高考物理新一轮总复习 阶段示范性测试10 交变电流 传感器（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、阶段示范性金考卷(十)本卷测试内容：交变电流传感器本试卷分为第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，共110分。测试时间90分钟。第卷(选择题，共60分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第2、6、9、11小题，只有一个选项正确；第1、3、4、5、7、8、10、12小题，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1. 下列说法正确的是()A. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B. 电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断C. 电子秤所使用的测力装置是力传

2、感器D. 半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大解析：电话话筒的作用是把声信号变为电信号，A选项错误；电熨斗中用到双金属片，是利用温度传感器控制电路的通断，B选项正确；电子秤是利用压敏电阻把力信号转变为电信号，是力传感器，C选项正确；半导体热敏电阻的阻值随温度升高而减小，D选项错误。答案：BC2. 2014北京市怀柔区高三适应性练习某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是()A. 交变电流的频率为0.02 HzB. 交变电流的瞬时表达式为i5cos50t(A)C. 在t0.01 s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大D. 若发电机线圈电阻

3、为0.4 ，则发电机的热功率为5 W解析：根据图象可知im5 A，T20103 s0.02 s，所以，交变电流的频率f1/T50 Hz，瞬时表达式为iimcostimcos()t5cos100t(A)，所以选项A、B错误；在t0.01 s时，交变电流的瞬时值最大，说明感应电动势最大，穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，磁通量最小，选项C错误；该余弦交变电流的有效值为i有im/，若发电机线圈电阻为0.4 ，则其热功率为P热iR5 W，所以选项D正确。答案：D3. 2015山西大学附中高三模拟如图所示电路，变压器为理想变压器。现将滑动变阻器的滑片从某一位置滑动到另一位置时，电流表A1的示数减小

4、0.1 A，电流表A2的示数减小1 A，则下列说法正确的是( )A. 灯泡L1变亮 B. 灯泡L1变暗C. 变压器为升压变压器D. 变压器为降压变压器解析：电压不变，流过A2的电流减小，灯L2的分压减小，灯L1分压变大而变亮，选项A正确，B错误；由变压器公式有，解得，为降压变压器，选项C错误，D正确。答案：AD4. 如图所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是()A. 只增加原线圈的匝数B. 只增加副线圈的匝数C. 只减小用电器R1的电阻D. 断开开关S解析： 变压器的输入功率由输出功率决定，因此只要增大其输出功率即可。输入电压不变，原线圈匝数增

5、加输出电压减小，输出功率减小，A项错误；副线圈匝数增加，输出电压增大，输出功率增大，B项正确；在匝数不变的情况下，输出电压不变，闭合开关或减小R1电阻都使负载电阻减小，消耗的功率增大，即输出功率增大，C项正确，D项错误。答案：BC5. 如图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是( )A. 图甲表示交流电，图乙表示直流电B. 两种电压的周期相等C. 两种电压的有效值相等D. 图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin100t V解析：因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交流电，A错；两图象的周期都是2102 s，故B对；对于正弦交流电才有

6、U有效，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦(余弦)交流电，不适用上式有效值的求法，故C错；正弦交流电电压瞬时值的表达式为uUmsint，由图甲可知Um311 V，T2102 s，可得100，代入上式得u311sin100t V，故D对。答案：BD6. 2014东城区模拟如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u220sin100t(V)，原、副线圈的匝数比n1n2101，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的。则当S闭合一段时间后()A. 电压表示数不变，示数为22 VB. 电压表示数不变，示数为220 VC. 灯泡L两端的电压将变大D. 电流表示数一

7、定为0解析：当S闭合一段时间后，电压表示数不变，由得U2U1220 V22 V，即电压表示数为22 V，选项A正确，B错误。S闭合后有交流电通过电容器和电流表，电流表示数不为零，D错误。S闭合后，电容器与灯泡L并联的电阻减小，由于U2不变，所以灯泡L两端的电压将变小，C错误。答案：A7. 如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为110的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W。现闭合开关，灯泡正常发光。则()A. t0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零B. 交流发电机的转速为50

8、 r/sC. 变压器原线圈中电流表示数为1 AD.灯泡的额定电压为220 V解析：由题图知t0.01 s时e0，此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，A错；周期T0.02 s，所以n50 r/s，B对；由理想变压器原理得：，其中U1 V，得UL220 V，IL0.1 A，而，得I11 A，C对；灯泡的额定电压为交流电压的有效值220 V，D错。答案：BC8. 如图所示，三只灯泡均正常发光，现将滑动变阻器R的滑片向下移动，已知原线圈上的电压及原、副线圈的匝数均不变，则下列说法中正确的是()A. 灯L3变暗B. 灯L1和L2均变暗C. 变压器原线圈的输入功率变大D. 副线圈n2中的电流变大解析：由于

9、原线圈上的电压及原、副线圈的匝数均不变，由电压与匝数成正比可知，两个副线圈上的电压均不变。当滑动变阻器R的滑片向下移动时，副线圈n3中的电流增大，电阻R1的电压增大，由闭合电路欧姆定律可得，灯L3两端的电压减小，故灯L3变暗，而副线圈n2的电压及回路中的电阻和电流不发生变化，故灯L1和L2的亮度不变，A正确，B、D错误；由于副线圈n3中的电流增大，则原线圈中的电流也随之增大，故原线圈的输入功率变大，C正确。答案：AC9. 2015岳阳模拟如下图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1n210001，n3n41100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输

10、电线的输送电功率为()A. 2.2103 WB. 2.2102 WC. 2.2108 WD. 2.2104 W解析：根据图甲可得，高压输电线的输送电压UU甲220 kV；根据图乙可得，输送电流II乙1000 A；所以高压输电线的送电功率PUI220 kV1000 A2.2108 W。故C正确。答案：C10. 如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U13300 V，副线圈两端电压U2为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U2 V。则()A. 原线圈的匝数为1650匝B. 副线圈的匝数为55匝C. 当开关S断开时，电压表读数变小D. 当开关S断开时，

11、A2和A1读数均减小解析：由变压器电压与匝数的关系可知原线圈与电压表之间有，得原线圈匝数为1650匝，选项A正确；由电压表与副线圈电压关系，可得副线圈匝数为110匝，选项B错误；断开开关S，电压表匝数为1，没有变化，则电压表读数不变，选项C错误；当开关S断开时，输出端总电阻增大，输入和输出电压不变，则输出电流减小，输出功率减小，输入电流也减小，选项D正确。答案：AD11. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为12，两端分别接有4个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L2的功率之比为()A. 11B. 13C. 91D. 31解析：变压器原线圈中输入电流为副线圈电流的2倍，L1中的电流

12、为副线圈中输出电流的3倍，L1的功率为L2功率的9倍，所以L1和L2的功率之比为91，选项C正确。答案：C12. 2014衡水中学模拟如图所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是101，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电源，一只理想二极管和一个阻值为10 的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是()A. 1 min内电阻R上产生的热量为1452 JB. 电压表的读数为22 VC. 二极管两端的最大电压为22 VD. 若将R换成一个阻值大于10 的电阻，则电流表读数变小解析：由于匝数比是101，所以输出电压为22 V，根据理想二极管的单向导电性和交变电流有效值的定义，得电阻R上电压的

13、有效值是11 V,1 min内电阻R上产生的热量为Qt1452 J，选项A正确，B错误。理想二极管反向电阻无穷大，当加反向电压时，二极管两端的电压最大值为22 V，选项C错误。如果电阻R变大，则输出功率变小，输入功率变小，所以电流表读数变小，选项D正确。答案：AD第卷(非选择题，共50分)二、实验题(本题共13分)13. (13分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值为4050 。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电

14、源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 )、直流电压表(内阻约5 k)、滑动变阻器(010 )、开关、导线若干。(1)图中，a、b、c三条图线能反映出热敏电阻的伏安特性的曲线是_。(2)在虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。(3)根据电路图，在图中的实物图上连线。解析：(1)热敏电阻随温度的升高，阻值减小，在IU图线中，任一点的，可见c正确。(2)热敏电阻为4050 。由电压表、电流表内阻知临界阻值R0 50 ，即热敏电阻属小电阻，应用“外接法”，因要描绘伏安曲线电压从0开始连续变化。因此用滑动变阻器的“分压式”接法，电路图如图所示。(3)实物连线如图：答案：(1)c(2)、

15、(3)见解析三、计算题(本题共2小题，共37分)14. (17分)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1n231，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡输入端交变电压u的图象如图乙所示。 (1)求图甲中电压表的读数；(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；(3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻R应调到的电阻值。解析：(1)根据图象可得原线圈电压的最大值U1m27 V其有效值为U127 V根据代入数据可得U29 V即为电压表读数。(2)设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为

16、I2为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3 A根据U1I1U2I2代入数据可得I29 A正常发光时每个灯泡中的电流为ID1 A所以允许接入的灯泡个数为n9。(3)电阻两端电压为URU2UD3 V电阻阻值为R 。答案：(1)9 V(2)9(3) 15. (20分)如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，其磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B

17、1和t1均为已知。在0t1时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度逆时针(从上往下看)匀速转动。线框中电流逆时针方向为正方向(从左向右看)求：(1)0t1时间内通过电阻R的电流大小；(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；(3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量。解析：(1)0t1时间内，线框中的感应电动势E1n根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流I。(2)线框产生感应电动势的最大值EmnB1L1L2感应电动势的有效值EnB1L1L2通过电阻R的电流的有效值I线框转动一周所需的时间t此过程中，电阻R产生的热量QI2RtR()2。(3)线框从图甲所示位置转过90的过程中，平均感应电动势n平均感应电流通过电阻R的电荷量qt。答案：(1)(2)R()2(3)