高考物理一轮复习 单元质检十一 交变电流 传感器（含解析）新人教版-新人教版高三物理试题

单元质检十一交变电流传感器(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.右图是一种测定压力的电容式传感器,A为固定电极,B为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联,组成闭合电路,已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。当待测压力增大时()A.电容器的电容将减小B.灵敏电流表指针在正中央零刻线处不动C.灵敏电流表指针向左偏转D.灵敏电流表指针向右偏转答案:D解析:当待测压力增大时,电容器极板间距离减小,由C=εrS4πkd2.(2019·江苏卷)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20V时,输出电压()A.降低2V B.增加2VC.降低200V D.增加200V答案:D解析:由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比即U1U2=n1n2,得:U2=n2n1U3.下图为两根间距为202cm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=22V,电压表测的是有效值,即为U=RR+r·Em24.如图所示,匝数为100的矩形线圈abcd位于磁感应强度B=6225πT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”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=100×6225π×0.5×10πV=1202V,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“12V5.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=55∶1,原线圈接电压u=2202sin100πt(V)的交流电源,电表均为理想电表。闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是()A.副线圈交变电流的频率是100HzB.电压表的示数为4VC.滑动变阻器两端的电压先变大后变小D.电流表的示数变小答案:B解析:由电压公式知交变电流的角速度为ω=100πrad/s,则频率f=ω2π=50Hz,变压器不改变电流的频率,故副线圈交变电流的频率是50Hz,A错误;原线圈两端的输入电压有效值为220V,由U1U2=n1n6.(2019·重庆綦江中学月考)图甲为一交变电压随时间变化的图像,每个周期内,前二分之一周期电压恒定,后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交变电流连接成如图乙所示的电路,电阻R阻值为100Ω,则()A.理想电流表读数为0.75AB.理想电压表读数为100VC.电阻R消耗的电功率为50WD.电阻R在100s内产生的热量为5625J答案:AD解析:根据电流的热效应,一个周期内产生的热量为Q=U2RT=100VR2×T2+50V22R×T2,代入数据解得:U=75V,电流表读数为I=UR=07.(2019·山东德州质检)如图所示,利用理想变压器进行远距离输电,发电厂的输出电压恒定,输电线路的电阻不变,当用电高峰到来时()A.输电线上损耗的功率减小B.电压表V1的示数减小,电流表A1的示数增大C.电压表V2的示数减小,电流表A2的示数增大D.用户功率与发电厂输出功率的比值减小答案:CD解析:当用电高峰到来时,用户消耗的功率变大,则电流表A2读数变大,输电线上的电流变大,输电线上损耗的功率变大,选项A错误;电流表A1增大,因为发电厂的输出电压恒定,则升压变压器的次级电压不变,即电压表V1的示数不变,选项B错误;输电线上的电压损失变大,故降压变压器的初级电压减小,次级电压也减小,即电压表V2的示数减小,选项C正确;用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例P-P损P=1-I2RU18.如图所示,一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,原线圈接入电压为220V的正弦式交流电压,副线圈上接有两只理想二极管(正向电阻为0,反向电阻为无穷大)和两个电阻,且电阻R1=R2=50Ω。电压表和电流表均为理想交流电表,则下列说法正确的是()A.电流表的示数为0.275AB.电压表的示数为55VC.1min内电阻R1上产生的热量为3630JD.电阻R2消耗的电功率为60.5W答案:AB解析:根据U1U2=n1n2,可得U2=55V,由于两只理想二极管反接,R1=R2=50Ω,所以电压表的示数为U=U2=55V,故B正确;电流I2=U2R1=1110A,由I1I2=n2n1,可得I1=0二、实验题(20分)9.下图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。(1)为了通过测量得到如图所示I-U关系的完整曲线,在图甲和图乙两个电路中应选择的是图;简要说明理由:。

(电源电动势为9V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0~100Ω)(2)在如图丙所示电路中,电源电压恒为9V,电流表读数为70mA,定值电阻R1=250Ω。由热敏电阻的I-U关系曲线可知,此时热敏电阻两端的电压为V,电阻R2的阻值为Ω。

丙答案:(1)甲因为甲电路电压可从0V调到所需电压,电压调节范围大(2)5.0117.6解析:(1)应选择图甲。因为图甲电路电压可从0V调到所需电压,电压调节范围大。(2)由题图丙知R2与热敏电阻串联后与R1并联接在9V电源上,总电流I=70mA。R1=250Ω,设通过热敏电阻的电流为I2,通过R1的电流为I1=UR1=9250A=0.036A=36mA,则I2=I-I1=(70-36)mA=34mA,由I-U图像查得34mA对应的电压为5.0V,则R2两端电压U2=9V-5.0V=4.0V,所以R2=三、计算题(本题共2小题,共32分)10.(16分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π,磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l。线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r,外接电阻为R(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;(3)外接电阻上电流的有效值I。答案:(1)2NBl2ω(2)4(3)4解析:(1)bc、ad边的运动速度v=ωl感应电动势Em=4NBlv解得Em=2NBl2ω。(2)电流Im=E安培力F=2NBIml解得F=4N(3)一个周期内,通电时间t=49R上消耗的电能W=Im2Rt且W=I解得I=4NB11.(16分)下图为远距离输电过程的示意图。已知某个小型发电机的输出功率为90kW,发电机的电压为250V,通过升压变压器升高电压后向远处输电,输电线总电阻为5Ω,在用户端用一降压变压器把电压降为220V,要求在输电线上损失的功率控制为2kW(即用户得到的功率为88kW),求:(1)降压变压器输出的电流和输电线上通过的电流;(2)输电线上损失的电压和升压变压器输出的电压;(3)两个变压器各自的匝数比。答案:(1)400A20A(2)100V4500V(3)1∶1820∶1解析:(1)由于用户获得的电压与降压变压器输出电压相同,根据功率的相关公式可知降压变压器