一輪單元訓(xùn)練金卷高三物理第十二單元 交變電流 傳感器

一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(B)卷第十二單元交變電流傳感器注意事項：1、答題前,先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2、選擇題的作答：每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3、非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4、考試結(jié)束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。一、(本題共12小題,每小題6分,在每小題給出的四個選項中,第1～7題只有一項符合題目要求,第8～12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、如圖甲所示,矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時,線圈中產(chǎn)生的交流電如圖乙所示,設(shè)沿abcda方向為電流正方向,則()A、乙圖中Oa時間段對應(yīng)甲圖中A至B圖的過程B、乙圖中c時刻對應(yīng)甲圖中的C圖C、若乙圖中d等于0.02s,則1s內(nèi)電流的方向改變了50次D、若乙圖中b等于0.02s,則交流電的頻率為50Hz2、如圖為某發(fā)電站電能輸送示意圖.已知發(fā)電機的輸出電壓、輸電線的電阻及理想升壓、降壓變壓器匝數(shù)均不變,若用戶電阻R0減小,下列說法正確的是()A、發(fā)電機的輸出功率減小B、輸電線上的功率損失減小C、用戶得到的電壓減小D、輸電線輸送電壓減小3、一臺理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5∶1,原線圈接入電壓為220V的正弦交流電,各元件正常工作,一個理想二極管和一個滑動變阻器R串聯(lián)接在副線圈上,如圖所示,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、原、副線圈中的電流之比為5∶1B、電壓表的讀數(shù)約為44VC、若滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω,則1分鐘產(chǎn)生的熱量為2904JD、若將滑動變阻器的滑片向上滑動,則兩電表讀數(shù)均增大4、如圖所示,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(zhuǎn)動,設(shè)穿過線框的最大磁通量為Φm,線框中的最大感應(yīng)電動勢為Em,從線框平面與磁場平行時刻開始計時,下面說法不正確的是()A、當(dāng)穿過線框的磁通量為eq\f(Φm,2)的時刻,線框中的感應(yīng)電動勢為eq\f(Em,2)B、線框中的電流強度隨時間按余弦規(guī)律變化C、線框轉(zhuǎn)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5、如圖所示,圖a中變壓器為理想變壓器,其原線圈接在u＝12eq\r(2)sin100πt(V)的交流電源上,副線圈與阻值R1＝2Ω的電阻接成閉合電路,電流表為理想電流表。圖b中阻值為R2＝32Ω的電阻直接接到u＝12eq\r(2)sin100πt(V)的交流電源上,結(jié)果電阻R1與R2消耗的電功率相等,則()A、通過電阻R1的交流電的頻率為0.02HzB、電阻R1消耗的電功率為9WC、電流表的示數(shù)為6AD、變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶16、先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電,第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化(如圖甲所示)；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的,則以下說法正確的是()A、第一次,燈泡兩端的電壓有效值是eq\f(U0,2)B、第二次,燈泡兩端的電壓有效值是eq\f(3U0,2)C、第一、第二次,燈泡的電功率之比是2∶9D、第一、第二次,燈泡的電功率之比是1∶57、如圖甲所示,自耦理想變壓器輸入端a、b接入圖乙所示的交流電源,一個二極管和兩個阻值均為R＝40Ω的負載電阻接到副線圈的兩端,電壓表和電流表均為理想交流電表.當(dāng)滑片位于原線圈中點位置時,開關(guān)S處于斷開狀態(tài),下列說法正確的是()A、t＝0.01s時,電壓表示數(shù)為零B、t＝0.015s時,電流表示數(shù)為5.5AC、閉合開關(guān)S后,電壓表示數(shù)增大D、閉合開關(guān)S后,電流表示數(shù)為16.5A8、如圖所示,圖a是遠距離輸電線路的示意圖,圖b是用戶得到的電壓隨時間變化的圖象,已知降壓變壓器的匝數(shù)比為10∶1,不考慮降壓變壓器與用戶間導(dǎo)線的電阻,則()A、發(fā)電機輸出交流電的頻率是50HzB、升壓變壓器的輸出電壓為2200VC、輸電線的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D、當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時,輸電線上損失的功率減小9、如圖是手機充電器的內(nèi)部電路核心部分的簡化模型,將變壓器和二極管都視為理想元件,已知變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為20∶1,A、B端輸入電壓為U1＝220eq\r(2)sin100πt(V),對于輸出端CD(OD為副線圈的中心抽頭)()A、輸出電壓的有效值為11VB、輸出電壓的有效值為5.5VC、CD端的輸出功率和AB端的輸入功率之比為1∶2D、CD端的輸出功率和AB端的輸入功率之比為1∶110、如圖所示,N匝矩形導(dǎo)線框在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,線框面積為S,線框的電阻、電感均不計,外電路接有電阻R、理想電流表A和二極管D。電流表的示數(shù)為I,二極管D具有單向?qū)щ娦?即正向電阻為零,反向電阻無窮大。下列說法正確的是()A、導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動的角速度為eq\f(2RI,NBS)B、導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動的角速度為eq\f(4RI,NBS)C、導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時,線框中的磁通量最大,瞬時電動勢為零D、導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時,線框中的磁通量最大,瞬時電動勢最大11、圖甲中的變壓器為理想變壓器,原線圈的匝數(shù)n1與副線圈全部匝數(shù)n2之比為5∶1,副線圈接有兩個電阻,R1＝10Ω,R2＝5Ω?，F(xiàn)在原線圈輸入穩(wěn)定的正弦式交變電流,將滑動觸頭P置于副線圈的中點,a、b兩端接示波器,檢測a、b兩端的電壓如圖乙所示。設(shè)電流表A為理想電流表,導(dǎo)線電阻不計。則下列判斷正確的是()A、原線圈上電壓變化的頻率為50HzB、電流表的示數(shù)約為0.14AC、只將滑動觸頭P向上移動一些,電流表示數(shù)可能減小D、只將a、b兩端用導(dǎo)線連接,原線圈的輸入功率為45W12、如圖甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,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)報警系統(tǒng)(報警器未畫出),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,其阻值隨溫度的升高而減小,下列說法中正確的是()A、R處出現(xiàn)火警時電壓表示數(shù)不變B、R處出現(xiàn)火警時電流表示數(shù)減小C、圖乙中電壓的有效值為220VD、電壓表的示數(shù)為11eq\r(2)V二、(本題共2小題,共38分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13、(18分)在遠距離輸電時,要考慮盡量減少輸電線上的功率損失。有一個小型發(fā)電站,發(fā)電機的輸出電壓為400V,輸送的電功率P=30kW,輸電線的總電阻為4Ω。(1)若發(fā)電機直接對用戶輸電,則輸電線上損耗的功率為多少?(2)若要求輸電線上的損耗剛好占總功率的3%,則所用升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比應(yīng)為多大?14、(20分)如圖所示,一個半徑為r的半圓形線圈,以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n,ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。M和N是兩個集流環(huán),負載電阻為R,線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計,求：(1)感應(yīng)電動勢的最大值；(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)周期的時間內(nèi)負載電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)周期的時間內(nèi)通過負載電阻R的電荷量；(4)求出電流表的示數(shù)。一輪單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(B)卷第十二單元交變電流傳感器答案一、(本題共12小題,每小題6分,在每小題給出的四個選項中,第1～7題只有一項符合題目要求,第8～12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、【答案】A2、【答案】C3、【答案】C【解析】理想二極管的特點是正向的電流通過時電阻很小,反向的電流通過時電阻很大,認為斷路,理想二極管的作用是只允許正向的電流通過。由于原、副線圈中的電流之比與匝數(shù)之比成反比,所以電流之比為1∶5,A選項錯誤；原、副線圈的電壓之比和匝數(shù)之比成正比,所以副線圈兩端電壓為U2＝44V,但二極管具有單向?qū)щ娦?根據(jù)有效值的定義有eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)×eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)×T,從而求得電壓表兩端電壓有效值為U＝22eq\r(2)V,B選項錯誤；1min產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(U2,R)t＝2904J,C選項正確；將滑動變阻器滑片向上滑動,接入電路中的阻值變小,但對原、副線圈兩端的電壓無影響,即電壓表的讀數(shù)不變,電流表的讀數(shù)變大,所以D選項錯誤。4、【答案】Aosωt,其中Em＝Φmω,所以ω＝eq\f(Em,Φm),選項B、C正確；當(dāng)穿過線框的磁通量為eq\f(Φm,2)的時刻,ωt＝30°,所以線框中的感應(yīng)電動勢為e＝Emcos30°＝eq\f(\r(3)Em,2),選項A錯誤；計時開始時刻,線框在垂直于磁場方向平面內(nèi)的投影面積為零,所以以后該面積隨時間按正弦規(guī)律變化,選項D正確。5、【答案】D【解析】由交流電瞬時值表達式u＝12eq\r(2)sin100πt(V)可知,ω＝100πrad/s＝2πf,則該交流電的頻率為f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz,周期為0.02s,變壓器不改變交流電的頻率,所以通過電阻R1的交流電的頻率為50Hz,選項A錯誤.由題圖b可知,阻值為R2＝32Ω的電阻兩端電壓的有效值為U＝12V,電阻R2消耗的電功率為P2＝eq\f(U2,R2)＝4.5W.根據(jù)題述,電阻R1與R2消耗的電功率相等,可知電阻R1消耗的電功率為P1＝P2＝4.5W,選項B錯誤.由P1＝I2R1,解得電流表的示數(shù)為I＝1.5A,選項C錯誤.變壓器副線圈兩端電壓U2＝IR1＝3V,變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝U∶U2＝12∶3＝4∶1,選項D正確。6、【答案】D【解析】第一次,燈泡兩端電壓的有效值為U1＝eq\f(U0,\r(2)),功率P1＝eq\f(U12,R)＝eq\f(U02,2R)。第二次,設(shè)燈泡兩端電壓的有效值為U2,則eq\f(（2U0）2,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(（U0）2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U22,R)T,解得U2＝eq\r(\f(5,2))U0,功率P2＝eq\f(U22,R)＝eq\f(5U02,2R),則P1∶P2＝1∶5,故A、B、C錯誤,D正確。7、【答案】D【解析】交流電壓表和電流表示數(shù)均為有效值,因而t＝0.01s時,副線圈兩端電壓有效值U2＝440V,選項A錯誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電流表示數(shù)為11A,選項B錯誤；副線圈電壓取決于原線圈電壓和匝數(shù)比,閉合開關(guān)S后,電壓表示數(shù)不變,選項C錯誤；閉合開關(guān)S后,副線圈在一個周期內(nèi)消耗的能量等于原線圈一個周期內(nèi)消耗的能量,即eq\f(U\o\al(

2,2),\f(R,2))·eq\f(T,2)＋eq\f(U\o\al(

2,2),R)·eq\f(T,2)＝U1I1T,代入數(shù)據(jù)解得I1＝33A,而I1n1＝I2n2,故I2＝16.5A,選項D正確。8、【答案】AD【解析】根據(jù)題圖b所示的用戶得到的電壓隨時間變化的圖象,可知該交變電流的電壓最大值為220eq\r(2)V,周期T＝0.02s,頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz。由于變壓器不改變正弦交變電流的頻率,所以發(fā)電機輸出交流電的頻率是50Hz,選項A正確；用戶得到的電壓為U＝220V,則降壓變壓器的輸入電壓為2200V。由于輸電線上有電壓損失,所以升壓變壓器的輸出電壓一定大于2200V,選項B錯誤；根據(jù)變壓器的功率關(guān)系,輸出功率決定輸入功率,輸電線的電流不但與降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比有關(guān),還與用戶的電功率有關(guān),匝數(shù)比一定時,用戶使用的電功率越大,輸電線中電流就越大,選項C錯誤；當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時,用戶使用的電功率減小,輸電線上電流減小,輸電線上損失的功率減小,選項D正確。9、【答案】BD【解析】由于OD為副線圈的中心抽頭,AB與CD線圈匝數(shù)之比為40∶1,則線圈CD間電壓的最大值為eq\f(11\r(2),2)V,而本題中的兩個二極管相當(dāng)于把CD之間的交變電壓的負半部分對稱地變?yōu)檎氩糠?這樣交變電流就全部變?yōu)檎?且周期為原來的一半,因而有效值為5.5V,A錯誤,B正確。變壓器AB端的輸入功率等于CD端的輸出功率,因而C錯誤,D正確。10、【答案】AC【解析】導(dǎo)線框產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢Em＝NBSω；根據(jù)二極管的特點可知,在一個周期內(nèi)有半個周期回路中有電流,根據(jù)交流電電流的熱效應(yīng)可知eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(NBSω,\r(2)R)))2R·eq\f(T,2)＝I2RT,解得ω＝eq\f(2RI,NBS),故A正確,B錯誤；導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時,導(dǎo)線框位于中性面處,導(dǎo)線框中的磁通量最大,瞬時電動勢為零,故C正確,D錯誤。11、【答案】BD【解析】由題圖乙知,交變電流的周期為0.04s,所以頻率為25Hz,A項錯誤；因為a、b兩端電壓有效值為Uab＝5eq\r(2)V,則副線圈中的電流為I2＝eq\r(2)A,根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(\f(n2,2),n1),解得I1＝eq\f(\r(2),10)A≈0.14A,B項正確；將滑動觸頭P向上移動,根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知,副線圈兩端電壓U2增大,副線圈消耗功率增大,原線圈中輸入功率增大,所以電流表示數(shù)增大,C項錯誤；只將a、b兩端用導(dǎo)線連接,副線圈消耗的功率為P2＝eq\f(U\o\al(

2,2),R1)＝45W,原線圈的輸入功率P1＝P2＝45W,D項正確。12、【答案】AD【解析】R處溫度升高時,阻值減小,電壓表示數(shù)不變,副線圈電流增大,而輸出功率和輸入功率相等,所以原線圈電流增大,即電流表示數(shù)增大,故A、B錯誤；設(shè)將此電壓加在阻值為R的電阻上,電壓的最大值為Um,電壓的有效值為U,eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Um,\r(2))))2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)·T,代入數(shù)據(jù)得圖乙中電壓的有效值為110eq\r(2)V,故C錯誤；變壓器原、副線圈中的電壓與匝數(shù)成正比,所以變壓器原、副線圈中的電壓之比是10∶1,所以