2010-2011学年度高二物理上学期单元检测2 交变电流 传感器（含解析） 新人教版

高二上学期物理单元检测 高二上学期物理单元检测 2 2 新课标人教版新课标人教版 命题范围命题范围 交变电流交变电流 传感器传感器 注意事项 1 本试卷分第 I 卷 选择题 和第 II 卷 非选择题 两部分 共 100 分 考试时间 90 分钟 2 请将第 I 卷正确答案的序号涂在答题卡上或填到第 II 卷中相应的答题表内 考试 结束只交第 II 卷和答题卡 第 I 卷 选择题 共 36 分 一 选择题 本题共 12 小题 每小题 3 分 共 36 分 在每小题给出的四个选项中 有的 小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 全部选对的得 3 分 选不全的得 2 分 有选错或不答的得零分 1 一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动 产生交变电动势的瞬时表达式为 e 10sin4 tV 则 2 A 该交变电动势的频率为 2Hz B 零时刻线圈平面与磁场垂直 C t 0 25s 时 e达到最大值 D 在 1s 时间内 线圈中电流方向改变 100 次 2 下列关于交变电流的说法正确的是 A 交变电流的大小和方向都一定随时间变化 B 交变电流的有效值就是平均值 C 线圈平面跟磁场垂直时 穿过线圈的磁通量最大 而感应电动势为零 D 线圈平面跟磁场平行时 穿过线圈的磁通量为零 而感应电动势为零 3 远距离输送交流电都采用高压输电 采用高压输电的优点是 A 可节省输电线的铜材料B 可加快输电的速度 C 可根据需要调节交流电的频率D 可减少输电线上的能量损失 4 如图所示 R 1为定值电阻 R 2为负温度系数的热敏电阻 阻值随温度的升高而减小的热敏电阻 E 为电源 有 一定内阻 L为小灯泡 当温度降低时 A R 1两端的电压增大 B 电流表的示数增大 C 小灯泡的亮度变强 D 小灯泡的亮度变弱 5 如图a所示 一矩形线圈abcd放置在匀强磁场 中 并绕过ab cd中点的轴OO 以角速度 逆时针匀速转动 若以线圈平面与磁场夹角 时 如图b 为计时起点 并规定当45 电流自a流向b时电流方向为正 则下列四幅 甲 乙 图中正确的是 6 一理想变压器 原线圈和副线圈的匝数分别为 n1和 n2 正常工作时输入和输出的电压 电流 功率分别为 U1和 U2 I1和 I2 P1和 P2 已知 n1 n2 则 A U1 U2 P1 P2B I1 I2 P1 P2D I1 U2 7 为了监测变电站向外输电的情况 要在变电站安装互感器 其接线如图所示 两变压器 匝数分别为n1 n2和n3 n4 a和b是交流电表 则 A n1n4 C a为交流电流表 b为交流电压表 D a为交流电压表 b为交流电流表 8 如图所示 正弦波和 方波交变电流的最大 值相等 周期也相等 现把它们通入完全相 同的电阻 则在相同 的时间 远大于周期 内 两电阻发热之比 Q甲 Q乙等于 A 1 B 1 2 C 1 4 D 1 12 9 某变压器原 副线圈匝数比为 55 9 原线圈所接 电源电压按图示规律变化 副线圈接有负载 下 列判断正确的是 A 输出电压的最大值为 36V B 原 副线圈中电流之比为 55 9 C 变压器输入 输出功率之比为 55 9 D 交流电源有效值为 220V 频率为 50Hz 10 如图所示为小型电磁继电器的构造示意图 其中L为含 铁芯的线圈 P为可经O点转动的铁片 K 为弹簧 S 为一对触头 A B C D为四个接线柱 电磁继电器 与传感器配合 可完成自动控制的要求 其工作方式是 A A与B接信号电压 C与D可跟被控电路串联 B A与B接信号电压 C与D可跟被控电路并联 C C与 D接信号电压 A与B可跟被控电路串联 D C与 D接信号电压 A与B可跟被控电路并联 11 将硬导线中间一段折成不封闭的正方形 每边长为l 它的磁感应强度为B 方向如图 所示的匀强磁场中匀速转动 转速为n 导线在a b两处通过电刷与外电路连接 外 电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光 电路中除灯泡外 其余部分的电阻不计 灯泡的电阻应为 A B P nBl 22 2 P nBl 22 2 C D P nBl 2 22 P nBl 22 12 如图所示 变压器初级线圈中输入稳定的交流电压 开关 S1与 2 接通 开关 S2与 4 接 通 S3接通 在下列措施中能使电流表示数变小的是 A 将 S1从 2 拨向 1 B 将 S2从 4 拨向 3 C 将 S3从闭合改为断开 D 将变阻器R3的滑动触头上移 第 卷 非选择题共 64 分 注意事项 1 第 II 卷用蓝 黑色钢笔或圆珠笔直接答在试卷上 2 答卷前将密封内的项目填写清楚 二 本题共 2 小题 共 12 分 把答案填在题中的横线上或按题目要求作图 13 5 分 1 为解决楼道的照明问题 某中学一研究性学习小组决定在楼道内安装一 个传感器与控制电灯的电路相接 当楼道内有走动而发出声响时 电灯即被电源接通 而发光 这种传感器为 传感器 它输入的是 信号 经传感器转换后 输出的是 信号 2 如图所示 由电源 小灯泡 电阻丝 开关组成的电路中 当闭合开关 S 后 小灯泡正常发光 若用酒精灯加热电阻丝时 发现小灯泡亮度变化是 发生这一现象的主要原因 是 填字母代号 A 小灯泡的电阻发生了变化 B 小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化 C 电阻丝的电阻率随温度发生了变化 D 电源的电压随温度发生了变化 14 7 分 现有热敏电阻 电炉丝 电源 电磁继电器 滑动变阻器 开关和导线若 干 如图所示 试设计一个温控电路 要求温度低于某一温度时 电炉丝自动通电供 热 超过某一温度时 又可以自动断电 请将电路图补充完整 三 本题共 4 小题 共 52 分 解答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的单位 15 10 分 如图所示 匀强磁场磁感应强度大小 B 0 50T 矩形线圈的匝数 N 100 匝 边长 Lab 0 20m Lad 0 10m 线圈以 300rad s 的角速度匀速转动 若线圈的总电 阻 r 1 线圈外接电阻 R 9 则外接电阻 R 消耗的电功率为多少 16 12 分 一矩形线圈 在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动 形成如图所示的交 变电动势图象 试根据图象求出 1 线圈转动的角速度 2 电动势的有效值 3 t 1 0 10 2s 时 线圈平面和磁场方向的夹角 17 14 分 发电站通过升压变压器 输电导线和降压变压器把电能输送到用户 如果升 压变压器和降压变压器都可视为理想变压器 1 画出上述输电全过程的线路图 2 若发电机的输出功率是 100 kW 输出电压是 250 V 升压变压器的原 副线圈的 匝数比为 1 25 求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流 3 若输电导线中的电功率损失为输入功率的 4 求输电导线的总电阻和降压变压器 原线圈两端的电压 4 计算降压变压器的输出功率 18 16 分 如图所示为一种加速度仪的示意图 质量为m的振子两端连有劲度系数均为 k的轻弹簧 电源的电动势为E 不计内阻 滑动变阻器的总阻值为R 有效长度为 L 系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中 这时电压表指针恰好在刻度盘正中 求 1 系统的加速度a 以向右为正 和电压表读数U的 函数关系式 2 将电压表刻度改为加速度刻度后 其刻度是均匀的还是不均匀的 为什么 3 若电压表指针指在满刻度的 3 4 位置 此时系统的加速度大小和方向如何 参考答案 一 共 36 分 1 AB 2 C 3 D 4 C 解析 R 2与灯L并联后与R1串联 与电源构成闭合电路 当热敏电阻温度降低时 电阻R 2增大 外电路电阻增大 电流表读数减小 灯 L电压增大 灯泡亮度变强 R1两端电压减小 故 C 正确 5 D 从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转 由楞次定律可判断 初始时刻电流方 向为b到a 故瞬时电流的表达式为i imcos t 则图像为 D 图像所描述 4 平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解 6 BD 7 D 解析 由电路连接方式可知 左图是电压互感器 把高电压经过变压器降压后测量 所以n1 n2 a为交流电压表 右图为电流互感器 把大电流经过变压器减为小电流 再测量 所以n3 n4 b为交流电流表 8 B 9 D 10 A 解析 由图可知A B是电磁继电器线圈 所以A B应接信号电压 线圈随信号电 压变化使电磁继电器相吸或排斥 从而使C D接通或断开 进而起到控制作用 所以 选项 A 正确 11 B 12 BCD 解析 由可知 S1从 2 拨向 1 n1减小 U2增大 P2增大 P1增大 所 2 1 2 1 n n U U 以I1也增大 电流表示数增大 A 错 S2从 4 拨向 3 n2减小 U2减小 P2减小 P1 减小 所以I1也减小 电流表示数减小 B 正确 断开 S3 负载电阻增大 I2减小 由于可知I1也减小 C 正确 R3的滑动触头上移 R3变大 负载电阻也变大 1 2 2 1 n n I I 与 C 选项相似 D 也正确 二 共 12 分 13 5 分 1 声电 声 电 2 变暗 C 14 7 分 解析 热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路 答案 电路图如图所示 工作原理 闭合 S 当温度低于设计值时热敏电阻阻值大 通过电磁继电器电流不能使 它工作 K 接通电炉丝加热 当温度达到设计值时 热敏电阻减小到某值 通过电磁 继电器的电流达到工作电流 K 断开 电炉丝断电 停止供热 当温度低于设计值 又重复前述过程 15 10 分 线圈产生的感应电动势的最大值为 100 0 5 300 0 2 0 1V 300V adabm LLNBE 电动势的有效值为 V E E m 2 300 2 电阻 R 的功率为 W4500 2 R E P 16 12 分 1 由图象得 交变电动势的周期T 6 10s 2 而周期 2 T 代入数值解得 105rad s 2 由图象得 交变电动势的最大值为Em 20V 电动势的有效值 2 m E E 代入数值解得 14 1 V E 3 交变电动势的瞬时值表达式 tEe m sin 线圈平面和磁场方向的夹角 t 2 将t 1 0 10 2s 代入 解得 6 17 14 分 解 1 见图 2 对升压变压器 据公式 有 1 2 1 2 n n U U U2 250 V 6250 V I2 A 16 A 1 25 1 1 2 U n n 6250 100000 2 1 2 2 U P U P 3 因为P耗 I22R线 P耗 0 04 P1 所以R线 15 6 22 2 1 16 400004 0 I P 因为 U U2 U3 I2R线 所以U3 U2 I2R线 6250 16 15 6 V