《志鴻優(yōu)化設(shè)計(jì)》2023屆高考物理（重慶專用）第一輪復(fù)習(xí)第十章交變電流　傳感器單元檢測（附答案）

第頁單元檢測十交變電流傳感器(時(shí)間：60分鐘總分值：100分)一、選擇題(此題8小題，每題7分，共56分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對的得7分，選對但不全的得4分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0Ω，那么外接一只電阻為95.0Ω的燈泡，如圖乙所示，那么()A．電壓表的示數(shù)為220VB．電路中的電流方向每秒鐘改變50次C．燈泡實(shí)際消耗的功率為484WD．發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J2．圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化。以下說法正確的選項(xiàng)是()A．圖甲表示交流電，圖乙表示直流電B．兩種電壓的有效值相等C．圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝311sin100πtVD．圖甲所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10∶1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,10)3．如下圖，邊長為l的正方形線圈abcd，其匝數(shù)為n，總電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO′恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。假設(shè)線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，那么以下判斷中不正確的選項(xiàng)是()A．閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝nBl2ωsinωtB．在t＝eq\f(π,2ω)時(shí)刻，磁場穿過線圈的磁通量為零，但此時(shí)磁通量隨時(shí)間變化最快C．從t＝0時(shí)刻到t＝eq\f(π,2ω)時(shí)刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(n2B2l4πωR,16(R＋r)2)D．從t＝0時(shí)刻到t＝eq\f(π,2ω)時(shí)刻，通過R的電荷量q＝eq\f(nBl2,2(R＋r))4．(2023·皖南八校聯(lián)考)如下圖，圖甲中的變壓器為理想變壓器，其原線圈接到U＝220V的交流電源上，副線圈與阻值為R1的電阻接成閉合電路；圖乙中阻值為R2的電阻直接接到電壓為U＝220V的交流電源上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)R1與R2消耗的電功率恰好相等，那么變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為()A.eq\f(R1,R2)B.eq\f(R2,R1)C.eq\r(\f(R1,R2))D.eq\r(\f(R2,R1))5．(2023·大綱全國)一臺電風(fēng)扇的額定電壓為交流220V。在其正常工作過程中，用交流電流表測得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流I隨時(shí)間t的變化如下圖。這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為()A．3.9×10－2度B．5.5×10－2度C．7.8×10－2度D．11.0×10－2度6．(2023·重慶理綜)如下圖，理想變壓器的原線圈接入u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r＝6Ω的導(dǎo)線對“220V880W〞的電器RL供電，該電器正常工作。由此可知()A．原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1B．交變電壓的頻率為100HzC．副線圈中電流的有效值為4D．變壓器的輸入功率為880W7．(2023·天津理綜)通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路的總電阻為R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí)，線路損耗的電功率為P1，假設(shè)將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，那么P1和eq\f(P2,P1)分別為()A.eq\f(PR,kU)，eq\f(1,n)B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,kU)))2R，eq\f(1,n)C.eq\f(PR,kU)，eq\f(1,n2)D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,kU)))2R，eq\f(1,n2)8．(2023·江蘇單科)某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如下圖，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成。當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時(shí)，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路。僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，以下說法不正確的有()A．家庭電路正常工作時(shí)，L2中的磁通量為零B．家庭電路中使用的電器增多時(shí)，L2中的磁通量不變C．家庭電路發(fā)生短路時(shí)，開關(guān)K將被電磁鐵吸起D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時(shí)，開關(guān)K將被電磁鐵吸起二、非選擇題(共44分)9．(10分)如下圖，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下圖I-U關(guān)系的完整曲線，在以下圖中甲和乙兩個(gè)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(jì)，滑動變阻器的阻值為0～100Ω)。(2)在圖丙電路中，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，熱敏電阻兩端的電壓為________V；電阻R2的阻值為________Ω。(3)舉出一個(gè)可以應(yīng)用熱敏電阻的例子。10．(16分)一個(gè)直流電動機(jī)的內(nèi)電阻r＝2Ω，與R＝8Ω的電阻串聯(lián)接在線圈上，如下圖。線圈面積為eq\f(\r(2),20)m2，共100匝，線圈的電阻為2Ω，線圈在B＝eq\f(2,π)T的勻強(qiáng)磁場中繞OO′以轉(zhuǎn)速n＝600r/min勻速轉(zhuǎn)動，在合上開關(guān)S后電動機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)為100V，求電動機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率。11．(18分)一個(gè)小型水力發(fā)電站，發(fā)電機(jī)輸出電壓U0＝250V，內(nèi)電阻可以忽略不計(jì)，最大輸出功率為Pm＝30kW，它通過總電阻R線＝2.0Ω的輸電線直接向遠(yuǎn)處的居民區(qū)供電。設(shè)居民區(qū)所有用電器都是額定電壓U用＝220V的電燈，總功率為P用＝22kW，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化。(1)當(dāng)居民區(qū)的電燈全部使用時(shí)，電燈兩端的電壓是多少伏？發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出的電功率是多大？(2)假設(shè)采用高壓輸電，在發(fā)電機(jī)端用升壓變壓器，在用戶端用降壓變壓器，且不計(jì)變壓器和用戶線路的損耗。用戶變壓器的降壓比為40∶1，當(dāng)全部用戶電燈正常發(fā)光時(shí)，輸電線上損耗的功率是多大？

參考答案1．D解析：由圖象可知電動勢的有效值為220V，而電壓表測量的是路端電壓，其大小為U＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(220,95＋5)×95V＝209V；B選項(xiàng)，由圖象讀出交變電流的周期為T＝0.02s，那么頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，一個(gè)周期內(nèi)電流的方向要改變2次，故每秒鐘電流方向要改變2×50＝100(次)；C選項(xiàng)，燈泡的實(shí)際功率為P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(220,95＋5)))2×95W＝459.8W；D選項(xiàng)，由焦耳定律得Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))2rt＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(220,95＋5)))2×5×1J＝24.2J。此題正確選項(xiàng)為D。2．C解析：電流方向隨時(shí)間周期性變化的電流為交變電流，電流方向不改變的為直流電，顯然兩圖中表示的都是交變電流，A錯(cuò)誤；兩圖中電壓的最大值相同，但圖甲中是正弦交流電，有效值為eq\f(311,\r(2))V＝220V，圖乙是鋸齒形交流電，有效值不能按上式計(jì)算，B錯(cuò)誤；圖甲所示的正弦式交流電的周期為2×10－2s，角速度ω＝eq\f(2π,T)＝100π，所以電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝311sin100πtV，C正確；變壓器原副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，頻率不變，D錯(cuò)誤。3．A解析：閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Umsinωt＝nBSωsinωt＝eq\f(1,2)nBl2ωsinωt，A錯(cuò)；在t＝eq\f(π,2ω)時(shí)刻，線圈轉(zhuǎn)過90°，線圈平面與磁場平行，B正確；電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f(Um,\r(2)),R＋r)))2Rt＝eq\f(n2B2l4πωR,16(R＋r)2)，故C正確；從t＝0時(shí)刻到t＝eq\f(π,2ω)時(shí)刻，通過R的電荷量q＝it＝eq\f(n\f(ΔΦ,Δt),R＋r)Δt＝eq\f(nΔΦ,R＋r)＝eq\f(nB×l×\f(1,2)l,R＋r)＝eq\f(nBl2,2(R＋r))，故D正確。4．D解析：設(shè)副線圈兩端電壓為U′，由題意知eq\f(U′2,R1)＝eq\f(U2,R2)，故eq\f(n1,n2)＝eq\f(U,U′)＝eq\r(\f(R2,R1))。5．B解析：由于電風(fēng)扇正常工作，根據(jù)W＝UIt可得：W＝220×(0.3×10＋0.4×10＋0.2×40)×60J＝1.98×105J＝5.5×10－2kW·h，選項(xiàng)B正確。6．C解析：由P＝UI可得I＝eq\f(PL,UL)＝4A，選項(xiàng)C正確；根據(jù)Ir＝24V得副線圈電壓U2＝UL＋Ur＝244V，再由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)可得n1∶n2＝2750∶61≈45∶1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)及f＝eq\f(ω,2π)可得f＝50Hz，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?qū)Ь€電阻消耗電能，故變壓器輸入功率為P＝PL＋I(xiàn)2r＝976W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．D解析：設(shè)副線圈與原線圈匝數(shù)比為k時(shí)，副線圈輸出電壓為U1，輸出電流為I1，電路損耗功率為P1，設(shè)副線圈與原線圈匝數(shù)比為nk時(shí)，副線圈輸出電壓為U2，輸出電流為I2，電路損耗功率為P2，根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)成正比可得eq\f(U1,U)＝k…①；eq\f(U2,U)＝nk…②；且P＝U1I1＝U2I2…③；線路損耗功率分別為P1＝Ieq\o\al(2,1)R…④；P2＝Ieq\o\al(2,2)R…⑤。由①④聯(lián)立解得P1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,kU)))2R，據(jù)此排除選項(xiàng)A、C；由①②③④⑤聯(lián)立解得eq\f(P2,P1)＝eq\f(1,n2)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。8．C解析：由于線圈L1用零線和火線雙線繞制而成，正常情況下零線和火線中的電流等大反向，線圈L1內(nèi)產(chǎn)生的磁場相互抵消，線圈L2中磁通量為零，選項(xiàng)A正確；當(dāng)家用電器增多時(shí)，通過零線和火線的電流同時(shí)增大，合磁場仍為零，即線圈L2中磁通量不變，仍為零，選項(xiàng)B正確；家庭電路發(fā)生短路時(shí)造成通過零線和火線的電流同時(shí)增大，線圈L2中磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，開關(guān)K也不會被電磁鐵吸起，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；地面上的人接觸火線時(shí)，火線和大地構(gòu)成閉合回路，零線中電流小于火線，此時(shí)線圈L1產(chǎn)生變化的磁場，引起線圈L2中磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵線圈有電流通過，產(chǎn)生磁性，將開關(guān)K吸起，選項(xiàng)D正確。9．答案：(1)甲電壓可從0調(diào)到所需電壓，調(diào)節(jié)范圍較大(2)5.2111.8(111.6～112.0均可)(3)熱敏溫度計(jì)(提出其他實(shí)例，只要合理均可)解析：由于圖中要求測量多組數(shù)據(jù)，所需電壓調(diào)節(jié)范圍較大，且從零開始變化，所以應(yīng)選用分壓電路，即圖甲；根據(jù)歐姆定律可以先求出R1的電流I1＝36mA，所以熱敏電阻和R2電流為I2＝I－I1＝34mA，由圖可讀出熱敏電阻在34mA時(shí)的電壓為5.2V，那么R2兩端電壓為3.8V，即可求出R2＝111.8Ω。10．答案：800W解析：線圈轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的電動勢的最大值為：Em＝NBSω＝200eq\r(2)V有效值為：E＝eq\f(Em,\r(2))＝200V設(shè)線圈的電阻為r′，那么電路中的電流I為：I＝eq\f(E－U,R＋r′)＝10A電動機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率為：P＝UI－I2r＝800W。11．答案：(1)131V14.9kW(2)12.5W解析：(1)如下圖由P用＝eq