2016年高考物理备考优生百日闯关系列专题19交变电流与传感器含解析.docx

专题19 交变电流与传感器第一部分 名师综述本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续及其规律的具体应用，在学习的过程中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应用，本章主要围绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这一中心展开，复习时需要注意的问题有：1.区分瞬时值、有效值、最大值、平均值.瞬时值随时间做周期性变化，表达式为(从中性面开始计时).有效值是利用电流的热效应定义的，即如果交流电通过电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等，则直流电的数值就是该交流电的有效值.用来计算电路中的电功率和电热.最大值用来计算，是穿过线圈平面的磁通量为零时的感应电动势.平均值是利用来进行计算的，计算电量时用平均值.2.理想变压器的有关问题，要注意掌握电流比的应用，当只有一原一副时电流比，当理想变压器为一原多副时，电流比关系则不适用，只能利用输入功率与输出功率相等来进行计算.同时掌握输入功率与输出功率的决定与被决定的关系.3.要了解远距离输电的基本模式，弄清输电的基本规律，正确设计出输电方案，更好地传送电能.4.对传感器部分：应知道求解传感器问题的思路：传感器问题具有涉及的知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，有的原理甚至较难理解.但不管怎样，搞清传感器的工作原理及过程是求解问题的关键.因此，求解时必须结合题目提供的所有信息，认真分析传感器所在的电路结构，这样才能对题目的要求作出解释或回答.另外，平时应多注意实际生产、生活中的一些实例，多一些思考，多动手，多查资料，开阔自己的视野，丰富自己的经验，达到学以致用、活学活用的目的.特别注意加速度计与加速度传感器：加速度传感器实际上是变式加速度计，它将加速度信号转换为电压信号输出，该传感器可以制作成振动传感器(因为振动物体的加速度一般不为零)，振动传感器可以广泛地应用在报警、测量等领域(如汽车、摩托车防盗报警器等).第二部分 精选试题1【2016大连八中高三12月月考】如图，电源电动势为E，线圈L的直流电阻不计。则以下判断正确的是（ ）A闭合S，稳定后，电容器两端电压为EB闭合S，稳定后，电容器的a极带正电C断开S瞬间，电容器的a极将带正电D断开S瞬间，电容器的a极将带负电【答案】C考点：自感本题考查自感线圈的双重作用的理解：当电流稳定不变时，自感线圈是电阻不计的导线；当电流变化时，相当于一个电源由于线圈L的直流电阻不计，S闭合电路稳定后，电容器被短路，两端电压为零，不带电当断开S的瞬间，线圈中电流要减小，产生自感电动势根据楞次定律电容器a板所带电的电性2【2016皖南八校高三第二次联考】如图所示的理想变压器，左端输入有效值不变的正弦交流电u，电压表和电流表都是理想电表，忽略小灯泡电阻的变化，则开关S闭合后与闭合前相比较，下列说法正确的是（ ）AL1变亮BL2变亮C电流表A的示数变小D电压表V的示数变小【答案】AD考点：变压器的构造和原理3.【湖北省部分重点中学2015-2016 学年度上学期新高三起点考试】（多选） 如图所示，矩形线圈abcd 与一个有抽头的理想变压器原线圈组成闭合电路线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc 边匀速转动，磁感应强度大小为B，线圈转动的角速度为，匝数为N，线圈电阻不计下列说法正确的是（ ）A将原线圈抽头P 向上滑动时，灯泡变暗B电容器的电容C 变大时，灯泡变暗C线圈处于图示位置时，电压表读数为0D若线圈转动的角速度变为2，则电压表读数变为原来2 倍【答案】AD【解析】将原线圈抽头P 向上滑动时，原线圈的匝数变大，原线圈的电压不变，根据理想变压器的电压之比等于匝数比可以得出，可以得出，可以得出副线圈电压变小，所以灯泡变暗，A项正确；电容器的电容C 变大时，根据容抗公式，可以得出容抗减小，灯泡变亮，所以B项错误；电压表显示的是交流电的有效值，所以C项错误；若线圈转动的角速度变为2，交变电流的最大值为变为原来的2倍，有效值为，则电压表读数变为原来2 倍，所以D项错误。【考点】：本题考查了理想变压器和交变电流4.【山东省潍坊市2015届高三下学期四县联考模拟训练】在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为，若在a、b间加上如图乙所示的正弦式交变电流，则下列说法正确的是A交流电压的有效值为100 VB电流表的示数为2 AC产生该交变电流的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 radsD如果产生该交变电流的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍【答案】ABD【考点】：考查了交变电流的产生5.【哈尔滨市第六中学校2015届高考适应性训练理科综合】如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先、后两次转速之比为32C交流电a的瞬时值表达式为u10sin 5t (V)D交流电b的最大值为5 V【答案】BC【考点】：交流电的产生及变化规律.6.【辽师大附中2015届高三年级模拟考试】电动机的内电阻r=2，与R=8的电阻串连接在线圈上，如图所示已知线圈面积为m2，共100匝，线圈的电阻为2，线圈在B=T的匀强磁场中绕OO以转速n=600r/min匀速转动，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100V则下列说法正确的是A电路中电流的最大值为5AB电路中电流的最大值为10AC电动机正常工作时的输出功率为1000WD电动机正常工作时的输出功率为800W 【答案】B 【解析】电路中的最大的感应电动势Em=NBS=1002V=200V,E=200V,电路中电流的最大值Im=I,I(R+r0)=E-U(其中r0为线圈的电阻，U为电压表的示数)，则Im=10A，A错B对；电动机的输入功率为P=UI=1000W，热功率为Pr=I2r，输出功率P1=P-Pr=800W，CD错。【考点】：主要考查交变电流的最大值和有效值、纯电阻电路和非纯电阻电路等。7.【四川省资阳中学2015届高三3月月考】如图所示，理想变压器的原线圈接在（V）的交流电源上，副线圈接有R=55的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）A原线圈中电流表的读数为1AB原线圈中的输入功率为220WC副线圈中电压表的读数为110V D副线圈中输出交流电的周期为50s【答案】A【考点】：本题考查交变电流的产生、变压器的原理。8.【长春市普通高中2016届高三质量监测（一）】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：10，接线柱a、b接在电压为u10sin100tV的正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为100，R2为用半导体材料制成的热敏电阻（阻值随温度升高而减小）。下列说法中正确的是At s时，a、b两点间电压的瞬时值为VBt s时，电压表的读数为50VC在1分钟内电阻R1上产生的热量为6000JD当R2的温度升高时，电压表示数变大，电流表示数变大【答案】AC【考点】：交流电的有效值及瞬时值.变压器.9.【甘肃省张掖市天一中学2015年高三上学期第一次质量检测】交流发电机的电动势表达式为e=60sin(100pt)V，内电阻为20，当把该交流发电机接在如图所示的含有理想变压器的电路中时，交流发电机的输出功率恰好最大，已知电流表是理想电流表，负载电阻R的阻值为5，则下列说法正确的是 A.负载电阻R消耗的电功率为45W B.理 想变压器原、副线圈的匝数比为2:1C.通过负载电阻R的电流的频率为fD.电流表的示数为1.5A【答案】B【考点】：考查了理想变压器10【2015年呼伦贝尔市高考模拟统一考试（二）理科综合能力测试】电路如图甲所示，电阻R的阻值为484，C为电容器， L为直流电阻不计的自感线圈，开关S断开，当接上如图乙所示的电压u，下列说法正确的是AR上的电压应等于155.5V B电压表的示数为220 VC电阻R消耗的功率小于50W D为保证闭合开关S后电容器不被击穿，该电容器的耐压值不得小于311V【答案】CD【解析】根据有效值的概念则对此交流电：，解得：；因电感线圈L对交流电有感抗，故R上的电压应小于155.5V，选项A错误；电压表的示数等于交流电的有效值为155.5V，选项B错误；若R两端的电压为155.5V时，其消耗的功率为，而R上的电压应小于155.5V，故电阻R消耗的功率小于50W，选项C正确；为保证闭合开关S后电容器不被击穿，该电容器的耐压值不得小于此交流电的最大值311V，选项D正确；故选CD.【考点】：交流电的有效值及最大值；电功率；11【2015年山东邹城市第一中学高三4月质量检测】如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，副线圈接有电压表、光敏电阻R(其阻值随光强增大而减小)、“12V、6W”的小灯泡D。电流表、电压表均为理想电表。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是A电压u的频率为100 HzB电压表的示数为22VC照射R的光变弱时，电流表的示数变大D调节照射R的光强度，可以使灯泡D正常发光【答案】BD【考点】：变压器，光敏电阻。12.【肇庆市中小学教学质量评估2015届高中毕业班第三次统一检测题】如下图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB当时，c、d间的电压瞬时值为110VC单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D变阻器R不变，当单刀双掷开关由a扳向b时，输入功率变大【答案】AD【考点】：考查了理想变压器，交流电表达式13.【甘肃省兰州市2015届高三3月诊断考试理科综合】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则 A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB当时，c、d间的电压瞬时值为110VC单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D变阻器R不变，当单刀双掷开关由a扳向b时，输入功率变大【答案】AD【考点】：考查了理想变压器，交流电表达式14.【四川省雅安中学2015届高三3月月考】如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1:10的理想变压器给一个灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W现闭合开关，灯泡正常发光。则（ ）At=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零 B交流发电机的转速为100rsC变压器原线圈中电流表示数为1A D. 灯泡的额定电压为220V【答案】C【解析】A、由图乙可知，在t=0.01s时感应电动势为零，则此时线圈处于中性面，穿过线框回路的磁通量最大，故A错误。B、由图乙可知，交流电的周期为0.02s，则转速为：，故B错误。C、原线圈输入电压为有效值为22V，由变压器的功率关系，求得I1=1A；故C正确。D、灯泡正常发光，故额定电压为220V，故D错误；故选C.【考点】：本题考查变压器的原理、交变电流的四个值。15【海南省文昌中学2015届高三模拟考试（二）物理试题】某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为220V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（ ）A BC升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【答案