【三维设计】高考物理大一轮复习 第十章 交变电流 传感器阶段验收评估（14各类新题及原创题含解析）(1).doc

交变电流传感器(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，每小题只有一个选项正确)1.(2014福州质检)有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如图1所示。该匀强磁场是由一对磁极n、s产生，磁极以oo为轴匀速转动。在t0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极n开始离开纸面向外转动，规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是()图1图2解析：选c磁极以oo为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动，由右手定则可知，产生的感应电流方向为abcda；在t0时刻，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项c正确。2(2014泰州模拟)如图3所示，t为理想变压器，a1、a2为理想交流电流表，r1、r2为定值电阻，r3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时()图3aa1的读数变大，a2的读数变大ba1的读数变大，a2的读数变小ca1的读数变小，a2的读数变大da1的读数变小，a2的读数变小解析：选a当滑动触头下移时，r3变小，r总变小，i，u不变，i变大，u并uur1，u并变小，通过r2的电流ir2变小，ia2iir2，ia2变大，a2的示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，可知a1的示数变大。3.(2014洛阳联考)如图4所示，理想变压器的原副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为u20sin 100t v，氖泡在两端电压达到100 v时开始发光，下列说法中正确的有()图4a开关接通后，氖泡的发光频率为50 hzb开关接通后，电压表的示数为100 vc开关断开后，电压表的示数变大d开关断开后，变压器的输出功率不变解析：选b由u20sin 100t v可知，交流电压频率为50 hz，在一个周期内，交变电流两次超过100 v电压，所以氖泡的发光频率为100 hz，选项a错误；变压器输入电压有效值为u120 v，输出电压有效值u2u1520 v100 v，开关接通与断开后，电压表的示数均为100 v，选项b正确，c错误；开关断开后，氖泡不发光，消耗电能变小，变压器的输出功率变小，选项d错误。4.(2014通州模拟)如图5所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻r和两个小灯泡l1、l2，最初电键s是断开的，现闭合电键s，则()图5a副线圈两端电压变大b灯泡l1变亮c电流表a1示数变大d电阻r中的电流变小解析：选c闭合电键s，副线圈两端电压不变，选项a错误；副线圈输出电流增大，电阻r中的电流变大，灯泡l1两端电压降低，灯泡l1变暗，选项b、d错误； 电流表a1示数变大，选项c正确。5(2014包头模拟)电阻为r的负载接到20 v直流电压上消耗的电功率是p；用一个变压器，原线圈接最大值为200 v的正弦交流电压，副线圈接电阻r，要使r上消耗的电功率为p/2，则变压器原、副线圈的匝数比为()a201b101c101 d110解析：选c原线圈输入电压u1100 v。根据题意，p，解得u210 v，由变压器变压公式，变压器原、副线圈的匝数比为n1n2u1u2101，选项c正确。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全得3分，选错或不选得0分)6(2014深圳调研)如图6所示，用理想变压器给电灯l供电，如果只增加副线圈匝数，其它条件不变，则()图6a电灯l亮度减小 b电流表示数增大c电压表示数增大 d变压器输入功率不变解析：选bc如果只增加副线圈匝数，输出电压升高，电压表示数增加，电灯l亮度增大，电流表示数增大，变压器输入功率增大，选项b、c正确。7(2014南京检测)如图7甲，调压器装置可视为理想变压器，负载电路中r55 ，、为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙的正弦交变电压，电压表的示数为110 v，下列表述正确的是()图7a电压表的示数为电压的有效值b电流表的示数为4 ac原、副线圈的匝数之比为1：2 d原线圈电路中瞬时电流表达式为isin(100t)a解析：选ad电压表的示数为电压的有效值，选项a正确；根据欧姆定律，电流表的示数为iu/r2 a，选项b错误；根据变压公式，原、副线圈的匝数之比为21，选项c错误；根据图乙，可知原线圈电路中电压u220sin(100t)v，根据理想变压器的功率关系，变压器输入端电流为1 a，原线圈电路中瞬时电流表达式为isin(100t)a ，选项d正确。8某小型水电站的电能输送示意图如图8所示。发电机的输出电压为200 v，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、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为220 v的用电器正常工作，则()图8a.b.u3，所以，a正确，b、c错误；升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，d正确。三、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)9(10分)(2014安徽名校模拟)某同学在“利用dis实验的电压、电流传感器，描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，采用了图9甲所示的电路。图9(1)图甲中，e矩形框内应该接_，f矩形框内应该接_。(选填“电压传感器”“电流传感器”或“小灯泡”)(2)该同学利用测量的数据，画出如图乙所示的图线，但该同学忘记在坐标轴上标明横坐标和纵坐标所表示的物理量，请你根据图线作出判断：横坐标表示_，纵坐标表示_。解析：(1)实验电路中滑动变阻器采用的是分压式接法，题图甲中e矩形框内应该接电压传感器，f矩形框内应该接小灯泡。(2)根据小灯泡的电阻随温度的升高而增大，可判断横坐标表示电流，纵坐标表示电压。答案：(1)电压传感器小灯泡(2)电流电压10(12分)(2014扬州模拟)如图9甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为r的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为r的导体棒ef垂直放置到导轨上， ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度b随时间t按图乙所示的方式变化。图10(1)求在0t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；(2)求在t02t0时间内导体棒ef产生的热量；(3)1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向。解：(1)在0t0时间内，磁感应强度的变化率 产生感应电动势的大小e1sld流过导体棒ef的电流大小i1由楞次定律可判断电流方向为ef(2)在t02t0时间内，磁感应强度的变化率产生感应电动势的大小e2sld流过导体棒ef的电流大小i2导体棒ef产生的热量qirt0(3)在t1.5t0时，磁感应强度bb0ef棒受安培力：fb0i2l方向水平向左根据导体棒受力平衡，杆对导体棒的作用力为ff方向水平向右。答案：(1)ef(2)(3)方向水平向右11(14分)(2013淮安调研)如图11所示，相距l1 m、电阻不计的平行光滑长金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨左端间接有阻值r2 的电阻，导轨所在区域内加上与导轨所在平面垂直、方向相反的匀强磁场，磁场宽度d均为0.6 m，磁感应强度大小b1 t、b20.8 t。现有电阻r1 的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好，当导体棒ab从边界mn进入磁场后始终以速度v5 m/s做匀速运动，求：图11(1)导体棒ab在磁场b1中时克服安培力做功的功率；(2)导体棒ab经过任意一个磁场b2区域过程中通过电阻r的电量；(3)导体棒ab在磁场中匀速运动时电阻r两端电压的有效值。解析： (1)导体棒在磁场b1中：e1b1lvi1fbb1i1lpfbv w(2)导体棒在磁场b2中：e2b2lvi2qi2t20.16 c(3)设导体棒ab产生电动势的有效值为e在磁场b1中产生的电动势e1b1lv v在磁场b2中产生的电动势e2b2lv4 v回路在一个周期t内产生的焦耳热qt解得：电动势的有效值e3 v电阻r两端电压的有效值为urr2 v答案：(1) w(2)0.16 c(3)2 v12(16分)(2014江阴要质检)两足够长的平行金属导轨间的距离为l，导轨光滑且电阻不计，导轨所在的平面与水平面夹角为。在导轨所在平面内，分布磁感应强度为b、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。把一个质量为m的导体棒ab放在金属导轨上，在外力作用下保持静止，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻为r1。完成下列问题：图12(1)如图12甲，金属导轨的一端接一个内阻为r的直流电源，撤去外力后导体棒仍能静止，求直流电源电动势。(2)如图乙，金属导轨的一端接一个阻值为r2的定值电阻，撤去外力让导体棒由静止开始下滑。在加速下滑的过程中，当导体棒的速度达到v时，求此时导体棒的加速度。(3)求(