高考物理一輪復習第十章第三講《交變電流傳感器》試題

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1、第十章交變電流傳感器 （時間60分鐘，滿分100分） 、單項選擇題（本題共4個小題，每小題 4分，共16分.每小題給出的四個選項中，只 有一個選項符合題目要求 ） 1.如圖1所示為交變電流的電流隨時間而變化的圖象，此交變電流的有效值是 A. 572 A 712 C.-2- A 圖1 B. 5 A D. 3.5 A 解析：題圖所示圖象中的交變電流在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量： Q = I/R2+ L2rT = (4V2)2R^+(3V2)2rT=25RT. 令此交變電流白^有效值為 I,應有Q = I2RT,故I2RT=25RT,解得I = 5 A. B項正確. 答案：B

2、 2.如圖2所示為大型電子地磅電路圖，電源電動勢為 E,內(nèi)阻不計.不稱物體時，滑片 P 在A端，滑動變阻器接入電路的有效電阻最大，電流最小；稱重物時， 在壓力作用下使滑片 P下滑，滑動變阻器有效電阻變小，電流變大，這 樣把電流對應的重量值刻在刻度盤上， 就可以讀出被稱物體的重力了. 滑動變阻器上 A、B間距離為L,最大阻值等于定值電阻 Ro的阻值，已 圖2 知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)為 k,則所稱重物的重力 G與電流大小I 的關系為 ( )[  A. G=2kL — EkL B. G= kL C. G = E IR0 D. G= kIL 解

3、析：電子地磅上有重物時，根據(jù)受力平衡及胡克定律得 G=kAx,不稱物體時，滑 片P在A端，放置重物 G時，滑片下移 Ax,變阻器在電路中的有效 電阻為 ,R0 R0 G R =7(L- Ax)=—(L--). 由電路的特點，根據(jù)閉合電路歐姆定律 可彳導1=—— Ro+R 整理得G=2kL- -,所以A正確. IR 0 答案：A 3. （2010廣州調(diào)研）如圖3所示，M是一小型理想變壓器，接線柱 a、b接在電壓“ u = 311sin314t（V）的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)，其中 R2是用半 導體熱敏材料（電阻隨溫度升高而降低）制成的傳感器，電流表 A

4、2是值班室的顯示器, 顯示通過Ri的電流，電壓表V2顯示加在報警器上的電壓 （報警器未畫出），R3是一定值 電阻.當傳感器 &所在處出現(xiàn)火情時，下列說法正確的是 A . Ai的示數(shù)不變, 圖3 A2的示數(shù)增大 B. Ai的示數(shù)增大, A2的示數(shù)增大［ C. Vi的示數(shù)增大, V2的示數(shù)增大 用心 愛心 專心 -12 - D . V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小 解析：當R2所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，其電阻減小，因 Vi不變，所以副線圈中 輸出端的電壓不變，副線圈中并聯(lián)電路兩端的電壓減小, V2減小，A2根據(jù)歐姆定律 判斷也減小.因副線圈的

5、總電阻減小，副線圈輸出功率增大, Ai讀數(shù)增大，綜述D 項正確. 答案：D 4. （2010三亞模擬）如圖4所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為 n,原線圈接正 弦交流電壓U,輸出端接有一個交流電流表和一個電動機.電 動機線圈電阻為 R.當輸 入端接通電源后，電流表讀，數(shù)為I,電動機帶動一重物勻速上升，下列判斷正確的是 圖4 A.原線圈中的電流為 nI B.變壓器的輸入功率為 UI/n C.電動機輸出的總功率為 I2R D .電動機兩端電壓為 IR 解析：電流表的讀數(shù)為副線圈電流，所以原線圈電流為，故A錯誤；原線圈的輸入［來 功率則為U：,故B對；電動機上白

6、^熱功率為 I2R,電動機消耗功率為 U：,兩端電壓 為U,故C、D錯誤. n 答案：B 二、雙項選擇題（本題共5小題，每小題 6分，共30分.每小題給出的四個選項中，有兩 個選項符合題目要求，全選對的得 6分，只選1個且正確的得1分，錯選或不選的得 0分） 圖 5B. N3 5.為了監(jiān)測變電站向外輸電情況，要在變電站安裝互感器，其接線 如圖5所示，兩變壓器匝數(shù)分別為 Ni、N2和N3、N4, a和b 是交流電表，則 （ ） A. Ni>N2 >N4 C . a為交流電流表，b為交流電壓表 D. a為交流電壓表，b為交流電流表 解析：題圖左半部分中變壓器與導線并聯(lián)為

7、電壓互感器，為獲得低電壓， Ni>N2；題 圖右半部分中變壓器與導線串聯(lián)為電流互感器，為獲得小電流， N3VN4.故A、D選項 正確. 答案：AD 6. 一個矩■形線圈在勻強磁場中勻角速度轉(zhuǎn)動， 產(chǎn)生交變電動勢的瞬時值表達式為 e= 10，2 sin4 兀 t V則 （ ） A.該交變電動勢的頻率為 2 Hz B.零時刻線圈平面與磁場垂直 C. t= 0.25 s時，e達到最大值 D.在1 s時間內(nèi)，線圈中電流方向改變 100次 解析：由題中給出的電動勢的表達式可以得到該交變電動勢的角速度是 4兀，由角速度 和周期、頻率的關系 3=牛=2 f得到此交變電動勢的頻率為 2

8、Hz,周期是0.5 s,所 以選項A正確.周期是0.5 s,所以1 s內(nèi)線圈中的電流方向改變 4次，選項D錯誤.代 入表達式t= 0.25 s,得到e= 0,選項C錯誤.零時刻，電動勢為零，此時穿過線圈 的磁通量最大，選項 B正確.綜上所述，本題的正確選項為 A、B. 答案：AB7 .如圖6所示，2008年1月10日開始的低溫雨雪冰凍造成我國部分地區(qū)嚴 重災害，其中高壓輸電線因結(jié)冰而損毀嚴重.此次災害牽動億萬人的心.為消除高壓輸電 線上的凌冰，有人設計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應除冰.若在正常供電時，高 壓線上送電電壓為 U,電流為I,熱耗功率為 AP;除冰時，輸電線上的

9、熱耗功率需變?yōu)?9AP, 則除冰時（認為輸電功率和輸電線電阻不變 ） 圖6 A.輸電電流為3I C.輸電電壓為3U 解析：高壓線上的熱耗功率 B.輸電電流為 9I D.輸電電壓為"1U 3 △P= I2R 線 若熱耗功率變?yōu)?9AP,則9AP=I 2R線 由①②得I =3I , A對.又輸送功率不變，由 P=UI =U I 得U =^U,所以D 3 對. 答案：AD 8. 一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變 化的圖象如圖7甲所示，則下列說法正確的是 圖7 A . t= 0時刻，線圈平面位于中性面位

10、置 B . t= 0.01 s時刻，①的變化率最大 C. t= 0.02 s時刻，交流電動勢達到最大 D.該線圈相應產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖 6乙所示 解析：由①一t圖知，t=0時，①最大，即線圈處于中性面位置，此時 e= 0,故A項 人 …… ，一， ， , A①一， 一， … 正確、D項錯誤；由圖知 T = 0.04 s,在t=0.01 s時，①=0, 1最大，e最大，則 B 一， 一， A ① _ 項正確；在t = 0.02 s時，①取大，~/\\= ，e=0,則C項錯反. 答案：AB 9. 如圖8所示，T為理想變壓器，副線圈回路中的 輸電線a

11、b和cd的電阻不可忽略，其余 輸電線電阻可不計，則當電鍵 S閉合時 . （ ） 圖8 A .交流電壓表 Vi和V2的示數(shù)一定都變小 B.交流電壓表只有 V2的示數(shù)變小 C.交流電流表 Ai、A2和A3的示數(shù)一定都變大 D.電流表 Ai、A2的示數(shù)變大 解析：閉合S時，輸出電路電阻減小，副線圈中電流增大， Vi示數(shù)不變，V2示數(shù)變 小，A2示數(shù)變大，則 Ai示數(shù)也變大，由于 Vi示數(shù)不變，A2示數(shù)變大，V2示數(shù)變小, 則A3示數(shù)變小.B、D項正確. 答案：BD 三、非選擇題（本題包括3小題，共54分.按題目要求作答，解答應寫出必要的文字說明、 方程式和重要演算步 驟.

12、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）［ 10. （i0分）如圖9所示，圖甲為熱敏電阻的 R- t圖象，圖乙為?用此熱敏電阻 R和繼電器組 成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為 i00 ◎.當線圈的電流大于或等于 20 mA時，繼電器的銜鐵被吸合.為繼電器線圈供電的電池的電動勢 E = 9.0 V,內(nèi)阻可 以不計.圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源.則 白 501QQ150 g 甲 電源 圖9 (1)應該把恒溫箱內(nèi)白^加熱器接在 (填“A、B端”或“ C、D端”).[來 (2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持 50C,可變電阻 R

13、的阻值應調(diào)節(jié)為 Q. 解析：(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應接在 A、B端.當線圈中的電流 較小時，繼電器的銜鐵 在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高. (2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻 R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當線圈中 的電流大于或等于 20 mA時，繼電器的銜鐵被吸到下方來，則恒溫箱加熱器與電源斷 開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低. 隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻 R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當線圈的電 流小于20 mA時，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣 就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度. 要使恒溫箱內(nèi)白^溫度保持

14、 50C,即50c時線圈內(nèi)的電流為 20mA.由閉合電路歐姆定 律1 = ——E——，r為繼電器的電阻.由圖甲可知， 50c時熱敏電阻的阻值為 90 Q, r+R+R 所以 R =^-R-r=260 Q. 答案：(1)A、B 端 (2)260[ 11. (22分)如圖10所示的電路中，理想變壓器初級線圈匝數(shù) ni=1000匝，次級?有兩個線 圈，匝數(shù)分別為 何=500匝，圖=200匝，分別接一個 R= 55 ◎的電阻，在初級線圈上 接入Ui=220 V的交變電流.求： 圖10 （1）兩次級線圈輸出電功率之比； （2）初級線圈中的電流. 解析：（1）對兩個次級線圈有U1=n

15、1, U1=- U2 n2 U3 n3 n2U1 U1 ,, n3U1 U1r 所以 6 =不丁=萬，U3=^T=T[ P2 U22 25 P3—U7= 4. （2）由歐姆定律得 U2 U3 l2=-R-= 2 A, I3=U3=0.8 A. 對有兩個次級線圈的變壓器有 ml 1= n2l 2+ n3l 3 所以 I1=n；l2 + n；l3=1.16 A. 答案:,(1)25 ： 4 (2)1.16 A[ 12. （22分）如圖11甲所示，在兩根水平放置的平行金屬導軌兩端各接一只 R=1 ◎的電阻, 導軌間距L = 0.2 m,導軌的電阻忽略不計，整個裝置處于豎

16、直向下的勻強磁場中，磁 感應強度B=0.8 T. 一根電阻r=0.3 ◎的導體棒ab置于導軌上，且始終與導軌良好接 觸，若導體棒沿平行于導軌的方向在 PQ和MN之間運動，其速度圖象如圖乙所示 （正 弦曲線）.求: 圖11 (1)導體棒產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式. ⑵整個電路 在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量. 解析：(1)由速度圖象得，某時刻導體棒運動速度表達式 v= 10sin10 戒 m/s 導體棒產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為 e= BLv= 10BLsin10 戒=1.6sin10 疝 V (2)感應電動勢的最大值為 Em=10BL= 1.6 V 感應電動勢的有效值為 E = Em=4/2 V 回路中的總電阻為 R =r+2=0.8 Q[ 電流1 =吳=亞A R 整個電路在1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 Q=I2R t=96 J. 答案：(1)e= 1.6sin10 t V (2)96 J