高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元質(zhì)檢十一 交變電流 傳感器（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

單元質(zhì)檢十一交變電流傳感器(時間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.右圖是一種測定壓力的電容式傳感器,A為固定電極,B為可動電極,組成一個電容大小可變的電容器。可動電極兩端固定,當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時,可動電極發(fā)生形變,從而改變了電容器的電容?，F(xiàn)將此電容式傳感器與零刻線在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián),組成閉合電路,已知電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏轉(zhuǎn)。當(dāng)待測壓力增大時()A.電容器的電容將減小B.靈敏電流表指針在正中央零刻線處不動C.靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D.靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn)答案:D解析:當(dāng)待測壓力增大時,電容器極板間距離減小,由C=εrS4πkd2.(2019·江蘇卷)某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10,當(dāng)輸入電壓增加20V時,輸出電壓()A.降低2V B.增加2VC.降低200V D.增加200V答案:D解析:由理想變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比即U1U2=n1n2,得:U2=n2n1U3.下圖為兩根間距為202cm的無限長光滑金屬導(dǎo)軌,電阻不計,其左端連接一阻值為10Ω的定值電阻,兩導(dǎo)軌之間存在著磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場,磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分。一阻值為10Ω的光滑導(dǎo)體棒,在外力作用下以10m/s的速度勻速向右運動(接觸電阻不計),交流電壓表和交流電流表均為理想電表。則()A.回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流B.電壓表的示數(shù)是2VC.導(dǎo)體棒運動到圖示虛線位置時,電流表示數(shù)為零D.導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為0.2W答案:A解析:由磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分,可知導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生正弦式交變電流,A正確;感應(yīng)電動勢最大值Em=Blmv=22V,電壓表測的是有效值,即為U=RR+r·Em24.如圖所示,匝數(shù)為100的矩形線圈abcd位于磁感應(yīng)強度B=6225πT的水平勻強磁場中,線圈面積S=0.5m2,內(nèi)阻不計。線圈繞垂直于磁場的軸以角速度ω=10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動。線圈通過金屬滑環(huán)與理想變壓器原線圈相連,在變壓器的副線圈接入一只“12V12W”A.通過燈泡的交變電流的頻率是50HzB.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1C.矩形線圈中產(chǎn)生的電動勢的最大值為120VD.若將燈泡更換為“12V24W”且保證其正常發(fā)光,需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速答案:B解析:由ω=2πf可得通過燈泡的交變電流的頻率是5Hz,選項A錯誤;矩形線圈在水平勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值為Em=nBSω=100×6225π×0.5×10πV=1202V,變壓器輸入電壓的有效值為120V,由變壓器變壓公式可知,變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1,選項B正確,C錯誤;因副線圈電壓仍為12V,故將燈泡更換為“12V5.如圖所示,一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2=55∶1,原線圈接電壓u=2202sin100πt(V)的交流電源,電表均為理想電表。閉合開關(guān)后,在滑動變阻器的滑片P從最上端滑到最下端的過程中,下列說法正確的是()A.副線圈交變電流的頻率是100HzB.電壓表的示數(shù)為4VC.滑動變阻器兩端的電壓先變大后變小D.電流表的示數(shù)變小答案:B解析:由電壓公式知交變電流的角速度為ω=100πrad/s,則頻率f=ω2π=50Hz,變壓器不改變電流的頻率,故副線圈交變電流的頻率是50Hz,A錯誤;原線圈兩端的輸入電壓有效值為220V,由U1U2=n1n6.(2019·重慶綦江中學(xué)月考)圖甲為一交變電壓隨時間變化的圖像,每個周期內(nèi),前二分之一周期電壓恒定,后二分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化。若將此交變電流連接成如圖乙所示的電路,電阻R阻值為100Ω,則()A.理想電流表讀數(shù)為0.75AB.理想電壓表讀數(shù)為100VC.電阻R消耗的電功率為50WD.電阻R在100s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為5625J答案:AD解析:根據(jù)電流的熱效應(yīng),一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q=U2RT=100VR2×T2+50V22R×T2,代入數(shù)據(jù)解得:U=75V,電流表讀數(shù)為I=UR=07.(2019·山東德州質(zhì)檢)如圖所示,利用理想變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電,發(fā)電廠的輸出電壓恒定,輸電線路的電阻不變,當(dāng)用電高峰到來時()A.輸電線上損耗的功率減小B.電壓表V1的示數(shù)減小,電流表A1的示數(shù)增大C.電壓表V2的示數(shù)減小,電流表A2的示數(shù)增大D.用戶功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小答案:CD解析:當(dāng)用電高峰到來時,用戶消耗的功率變大,則電流表A2讀數(shù)變大,輸電線上的電流變大,輸電線上損耗的功率變大,選項A錯誤;電流表A1增大,因為發(fā)電廠的輸出電壓恒定,則升壓變壓器的次級電壓不變,即電壓表V1的示數(shù)不變,選項B錯誤;輸電線上的電壓損失變大,故降壓變壓器的初級電壓減小,次級電壓也減小,即電壓表V2的示數(shù)減小,選項C正確;用戶消耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例P-P損P=1-I2RU18.如圖所示,一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1,原線圈接入電壓為220V的正弦式交流電壓,副線圈上接有兩只理想二極管(正向電阻為0,反向電阻為無窮大)和兩個電阻,且電阻R1=R2=50Ω。電壓表和電流表均為理想交流電表,則下列說法正確的是()A.電流表的示數(shù)為0.275AB.電壓表的示數(shù)為55VC.1min內(nèi)電阻R1上產(chǎn)生的熱量為3630JD.電阻R2消耗的電功率為60.5W答案:AB解析:根據(jù)U1U2=n1n2,可得U2=55V,由于兩只理想二極管反接,R1=R2=50Ω,所以電壓表的示數(shù)為U=U2=55V,故B正確;電流I2=U2R1=1110A,由I1I2=n2n1,可得I1=0二、實驗題(20分)9.下圖為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖。(1)為了通過測量得到如圖所示I-U關(guān)系的完整曲線,在圖甲和圖乙兩個電路中應(yīng)選擇的是圖;簡要說明理由:。

(電源電動勢為9V,內(nèi)阻不計,滑動變阻器的阻值為0~100Ω)(2)在如圖丙所示電路中,電源電壓恒為9V,電流表讀數(shù)為70mA,定值電阻R1=250Ω。由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線可知,此時熱敏電阻兩端的電壓為V,電阻R2的阻值為Ω。

丙答案:(1)甲因為甲電路電壓可從0V調(diào)到所需電壓,電壓調(diào)節(jié)范圍大(2)5.0117.6解析:(1)應(yīng)選擇圖甲。因為圖甲電路電壓可從0V調(diào)到所需電壓,電壓調(diào)節(jié)范圍大。(2)由題圖丙知R2與熱敏電阻串聯(lián)后與R1并聯(lián)接在9V電源上,總電流I=70mA。R1=250Ω,設(shè)通過熱敏電阻的電流為I2,通過R1的電流為I1=UR1=9250A=0.036A=36mA,則I2=I-I1=(70-36)mA=34mA,由I-U圖像查得34mA對應(yīng)的電壓為5.0V,則R2兩端電壓U2=9V-5.0V=4.0V,所以R2=三、計算題(本題共2小題,共32分)10.(16分)某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置,如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角α均為49π,磁場均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長ab=cd=l、bc=ad=2l。線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動,bc和ad邊同時進(jìn)入磁場。在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直。線圈的總電阻為r,外接電阻為R(1)線圈切割磁感線時,感應(yīng)電動勢的大小Em;(2)線圈切割磁感線時,bc邊所受安培力的大小F;(3)外接電阻上電流的有效值I。答案:(1)2NBl2ω(2)4(3)4解析:(1)bc、ad邊的運動速度v=ωl感應(yīng)電動勢Em=4NBlv解得Em=2NBl2ω。(2)電流Im=E安培力F=2NBIml解得F=4N(3)一個周期內(nèi),通電時間t=49R上消耗的電能W=Im2Rt且W=I解得I=4NB11.(16分)下圖為遠(yuǎn)距離輸電過程的示意圖。已知某個小型發(fā)電機的輸出功率為90kW,發(fā)電機的電壓為250V,通過升壓變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處輸電,輸電線總電阻為5Ω,在用戶端用一降壓變壓器把電壓降為220V,要求在輸電線上損失的功率控制為2kW(即用戶得到的功率為88kW),求:(1)降壓變壓器輸出的電流和輸電線上通過的電流;(2)輸電線上損失的電壓和升壓變壓器輸出的電壓;(3)兩個變壓器各自的匝數(shù)比。答案:(1)400A20A(2)100V4500V(3)1∶1820∶1解析:(1)由于用戶獲得的電壓與降壓變壓器輸出電壓相同,根據(jù)功率的相關(guān)公式可知降壓變壓器