2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器章末綜合測(cè)試

1、第十一章交變電流傳感器章末綜合測(cè)試(十一)(時(shí)間：60分鐘分?jǐn)?shù)：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第15題只有一項(xiàng)符合題目要求，第68題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1科技小組在探究交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律時(shí)，將電流計(jì)(0刻度在正中央)與一個(gè)保護(hù)電阻R0串聯(lián)后，接到交流發(fā)電機(jī)模型的兩個(gè)輸出端，如圖所示發(fā)電機(jī)模型線圈匝數(shù)可調(diào)，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況，下列敘述與觀察結(jié)果相符的是()A電流計(jì)指針總是左、右擺動(dòng)B當(dāng)轉(zhuǎn)速很小時(shí)，電流計(jì)指針左、右擺動(dòng)C當(dāng)轉(zhuǎn)速很大時(shí)，電流計(jì)指針指向某一側(cè)不為零的

2、定值D當(dāng)線圈匝數(shù)少時(shí)，電流計(jì)指針左、右擺動(dòng)，當(dāng)線圈匝數(shù)多時(shí)，電流計(jì)指針指向某一側(cè)不為零的定值解析：B交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是交變電流，當(dāng)轉(zhuǎn)速很小時(shí)，流過(guò)電流計(jì)的電流方向變化較慢，電流計(jì)指針能隨電流方向的變化而左、右擺動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)速很大時(shí)，電流方向變化很快，電流計(jì)指針來(lái)不及隨之變化而擺動(dòng)，因此穩(wěn)定時(shí)指針指向“0”刻度不動(dòng)，A、C錯(cuò)B正確；線圈匝數(shù)不能改變電流方向變化的頻率，因此D錯(cuò)2.一個(gè)邊長(zhǎng)為6cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，電阻為0.36.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為()A.2105AB.6105AC.2D.322105A2105AEBES

3、BS，I解析：B由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律ttRRt可得03s內(nèi)，136102I10.3626103A2105A2610235s內(nèi)，I20.36206103A3105A于是可作出i隨時(shí)間變化的圖象如圖所示1由有效值的定義，Q直Q交，I2Rt1I2Rt2I2Rt其中t13s，t22s，tt1t2121010R181010R5RI2解得I6105A，故B選項(xiàng)正確3(2018貴州遵義第三次模擬)如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101，原線圈接入圖乙所示的不完整的正弦交流電，副線圈接火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(報(bào)警器未畫(huà)出)，電壓表和電流表均為理想電表，R0和R1為定值電阻，R為半導(dǎo)體熱敏電阻，

4、其阻值隨溫度的升高而減小下列說(shuō)法中正確的是()AR處出現(xiàn)火警時(shí)電壓表示數(shù)增大BR處出現(xiàn)火警時(shí)電流表示數(shù)增大C圖乙中電壓的有效值為220VD電壓表的示數(shù)為22V解析：BR處出現(xiàn)火警時(shí)溫度升高，電阻減小，副線圈中總電阻減小，而原副線圈匝I數(shù)不變，所以副線圈中的總電壓不變，即電壓表示數(shù)不變，所以總電流增大，根據(jù)公式1I2n2n1可得原線圈中的電流增大，故原線圈中電流表示數(shù)增大，A錯(cuò)誤，B正確根據(jù)交流電在R2TT，解得交流電壓有效值U1102V，C錯(cuò)誤根據(jù)11，其中U11102V，1，Um2一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量與等效恒定電流在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等可得2U2Unn10RU2n2n21可得副線圈兩端的

5、電壓為U2112V，D錯(cuò)誤24(2018河南安陽(yáng)檢測(cè))如圖所示，理想變壓器輸入端接在電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化、內(nèi)阻為r的交流電源上，輸出端接理想電流表及阻值為R的負(fù)載，變壓器原、副線圈匝數(shù)的比值為rR.如果要求負(fù)載上消耗的電功率最大，則下列說(shuō)法正確的是()B電流表的讀數(shù)為E2m4rA交流電源的效率為50%Em22RrC負(fù)載上消耗的熱功率為D該交流電源電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsin(100t)V解析：A把變壓器和R看做一個(gè)整體，等效電阻為R，當(dāng)Rr時(shí)，負(fù)載上的電功E2m228rEm22率最大，此時(shí)總功率為P總r24r，負(fù)載功率為P負(fù)載1Emr2E2m，其效率為2EmrEm2r22rn2R22Rr50

6、%.則選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為副線圈電流的有效值，原線圈電流有效值為I1Emn，則I21I2I1，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由題圖知周期為0.04s，則2T50rad/s，則瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsin(50t)V，故D錯(cuò)誤5(2017貴州遵義第四次模擬)如圖所示，變壓器輸入有效值恒定的電壓，副線圈匝數(shù)可調(diào)，輸出電壓通過(guò)輸電線送給用戶(電燈等用電器)，R表示輸電線的電阻，則()影響輸出電壓，故A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器原理可知輸出電壓U22U1，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上滑時(shí)，nA用電器增加時(shí)，變壓器輸出電壓增大B要提高用戶的電壓，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑C用電器增加時(shí)，輸電線的熱損耗減少D用電器增加時(shí)，變壓器的輸入功率

7、減小解析：B由于變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，而且輸入電壓不變，因此增加負(fù)載不會(huì)n13n2增大，所以輸出電壓增大，用戶兩端電壓增大，故B正確；由于用電器是并聯(lián)的，因此用電器增加時(shí)總電阻變小，輸出電壓不變，總電流增大，故輸電線上熱損耗增大，故C錯(cuò)誤；用電器增加時(shí)總電阻變小，總電流增大，輸出功率增大，所以輸入功率增大，故D錯(cuò)誤6(2017湖南衡陽(yáng)模擬)如圖所示，一個(gè)面積為S，阻值為r的矩形線圈共n匝，繞垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.線圈兩端分別始終與兩固定圓環(huán)K、L接觸良好且摩擦很小，兩圓環(huán)連接在電阻上，理想交流電壓表和電容器(容抗忽略不計(jì))都與電阻并聯(lián)，現(xiàn)把K圓環(huán)接地，以下說(shuō)法

8、正確的有()2Rr值表達(dá)式enBSsint(V)，C項(xiàng)正確；電容器兩極板間電勢(shì)差UeRRrRr由QCU可知，電容器所帶電荷量是周期性變化的，A項(xiàng)錯(cuò)；由E可知，兩極板間場(chǎng)強(qiáng)周A線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中，電容器兩極板所帶電荷量保持不變B若電容器中有一帶電的油滴，則油滴會(huì)始終處于平衡狀態(tài)C雖然K環(huán)接地，但線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中仍有時(shí)K環(huán)電勢(shì)高于L環(huán)電勢(shì)，故流經(jīng)電阻R的電流方向是變化的2RnBSD線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，交流電壓表的示數(shù)為解析：CD本題考查交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律、電容定義式、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差關(guān)系、交變電流的有效值等，意在考查考生對(duì)交變電流變化規(guī)律的理解能力、交流電與電場(chǎng)、電路問(wèn)題的綜合分析能力矩形線圈在繞

9、垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生正弦式交變電流，其瞬時(shí)nBSRsint，Ud期性變化，油滴所受電場(chǎng)力變化，故油滴不會(huì)始終處于平衡狀態(tài)，B項(xiàng)錯(cuò)；電壓表示數(shù)為電22nBSRUm2Rr阻R(電容C)兩端電壓有效值，U有，D項(xiàng)正確7.(2017江西南昌3月模擬)某課外活動(dòng)小組用二極管、電感線圈(感抗很大)、電容器、小燈泡等元件組裝了一個(gè)簡(jiǎn)易交通指示燈模型，電路如圖所示關(guān)于該交通指示燈，下列說(shuō)法正確的是()A若在A、B端加合適的直流電，且當(dāng)B端為正時(shí)，紅燈亮，綠燈黃燈始終不亮B若在A、B端加合適的直流電，且當(dāng)A端為正時(shí)，紅燈亮，綠燈黃燈始終不亮C若在A、B端加合適的正弦交流電，黃燈亮，綠燈、紅燈始終不亮4D

10、若在A、B端加合適的正弦交流電，黃燈始終不亮，綠燈、紅燈交替閃爍解析：AC電容器具有通交流、隔直流的特性，二極管具有單向?qū)щ娦?，因電感線圈的感抗很大，則其具有通直流，阻交流的特性若在A、B端加合適的直流電，當(dāng)B端為正時(shí)，只有紅燈亮；當(dāng)A端為正時(shí)，只有綠燈亮，則A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤若在A、B端加合適的正弦交流電時(shí)，黃燈亮，而紅、綠燈都不亮，則C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤8(2017河南十校聯(lián)考)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形線圈繞垂直于磁感線的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈通過(guò)電刷與理想變壓器原線圈相連，副線圈接一滑動(dòng)變阻器R，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.要使理想電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，下列措施可行的是

11、()U2n2知，原線圈中的電流I1變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，選項(xiàng)A正U2n2I2n1U2n2I2n1知，理想變壓器的輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由11知，輸出電壓U2變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由UAn2和R都增大為原來(lái)的2倍Bn2和都增大為原來(lái)的2倍C和R都增大為原來(lái)的2倍D磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大為原來(lái)的2倍Un解析：ADn2增大為原來(lái)的2倍，由理想變壓器的電壓關(guān)系11知，輸出電壓U2變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，R也增大為原來(lái)的2倍，由閉合電路歐姆定律知，副線圈中的電流I2不變，由I1n2I2n1確；增大為原來(lái)的2倍，由EmNBS知，理想變壓器的輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，n2Un也增大為原來(lái)的2倍，由11知

12、，輸出電壓U2變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，由閉合電路歐姆定律知，In副線圈中的電流I2變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，由12知，原線圈中的電流I1變?yōu)樵瓉?lái)的8倍，故電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的8倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；增大為原來(lái)的2倍，由EmNBS知，理想變Un壓器的輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由11知，輸出電壓U2變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，R也增大為原In來(lái)的2倍，由閉合電路歐姆定律知，副線圈中的電流I2不變，由12知，原線圈中的電流I1不變，故電流表的示數(shù)不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大為原來(lái)的2倍，由EmNBSnU2n25I2n1In閉合電路歐姆定律知，副線圈中的電流I2變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由12知，原線圈中的電流I1變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，故電流表的

13、示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，選項(xiàng)D正確9如圖所示，電路中理想變壓器原、副線圈接入電路的匝數(shù)可通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)改變，A為交流電流表在變壓器原線圈a、b兩端加上不變的正弦交變電壓下列分析正確的是()U1n1n解析：BD由，可得U22U1，I22，由12可得I12I2221，將S1從1A只將S1從1撥向2時(shí)，電流表示數(shù)變小B只將S2從3撥向4時(shí)，電流表示數(shù)變太小C只將R的滑片上移，R2的電功率變大D只將R的滑片上移，R2的電功率變小UInnn2UU2n2n1R總I2n1n1n1R總撥向2時(shí)，原線圈的匝數(shù)減少，即n1減小，則電流表示數(shù)變大，故A錯(cuò)誤；將S2從3撥向4時(shí)，副線圈的匝數(shù)減少，即n2減小，則電流表示

14、數(shù)變小，故B正確；只將R的滑片上移，變阻器接入電路的電阻變大，所以串聯(lián)支路(R和R2)的電阻增大，流過(guò)串聯(lián)支路的電流變小，所以電阻R2的電功率變小，故C錯(cuò)誤，D正確B10圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1n42R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化當(dāng)A、端接入低壓交流電源時(shí)()AA1的示數(shù)小于A2的示數(shù)BL1、L2兩燈泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2兩端的電壓小于R4兩端的電壓解析：AD遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中，應(yīng)用高壓輸電能夠減小輸電線上的功率損失，R1上消耗的功率小于R3上消耗的功率，C項(xiàng)錯(cuò)；而比較兩個(gè)不同輸電回路，輸電線電阻相同，由P損I22R可知，A1示數(shù)小于A2示

15、數(shù)，A項(xiàng)正確；根據(jù)歐姆定律可知，R2兩端電壓小于R4兩端電壓，D項(xiàng)正確；由于輸電線上損失電壓不同，故兩燈泡兩端電壓不同，故亮度不同，B項(xiàng)6錯(cuò)二、非選擇題(本題共2小題，第11題16分，第12題24分共40分)11交流發(fā)電機(jī)的原理如圖甲所示，閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，已知線圈的電阻為R2.0，求：(1)通過(guò)線圈導(dǎo)線的任一個(gè)橫截面的電流的最大值是多少？(2)矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期是多少？(3)線圈電阻的熱功率是多少？(4)保持線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，1min內(nèi)外界對(duì)線圈做的功是多少？解析：(1)由it圖可知通過(guò)線圈導(dǎo)線的任一個(gè)橫截面的電流的

16、最大值Im2.0A(4分)(2)矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T4.0103s(4分)Im(3)有效值II2m2，線圈電阻的熱功率為PI2R2R4W(4分)(4)外界對(duì)線圈做功轉(zhuǎn)化為電熱，1分鐘內(nèi)外界對(duì)線圈做的功WPt240J(4分)答案：(1)2.0A(2)4.0103s(3)4W(4)240J12(2017山西懷仁第一中學(xué)檢測(cè))如圖所示，發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW，輸出電壓為U1250V，用戶需要的電壓為U4220V，兩變壓器之間輸電線的總電阻為R線10，其他電線的電阻不計(jì)，若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為總功率的4%，試求：(變壓器是理想的)(1)發(fā)電機(jī)輸出電流和輸電線上的電流大??；(2)在輸電線路中設(shè)置的升、降變