（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復習 第十一章 交變電流 傳感器章末過關(guān)檢測

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1、第十一章 交變電流 傳感器 章末過關(guān)檢測(十一) (時間：45分鐘　分值：100分) 一、單項選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確) 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圖至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0.02 s，則1 s內(nèi)電流的方向改變了50次 D．若乙圖中b等于0.02 s，則交流電的頻率為50 Hz 解析：選A.由交變電流的產(chǎn)生原理可知，甲圖中的A

2、、C兩圖中線圈所在的平面為中性面，線圈在中性面時電流為零，再經(jīng)過個周期電流達到最大值，再由楞次定律判斷出電流的方向，因此甲圖中A至B圖的過程電流為正且從零逐漸增大到最大值，A正確；甲圖中的C圖對應(yīng)的電流為零，B錯誤；每經(jīng)過中性面一次線圈中的電流方向?qū)⒁淖円淮危砸粋€周期以內(nèi)電流方向要改變兩次，所以在乙圖中對應(yīng)Od段等于交變電流的一個周期，若已知d等于0.02 s，則頻率為50 Hz，1 s內(nèi)電流的方向?qū)⒏淖?00次，C錯誤；而D選項頻率應(yīng)該是25 Hz. 2．(2019·東北三校聯(lián)考)關(guān)于圖甲、乙、丙、丁，下列說法正確的是(　　) A．圖甲中電流的峰值為2 A，有效值為 A，周

3、期為5 s B．圖乙中電流的峰值為5 A，有效值為2.5 A C．圖丙中電流的峰值為2 A，有效值為 A D．圖丁中電流的最大值為4 A，有效值為 A，周期為2 s 解析：選B.圖甲是正弦式交變電流圖線，峰值(最大值)為2 A，有效值是峰值的，即 A，周期為4 s，所以A選項錯誤；圖乙電流大小改變但方向不變，所以不是交變電流，計算有效值時因為熱效應(yīng)與電流方向無關(guān)，所以仍是峰值的，即2.5 A，所以B選項正確；圖丙是圖甲減半的脈沖電流，有效值不可能為峰值的，所以C選項錯誤；圖丁是交變電流圖線，周期為2 s，根據(jù)有效值定義則有：42×R×＋32×R×＝I2RT，解得電流有效值I＝2.5 A

4、，所以D選項錯誤． 3.如圖，實驗室一臺手搖交流發(fā)電機，內(nèi)阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的電阻．閉合開關(guān)S，當發(fā)電機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電動勢e＝10sin 10πt(V)，則(　　) A．該交變電流的頻率為10 Hz B．該電動勢的有效值為10 V C．外接電阻R所消耗的電功率為10 W D．電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0 A 解析：選D.因e＝10sin 10πt(V)，故ω＝10π rad/s，f＝＝5 Hz，選項A錯誤；Em＝10 V，故其有效值E＝＝10 V，選項B錯誤；交流電表的示數(shù)及功率的計算均要用有效值，因此電路中理想交流電流表A的示數(shù)

5、I＝＝1.0 A，選項D正確；外接電阻R所消耗功率為P＝I2R＝1.02×9 W＝9 W，選項C錯誤． 4．如圖甲所示，為一種調(diào)光臺燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件實現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)亮度．給該臺燈接220 V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時交流電壓表的示數(shù)為(　　) A．220 V　　　　　　　　 B．110 V C. V D． V 解析：選B.設(shè)電壓的有效值為U，根據(jù)有效值定義有·＝T，解得U＝110 V，則B正確． 5.如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導氣管，視變壓器為理想變壓器．原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭P，使輸

6、出電壓有效值由220 V降至110 V．調(diào)節(jié)前后(　　) A．副線圈中的電流比為1∶2 B．副線圈輸出功率比為2∶1 C．副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1 D．原線圈輸入功率比為1∶2 解析：選C.根據(jù)歐姆定律I＝，U2由220 V降至110 V，副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼?，即調(diào)節(jié)前后，副線圈上電流之比為2∶1，選項A錯誤；根據(jù)P＝UI知，U、I均變?yōu)樵瓉淼臅r，副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼?，即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為4∶1，選項B錯誤；根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系＝，當U2由220 V降至110 V時，n2變?yōu)樵瓉淼?，即調(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為2∶1，選項C正確；根據(jù)理想變壓

7、器P入＝P出，所以原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率，即調(diào)節(jié)前后原線圈輸入功率之比為4∶1，選項D錯誤． 6．(2019·揚州模擬)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，原線圈接在u＝220sin 100πt(V)的交流電源上，副線圈一端接有R＝55 Ω的負載電阻、熔斷電流為1 A的保險絲和一個燈泡D，電流表為理想電表．下列說法正確的是(　　) A．S斷開時，原線圈中電流表的讀數(shù)為 A B．S斷開時，原線圈的輸入功率為220 W C．副線圈中輸出交流電的周期為50 s D．S閉合時，燈泡D正常發(fā)光，原線圈中電流表讀數(shù)不會超過1.5 A 解析：選D.由交流電源瞬時值

8、表達式可知其原線圈兩端電壓的有效值為220 V，根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律＝可知，副線圈輸出電壓有效值為U2＝110 V，由歐姆定律可知通過電阻的電流I2＝＝2 A，由變壓器變流規(guī)律＝可知，原線圈輸入電流為1 A，故電流表示數(shù)為1 A，A項錯誤；原線圈的輸入功率P1＝U1I1＝220 W，B項錯誤；變壓器不改變交流電的周期，由瞬時值表達式可知，交流電的周期為0.02 s，C項錯誤；通過燈泡的電流有效值最大為1 A，故通過副線圈的最大電流為3 A，由變壓器變流規(guī)律可知，原線圈輸入電流有效值最大為1.5 A，故D項正確． 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分．在每小題給出的四個選項中，

9、有多個選項符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選或不答的得0分) 7．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＝220sin 100πt(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11 V B．輸出電壓的有效值為5.5 V C．CD端的輸出功率和AB端的輸入功率之比為1∶2 D．CD端的輸出功率和AB端的輸入功率之比為1∶1 解析：選BD.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

10、 V，而本題中的兩個二極管相當于把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?.5 V，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． 8．如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R＝11R0，V是理想電壓表．現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R＝5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數(shù)為5.0 V，則(　　) A．此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 V B．此時原線圈兩端電壓的最大值約為

11、24 V C．原線圈兩端原來的電壓有效值為68 V D．原線圈兩端原來的電壓有效值為48 V 解析：選AD.當負載電阻阻值減小為R＝5R0時，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為R0兩端電壓的5倍，因為電壓表測量R兩端的電壓，所以UR0＝×5 V＝1 V，故副線圈兩端電壓為U2＝6 V，根據(jù)公式＝可得此時原線圈兩端電壓的有效值為U1＝24 V，所以此時原線圈兩端電壓的最大值約為24 V≈34 V，A正確、B錯誤；因為變化過程中變壓器的輸入電流不變，所以對于副線圈中變化前后電流也不變，則變化后電壓U′2＝IR0＋5IR0，變化前，U2＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2＝2U′2＝12

12、V，根據(jù)公式＝可得原線圈兩端原來的電壓有效值為48 V，D正確、C錯誤． 9．圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表，線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，以下判斷正確的是(　　) A．電流表的示數(shù)為10 A B．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為100π rad/s C．0.01 s時線圈平面與磁場方向平行 D．0.02 s時電阻R中電流的方向自右向左 解析：選ABC.根據(jù)i－t圖象可知，電流最大值Im＝10 A，有效值I＝＝10 A，選項A正確；交變電流的周期T＝

13、2×10－2 s，角速度ω＝＝100π rad/s，選項B正確；從圖示位置開始轉(zhuǎn)動時，經(jīng)0.01 s線圈回到水平狀態(tài)，線圈平面與磁場方向平行，選項C正確；根據(jù)右手定則，在0.02 s時，線圈經(jīng)過一個周期，即在圖示位置，電阻R中的電流方向自左向右，因此選項D錯誤． 10. (2019·東北三校聯(lián)考)如圖所示，空間中有范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向豎直向下，在其間豎直放置兩彼此正對的相同金屬圓環(huán)，兩環(huán)相距L，用導線將環(huán)與外電阻相連，現(xiàn)用外力使金屬桿沿兩環(huán)做勻速圓周運動．若已知磁感應(yīng)強度大小為B，圓環(huán)半徑為R，桿轉(zhuǎn)動角速度為ω，金屬桿和電阻的阻值均為r，其他電阻不計，則(　　) A．當金屬

14、桿從圓環(huán)最高點向最低點轉(zhuǎn)動過程中，流過外電阻的電流先變大后變小 B．當金屬桿從圓環(huán)最高點向最低點轉(zhuǎn)動過程中，流過外電阻的電流先變小后變大 C．流過外電阻電流的有效值為 D．流過外電阻電流的有效值為 解析：選BC.金屬桿從圓環(huán)最高點向最低點轉(zhuǎn)動的過程中，垂直磁場方向的分速度先減小再增大，因而流過外電阻的電流先減小再增大，選項A錯誤，選項B正確；桿沿圓環(huán)的勻速率運動等效為以兩環(huán)圓心連線為轉(zhuǎn)動軸、長為L、寬為R的矩形線框的勻速轉(zhuǎn)動，因此產(chǎn)生正弦交流電，遵守I＝的關(guān)系．電動勢的最大值為Em＝BLωR，Im＝，I＝＝，故選項C正確、D錯誤． 三、非選擇題(本題共3小題，共40分．按題目要求作答

15、，計算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 11．(12分)(1)利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高． ①如果將負溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(選填“大”或“小”)． ②上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度．如果刻度盤正中的溫度為20 ℃(如圖甲所示)，則25 ℃的刻度應(yīng)在20 ℃的刻度的________(選填“左”或“右”)側(cè)． ③為了

16、將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請在圖乙中用圖中的器材(可增加元器件)設(shè)計一個電路． (2)圖丙為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實驗電路，電源電壓恒定，內(nèi)阻不計，開關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使小燈泡發(fā)光逐漸增強，測得流過電阻的電流和光強的關(guān)系曲線如圖丁所示，試根據(jù)這一特性，由圖丙中給定的器材設(shè)計一個自動光控電路． 解析：(1)①因為溫度降低時，負溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大，故電路中電流會減小． ②由①的分析知，溫度越高，電流越大，25 ℃的刻度應(yīng)對應(yīng)較大電流，故在20 ℃的刻度的右側(cè)． ③電路如圖所示 (2)由光敏電阻的特性曲線可以看出，當入射光增強時，流

17、過光敏電阻的電流增大，光敏電阻的阻值減小．根據(jù)題意設(shè)計一個自動光控電路，如圖所示． 控制過程是：當有光照時，放大器輸出一個較大的電流，驅(qū)動電磁繼電器吸引銜鐵使兩個觸點斷開；當無光照時，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個觸點閉合，工作電路接通，電燈開始工作． 答案：(1)①小?、谟摇、垡娊馕鰣D　(2)見解析 12．(14分)如圖甲為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的u－t圖象如圖乙所示．若只在ce間接一只Rce＝400 Ω的電阻或只在de間接一只Rde＝225 Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.

18、 (1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式； (2)求只在ce間接400 Ω電阻時，原線圈中的電流I1； (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比. 解析：(1)由題圖乙知ω＝200π rad/s，Um＝400 V 電壓瞬時值的表達式為uab＝400sin 200πt(V)． (2)電壓有效值U1＝200 V 理想變壓器P1＝P2 原線圈中的電流I1＝，解得I1≈0.28 A. (3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1，＝，同理＝ 由題意知＝，解得＝ 代入數(shù)據(jù)得＝. 答案：見解析 13．(14分)發(fā)電機的路端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電導線的電阻為0.2 Ω，如果用

19、原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10 的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶． (1)畫出全過程的線路圖； (2)求用戶得到的電壓和功率； (3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的功率和電壓． 解析：(1)線路圖如圖所示： (2)升壓變壓器副線圈上的輸出電壓 U2＝U1＝2 200 V 升壓變壓器副線圈上的輸出電流I2＝I1 升壓變壓器原線圈上的輸入電流，由P＝U1I1得 I1＝＝ A＝200 A 所以I2＝I1＝×200 A＝20 A 輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為 UR＝I2R＝4 V PR＝IR＝0.08 kW 降壓變壓器原線圈上的輸入電流和電壓分別為 I3＝I2＝20 A U3＝U2－UR＝2 196 V 降壓變壓器副線圈上的輸出電壓和電流分別為 U4＝U3＝219.6 V I4＝I3＝200 A 用戶得到的功率P4＝U4I4＝43.92 kW. (3)若不采用高壓輸電，線路損失電壓為 U′R＝I1R＝40 V 用戶得到的電壓U′＝U1－U′R＝180 V 用戶得到的功率為P′＝U′I1＝36 kW. 答案：見解析 10