2022年高考物理总复习第十一章交变电流传感器综合检测教科版.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -交变电流 传感器综合检测 时间 :90 分钟 满分 :100 分 一、挑选题 此题共 12 小题 , 每道题 4 分, 共 48 分. 在每道题给出的四个选项中 , 第 17 小题只有一个选项正确 , 第 812 小题有多个选项正确 , 全部选对的得 4 分, 选对但不全的得 2 分,有选错或不选的得 0 分 1. 如下列图 , 矩形线框置于竖直向下的磁场中 , 通过导线与沟通电流表相连 , 线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动 , 图中线框平面处于竖直面内 . 下述说法正确选项 D A.由于线框中产生

2、的是交变电流 , 所以电流表示数始终为零B.线框通过图中位置瞬时 , 穿过线框的磁通量最大C.线框通过图中位置瞬时 , 通过电流表的电流瞬时值最小D.如使线框转动的角速度增大一倍, 那么通过电流表电流的有效值也增大一倍解析 : 沟通电流表测量的是有效值 , 所以电流表有示数 , 故 A 错误 ; 线框通过图中位置瞬时 , 穿过线框的磁通量为零 , 感应电动势最大 , 感应电流也最大 , 通过电流表的电流瞬时值最大 , 故B,C 错误 ; 依据 Em= NBS 可知 , 增大一倍 ,E m也增大一倍 , 依据 I= = 可知 , 通过电流表电流的有效值也增大一倍 , 故 D正确 . 2. 一正弦

3、交变电流随时间变化的规律如下列图 , 由图可知 C A.该交变电流的瞬时值表达式为 i=10sin 25 tA B.该交变电流的频率为 50 Hz C.该交变电流的方向每秒钟转变 50 次D.该交变电流通过阻值为 2 的电阻时 , 此电阻消耗的功率为 200 W 解析 : 由图像知 T=0.04 s,I m=10 A, 就 = = rad/s=50 rad/s, 所以电流瞬时值的表达式为 i=10sin 50 tA, 故 A 错误 ; 频率 f= = 25 Hz, 故 B 错误 ; 一个周期内电流方向改变 2 次, 该交变电流的方向每秒钟转变 50 次, 故 C正确 ; 电流有效值 I= =

4、A=5 A, 将该交变电流通过阻值 R=2 的电阻 , 电阻消耗的功率 P=I 2R=100 W,故 D错误 . 3. 如图 甲 所示 , 在匀强磁场中有一个 n=10 匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动 , 转轴 O1O2垂直于磁场方向 , 线圈电阻为 5 , 从图 甲 所示位置开头计时 , 通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图 乙 所示 , 就 A 1 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -A.线

5、圈转动过程中消耗的电功率为102 W B.在 t=0.2 s时, 线圈中的感应电动势为零, 且电流转变一次方向C.所产生的交变电流感应电动势的瞬时值表达式为e=10 sin 5 t V D.线圈从图示位置转过 90 时穿过线圈的磁通量变化最快解析 : 感应电动势峰值 Em=nBS =nBS=n m=10 0.2 V= 10 V, 感应电动2势的有效值 E= = V=5 V, 线圈转动过程中消耗的电功率 P= = W=10W,故 A 正确 ;t=0.2 s 时, 磁通量为 0, 线圈中的感应电动势最大 , 电流方向不变 , 故 B 错误 ; = = rad/s= 5 rad/s, 由于线圈从垂直

6、中性面开头计时 , 所以交变电流感应电动势的瞬时值表达式为 e=10 cos 5 tV, 故 C 错误 ; 线圈从图示位置转过 90 时 , 磁通量最大 ,磁通量变化率为 0, 故 D错误 . 4. 已知某交变电流在一个周期内的波形如下列图 , 就该电流通过一阻值为 10 的电阻时的发热功率是 D A.16 W B.18 W C.22.5 W D.28 W 解析 : 由电流热效应可得2 12R 0.2+22R 0.3=I2R 1, 解得 I2=2.8 A2, 电阻的热功率P=I2R=28 W. 5. 如图 甲 所示 , 为一种调光台灯电路示意图, 它通过双向可控硅电子器件实现了无级调剂亮度 .

7、 给该台灯接 220 V的正弦沟通电电压后加在灯管两端的电压如图 乙 所示 , 就此时沟通电压表的示数为 C A.220 V B.110 V C.110 V D.55 V 解析 : 设电压表示数即灯管两端电压的有效值为U,将沟通电电压与直流电电压分别加在电阻R两 端 , 分 析 一 个 周 期 内 产 生 的 热 量 , 交 流 电 电 压 产 生 的 热 量Q=+=T, 直流电电压产生的热量Q=T, 解得 U=110 V. 2 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精

8、品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -6. 如图 甲 所示 , 阻值为 r=4 的矩形金属线框与抱负电流表、抱负变压器原线圈构成回路,标有“12 V 36 W” 字样的灯泡L 与抱负变压器的副线圈构成回路, 灯泡 L 恰能正常发光 ,抱负变压器原、 副线圈的匝数之比为31, 矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动 , 产生的电动势随时间变化的规律如图 乙 所示 , 就 D A.抱负变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=40sin 100 tV B.抱负电流表 A 的示数为 A C.t=0.01 s 时, 矩形金属线框平面与磁场方向平行D.灯泡 L

9、与抱负变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒转变 100 次解析 : 灯泡正常发光 , 故副线圈两端的电压为 U2=12 V, 依据 = 得 U1= U2=36 V, 输入端的最大电压为 Em=36 V, 又 = = rad/s=100 rad/s, 故原线圈输入电压的瞬时值表达式为 u=36 sin 100 tV, 故 A错误 ; 通过副线圈的电流为 I 2= = A=3 A,依据 =得,I 1=1 A, 故电流表的示数为 1 A, 故 B错误 ;t=0.01 s 时, 由 乙 图可知 , 产生的感应电动势最小 , 线框在中性面位置 , 即矩形金属线框平面与磁场方向垂直 , 故 C错误 ;

10、 由 乙 图可知 , 周期为 0.02 s, 在一个周期内电流方向转变 2 次 , 就 1 s 内电流转变的次数为 100 次, 故 D正确 . 7. 如下列图为抱负变压器 , 三个灯泡 L1, L2, L3 都标有“4 V 4 W” , 灯泡 L4 标有“4 V 8 W” ,如它们都能正常发光 , 就变压器原、副线圈匝数比 n1n2和 ab 间输入电压为 B A.2 1,16 V B.21,20 V C.12,16 V D.12,20 V 解析 :L 2,L 3 并联后与 L4 串联 , 灯泡正常发光 , 可得 U2=8 V;P 2=4 W+4 W+8 W=16 W,依据输入功率等于输出功率

11、 U1I1=P2得 U1= V=16 V, 所以 Uab= U1+UL1=16+4 V=20 V, 故原、副线圈匝数比 n1n2=16 8=21, 故 B 正确 . 8. 冬季雨雪冰冻天高压电线简单覆冰 , 为清除高压输电线上的冰凌 , 有人设想利用电流的热效应除冰 . 如在正常供电时 , 高压线上送电电压为 U,电流为 I, 热损耗功率为 P; 除冰时 , 输电线上的热损耗功率需变为 4 P. 输电功率和输电线电阻认为是不变的 , 就除冰时 CD 3 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 10 页 - - - - - - -

12、- - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -A.输电电流为 B. 输电电压为2U C.输电电压为 D. 输电电流为2I 4 倍, 电流增加为原先的2 倍, 即为 2I;解析 : 依据P=I2r, 输电线上的热缺失功率变为原先的由 P=UI 知, 就输送电压变为, 故 C,D 正确 . 9. 如下列图 , 导体棒 ab 两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、 半径相等的金属圆环上, 圆环通过电刷与导线 c,d 相接 .c,d 两个端点接在匝数比为 n1n2=101 的抱负变压器原线圈两端 , 变压器副线圈接一滑动变阻器 R0. 匀强磁场的磁感

13、应强度为 B, 方向竖直向下 , 导体棒 ab 长为 l 电阻不计 , 绕与 ab 平行的水平轴 也是两圆环的中心轴 OO 以角速度 匀速转动 . 假如滑动变阻器的阻值为 R时, 通过电流表的电流为 I, 就 AD A.滑动变阻器上消耗的功率为 P=100I 2R B.变压器原线圈两端的电压 U1=10IR C.取 ab 在环的最低端时 t=0, 就导体棒 ab 中感应电流的表达式是 i= Isin t D.ab 沿环转动过程中受到的最大安培力 F= BIl 解析 : 由 = 得 I2=10I, 变阻器上消耗的功率 P= R=100I 2R,故 A 正确 ; 副线圈的电压U2=I2R=10IR

14、, 由 = 知变压器原线圈两端的电压 U1= 10U2=100IR, 故 B 错误 ;ab 在最低点时,ab 棒与磁场垂直 , 此时的感应电动势最大, 感应电流最大 , 所以棒 ab 中感应电流的表达式为 i= Icos t, 故 C错误 ;ab 在最低点时 , 感应电流最大 , 最大值为 I, 此时的安培力也是最大的 , 最大安培力为 F= BIl, 故 D正确 . 10. 如下列图 , 一抱负变压器原线圈匝数 n1=500, 副线圈匝数 n2=100, 原线圈中接一沟通电源 ,沟通电源电压 u=220 sin 100 tV, 副线圈中接一电动机 , 内阻为 10 , 电流表 A2示数为1

15、A. 电表对电路的影响忽视不计 , 就以下说法正确选项 CD A.此交变电流的频率为 100 Hz B.此电动机输出功率为 44 W C.电流表 A1示数为 0.2 A D.假如电动机被卡住而不损坏, 就电源的输出功率变为原先的4.4 倍4 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -解析 : =100 , 频率 f= Hz=50 Hz, 故 A 错误 ; 原线圈两端电压的有效值为U1= V=220 V,

16、 由 = , 得 U2= U1= 220 V=44 V, 输给电动机的电功率 P入=U2I 2=44 1 W=44 W,电动机内阻消耗的功率 P 损= r=1 2 10 W=10 W,电动机的输出功率 P 出=P 入-P 损=34 W,故 B 错误 ; 依据变压器输入功率等于输出功率即 U1I 1=U2I 2, 得 I 1= =A=0.2 A, 故 C正确 ; 假如电动机被卡住而不损坏 , 电源输出功率 P2= = W=193.6 W,电源的输出功率为原先的 =4.4 倍 , 故 D正确 . 11. 如下列图 , 抱负变压器为降压变压器 , 原线圈通过灯泡 L1 与正弦交变电流相连 , 副线圈

17、通过导线与两个相同的灯泡 L2和 L3 相连 , 开头时开关 S处于断开状态 . 当 S闭合后 , 全部灯泡都能发光 . 以下说法中正确选项 AB A.灯泡 L1和 L2 中的电流有效值可能相等B.灯泡 L2两端的电压变小C.灯泡 L1变亮 , 灯泡 L2 的亮度不变D.变压器原线圈的输入功率不变解析 : 降压变压器n1n2, 就 I1I2, 当 S接通后 ,I1 等于灯泡 L1 的电流 ,I2 是灯泡 L2和 L3 的电流之和 , 就灯泡 L1,L 2中的电流有效值可能相等, 故 A 正确 ; 当 S 闭合后 , 变压器输出端负载电阻变小 , 输出功率变大 , 输出电流变大 , 变压器的输入

18、功率等于输出功率 , 所以变压器的输入功率变大 , 输入电流变大 , 灯泡 L1的电压增大变亮 , 原线圈电压减小 , 匝数不变 , 故副线圈电压减小, 灯泡 L2 两端的电压变小, 变暗 , 故 B正确 , 故 C,D 错误 . 12. 图 甲是沟通发电机的示意图 , 发出的电能直接输出到抱负变压器的原线圈 , V 为抱负交流电压表 . 变压器的副线圈接有三个支路 , 每个支路接有相同规格的小灯泡 L1,L 2和 L3, 且 L2串有抱负电感器 L,L3 串有电容器 C.发电机两磁极 N,S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场 .线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO 沿逆时针方向匀速转动 , 从图示

19、位置开头计时 , 产生的交变电流随时间变化的图像如图 乙所示 . 以下判定正确选项 BC 5 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -A.图 甲 线圈位置叫中性面, 此时所产生的感应电动势最大, 电压表示数为10 V B.线圈转动的角速度为 100 rad/s,0.02 s 时线圈内电流的流向是 DCBA C.假如灯泡 L1恰好正常发光 , 那么 L2,L3 两小灯泡都能发光但比 L1 要暗D.增大线

20、圈的转动速度 ,L 1,L 2,L 3三个小灯泡的亮度均不会变化解析 : 图 甲 线圈位置与中性面垂直 , 产生的感应电动势最大 , 电压表示数为有效值,U= = V=10 V, 故 A 错误 ; 线圈转动的角速度为 = = rad/s=100 rad/s,0.02 s 时线圈内电流的流向与 0 时刻线圈内电流的流向相同 , 依据右手定就知电流流向是 DCBA,故 B正确 ; 由于线圈有感抗 , 电容有容抗 , 所以灯泡 L2,L3两端的电压比灯泡 L1两端的电压小 , 就 L2,L 3两小灯泡都能发光但比 L1要暗 , 故 C正确 ; 增大线圈的转速 , 就频率增大 ,感抗增大 , 容抗减小

21、 , 且变压器的输出电压增大 断, 灯泡 L3 变亮 , 故 D错误 . 二、非挑选题 共 52 分 , 就灯泡 L1 变亮 , 灯泡 L2亮度变化情形无法判13.6 分 热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图 甲 所示 , 由热敏电阻 R1 作为传感器制作的自动报警器电路图如图 乙 所示 , 为了使温度过高时报警器铃响 ,c 应与 填“ a” 或“ b” 连接 ; 如使报警的报警温度提高些 , 应将 P向 填“ 左” 或“ 右” 移动 . 解析 : 依据图 甲 中曲线的趋势可以得出 , 热敏电阻的阻值随温度的上升而减小 , 为了使温度过高时发送报警信息 , 就热敏电阻阻值小 , 通过电磁铁的电流

22、大 , 衔铁被吸附 , 触点与 a 接通时, 报警器所在电路应接通 , 故开关 c 应当接在 a 处, 如使报警的报警温度提高些 , 应使电路中电阻增大 , 就滑动变阻器的滑片 P 向左移动 . 答案 :a 左评分标准 : 每空 3 分. 14.9 分 传感器是把非电学量 如速度、温度、压力等 的变化转换成电学量的一种元件 , 在自动掌握中有着相当广泛的应用 . 有一种测量人体重的电子秤 , 其测量部分的原理图如图中的虚线框所示 , 它主要由压力传感器 R电阻会随所受压力大小发生变化的可变电阻 , 显示7体重大小的外表 A实质是抱负的电流表 组成 , 压力传感器表面能承担的最大压强为 1 10

23、Pa, 且已知压力传感器 R的电阻与所受压力的关系如下表所示 . 设踏板和压杆的质量可以忽略不计 , 接通电源后 , 压力传感器两端的电压恒为 4.8 V, 请回答 : 压力0 250 500 750 1000 1250 1500 F/N 电阻 R/300 270 240 210 180 150 120 1 把 R写成关于 F 的函数关系式 ,R= . 6 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2

24、该秤零起点 即踏板空载时 的刻度线应标在电流表刻度盘上示数为 mA处. 3 假如某人站在该秤踏板上, 电流表刻度盘的示数为 20 mA, 这个人的重量是N. 解析 :1F=0时,R=300 ; 当 F=1 000 N 时,R=180 , 所以= =-, 得R=300-F. 2F=0 时,R=300 , 由闭合电路欧姆定律有 I= =1.6 10-2 A=16 mA,即该秤零起点 即踏板空载时 的刻度线应标在电流表刻度盘 16 mA 处 . 3 由闭合电路欧姆定律有 R= = =240 , 由表中数据得 ,F=500 N, 就此人的重量是 500 N. 答案 :1300-F 216 3500 评

25、分标准 : 每空 3 分. 15.8 分 如下列图 , 一矩形线圈在匀强磁场中绕 OO 轴匀速转动 , 磁场方向与转轴垂直 . 线圈匝数 n=40, 电阻 r=0.1 , 长 l 1=0.05 m,宽 l 2=0.04 m,角速度 =100 rad/s, 磁场的磁感应强度 B=0.2 T. 线圈两端外接电阻 R=9.9 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 :1E m=nBS =nBl 1l 2 =1.6 V.2 分 2I m= =0.16 A,2 分 电流表读数为有效值7 细心整理归纳 精选学习资料

26、- - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -I=0.11 A.2分 3P=I 2R=0.12 W.2 分 答案 :11.6 V 20.11 A 30.12 W 16.8 分 如下列图 , 抱负变压器的原线圈接在 220 V、50 Hz 的正弦沟通电源上 , 线圈接有一抱负二极管 正向电阻为零 , 反向电阻为无穷大 和一阻值为 10 的电阻 , 已知原副线圈的匝数比为 21. 1 二极管的耐压值至少为多少伏 . 2 电阻 R上 1 s

27、 内产生的焦耳热为多少 . 3 通过电阻 R的电流的有效值为多少 . 结果保留三位有效数字 解析 :1 原线圈两端电压有效值 U1=220 V 由 = 得, U2=U1 =110 V1 分 就副线圈两端电压最大值U2m=110 V.1分 .1分 即二极管耐压值为156 V. 2 交变电流的周期T= = s=0.02 s,就 1 s 内有 50 个周期由于二极管只答应正向电流通过, 故 1 s 内只有 0.5 s有电流通过电阻电阻 R上 1 s 内产生的焦耳热Q= t= 0.5 J=605 J.2 分 3 设通过电阻 R的电流的有效值为 I, 依据焦耳定律有=I 2RT2 分 解得 I= = A

28、=7.78 A.1 分 答案 :1156 V 2605 J 37.78 A 17.10 分 如下列图 ,N=50 匝的矩形线圈 abcd, 边长 ab=20 cm,ad= 25 cm, 放在磁感应强度B=0.4 T 的匀强磁场中 , 外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 OO 轴以 n=3 000 r/min 的转速匀速转动 , 线圈电阻 r=1 , 外电路电阻 R=9 ,t=0 时线圈平面与磁感线平行,ab 边正好转出纸外 ,cd 边转入纸里 . 8 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 10 页 - - - - - -

29、- - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1 在图中标出t=0 时感应电流的方向; 2 写出线圈感应电动势的瞬时表达式 ; 3 线圈转一圈外力做功多少 . 解析 :1 依据右手定就得出感应电流的方向是 adcb, 如图 .2 分 2n=3 000 r/min=50 r/s, 所以线圈的角速度=2 n=100 rad/s1分 感应电动势的最大值Em=NBS =314 V1 分 所以感应电动势的瞬时值表达式为e=Emcos t=314cos 100 tV.2 分 3 电动势有效值 E= , 电流 I= , 周期 T= , 线圈转一圈外力做功等

30、于电功的大小 , 即W=I 2R+rT=98.6 J.4 分 答案 :1 见解析2e=314cos 100 tV 398.6 J 18.11 分 如图为某小型水电站的电能输送示意图 , 发电机通过升压变压器 T1和降压变压器T2 向用户供电 . 已知输电线总电阻 R=10 , 升压变压器的原、副线圈匝数之比为 15, 降压变压器的原、 副线圈匝数之比为 41, 副线圈与纯电阻组成闭合电路 , 用户用电器电阻 R0= 11 . 如 T1,T2 均为抱负变压器 ,T2 的副线圈两端电压表达式为 u= 220 sin 100 tV. 求: 1 用户端的用电电流 I 3和输电电流 I 2; 2 输电线

31、上损耗的电压 U和损耗的功率 P; 3 发电机的输出电压 U1和输出功率 P1. 解析 :1 依据副线圈两端电压表达式可知 , 用户得到的电压有效值 U3=220 V, I3= A=20 A,2分 9 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -依据 = , 解得 I2=5 A.1 分 2 输电线上缺失的电压 U=I 2R=5 10 V=50 V.2 分 输电线上损耗的功率 P=R=5 2 10 W=250 W.2 分 :=, 3 依据降压变压器的原副线圈电压关系代入数据=解得 U2=930 V1 分 再依据升压变压器的原副线圈电压关系=, 解得 U1=186 V1 分 依据能量守恒 , P1=P2=U2I 2=930 5 W=4 650 W.2 分 答案 :120 A 5 A 250 V 250 W 3186 V 4 650 W 10 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 10 页 - - - - - - - - -