江蘇省高考物理一輪復(fù)習(xí)精選精練專題十 交變電流 傳感器章末質(zhì)量檢測.doc

第十章 交變電流 傳感器(時(shí)間100分鐘，滿分120分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題5分，共35分)1如圖1所示，電路中有四個(gè)完全相同的燈泡，額定電壓均為u，額定功率均為p，變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在四個(gè)燈泡都正常發(fā)光，則變壓器的匝數(shù)比n1n2和電源電壓u1分別為 ()a122ub124uc214u d212u2 2007年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法中，錯(cuò)誤的是 ()a熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中b光敏電阻是一種光電傳感器c電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中d電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用3如圖2所示，r1為定值電阻，r2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻)，l為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí) ()ar1兩端的電壓增大b電流表的示數(shù)增大c小燈泡的亮度變強(qiáng)d小燈泡的亮度變?nèi)?如圖3甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，r120 ，r230 ，c為電容器，已知通過r1的正弦式電流如圖乙所示，則 ()a交變電流的頻率為0.02 hzb原線圈輸入電壓的最大值為200 vc電阻r2的電功率約為6.67 wd通過r3的電流始終為零5多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇，過去是用變壓器來實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的，如圖4所示為一個(gè)經(jīng)過雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，即在正弦式電流的每一個(gè)周期中，前面的被截去，從而改變了電燈上的電壓那么現(xiàn)在電燈上的電壓為 ()aumb.c. d.6如圖5所示，一個(gè)匝數(shù)為10的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為t.若把萬用電表的選擇開關(guān)撥到交流電壓擋，測得a、b兩點(diǎn)間的電壓為20 v，則可知：從中性面開始計(jì)時(shí)，當(dāng)tt/8時(shí)，穿過線圈的磁通量的變化率約為 ()a1.41 wb/sb2.0 wb/sc14.1 wb/s d20.0 wb/s7一個(gè)閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的最大值為e0，周期為t0，外力提供的功率為p0.若使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的最大值為e，周期為t，外力提供的功率為p.則e、t和p的大小為 ()ae2e0，tt0，p2p0bee0，tt0，p2p0ce2e0，tt0，p2p0de2e0，tt0，p4p0二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，錯(cuò)選或不答的得0分)8如圖6所示，面積為s、匝數(shù)為n、電阻為r的線圈與阻值為r的電阻構(gòu)成閉合回路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻r的兩端線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)動(dòng)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示位置的時(shí)刻t0.則 ()a在t0時(shí)刻，線圈處于中性面，流過電阻r的電流為0，電壓表的讀數(shù)也為0b1秒鐘內(nèi)流過電阻r的電流方向改變次c在電阻r的兩端再并聯(lián)一只電阻后，電壓表的讀數(shù)將減小d在電阻r的兩端再并聯(lián)一只電容較大的電容器后，電壓表的讀數(shù)不變9利用如圖7所示的電流互感器可以測量被測電路中的大電流，若互感器原、副線圈的匝數(shù)比n1n21100，交流電流表a的示數(shù)是50 ma，則 ()a被測電路的電流的有效值為5 ab被測電路的電流的平均值為0.5 ac被測電路的電流的最大值為5 ad原、副線圈中的電流同時(shí)達(dá)到最大值10計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號，激光掃描光盤時(shí)，激光頭利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器將反射回來的脈沖信號傳輸給信號處理系統(tǒng)，再通過計(jì)算機(jī)顯示出相應(yīng)信息光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖如圖8所示，其中r1為光敏電阻，r2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是 ()a當(dāng)有光照射r1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得高電壓b當(dāng)有光照射r1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得低電壓c信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次d信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次11如圖9所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中r1、r2、r3和r4均為固定電阻，開關(guān)s是閉合的. 和 為理想電壓表，讀數(shù)分別為u1和u2； 和 為理想電流表，讀數(shù)分別為i1、i2和i3，現(xiàn)斷開s，u1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是 ()au2變小，i3變小 bu2不變、i3變大ci1變小、i2變小 di1變大、i2變大12面積為s的兩個(gè)電阻相同的線圈，分別放在如圖10所示的磁場中，圖甲中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為b0的勻強(qiáng)磁場，線圈在磁場中以周期t繞oo軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖乙中磁場變化規(guī)律為bb0cos，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則 ()a兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同b兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢達(dá)到最大值的時(shí)刻不同c經(jīng)相同的時(shí)間t(tt)，兩線圈產(chǎn)生的熱量相同d從此時(shí)刻起，經(jīng)t/4時(shí)間，流過兩線圈橫截面的電荷量相同三、計(jì)算題(本題共4小題，共55分解答時(shí)請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分)一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n100.穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖11所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r5.0 ，外電路電阻r95 .已知感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值emnm，其中m為穿過每匝線圈磁通量的最大值求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))的讀數(shù)14(14分)交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積s0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50 hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b t為用此發(fā)電機(jī)所發(fā)出交變電流帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220 v,11 kw”的電機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路如圖12所示，求：(1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？15(14分)為了減少因火電站中煤的燃燒對大氣的污染，目前正大力發(fā)展水電站某一水電站發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)為：水以v13 m/s的速度流入水輪機(jī)后以v21 m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低100 m，水流量為q100 m3/s，水輪機(jī)效率為75%，發(fā)電機(jī)效率為80%，求：(g10 m/s2，水的密度103 kg/m3)(1)發(fā)電機(jī)組的輸出功率是多少？(2)如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為24 kv，輸電線路中能量損失為0.05%，輸電線電阻為19.5 ，那么所需升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少？16(17分)如圖13所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b.m和n是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為r，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求：(1)從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)負(fù)載電阻r上產(chǎn)生的熱量；(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)通過負(fù)載電阻r的電荷量；(3)電流表的示數(shù)第十章 交變電流 傳感器【參考答案與詳細(xì)解析】一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題5分，共35分)1解析：設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)，額定電流為i0.由題圖可知，原線圈中電流i原i0，副線圈中兩燈并聯(lián)，副線圈中電流i副2i0，u副u，根據(jù)理想變壓器的基本規(guī)律：i原n1i副n2得n1n221；u原/u副n1/n2得u原2u，所以u14u.c項(xiàng)正確答案：c2解析：熱敏電阻對溫度很敏感，光敏電阻對光照很敏感，電阻絲可用于電加熱，這很常見，所以a、b、c三個(gè)說法均正確；交流電、直流電均可通過電阻，電阻對它們均可產(chǎn)生阻礙作用，所以d錯(cuò)誤答案：d3解析：溫度降低時(shí)r2的阻值增大，干路電流減小，r1兩端電壓、電流表示數(shù)都減小，燈泡兩端電壓變大、亮度變強(qiáng)只有c項(xiàng)正確答案：c4解析：由圖乙可知交變電流的頻率為50 hz，所以a錯(cuò)副線圈電壓最大值u2i2r220 v，由可知u1200 v，b錯(cuò)r1和r2并聯(lián)，p2()2/306.67 w，c對因電容器接交變電流有充、放電現(xiàn)象，故d錯(cuò)答案：c5解析：由有效值的定義知t得u.c項(xiàng)正確答案：c6解析：由于電壓表測量的是交變電流的有效值，由此可以計(jì)算出交變電壓的最大值為eme20 v.交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為：e20sint當(dāng)tt/8時(shí)的瞬時(shí)值為：e20 v由法拉第電磁感應(yīng)定律知，對應(yīng)該時(shí)刻磁通量的變化率為2.0 wb/s，故選項(xiàng)b是正確的答案：b7解析：設(shè)線圈為n匝，面積為s，所在區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，當(dāng)角速度為時(shí)，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢e0nbs，周期t0，外力提供的功率p0.當(dāng)角速度為2時(shí)，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢e2nbs2e0，周期tt0，外力提供的功率p4p0.故選項(xiàng)d對答案：d二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，錯(cuò)選或不答的得0分)8解析：圖示位置為中性面，但由于產(chǎn)生的是正弦式電流，故流過電阻的瞬時(shí)電流是零，電壓表的讀數(shù)為其有效值，不是0，故a錯(cuò)；線圈每轉(zhuǎn)過一圈，電流方向改變2次，故1秒內(nèi)電流方向改變的次數(shù)為2f2，b正確；r兩端再并聯(lián)電阻時(shí)，干路電流增大，路端電壓減小，故電壓表讀數(shù)減小，c正確；并上電容后，由于電路與交變電源相連，電容反復(fù)充電放電，該支路有電流通過，故電壓表的讀數(shù)也減小，d錯(cuò)誤答案：bc9解析：交流電流表示數(shù)為副線圈中電流的有效值，即i250 ma0.05 a，根據(jù)得，i15 a，a正確b錯(cuò)誤；原線圈(被測電路)中電流的最大值i1mi15a，c項(xiàng)正確；原線圈中電流最大時(shí)，線圈中磁通量的變化率等于零，此時(shí)副線圈中的電流最?。辉€圈中電流等于0時(shí)，磁通量的變化率最大，副線圈中電流最大；所以原、副線圈中的電流有相位差，故不能同時(shí)達(dá)到最大值，d項(xiàng)錯(cuò)誤答案：ac10解析：r1、r2和電源組成一個(gè)閉合電路，只有r2兩端獲得高電壓時(shí)，處理系統(tǒng)才能進(jìn)行信號處理，當(dāng)激光照到光敏電阻時(shí)，r1的阻值變小，總電流變大，則r2兩端獲得高電壓，因此選a、d.答案：ad11解析：因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與u1不變，所以u2不變，故兩電壓表的示數(shù)均不變當(dāng)s斷開時(shí)，因?yàn)樨?fù)載電阻增大，故副線圈中的電流i2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以i1也將減小，c正確；因?yàn)閞1的電壓減小，故r2、r3兩端的電壓將增大，i3變大，b正確答案：bc12解析：圖甲中的磁通量變化規(guī)律為甲b0scost，圖乙中磁通量的變化規(guī)律為乙b0scost.由于兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同，則兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的變化規(guī)律相同，到達(dá)最大值的時(shí)刻也相同，有效值e也相同又因兩線圈電阻相同，所以qt也相同經(jīng)過時(shí)間，流過兩線圈橫截面的電荷量q也相同故a、c、d三項(xiàng)正確答案：acd三、計(jì)算題(本題共4小題，共55分解答時(shí)請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13 解析：從t圖象可以看出m1.0102 wb，t3.14102 s，已知emnm，又，故電路中電流最大值im a2 a.交流電流表讀數(shù)iim/1.4 a.答案：1.4 a14解析：(1)根據(jù)emnbs1100 v得輸出電壓的有效值為u11100 v.(2)根據(jù)得.(3)根據(jù)p入p出2.2104 w再根據(jù)p入u1i1，解得i120 a.答案：(1)1100 v(2)51(3)20 a15解析：(1)時(shí)間t內(nèi)水流質(zhì)量mqt，水輪機(jī)獲得的機(jī)械能emghm(v12v22)75%則發(fā)電機(jī)輸出的電能e電e80%發(fā)電機(jī)的輸出功率p06.02107w.(2)發(fā)電機(jī)的輸出電流i1p0/u12508 a輸電線路損失pp00.05%輸電電流滿足i22p/r，得i23