百校联盟高考物理 第一轮复习单元卷 交变电流、传感器 选修3-2

用心 爱心 专心 1 百校联盟高三第一轮复习单元卷百校联盟高三第一轮复习单元卷 物理卷物理卷 十二十二 选修选修 3 2 3 2 交变电流 交变电流 传感器传感器 十二十二 编审 百校联盟考试研究中心 90 分钟 满分 100 分 第第 卷卷 选择题 共 40 分 一 选择题 共 10 小题 在每小题给出的四个选项中 有的只有一个选项正确 有的则有多 个选项正确 全部选对的得 4 分 选不全的得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 处在匀强磁场中的矩形线圈abcd 以恒定的角速度绕ab边转动 磁场方向平行于纸面并 与ab垂直 在t 0 时刻 线圈平面与纸面重合 如图甲所示 线圈的cd边离开纸面向外运 动 若规定 a b c d a 方向为感应电流的正方向 则在图乙中能反映线圈中感应电流i 随时间t变化的图线是 2 法国科学家阿尔贝 费尔和德国科学家彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻 GMR 效 应 荣获了2007年诺贝尔物理学奖 如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图 实验发现 当 闭合S1 S2后使滑片P向左滑动过程中 指示灯明显变亮 则下列说法正确的是 A 巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 B 巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大 C 把巨磁电阻从两极处移到赤道其阻值要变大 D 把巨磁电阻从两极处移到赤道其阻值要变小 3 一矩形线圈 绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动 线圈中的感应电动势 e随时间t的变化规律如图所示 下列说法中正确的是 A t1时刻通过线圈的磁通量为零 B t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大 C t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D 每当e转换方向时 通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 4 唱卡拉 OK 用的话筒 内有传感器 其中有一种是动圈式的 它的工作原理是在弹性膜片 后面粘接一个轻小的金属线圈 线圈处于永磁体的磁场中 当声波使膜片前后振动时 就将 声音信号转变为电信号 如图所示 下列说法正确的是 A 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C 如把此话筒错插在耳机插孔也能发出声音 D 如把此话筒错插在耳机插孔不能发出声音 磁铁 音圈 金属膜片 声波 B b a c d 图甲图乙 用心 爱心 专心 2 n1n2 R1 R2 U 5 如图所示 交变电流的电压为 220V 频率为 50Hz 三只灯泡 A B C 的亮度相同 若电 源电压有效值不变 仅由于交变电流电源频率的变化 导致电灯亮度改变 则以下说法中正 确的是 A 若 A 灯变亮 说明电源频率变高 B 若 B 灯变亮 说明电源频率变高 C 若 C 灯变亮 说明电源频率变高 6 理想变压器的副线圈输出端MN通过输电线连接两个相同的灯泡L1和L2 输电线的等效 电阻为R 如图所示 若保持原线圈输入电压不变 开始时电键S断开 则当S接通时 以 下说法正确的是 A 副线圈MN两端之间的等效电阻变大 B 副线圈MN两端的电压减小 C 电灯L1的亮度变暗 D 原线圈的输入功率增大 7 电熨斗能自动控制温度 在熨烫不同的织物时 设定的温度可以不同 右图为电熨斗的 结构图 电熨斗内部装有双金属片 双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属 若把熨烫 的棉麻衣物换成丝绸衣物 则如何调节调温旋钮 织物材料尼龙合成纤维丝绸棉麻 熨烫温度低 高 A 向下 B 向上 C 保持原状 D 不能确 定 8 家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流 电压的波形截去一部分来实现的 由截去部分的多少来调节电压 从而实现灯光的可调 某 电子调光灯灯丝电阻为R 设随温度的变化不明显 加在其两端的电压经调整后波形被截去 一半 如图所示 则灯泡此时消耗的电功率为 A R U 2 2 0 B R U 4 2 0 C R U 8 2 0 D R U 16 2 0 9 如图所示 理想变压器原副线圈匝数比 n1 n2 3 1 且分别接有阻值相同的电阻R1和R2 所加交流电源电压的有效值为U 则 A R1两端电压为 U 10 R2两端电压为 3U 10 B R1 R2两端电压均为 U 4 C R1 R2消耗功率之比为 1 1 D R1 R2消耗功率之比为 1 9 10 某发电厂原来用电压为U1的交流电输电 为节约使用 能源 后改用变压比为 1 20 的升压器将电压升高后输电 输送的电功率P0保持不变 若输 电线路的电阻为R 则下列说法中正确的是 A B C tT 2T U0 u 0 用心 爱心 专心 3 A 由公式 P I U 可知 提高输电电压后 输电线上的电流为 1 0 20U P B 由公式 U I R 可知 提高输电电压后 输电线上的电流为 R U120 C 由公式RIP 2 和 P I U 可知 提高输电电压后 输电线上的功率损耗为 2 1 2 0 400U RP D 由公式 2 U P R 可知 提高电压后 输电线上的功率损耗为 R U 2 1 400 第第 卷卷 非选择题 共 60 分 二 非选择题 共 6 小题 把答案填在题中的横线上 或按题目要求作答 解答题应写出必要的文字说 明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案的 不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写 出数值和单位 11 10 分 1 如图所示为自动水位报警器的示意 图 若要求在水位较低时绿灯亮 高出一定水位是红 灯亮 现有红 绿灯各一个 红灯泡应该安装在 位置 绿灯泡应该安装在 位置 填 A 或 B 2 如图所示电磁继电器工作电路 图中虚线框内即为电磁继 电器 D 为动触点 E 为静触点 试分析电磁继电器的工作原 理 12 8 分 如图所示 矩形线圈边长为 ab 20cm ad 10cm 匝数N 100 匝 磁场的磁感强度B 0 01T 当线圈以 50r s 的转速从图 示位置开始逆时针匀速转动 求 1 线圈中交变电动势瞬时值表达式 2 从线圈开始转起动 经 0 01s 时感应电动势的瞬时值 13 8 分 如图 a 为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线 图b为用此热敏 电阻R和继电器做成的温控电路 设继电器的线圈电阻为Rx 50 当继电器线圈中的电流 大于或等于Ic 20mA 时 继电器的衔铁被吸合 左侧电源电动势为 6V 内阻可不计 试问 温度满足什么条件时 电路右侧的小灯 泡会发光 A L B A B t C 100 200 300 400 20 0 40 60 80 R a t b 用心 爱心 专心 4 14 10 分 如图所示 矩形线框匝数为 N 250 ab 12cm ad 10cm 线框置于B 2 T 的匀强电场中 绕垂直于 磁场的轴以 120r min 的转速匀速转动 线框通过滑环与外电路相连 外电路有R 12 的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为 12V 的氖灯 L 不计线框电阻 求 1 当 S 接 e 时 电流表读数为多大 电阻R消耗的热功率多大 2 当 S 接 f 时 氖泡闪光频率为多大 通电 1min 氖灯发光总时间 为多少 15 12 分 在实验研究课上 甲 乙两位同学分别设计了如图甲 乙两图所示的电子秤 所用器材相同 电源电动势为E 内阻不计 可变电阻长为L 电阻为R 弹簧导电 劲度系 数为k 其电阻不计 连接甲图中的电压表的导线可自由伸缩 不测量时指针P均在a处 如 图中虚线所示 使电压表的示数与所称的重力对应便成为电子秤 1 不称重时 甲 乙两图中的电压表示数分别是多大 2 分别写出对应于甲 乙两种设计 所称重力G与电压表的示数U以及 E k L的关系式 3 比较甲 乙两个电路 哪一个比 较好 为什么 16 12 分 电网通过一台变压器给学校供电 变压器输入电压为U1 1 104 V 此变压器 的匝数比为 40 1 原来学校用电的总功率为 22 kW 由于多媒体教学等形势变化的需要 学 校用电的总功率增加一倍 计划在不改变线路的情况下更换一台变压器 设输入电压仍为 1 104 V 不变 且用电器正常工作电压为 220 V 求 1 从变压器到学校的输电线路的总电阻R为多大 2 更换变压器前 学校输电导线上损失的电功率是多大 3 新更换的变压器的原 副线圈匝数比为多大 4 更换变压器后 满负荷工作时 该学校的电能使用效率为多大 对此 你有什么 用心 爱心 专心 5 建议 参考答案 一 选择题 1 D 2 AC 3 D 4 BC 5 A 6 CD 7 B 8 B 解析 由图示知 在时间T内 有一半的时间没有电压 一半的时间加的是最 大值为U0的正弦电压 此时电灯的功率为P 则根据焦耳定律 有 PT 2 0 2 2 U T R 解得 P 2 0 4 U R 选项 B 正确 9 D 解析 当原线圈接有电阻R1时 R1上的电流与原线圈中的电流相等 因此必须根据原 副线圈中电流关系 求解R1 R2之间的电压 功率关系 设R2两端电压为 U 电流为 I 则 原线圈两端的电压为 3 U R1两端的电压为 3 U 即 10 3 33 UU UU 所以R1 R2之间 的电压分别为 10 U 3 10 U 选项 A B 都不正确 由于原副线圈的电流为 1 3 故选项 D 正确 10 AC 解析 输电导线上电流由 P I U 计算 电压升高到原来的 20 倍 输电电流减小 到原来的 1 20 选项 A 正确 B 错误 由RIP 2 可计算出相应输电线损失的电功率为 2 1 2 0 400U RP 选项 C 正确 D 错误 二 非选择题 11 1 答案 B 2 分 A 2 分 解析 水位较低时 继电器的线圈中没有电流 继电 器的衔铁与上面的触头接触 这时应绿灯亮 所以 A 处应安装绿灯 当高出一定水位时 A 和 B 通过水接通 继电器的线圈中有电流 衔铁被继电器吸下 与下面的触头接触 这时应 红灯亮 所以红灯应安装在 B 处 2 天较亮时 光敏电阻RG阻值较小 斯密特触发器输入端 A 电势较低 则输出端 Y 输出高 电平 线圈中无电流 工作电路不通 天较暗时 光敏电阻RG电阻增大 斯密特触发器输入 端 A 电势升高 当升高到一定值 输出端 Y 由高电平突然跳到低电平 有电流通过线圈 A 电磁继电器工作 铁芯中产生磁场 吸引衔铁 B 向下运动 从而带动触点 D 向下与 E 接触 接通工作电路 使路灯自动开启 天明后 RG阻值减小 斯密特触发器输入端 A 电势逐渐降 用心 爱心 专心 6 低 降到一定值 输出端 Y 突然由低电平跳到高电平 则线圈 A 不再有电流 电磁铁失去磁 性 衔铁 B 在弹簧作用下拉起 带动触点 D 与 E 分离 则电磁继电器自动切断工作电路的电 源 路灯熄灭 6 分 12 解析 1 欲写出交变电动势的瞬时值 先求出 m 0 三个要素 线圈旋转角速 度为2100 frad s 1 分 感应电动势的最大值为VBNS m 28 6 2 分 刚开始转动时线圈平面与中性夹角rad 6 0 1 分 于是线圈中交变电动势的瞬时值表达式为Vte 6 100sin28 6 1 分 2 把t 0 01s 代入上式 可量 此时感应电动势的瞬时值 VVe14 3 6 sin28 6 3 分 13 解析 热敏电阻与继电器串联 若使电流不小于Ic 20mA 则总电阻不大于 300 c I E R总 2 分 由于 XT RRR 总 则 250不大于 T R 2 分 由甲图可看出 当 250 T R时 温度Ct 0 50 2 分 即温度不小于C 0 50时电路右侧的小灯泡才会发光 2 分 14 解析 1 线圈在磁场中转动产生的感应电动势的最大值为Em NBS 24V 2 分 当 S 接 e 时 电流的最大值Im R Em 2A 1 分 因线圈中电流为正弦交变电流 则有效值为 m II 2 2 2A 1 分 热功率为RIP 2 24W 1 分 2 线圈转动时的周期T 0 5s 若从中性面开始计时 线圈中的感应电动势的瞬时值 表达式为 e Emsin t 24 sin4 t V 1 分 当 S 接 f 时 加在氖灯两端的电压等于线圈中的电动势 当 e 12V 时氖灯发光 则对于正半周内 12 24 sin4 t 解得 t 24 1 s 24 5 s 即从 24 1 s 到 24 5 s 时间段内氖灯发光 同理 在负半周也有相同 长度的发光时间 可见一个周期内发光两次 1s 内发光四次 发光频率为 4Hz 2 分 用心 爱心 专心 7 一个周期内 有 2 24 1 24 5 s 发光即 3 1 s 发光 1s 内有两个周期 则 1s 内发光时 间为 3 2 s 1min 内氖灯发光总时间为 3 2 60s 40s 2 分 15 解析 1 不称重时 甲图电压表读数为 0 乙图电压表读数表示路端电压 又由于电 源内阻不计 所以读数为电源电动势 E 2 分 2 当有重物放在电子秤盘时 弹簧的伸长量 k G x 1 分 甲图由电路分压得电压表示数E L x U 1 分 联立两式得 kLU G E 2 分 乙图由电路分压得电压表示数E L xL U 2 分 即 E UEkL G 2 分 3 甲好 因重力与电压表示数成正比 表的刻度均匀 2 分 16 解析 1 原学校变压器副线圈两端的电压U2 1 2 n n U1 40 1 1 104 V 250 V 1 分 原学校输电导线中的电流I 用 U P 220 102 2 4 A 100 A 1 分 输电线路的总电阻R I UU 用 2 100 220250 0 3 1 分 2 输电导线上损失的电功率为 P1 I2R 1002 0 3W 3 103W 3kW 2 分 3 当学校用电功率增加为 P 2 2 2 104 W 时 用户工作总电流为 I