D【解析】由图乙知，交流电压的最大值为久二220jiv,周期为T=0_02s，角速度为2t——=100^rad/s，所以副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=Umsinfit=22O72sinIQOttI(v)，故a错误；根据理想变压器工作原理知，原副线圈电压电路，发热功率很小，远小于额定功率220W，而热水器是纯电阻电路，发热功率等于额定功率440W，故C错误；根据W=Pt.知，lmin内抽油烟机消耗的电能为W=P£=220xlx60J=13200J=1.32xlO4J，故d正确。所以选d。【答案】B【解析】由图像可知周期为o.O4s，最大值为ir=-，故选bn【答案】A【解析】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以变压器的输出电压也不变，所以V],v2的示数都不变，当变阻器的滑动头p向上移动时，滑动变阻器的电阻减小，所以负线圈的电流增大，原线圈的电流也要变大．故选:A．

6.【答案】D【解析】通过理想升压变压器L将电送到用户附近，然后用理想降压变压器T2向远处用户供电家中•提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率．A.当用户的用电器增多时，用户消耗的功率变大，P2变大，P3变大，用户电流变大，输电线上电流变大,电压降变大,U4变小;电压降变大,U4变小;ABC错误;D.要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，输电电压变大，在输送功率一定的条件小，输电线电流减小，T2输入电压变大，要用户得到额定电压，同时应增大降压变压器的匝数比D正确。故选：Do7.【答案】C【解析】据题意，当转速提高一倍，由if=Inn可知，角速度w变为原来的2倍，面积减小一半，则由：片E血s询国芝in也f可知—nB—2ivsin2nV=tiBSavsin2i讦=£小112讥，故c选项正确。&【答案】A癇析】由图知，当滑动触头p顺时针转动时，变压器副线圈的匝数减少，根据生可得副线圈的电压U2减小，因负载的电阻不变，故电流表读数变小，电压表读数变小，所以A正确；同理，若滑动触头P逆时针转动时，变压器副线圈的匝数增加，U2增大，电流表示数增大，所以B错误；当P不动，副线圈电压u2不变，滑动触头向上滑动时，R3连入电路中的阻值增大，与R2并联后的电阻增大，根据串联电路的分压规律可得电压表示数增大，所以C错误；同理，当滑动触头向下滑动时，R3连入电路中的阻值减小，与R2并联后的电阻减小，根据串联电路的分压规律可得电压表示数减小，所以D错误。9.【答案】A【解析】由于原线圈中交流电源的电动势瞬时值表达式e=311sin100nU，故V］的示数为其有效值220V，B错误；根据变压器的匝数比与电压之比的关系得二B错误；根据变压器的匝数比与电压之比的关系得二二则V2的示数为-div，故C错U.447误；由欧姆定律得，A2的示数为屮=0.50A，故D也错误；再根据线圈的匝数与电流的关系R.8812一一〒可得，A］的示数约为I=——b=0.10A，故A正确。10.【答案】A【解析】由题知，当传感器RB所在处出现磁体时，RB减小，RB，R2并联的电阻减小，外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压减小，R1电压增大，故c、d两端电压U变小,干1通过R2电流减小，/增大，知电流表示数I变大.故A正确，BCD错误.2干【答案】B【解析】由于输电线有电阻，输电线上有电压降，所以U=U+/r，选项A错误B正确。对于理想变压器,P]=P2，选项C错误；由于输电线上发热，消耗电能，所以P2>P3，选项D错误。【答案】D【解析】本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识.从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a,故瞬时电流的表达式为，二—打C0£(—+血)，则4图像为D图像所描述．故选D【答案】(1)较小(2)50【解析】(1)由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小．(2)电流为5mA时，电路总电阻为3000，电阻箱阻值R'=1500，则R=1500，由题图甲得对应的温度为50°C.【答案】(1)连线如图所示(3)115mA5.00V43.5064.0°C(62°C〜66°C均正确)【解析】(1)根据电路图连接实物图，耳与Rt并联，再与R2串联，滑动变阻器为限流接法，注意各电表的极性，开关控制整个电路．根据表中数据，在R「t图象中描点，作RL-t图象为一条直线.、C7、读出电压U=5.00V,电流/=115mA.RL==43.5Q,再由R「t关系图线找出Rl=43.50对应的温度t=64.0°C.15.【答案】见解析【解析】解析力电转换器虽然是一个全新的仪器，但它与其他所有的测量仪器一样，要有一个“调零”的过程．仔细审题，题目中有很多重要的暗示，挖掘这些信息即是我们解决问题的关键．“测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U”“该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)”，所以输出电压U=kmg.题目要求“力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大”，这就暗示我们滑动变阻器必须使用分压式，有了设计电路才可以进行测量步骤．(1)设计电路如图所示．(2)测量步骤如下：调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0；将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U1；也0仍因为U0=km0g、Ul=kmg，所以可求m=「.16.【答案】(1)0.(2)214.68V(3)57.1W

17.【答案