XX專用高考物理新增分大一輪復習第十章交變電流傳感器本章綜合能力提升練含解析

XX專用版高考物理新增分大一輪復習第十章交變電流傳感器本章綜合能力提高練含解析XX專用版高考物理新增分大一輪復習第十章交變電流傳感器本章綜合能力提高練含解析PAGEXX專用版高考物理新增分大一輪復習第十章交變電流傳感器本章綜合能力提高練含解析本章綜合能力提高練一、單項選擇題1.(2018·泰州中學模擬)如圖1所示，單匝閉合金屬線框abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉動，設穿過線框的最大磁通量為Φm，線框中的最大感覺電動勢為Em，從線框平面與磁場平行時辰開始計時，以下說法不正確的選項是()圖1A.當穿過線框的磁通量為eq\f(Φm,2)的時辰，線框中的感覺電動勢為eq\f(Em,2)B.線框中的電流隨時間按余弦規(guī)律變化C.線框轉動的角速度為eq\f(Em,Φm)D.線框在垂直于磁場方向平面內(nèi)的投影面積隨時間按正弦規(guī)律變化答案A解析設線框轉動的角速度為ω，線框的總電阻為R，依據(jù)題意，線框中的感覺電動勢的瞬市價表達式為e＝Emcosωt，此中Em＝Φmω，因此ω＝eq\f(Em,Φm)，線框中的電流i＝eq\f(e,R)＝eq\f(Em,R)cosωt，應選項B、C正確；當穿過線框的磁通量為eq\f(Φm,2)時，ωt＝30°，因此線框中的感覺電動勢為e＝Emcos30°＝eq\f(\r(3)Em,2)，應選項A錯誤；開始計不時辰，線框在垂直于磁場方向平面內(nèi)的投影面積為零，此后該面積隨時間按正弦規(guī)律變化，應選項D正確.2.(2018·伍佑中學月考)圖2甲為一臺小型發(fā)電機結構表示圖，內(nèi)阻r＝5Ω，外電路電阻R＝95Ω，電路中其他電阻不計.發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉動，線圈匝數(shù)n＝100.轉動過程中穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，則()圖2A.t＝3.14×10－2s時，該小型發(fā)電機的電動勢為零B.該小型發(fā)電機的電動勢的有效值為200VC.電路中電流最大值為2AD.串聯(lián)在外電路中的理想溝通電流表的讀數(shù)為2A答案C3.(2018·金陵中學等三校四模)如圖3所示，n匝矩形閉合導線框ABCD處于磁感覺強度大小為B的水平勻強磁場中，導線框面積為S，電阻為r.導線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉動，并與理想變壓器原線圈相連，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，變壓器副線圈接入一只額定電壓為U、電阻為R的燈泡，燈泡正常發(fā)光.從導線框經(jīng)過中性面開始計時，以下說法錯誤的選項是()圖3A.勻速轉動過程中穿過導線框的磁通量變化率最大值為BSωB.燈泡中的電流方向每秒改變eq\f(ω,π)次C.變壓器原線圈兩頭電壓最大值為nBSωD.導線框中產(chǎn)生的感覺電流瞬市價表達式為i＝eq\f(\r(2)U,2R)sinωt答案C解析導線框在磁場中轉動產(chǎn)生的最大感覺電動勢為Em＝nBSω，磁通量變化率最大值為eq\f(Em,n)＝BSω，故A正確；溝通電的周期T＝eq\f(2π,ω)，1s內(nèi)達成周期性變化的次數(shù)eq\f(1,T)＝eq\f(ω,2π)，1個周期內(nèi)電流方向改變2次，因此燈泡中電流方向每秒改變eq\f(ω,2π)×2次＝eq\f(ω,π)次，故B正確；因為導線框有電阻，因此變壓器原線圈兩頭電壓最大值小于nBSω，故C錯誤；副線圈中的電流I＝eq\f(U,R)，依據(jù)變壓器原、副線圈中電流與線圈匝數(shù)的關系可知，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，解得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(U,2R)，故導線框中產(chǎn)生的感覺電流的最大值為Im＝eq\r(2)I1＝eq\f(\r(2)U,2R)，因為從中性面開始計時，故導線框中產(chǎn)生的感覺電流瞬市價表達式為i＝eq\f(\r(2)U,2R)sinωt，故D正確.4.(2018·東臺創(chuàng)新學校月考)在變電站里，常常要用溝通電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流，所用的器械叫電流互感器.以以下圖的四個圖中，能正確反應其工作原理的是()答案A5.(2018·江蘇省高考壓軸沖刺卷)如圖4甲所示，一理想變壓器原線圈接上如圖乙所示的正弦溝通電，與副線圈相連的兩個燈泡規(guī)格均為“110V40W”，電表均為理想溝通電表，原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，開關K閉合前，電路正常工作.則閉合開關K后()圖4A.燈泡將燒毀B.電流表示數(shù)增大C.經(jīng)過燈泡的溝通電頻次為25HzD.變壓器的輸入功率增大一倍答案D解析由題圖乙可知變壓器原線圈兩頭電壓有效值U1＝220V，由理想變壓器eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可知副線圈兩頭電壓有效值U2＝110V，則K閉合前燈泡正常工作，當K閉合后，U2保持不變，故兩燈泡均能正常發(fā)光，不會燒毀，因此電流表示數(shù)不變，耗費功率增大一倍，則輸入功率增大一倍；經(jīng)過變壓器后頻次不發(fā)生變化，仍為50Hz，故A、B、C錯誤，D正確.6.(2017·無錫市期末)如圖5，溝通電源的電動勢有效值與直流電源的電動勢相等，兩電源的內(nèi)阻均可忽視，三個燈泡是完滿同樣的，分別與定值電阻、電感器和電容器相接.當S接1時三個燈泡的亮度同樣，那么S接2時(電感器直流電阻忽視不計)()圖5A.三個燈泡亮度同樣B.甲燈比乙燈亮，丙燈不亮C.甲燈比乙燈暗，丙燈不亮D.甲燈和乙燈亮度同樣，丙燈不亮答案C解析當單刀雙擲開關S接1時，即為溝通電源，三個燈亮度同樣，說明電感L的感抗與電阻R同樣，當S接2時，堅固后電感L電阻可忽視不計，電容器擁有間隔直流的作用，而溝通與直流對電阻R沒有影響，因此丙燈不亮，甲燈亮度不變，乙燈亮度增添，即甲燈比乙燈暗，故C正確，A、B、D錯誤.7.(2017·南京市9月調研)“西電東送”是實現(xiàn)經(jīng)濟跨地域可連續(xù)迅速發(fā)展的重要保證，它將西部豐富的能源轉變成電能輸送到電力供給緊張的沿海地域.為了減少遠距離輸電線路中電阻耗費的能量，需要采納高壓輸電，在保持輸送功率及輸電線路電阻不變的狀況下，將輸送電壓提高到本來的10倍，則輸電線路中電阻耗費的能量將減少到本來的()A.eq\f(1,10)B.eq\f(1,100)C.eq\f(1,1000)D.eq\f(1,10000)答案B解析依據(jù)P＝UI得，I＝eq\f(P,U)，則輸電導線上損失的功率ΔP＝I2R＝eq\f(P2,U2)R，輸送電壓提高到本來的10倍，則損失的功率變成本來的eq\f(1,100)，耗費的能量減少到本來的eq\f(1,100)，故B正確，A、C、D錯誤.8.(2019·丹陽中學第三次模擬)如圖6所示為一理想變壓器，S為單刀雙擲開關，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩頭的電壓，I1為原線圈中的電流，則()圖6A.保持U1及P的地點不變，S由a改接到b，I1將減小B.保持U1及P的地點不變，S由a改接到b，R兩頭的電壓減小C.保持U1不變，S接在a處，使P滑向c端，R的電功率增大D.保持P的地點不變，S接在a處，使U1增大，I1將增大答案D解析保持U1及P的地點不變，S由a改接到b時，原線圈匝數(shù)變小，副線圈電壓變大，因此副線圈功率變大，而原線圈功率等于副線圈功率，因此原線圈功率變大，I1將增大，故A、B錯誤；保持U1不變，S接在a處，使P滑向c端時，R增大，而副線圈電壓不變，因此副線圈電流變小，R的電功率將減小，故C錯誤；保持P的地點不變，S接在a處，若U1增大，則副線圈電壓增大，因此副線圈電流變大，依據(jù)I1＝eq\f(I2n2,n1)可知I1將增大，故D正確.二、多項選擇題9.(2018·鹽城中學最后一卷)如圖7所示，一個理想變壓器原線圈輸入正弦式交變電流，副線圈回路中定值電阻R0的阻值小于滑動變阻器R的總阻值，則在滑片P由a移向b的過程中()圖7A.副線圈中交變電流頻次減小B.原線圈中電流減小C.變壓器的輸入功率增大D.滑動變阻器R耗費的功搶先增大后減小答案BD解析變壓器不改變交變電流的頻次，故A錯誤；因為原線圈的輸入電壓不變，變壓器的匝數(shù)比也不變，因此副線圈的輸出電壓不變，當滑片P由a移向b時，電阻R增大，副線圈的電流I2減小，因此原線圈的電流I1也要減小，因為副線圈的電壓不變，依據(jù)P＝eq\f(U2,R)可得，當電阻增大時，輸出的功率P2將減小，因此原線圈的輸入功率P1也將減小，故B正確，C錯誤；將R0看作“副線圈電源”的內(nèi)阻，因為定值電阻R0的阻值小于滑動變阻器R的總阻值，因此滑動變阻器R耗費的功率跟著電阻R的增大，先增大后減小，故D正確.10.(2018·如皋市模擬)如圖8甲所示是家用臺燈亮度調理原理圖，理想自耦變壓器a、b間接入如圖乙所示正弦溝通電壓.溝通電流表A為理想電表，燈泡額定電壓為15V、額定功率為30W(設燈泡的電阻值保持不變)，當P在c處時燈泡正常發(fā)光.以下描繪正確的有()圖8A.燈泡正常發(fā)光時變壓器線圈的總匝數(shù)與c點下方的匝數(shù)之比為44∶3B.當燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為2AC.將滑動觸頭P向下挪動時，變壓器的輸入功率變小D.將滑動觸頭P向下挪動時，變壓器的輸入電壓變小答案AC解析輸入端電壓的有效值為U1＝eq\f(311,\r(2))V≈220V，燈泡額定電壓為UL＝15V，燈泡正常發(fā)光時變壓器線圈的總匝數(shù)與c點下方的匝數(shù)之比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,UL)＝eq\f(220,15)＝eq\f(44,3)，故A正確；燈泡正常發(fā)光時輸出功率為P出＝30W，則輸入功率P入＝30W，而P入＝U1IA，解得電流表示數(shù)IA＝eq\f(P入,U1)＝eq\f(30,220)A＝eq\f(3,22)A，故B錯誤；將滑動觸頭P向下挪動時，變壓器的輸入電壓不變，依據(jù)電壓之比等于匝數(shù)之比可知輸出電壓變小，變壓器的輸出功率變小，則變壓器的輸入功率也變小，故C正確，D錯誤.三、實驗題11.如圖9所示，圖甲為熱敏電阻的R－t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器構成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100Ω.當線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合.為繼電器線圈供電的電池的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻不計.圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源.圖9(1)應當把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在(選填“A、B端”或“C、D端”).(2)假如要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50°C，可變電阻R′的阻值應調理為Ω.答案(1)A、B端(2)260解析(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應接在A、B端.當線圈中的電流較小時，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度高升，跟著恒溫箱內(nèi)溫度高升，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當線圈的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸到下方來，則恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低，跟著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當線圈的電流小于20mA時，繼電器的銜鐵又被開釋到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就能夠使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度.(2)要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50°C，即50°C時線圈內(nèi)的電流為20mA，由閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,r＋R＋R′)，r為繼電器的電阻，由題圖甲可知，50°C時熱敏電阻的阻值為90Ω，因此R′＝eq\f(E,I)－(r＋R)＝260Ω.

四、計算題12.如圖10所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l1＝20cm，ad邊長l2＝25cm，放在磁感覺強度B＝0.4T的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且經(jīng)過線圈中線的OO′軸以n＝3000r/min的轉速勻速轉動，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉向紙外、cd邊轉向紙里.求：(π≈3.14)圖10(1)t＝0時感覺電流的方向；(2)感覺電動勢的瞬市價表達式；(3)線圈轉一圈外力做的功；(4)從圖示地點轉過90°的過程中流過電阻R的電荷量.答案(1)感覺電流方向沿adcba(2)e＝314cos100πtV(3)98.6J(4)0.1C解析(1)依據(jù)右手定章，線圈感覺電流方向為adcba.(2)線圈的角速度ω＝2πn＝100πrad/s線圈處于題圖所示地點時，感覺電動勢最大，其大小為Em＝NBl1l2ω代入