2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)章末滾動(dòng)驗(yàn)收11交變電流傳感器含解析新人教版

PAGE8-章末滾動(dòng)驗(yàn)收(十一)(時(shí)間：45分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1.一志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝2∶1，原線圈中接有定值電阻R，副線圈中并聯(lián)有兩個(gè)阻值也為R的定值電阻，如圖所示。原線圈電路接有電壓為U的溝通電源，則副線圈的輸出電壓為()A．eq\f(U,2)B．eq\f(U,3)C．eq\f(2U,3)D．eq\f(U,4)B[本題考查原線圈含負(fù)載的志向變壓器問(wèn)題。由閉合電路歐姆定律得，通過(guò)副線圈的電流I2＝eq\f(2U2,R)，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得，U1＝2U2，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得，I1＝eq\f(1,2)I2，對(duì)原線圈所在電路，有U＝I1R＋U1，由以上各式解得U2＝eq\f(U,3)，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。]2．如圖甲所示，志向變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝11∶2，保險(xiǎn)絲R1的電阻為2Ω。若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，要求通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流(有效值)不超過(guò)5A，加在電容器兩極板的電壓不超過(guò)50V，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值可以為()甲乙A．5Ω B．10ΩC．16Ω D．20ΩB[本題考查正弦式交變電流的電壓變更圖象、志向變壓器的規(guī)律及電路的動(dòng)態(tài)分析。依據(jù)圖象可知變壓器原線圈接入的溝通電的有效值為U1＝220V，依據(jù)志向變壓器的電壓比等于匝數(shù)比，可得變壓器的輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1＝40V，通過(guò)保險(xiǎn)絲的最大電流為5A，由歐姆定律可得I2＝eq\f(U2,R1＋R2)，解得滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為6Ω，且電容器兩極板的電壓不超過(guò)50V，有UC＝eq\f(40\r(2)V,R1＋R2)R2<50V，解得R2<15.2Ω，故B正確。]3.如圖所示電路，電阻R1與電阻R2串聯(lián)接在交變電源上，且R1＝R2＝10Ω，正弦溝通電的表達(dá)式為u＝20eq\r(2)sin100πt(V)，R1和志向二極管D(正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大)并聯(lián)，則R2上的電功率為()A．10W B．15WC．25W D．30WC[由題圖可知，當(dāng)電流從A流入時(shí)，R1被短路，則此時(shí)R2上電壓有效值為：U2＝eq\f(Um,\r(2))＝20V，當(dāng)電流從B流入時(shí)，R1、R2串聯(lián)，則R2兩端電壓有效值為U′2＝eq\f(U2,2)＝10V，設(shè)在一個(gè)周期內(nèi)R2兩端的電壓有效值為U，則eq\f(U′\o\al(2,2),R2)·eq\f(T,2)＋eq\f(U\o\al(2,2),R2)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R2)·T，解得：U＝5eq\r(10)V，則有：P＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(250,10)W＝25W。]4．某住宅小區(qū)的應(yīng)急供電系統(tǒng)由溝通發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的志向降壓變壓器組成，發(fā)電機(jī)中矩形線圈電阻不計(jì)，它可繞軸OO′在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。降壓變壓器副線圈上的滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可變更輸出電壓，R0表示輸電線電阻。下列推斷正確的是()A．若發(fā)電機(jī)線圈某時(shí)刻處于圖示位置，變壓器原線圈的電流瞬時(shí)值最大B．當(dāng)用戶數(shù)目增多時(shí)，為運(yùn)用戶電壓保持不變，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向下滑動(dòng)C．若滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)，流過(guò)R0的電流將減小D．若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速減為原來(lái)的eq\f(1,2)，用戶獲得的功率也將減為原來(lái)的eq\f(1,2)B[本題考查交變電流的產(chǎn)生與志向變壓器的綜合。若發(fā)電機(jī)線圈某時(shí)刻處于題圖位置，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變更率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，變壓器原線圈的電流瞬時(shí)值為零，故A錯(cuò)誤；當(dāng)用戶數(shù)目增多時(shí)，用電量增加，導(dǎo)線上的電壓損失變大，用戶得到的電壓減小，為運(yùn)用戶電壓保持不變，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向下滑動(dòng)，增大副線圈匝數(shù)，提高輸出電壓，故B正確；若滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)，副線圈的輸出電壓增大，但流過(guò)R0的電流是由用戶和R0共同確定的，在用戶不變的狀況下，流過(guò)R0的電流將增大，故C錯(cuò)誤；若線圈從中性面起先計(jì)時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝NBSωsinωt，ω＝2πn，若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速減為原來(lái)的eq\f(1,2)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω將減為原來(lái)的eq\f(1,2)，變壓器原線圈兩端的電壓將減為原來(lái)的eq\f(1,2)，副線圈的輸出電壓U也將減為原來(lái)的eq\f(1,2)，用戶獲得的功率為P用＝IU－I2R0，P用是由變壓器的輸出功率和輸電線損耗的功率共同確定的，故D錯(cuò)誤。]5．如圖甲所示，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝55∶4，原線圈電路接有溝通電流表A1，副線圈電路接有溝通電壓表V、溝通電流表A2、滑動(dòng)變阻器R等，全部電表都是志向電表，二極管D正向電阻為零，反向電阻無(wú)窮大，燈泡L的阻值恒定。原線圈接入的交變電壓的變更規(guī)律如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()甲乙A．溝通電壓表V的示數(shù)為45.2VB．燈泡L兩端電壓的有效值為32VC．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表A1、A2示數(shù)均增大D．由圖乙可知產(chǎn)生該交變電壓的溝通發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度為100rad/sC[本題考查含二極管的志向變壓器問(wèn)題。由題圖乙可知，原線圈輸入電壓的有效值為440V，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得副線圈兩端電壓為32V，溝通電壓表V的示數(shù)為有效值，即為32V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)燈泡L兩端電壓的有效值為U′，燈泡的阻值為r，交變電流的周期為T，由于二極管的單向?qū)щ娦?，一個(gè)周期內(nèi)燈泡只有半個(gè)周期工作，依據(jù)交變電流有效值的定義有eq\f(32V2,r)·eq\f(T,2)＝eq\f(U′2,r)T，解得U′＝16eq\r(2)V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，則由歐姆定律可知，電流表A2示數(shù)增大，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可知電流表A1示數(shù)也增大，選項(xiàng)C正確；由題圖乙可知交變電壓的周期T＝0.02s，ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]6．如圖甲所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成θ角，M、P兩端接一電阻R，整個(gè)裝置處于方向垂直導(dǎo)軌平面對(duì)上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。t＝0時(shí)對(duì)金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌的外力F，使金屬棒由靜止起先沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，金屬棒電阻為r，導(dǎo)軌電阻忽視不計(jì)。已知通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變更的關(guān)系如圖乙所示。下列關(guān)于棒運(yùn)動(dòng)速度v、外力F、通過(guò)R的電荷量q以及閉合回路中磁通量的變更率eq\f(ΔΦ,Δt)隨時(shí)間t變更的圖象正確的是()甲乙ABCDB[本題考查單桿切割模型的圖象問(wèn)題。依據(jù)題圖乙所示的I-t圖象可知I＝kt，其中k為比例系數(shù)，又E＝Blv，I＝eq\f(E,R＋r)，故v＝eq\f(ktR＋r,Bl)，v-t圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率大于零的直線，說(shuō)明金屬棒做的是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，即v＝at，故A錯(cuò)誤；由A項(xiàng)知E＝kt(R＋r)，而E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，所以有eq\f(ΔΦ,Δt)＝kt(R＋r)，eq\f(ΔΦ,Δt)-t圖象是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率大于零的直線，故B正確；對(duì)金屬棒由牛頓其次定律有F－BIl－mgsinθ＝ma，故F＝eq\f(B2l2at,R＋r)＋ma＋mgsinθ，可見(jiàn)F-t圖象是一條斜率大于零且縱截距大于零的直線，故C錯(cuò)誤；q＝eq\o(I,\s\up8(－))Δt＝eq\f(ΔΦ,R＋r)＝eq\f(Bl·\f(1,2)at2,R＋r)＝eq\f(Bla,2R＋r)t2，q-t圖象是一條開口向上的拋物線，故D錯(cuò)誤。]二、多項(xiàng)選擇題7．如圖為某小型電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電，已知輸電線的總電阻R＝10Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，副線圈與純電阻用電器組成閉合電路，用電器電阻R0＝22Ω。若T1、T2均為志向變壓器，T2的副線圈兩端電壓表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，下列說(shuō)法正確的是()A．發(fā)電機(jī)中的電流頻率為100HzB．志向電流表示數(shù)為10AC．升壓變壓器的輸入功率為2200WD．當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率增大BD[本題考查遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題。由u＝220eq\r(2)sin100πt(V)可知，副線圈兩端的電壓有效值U2＝220V，ω＝100πrad/s，頻率f＝50Hz，變壓器只能變更溝通電的電壓和電流，不能變更周期和頻率，所以發(fā)電機(jī)中的電流頻率也是50Hz，故A錯(cuò)誤；通過(guò)用電器的電流有效值I′＝eq\f(U2,R0)＝eq\f(220,22)A＝10A，故B正確；依據(jù)變壓器的規(guī)律可知，對(duì)T2有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(10,1)，則T2原線圈兩端的電壓U1＝10U2＝2200V，又eq\f(I,I′)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(1,10)，輸電電流I＝eq\f(I′,10)＝1A，T1副線圈兩端電壓U＝U1＋I(xiàn)R＝2200V＋1×10V＝2210V，志向變壓器輸入功率與輸出功率相等，P＝UI＝2210×1W＝2210W，故C錯(cuò)誤；由P＝eq\f(U2,R)可知，若用電器阻值減小，其消耗功率增大，同時(shí)T2副線圈電流增大，則輸電線上電流也增大，R的功率增大，發(fā)電機(jī)的輸出功率也將增大，故D正確。]8．圖甲中的變壓器為志向變壓器，原線圈匝數(shù)n1與副線圈匝數(shù)n2之比為10∶1，變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦溝通電，電阻R1＝R2＝R3＝20Ω，與電容器C連接成如圖甲所示的電路，其中電容器的擊穿電壓為8V，電表均為志向溝通電表，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則()甲乙A．電壓表的讀數(shù)為10VB．電流表的讀數(shù)為0.05AC．電阻R2上消耗的功率為2.5WD．若閉合開關(guān)S，電容器不會(huì)被擊穿CD[本題考查含容電路的動(dòng)態(tài)分析。開關(guān)S斷開時(shí)，副線圈為R1和R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量R2的電壓，由題圖乙可知原線圈電壓有效值為100eq\r(2)V，所以副線圈電壓有效值為10eq\r(2)V，則電壓表的讀數(shù)是R2兩端的電壓為5eq\r(2)V≈7.07V，故A錯(cuò)誤；由A的分析可知，副線圈電流有效值為I2＝eq\f(U2,R1＋R2)＝eq\f(10\r(2),20＋20)A＝0.25eq\r(2)A，所以原線圈電流表讀數(shù)為I1＝eq\f(n2,n1)I2＝0.025eq\r(2)A，故B錯(cuò)誤；電阻R2上消耗的功率為P＝Ieq\o\al(2,2)R2＝(0.25eq\r(2))2×20W＝2.5W，故C正確；開關(guān)S閉合時(shí)，R1與R3并聯(lián)后和R2串聯(lián)，電容器的電壓為并聯(lián)部分的電壓，并聯(lián)部分電阻為R并＝10Ω，所以并聯(lián)部分的電壓有效值為UC＝eq\f(R并,R2＋R并)U2＝eq\f(10,20＋10)×10eq\r(2)V＝eq\f(10\r(2),3)V，最大值為eq\f(10\r(2),3)×eq\r(2)V＝eq\f(20,3)V<8V，所以電容器不會(huì)被擊穿，故D正確。]9．發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻不計(jì))與志向變壓器連接成電路，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為50r/s時(shí)，四個(gè)相同的燈泡L、L1、L2、L3均能正常發(fā)光。不考慮燈泡電阻的變更及其他影響，則()A．通過(guò)燈泡L的電流方向每秒變更50次B．該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1C．若僅將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變?yōu)?5r/s，燈泡L的功率將變?yōu)樵瓉?lái)的0.5D．若僅將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變?yōu)?5r/s，發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)樵瓉?lái)的0.25BD[本題考查交變電流的產(chǎn)生的和志向變壓器問(wèn)題的綜合。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為n＝50r/s，則頻率為f＝50Hz，而線圈每轉(zhuǎn)一圈電流的方向變更兩次，則發(fā)電機(jī)的電流方向每秒變更100次，故通過(guò)燈泡L的電流方向每秒變更100次，則A錯(cuò)誤；四個(gè)相同的燈泡均正常發(fā)光，設(shè)通過(guò)每個(gè)燈泡的電流為I，則副線圈的電流為I2＝3I，原線圈的電流為I1＝I，依據(jù)志向變壓器的電流與匝數(shù)成反比有eq\f(I2,I1)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(3,1)，故B正確；將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變?yōu)?5r/s，即轉(zhuǎn)速減半，則發(fā)電機(jī)的輸出電壓減半，而電路中的電阻不變，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)可知原線圈的電流減半，由P＝I2RL可知燈泡L的功率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，由P總＝UI可知發(fā)電機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)，故C錯(cuò)誤，D正確。]三、非選擇題10．?dāng)z影中常用測(cè)光表來(lái)測(cè)定光的強(qiáng)度以便確定合適的曝光時(shí)間。光的強(qiáng)弱可以用照度來(lái)計(jì)量，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx。光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變更的元件，如圖甲所示為某光敏電阻RT在不同照度下的阻值變更狀況。某同學(xué)依據(jù)圖乙所示的電路圖連成電路，測(cè)出在不同照度值下對(duì)應(yīng)的電流值，將照度值標(biāo)在電流表對(duì)應(yīng)的刻線上，就將電流表改裝成一個(gè)簡(jiǎn)易的測(cè)光表?，F(xiàn)有的器材及規(guī)格如下：甲乙光敏電阻RT；電流表μA(量程0～500μA，內(nèi)阻等于500Ω)；兩節(jié)干電池E(每節(jié)的電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻約0.5Ω)；定值電阻R1(阻值等于5500Ω)；定值電阻R2(阻值等于4500Ω)；開關(guān)K，導(dǎo)線若干。(1)依據(jù)圖甲所給的數(shù)據(jù)可知光敏電阻RT的阻值隨光的照度增大而________(填“增大”或“減小”)。(2)此簡(jiǎn)易測(cè)光表上較小的照度值應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)________(填“較大”或“較小”)的電流值。(3)若此簡(jiǎn)易測(cè)光表測(cè)量量程的最大照度值為1200lx，電路中串聯(lián)的愛(ài)護(hù)電阻R應(yīng)當(dāng)選擇________(填“R1”或“R2(4)隨著干電池運(yùn)用時(shí)間變長(zhǎng)，干電池的內(nèi)阻會(huì)變很大。若不剛好更換干電池，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的光的照度值比真實(shí)值________(填“大”或“小”)。[解析]本題通過(guò)光敏電阻的阻值隨光的照度變更的圖象和閉合電路歐姆定律考查簡(jiǎn)易測(cè)光表的原理及圖象的讀圖實(shí)力。(1)依據(jù)題圖甲中的數(shù)據(jù)可知，光敏電阻RT的阻值隨光的照度增大而減小。(2)照度越小，則光敏電阻的阻值越大，電路的電流越小，可知此簡(jiǎn)易測(cè)光表上較小的照度值應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)較小的電流值。(3)照度是1200lx，由題圖甲可得對(duì)應(yīng)的電阻約為1kΩ，則依據(jù)rg＋r＋R＋RT＝eq\f(E,Im)可得R約為4500Ω，可知電路中串聯(lián)的愛(ài)護(hù)電阻R應(yīng)當(dāng)選擇R2。(4)若電池的內(nèi)阻變大，則會(huì)導(dǎo)致相同照度下電流偏小，則照度的測(cè)量值比真實(shí)值偏小。[答案](1)減小(2)較小(3)R2(4)小11.如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)＝0.5m，兩導(dǎo)軌上端通過(guò)一阻值R＝5Ω的定值電阻連接，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ＝30°，導(dǎo)軌內(nèi)上部有方向垂直軌道面對(duì)上、面積S＝0.2m2的有界勻稱磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變更關(guān)系為B＝kt2，式中k＝5T/s2。導(dǎo)軌下部有一足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，區(qū)域上邊界AB與導(dǎo)軌垂直，磁