高考物理专题练习：交变电流传感器附答案

2020高考物理专题练习：交变电流传感器含答案专题：交变电流传感器一、选择题1、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（）A．1︰4B．1︰2C．1︰D．1︰1【答案】B【解析】正弦交流电的热功率：，方形交流电热功率：，可得；故B正确故选B2、如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则如图所示的四个选项图中正确的是()解析：选D．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦式交变电流，在开始计时(t＝0)时线圈为题图乙所示的位置，据右手定则判断电流为负方向，首先排除A、B选项．若达题图甲所示的位置，感应电流为负向的峰值，可见t＝0的时刻交变电流处于负半轴且再经eq\f(T,8)到达中性面位置，或者φ0＝eq\f(π,4)，瞬时值表达式i＝Imsin(ωt－φ0)，所以0＝Im·sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t－\f(π,4)))，t＝eq\f(T,8)，故D选项正确．3、下图为两根间距为20cm的无限长光滑金属导轨,电阻不计,其左端连接一阻值为10Ω的定值电阻,两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场,磁场边界虚线为正弦曲线的一部分。一阻值为10Ω的光滑导体棒,在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动(接触电阻不计),交流电压表和交流电流表均为理想电表。则()A.回路中产生的是正弦式交变电流B.电压表的示数是2VC.导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数为零D.导体棒上消耗的热功率为0.2W参考答案A解析：由磁场边界虚线为正弦曲线的一部分,可知导体棒切割磁感线产生正弦式交变电流,A正确;感应电动势最大值Em=Blmv=2V,电压表测的是有效值,即为U==1V,B错误;电流表测的是有效值,所以导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数不为0,C错误;导体棒上消耗的热功率为P=W=0.1W,D错误。4、如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图；图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表；设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻．当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时()A．电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B．电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数减小C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D．线路损耗功率不变解析：选C．因为输入电压和匝数比都不变，电压表V1、V2的读数均不变，用电高峰期，电阻减小，电流增大，根据电流比等于匝数比的倒数且匝数比不变知电流都增大，故A错误；输电线上的电压损失增大，故电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大，故B错误；电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，故C正确；线路上的电流变大，则线路消耗的功率变大，选项D错误．5、如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输电线圈，一旦线圈B中有电流，经过电流放大器后便能推动继电器切断电源，如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是()A．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源B．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源解析：选AD．图中甲、乙站在木凳上(人与地绝缘)接触火线时，火线和零线中电流大小、方向不变，线圈A产生的总磁通量为零，线圈B中不产生感应电流，继电器不会切断电源，甲、乙不会发生触电事故，故A正确，B错误；当丙双手分别与火线和零线触电时(人与地绝缘)，火线和零线中电流大小相等、方向相反，线圈A产生的总磁通量为零，线圈A中不会产生感应电流，故继电器不会切断电源，C错误；当丁图中“手－地”接触时，会导致一部分电流通过大地，火线和零线中电流方向、大小不等，线圈A产生的总磁通量不为零，即磁通量变大，故会在线圈B中产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电源，故D正确．6、如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为()A．7．5V B．8VC．2eq\r(15)V D．3eq\r(13)V解析：选C．根据电流的热效应有eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6V,\r(2))))eq\s\up12(2)·eq\f(1,R)·eq\f(T,3)＋eq\f((9V)2,R)·eq\f(2T,3)＝eq\f(U2,R)T，解得U2＝60V2，所以U＝2eq\r(15)V，C项正确．7、如图所示,匝数为100的矩形线圈abcd位于磁感应强度B=T的水平匀强磁场中,线圈面积S=0.5m2,内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10πrad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连,在变压器的副线圈接入一只“12V12W”的灯泡,灯泡正常发光。下列说法正确的是()A.通过灯泡的交变电流的频率是50HzB.变压器原、副线圈匝数之比为10∶1C.矩形线圈中产生的电动势的最大值为120VD.若将灯泡更换为“12V24W”且保证其正常发光,需要增大矩形线圈的转速参考答案B解析：由ω=2πf可得通过灯泡的交变电流的频率是5Hz,选项A错误;矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为Em=NBSω=100××0.5×10πV=120V,变压器输入电压的有效值为120V,由变压器变压公式可知,变压器原、副线圈匝数之比为10∶1,选项B正确,C错误;因副线圈电压仍为12V,故将灯泡更换为“12V24W”仍将正常发光,不需要增大线圈的转速,选项D错误。8、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接在频率为50Hz的正弦交流电源上，电流表A为理想电表，副线圈两端接入一只“220V40W”的灯泡，此时灯泡正常发光．则()A．电流表的示数为0．18AB．电源的输出功率为40WC．电源的输出电压为2200VD．副线圈中交变电流的频率为10Hz解析：选B．副线圈上的灯泡正常发光，故副线圈上的电流大小为I2＝eq\f(P,U)＝eq\f(2,11)A，根据eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可得原线圈上的电流大小为I1＝eq\f(2,55)A≈0．036A，故A项错误；电源的输出功率等于副线圈上消耗的功率，所以电源的输出功率为40W，故B项正确；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，输出电压U2＝220V，知U1＝1100V，故C项错误；副线圈中电流的频率与原线圈中电流频率相同，故D项错误．9、某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则()A．电感L1的作用是通高频B．电容C2的作用是通高频C．扬声器甲用于输出高频成分D．扬声器乙用于输出高频成分解析：选BD．电感线圈有通低频、阻高频的作用，因此A项错误；电容器有通高频、阻低频的作用，因此B项正确；由此可以判断，扬声器甲主要用于输出低频成分，扬声器乙用于输出高频成分，C项错误，D项正确．二、非选择题(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．①如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(选填“大”或“小”)．②上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20℃(如图甲所示)，则25℃的刻度应在20℃的刻度的________(选填“左”或“右”)侧．③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计一个电路．(2)图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．解析：(1)①因为温度降低时，负温度系数热敏电阻的阻值增大，故电路中电流会减小．②由①的分析知，温度越高，电流越大，25℃的刻度应对应较大电流，故在20℃