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2020高考物理 章末質(zhì)量檢測(十一)第十一章 交變電流 傳感器(含解析)魯科版

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1、第十一章 交變電流 傳感器 (時(shí)間:40分鐘) 一、選擇題(本題共11小題。1~8題為單項(xiàng)選擇題,9~11題為多項(xiàng)選擇題) 1.關(guān)于家庭照明電路所用的交流電,下列說法正確的是(  ) A.電流方向每秒鐘改變50次 B.電壓表達(dá)式為u=220sin(50πt) V C.額定電壓為220 V的燈泡可以直接接入使用 D.耐壓為220 V的電容器可以直接接入使用 解析 家庭照明電路所用的交流電電流方向每秒鐘改變100次,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電壓表達(dá)式為u=220sin(100πt) V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;照明電路電壓有效值為220 V,所以額定電壓為220 V的燈泡可以直接接入使用,選項(xiàng)C正確;

2、電壓最大值Um=220 V,耐壓為220 V的電容器接入照明電路會被擊穿,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 C 2.(2016·江蘇單科,4)一自耦變壓器如圖1所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈,在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí),c、d間的輸出電壓為U2,在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中(  ) 圖1 A.U2>U1,U2降低 B.U2>U1,U2升高 C.U2n2知U2

3、,選項(xiàng)C正確。 答案 C 3.在勻強(qiáng)磁場中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖2甲所示,產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的圖象如圖乙所示,則(  ) 圖2 A.t=0.005 s時(shí)線框的磁通量變化率為零 B.t=0.01 s時(shí)線框平面與中性面重合 C.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢有效值為311 V D.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢頻率為100 Hz 解析 線框中感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量的變化率成正比,而t=0.005 s時(shí)e最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=0.01 s時(shí)e=0,選項(xiàng)B正確;電動(dòng)勢有效值E=311× V≈220 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;周期T=0.02 s,頻率f==50 Hz,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案 

4、B 4.現(xiàn)用電壓為380 V的正弦式交流電給額定電壓為220 V的電燈供電,以下電路中不可能使電燈正常發(fā)光的是(  ) 解析 由圖可知,選項(xiàng)A、B中均有電阻分壓,可以使電燈正常發(fā)光;選項(xiàng)C為降壓變壓器,通過變壓器降壓也可以使電燈正常發(fā)光;選項(xiàng)D為升壓變壓器,電燈兩端的電壓要大于380 V,不能正常發(fā)光。 答案 D 5.如圖3所示,理想變壓器的輸入端通過燈泡L1與輸出電壓穩(wěn)定的正弦式交流電源相連,副線圈通過導(dǎo)線與兩個(gè)相同的燈泡L2和L3相連,開始時(shí)開關(guān)S處于斷開狀態(tài)。當(dāng)S閉合后,所有燈泡都能發(fā)光,下列說法正確的是(  ) 圖3 A.燈泡L1變亮 B.燈泡L2變亮 C.原線

5、圈兩端電壓不變 D.副線圈兩端電壓變大 解析 開關(guān)S閉合,副線圈電路增加一并聯(lián)電路,總電阻減小,所以副線圈中的電流增大,根據(jù)變壓器規(guī)律=,可知原線圈電流I1增大,L1變亮,所以選項(xiàng)A正確;燈泡L1的電壓UL1=I1R增大,由于輸入的正弦式交流電壓穩(wěn)定,根據(jù)U=UL1+U1,可知原線圈兩端的電壓U1減小,則副線圈兩端電壓U2隨著減小,L2變暗,所以選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。 答案 A 6.(2018·河南洛陽三模)某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電,用戶通過降壓變壓器用電,若發(fā)電廠輸出電壓為U1,輸電導(dǎo)線總電阻為R,在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0,用戶的用電器正常工作的電壓為U2。在滿足

6、用戶正常用電的情況下,下列說法中正確的是 (  ) A.輸電線上損耗的功率為 B.輸電線上損耗的功率為 C.采用更高的電壓輸電可以減少輸電線上損耗的電功率 D.采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率 解析 由=,可得I1=I2,電流I2=,則輸電線上損耗的功率為P損=IR=,故A、B錯(cuò)誤;采用更高的電壓輸電,輸電導(dǎo)線的電流I1減小,輸電線上損耗的功率為P損=IR減小,故C正確;由于采用更高的電壓輸電,減少輸電線上損耗的電功率,所以會增加輸電的效率,故D錯(cuò)誤。 答案 C 7.如圖4甲所示,一圓形金屬線圈放置于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0。現(xiàn)讓線圈繞其一條直徑

7、以50 Hz的頻率勻速轉(zhuǎn)動(dòng),較長時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q;若線圈不動(dòng),讓磁場以圖乙所示規(guī)律周期性變化,要在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q,乙圖中磁場變化的周期T以s為單位,數(shù)值應(yīng)為(  ) 圖4 A. B. C. D. 解析 兩種情況下,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同,說明電壓的有效值相同,現(xiàn)讓線圈繞其一條直徑以50 Hz的頻率勻速轉(zhuǎn)動(dòng),電壓有效值為E===;磁場以圖乙所示規(guī)律周期性變化,電壓有效值為E==,解得T= s,選項(xiàng)C正確。 答案 C 8.如圖5甲所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,L1和L2是相同型號的白熾燈,L1與電容器C串聯(lián),L2與帶鐵芯的線圈

8、L串聯(lián),為交流電壓表。當(dāng)原線圈接有如圖乙所示的正弦交變電壓時(shí),電路穩(wěn)定后,兩只燈泡的亮度相同,則(  ) 圖5 A.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t=1×10-2 s時(shí)的示數(shù)為0 B.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t=0.5×10-2 s時(shí)的示數(shù)為22 V C.當(dāng)原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00 Hz時(shí),燈泡L1變亮,燈泡L2變暗 D.當(dāng)原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00 Hz時(shí),燈泡L1變暗,燈泡L2變亮 解析 變壓器不改變交流電的頻率和周期,與副線圈并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為副線圈兩端電壓的有效值,在不改變其他條件時(shí),其示數(shù)不變,為U==22 V,A、B錯(cuò)誤;正弦交變電壓原頻率為f==

9、50 Hz,當(dāng)頻率變?yōu)?00 Hz時(shí),容抗XC=減小,L1中電流增大,功率增大,燈泡變亮,感抗XL=2πfL增大,L2中電流減小,功率減小,燈泡變暗,C正確,D錯(cuò)誤。 答案 C 9.(2019·南師附中模擬)如圖6所示,兩根間距為20cm的無限長光滑金屬導(dǎo)軌,電阻不計(jì),其左端連接一阻值為10 Ω 的定值電阻,兩導(dǎo)軌之間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T的勻強(qiáng)磁場,磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分,一阻值為10 Ω 的光滑導(dǎo)體棒,在外力作用下以10 m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)(接觸電阻不計(jì)),交流電壓表和交流電流表均為理想電表,則(  ) 圖6 A.回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流 B.電壓表的示數(shù)

10、是2 V C.導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí),電流表示數(shù)為零 D.導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為0.1 W 解析 由磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分,可知導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生正弦式交變電流,故選項(xiàng)A正確;感應(yīng)電動(dòng)勢最大值Em=BLmv=2 V,電壓表測得是有效值,即為U=E=1 V,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電流表測得是有效值,所以導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí),電流表示數(shù)恒定,不為0,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為P== W=0.1 W,故選項(xiàng)D正確。 答案 AD 10.(2019·福建龍巖模擬)如圖7所示,面積為0.02 m2,內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD,繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的角

11、速度為100 rad/s,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連,觸頭P可移動(dòng),副線圈所接電阻R=100 Ω,電表均為理想交流電表,當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí),下列說法正確的是(  ) 圖7 A.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為e=50cos(100t)V B.P上移時(shí),電流表示數(shù)增大 C.t=0時(shí)刻,電壓表示數(shù)為100 V D.當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為1∶2時(shí),電阻上消耗的功率為400 W 解析 矩形閉合導(dǎo)線框ABCD在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交流電的最大值為Em=nBSω=100××0.02×100 V=100 V,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為e=100cos(

12、100t)V,故A錯(cuò)誤;P上移時(shí),原線圈的匝數(shù)減小,則導(dǎo)致副線圈電壓增大,那么副線圈電流也增大,則原線圈的電流會增大,故B正確;由于最大值為有效值的倍,所以交流電的有效值為U=100 V,當(dāng)t=0時(shí),電壓表示數(shù)為100 V,故C錯(cuò)誤;當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為1∶2時(shí),副線圈電壓有效值為U2=200 V,電阻上消耗的功率為P== W=400 W,故D正確。 答案 BD 11.(2019·山東師大附中模擬)如圖8所示,在某電路的a、b兩端加正弦交變電壓u=Umsin 100πt,已知理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1、副線圈匝數(shù)為n2,圖中電阻R1=2R2,V為理想交流電壓表。工作過程中,a、b兩端的輸入

13、功率為R2消耗功率的9倍,則下列說法正確的是(  ) 圖8 A.n1∶n2=3∶1 B.n1∶n2=4∶1 C.當(dāng)t=0.005 s時(shí)交流電壓表示數(shù)為 D.升高a、b兩端電壓,R1、R2消耗功率之比不變 解析 原、副線圈兩端的電功率相等,則Pab=9PR2=PR1+PR2,即 PR1=8PR2,又PR1==、PR2=,代入得=8,解得=16,而=,故解得==,故A錯(cuò)誤,B正確;交流電壓表示數(shù)為交變電流的電壓有效值,而原線圈兩端電壓的有效值為U1=,而==,解得U2==,故C錯(cuò)誤;升高a、b兩端電壓,R1、R2消耗功率之比為=,恒定不變,故D正確。 答案 BD 二、非選擇題

14、 12.如圖9所示為某一熱敏電阻(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。 圖9 (1)為了通過測量得到如圖9所示I-U關(guān)系的完整曲線,如圖10所示的a和b兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________,簡要說明理由:_________________________ ____________________________________________________________________。 (電源電動(dòng)勢為9 V,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的阻值為0~100 Ω) 圖10 (2)在圖c所示的電路中,電源電壓恒為9 V,電流表讀數(shù)為70 mA,定值電阻R1=250 Ω。則熱敏電阻兩端的電壓為________V;電阻R2的阻值為________Ω。 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a;根據(jù)歐姆定律可以先求出R1的電流I1=36 mA,所以熱敏電阻和R2電流為I2=I-I1=34 mA,由圖可讀出熱敏電阻在電流為34 mA時(shí)的電壓為5.2 V,則R2兩端電壓為3.8 V,即可求出R2=111.8 Ω。 答案 (1)a 電壓可從0 V調(diào)到所需電壓,調(diào)節(jié)范圍較大 (2)5.2 111.8(111.6~112.0均可) - 7 -

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