2024高考物理总复习 交变电流 传感器单元综合测试

单元综合测试十（交变电流传感器）

本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，试卷满分为100分.考试时间为

90分钟.

第I卷（选择题，共40分）

一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分.有的小题只有一个选项正确，有的小

题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内）

1.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式电流7=Z,sin<^,若保持其他条件不

变，使发电机线圈匝数及转速各增加一倍，则甩流的变更规律为（）

A.7=2Z,sin2tB.7=4Z,sin2t

C./=2Z,sintD.7=4Z,sint

解析：转速力U倍则出=2万〃也力口倍，电流的最人值人也加倍故1=2min23।选项A正

确.

答案：A

2.在图1所示两电路中，当d人两端与e、F两端分别加上220V的沟通电压时，测得

c、d间与质方间的电压均为110V；若分别在c、d与g、力的两端加上110V的沟通电压，

则a、b间与e、f间的电压分别为（）

图1

A.220V,220VB.220V,110V

C.110V,110VD.220V.0

解析：对变压器，由4=生可得匾=220V：对滑动变阻器来说，当的间接上电压时，ef

间电压心=110V,故B选项正确.

答案：B

3.利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电.现有始终流电路，输电线的总电阻

为0.4Q,它供应应用电器的电功率为40kW,电压为800V.假如用临界温度以下的超导电

缆替代原来的输电线，保持供应用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（)

A.1kWB.1.6X103kW

C.1.6kWD.10kW

p40X10

解析:用电器的额定电流为：/=7=F7rA=50A,输电线上消耗功率尸线=力?=50以0.4

uoUU

W=1000W=1kN.所以若采纳超导材料则线路上的损耗将被节约.

答案：A

4.一志向变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图2所示.假如负载电阻的滑动

片向上移动.则图中全部沟通电表的读数及输入功率变更状况正确的是（均为志向电

表）（）

A.V］、V2不变,A1增大,A?减小，户增大

B.%、V2不变,Ai>/增大,尸增大

C.\八、'%不变，AHA：减小，P减小

D.Vi不变,V2增大,一减小,A2减小,产减小

解析：志向变压器输入电压不变，则输出电压不变，故表九％示数不变；滑片〃向上移,

使负载电阻增大，因而，副线圈中的电流心减小，由于电压比不变，故原线圈中的电流也将

减小；输出功率尸出=£672减小，尸入=巴山因而输入功率也将减小.

答案：C

图3

5.汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油.柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的：而汽油机

做功冲程起先时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花寒点燃的.但是汽车蓄电池的电压只

有12V,不能在火花塞中产生火花，因此，要运用如图3所示的点火装置，此装置的核心是

一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由

机械限制，做功冲程起先时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10000V以上的电

压，这样就能在火花塞中产生火花了.下列说法中正确的是（）

A.柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的

B.汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压

C.接该变压器的原线圈的电源必需是沟通电源，否则就不能在副线圈中产生高压

D.汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必需远大于原线圈的匝数

解析：汽车柴油机压缩汽缸内空气，事实上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度上

升到肯定温度时，柴油着火燃烧.汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压（12V）断电时

产生变更的磁通最从而在副线圈中产生瞬时高压（10000V）,而达到产生火花的目的，所以电

源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确.

答案：AD

调温旋纽

弹性铜片绝缘支架

电

源

双金属片I一■电热一：

图4

6.如图4是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是：）

A.常温时上下触点是接触的

B.双金属片温度上升时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲

C.原来温度限制在80c断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下调一些

D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些

解析：双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点

是接触的，通电后，电热丝发热（题图螺旋状部分），当温度上升到某一值时，双金属片上层

的金属受热膨胀，形变量大于卜.层金属，双金属片向卜.弯曲，使触点分别，切断电路；随着

温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩复原原状，两触点乂接触接通电路.

调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分别的温度上升，上提弹性铜片，可降低触点的分别

温度，从而实现了调温限制.

答案A

•BD

图5

7.电容式话筒的保直度比动圈式话筒好，其T作原理如图5所示.，是绝缘支架,薄金

属膜必和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变

更，电路中形成变更的电流.当膜片向右运动的过程中有（）

A.电容变大B.电容变小

C.导线/应中有向左的电流D.导线/历中有向石的电流

£S

解析：膜片右移时，由于板间距离"变小，由U石方知，A对；由g内知，C对，D

错.

图8

A.零线与火线之间漏电

B.火线与地之间漏电或零线干脆接地

C.只有火线与地之间漏电才会产生

I).刷卡机装得过多，造成电流太大

解析•：由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才

会引起漏电爱护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电.

答案：B

第II卷(非选择题，共60分)

二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)

W-

M[W]e

图9

11.(2024•全国卷H)如图9,一热敏电阻用放在控温容器“内；®为毫安表，量程6mA,

内阻为数十欧姆；£为直流电源，电动势约为3V,内阻很小："为电阻箱，最大阻值为999.9。；

S为开关.已知“在95c时的阻值为150。，在20c时的限值约为550Q.现要求在降温过程

中测量在95c〜20c之间的多个温度下后的阻值.

(1)在图中画出连线，完成试验原理电路图.

(2)完成下列试验步骤中的填空：

祖依照试验原理电路图连线.

力.调整控温容器必内的温度，使得用的温度为95℃.

c.将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器平安.

d.闭合开关.调整电阻箱，记录电流表的示数I。,并记录.

e.将居的温度降为7(20℃<7；<95℃)；调整电阻箱.使得电流表的读数,记录

f.温度为X时热敏电阻的电阻值〃方=.

g.逐步降低方的数值，直至20c为止；在每一温度下重复步骤e£

解析•：(D电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应为与热敏电

阻串联.(2)本试验原理是当电路的两种状态的电流相等对，外电路的总电阻相等.95℃和吊

时对应的电路的电阻相等，有150+吊=用+k，即如=%—用+150Q.

图10

答案：(1)试验原理电路图如图10所示.

(2)d电阻箱的读数总

e.仍为To电阻箱的读数用

f.兆一用+150Q

12.某试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

态下输出的电源怛定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、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更的峙性，请你在图11(1)的实物图上连

「

••Y1

T

⑵

图11

(2)试验的主要步骤：

①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调整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②步操作若干次，测得多组数据.

(3)试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11(2)的〃-Z关系图线,

请依据图线写出该热敏电阻的彳一£关系式：R=+________£(。)(保留3位有效数

字).

解析：变更温度后，热敏电阻阻值变更，电压表示数变更，从图线知4与，成线性关系,

且纵轴上截距(当£=0℃时)斤=100Q,斜率为4必4t=0.395,所以4100+0.395:(。).

答案：(1)实物连线图如图12(2)记录温度计数值记录电压表数值(3)1000.395

图12

三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必

需有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)

o

XXX

XX；XX

XX：XLX

XX?XX

o'R

图13

13.如图13所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕00'轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直.线

圈匝数〃=40,电阻r=0.1Q,长/=().05m,宽/2=0.04m,角速度^=100rad/s,磁

场的磁感应强度/，=0.2T.线圈两端外接电阻仁9.9Q的用电器和一个沟通电流表.求：

(1)线圈中产生的最大感应电动势：

(2)电流表的读数；

(3)用电器上消耗的电功率.

解析：(X)£=/?B3s=/?B31/2=L6V.

p

⑵4=就=0.16A,电流表读数为有效值

Z=-7^=0.11A.

小

(3)Q/人0.12W.

答案：(1)1.6V(2)0.11A(3)0.12W

14.有条河流，流量g2m：7s,落差力=5m,现利用其发电，若发电机总效率为50%,

输出电压为240V,输电线总电阻4=30Q,允许损失功率为输出功率的6%,为满意用电的

需求，则该输电线路所运用的志向的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220

V,100W”的电灯正常发光？（g取10N/kg）

解析：设水的密度为。

电源端：P检出=mgh/1X50%=QpghX0.5

=2X1X10^X10X5X0.5W=5X10'W

输出电压"=240V：输送电路如图14所示.

图14

为满意输电要求，据4/我=/送法

*n-TTn-出X6%/5X10'X0.06、

有.T^^^=7—--A

=10A,则送电电压为〃送=牛=匹渭\,

/送1U

=5X1（）3v

所以升压变压器的变压比为

/7i:：〃送=240/（5XIO"）=6：125

输电线电压损失4〃损=/送410X30V=300V,

用户端：右=〃坊一/。损=5X10%—300V=4700%据题意可知〃=220V,所以降压变压

器的叱数比为〃J：M=b\：6^=4700/220=235：11.因为志向变压器没有能量损失，所以

可正常发光的电灯盏数为

,丁一4%5X10-5X10"X0.06

“一―国-"100帮）

=470（盏）.

15.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电

阻的阻值随温度变更而变更的特性工作的.在图15甲中，电源的电动势6=9.0V,电源内电

阻可忽视不计；G为小后程的电流表，电流表内阻必保持不变；〃为热敏电阻，其电阻值与温

度的变更关系如图15乙的图线所示.闭合开关S,当〃的温度等于20c时，电流表示

数1=2mA,则当电流表的示数4=3.6mA时，热敏电阻〃的温度是多少摄氏度？

甲乙

图15

EE

答案：由I\=R+R,得M=500Q12=不__1_yr,,代入数据得：R'=2000Q从R—t

图象可知，此时的温度是120°C

图16

16.如图16所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速

度，金属球的质量为偈它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在。点，/道是一根长为£

的匀称电阻丝，其阻值为凡金