2011高考物理一轮复习 第十章第三讲《 交变电流传感器》试题

用心 爱心 专心 1 第十章第十章 交变电流交变电流 传感器传感器 时间时间 60 分分钟钟 满满分分 100 分分 一 单项选择题一 单项选择题 本题共本题共 4 个小题 每小题个小题 每小题 4 分 共分 共 16 分 每小题给出的四个选项中 只分 每小题给出的四个选项中 只 有一个选项符合题目要求有一个选项符合题目要求 1 如图 如图 1 所示为交变电流的电流随时间而变化的图象 此交变电流的有效值是所示为交变电流的电流随时间而变化的图象 此交变电流的有效值是 图图 1 A 5 A B 5 A 2 C A D 3 5 A 7 2 2 解析 解析 题图题图所示所示图图象中的交象中的交变电变电流在一个周期内流在一个周期内产产生的生的热热量 量 Q I12R I22R 4 T 2 T 22 2R 3 2R 25RT T 22 T 2 令此交令此交变电变电流的有效流的有效值为值为 I 应应有有 Q I2RT 故 故 I2RT 25RT 解得 解得 I 5 A B 项项正确 正确 答案 答案 B 2 如图 如图 2 所示为大型电子地磅电路图 电源电动势为所示为大型电子地磅电路图 电源电动势为 E 内阻不计 不称物体时 滑片 内阻不计 不称物体时 滑片 P 在在 A 端 滑动变阻器接入电路的有效电阻最大 电流最小 称重物时 端 滑动变阻器接入电路的有效电阻最大 电流最小 称重物时 在压力作用下使滑片在压力作用下使滑片 P 下滑 滑动变阻器有效电阻变小 电流变大 这下滑 滑动变阻器有效电阻变小 电流变大 这 样把电流对应的重量值刻在刻度盘上 就可以读出被称物体的重力样把电流对应的重量值刻在刻度盘上 就可以读出被称物体的重力 了 若了 若 滑动变阻器上滑动变阻器上 A B 间距离为间距离为 L 最大阻值等于定值电阻 最大阻值等于定值电阻 R0的阻值 已的阻值 已 图图 2 知两弹簧的总弹力与形变量成正比 比例系数为知两弹簧的总弹力与形变量成正比 比例系数为 k 则所称重物的重力 则所称重物的重力 G 与电流大小与电流大小 I 用心 爱心 专心 2 的关系为的关系为 A G 2kL B G kL EkL IR0 C G kL D G kIL E IR0 解析 解析 电电子地磅上有重物子地磅上有重物时时 根据受力平衡及胡克定律得 根据受力平衡及胡克定律得 G k x 不称物体 不称物体时时 滑 滑 片片 P 在在 A 端 放置重物端 放置重物 G 时时 滑片下移 滑片下移 x 变变阻器在阻器在电电路中的有效路中的有效电电阻阻为为 R L x L R0 L R0 L G k 由由电电路的特点 根据路的特点 根据闭闭合合电电路欧姆定律路欧姆定律可得可得 I E R0 R 将将 R 代入得代入得 I E R0 R0 L L f G k 整理得整理得 G 2kL 所以 所以 A 正确 正确 EkL IR0 答案 答案 A 3 2010 广州调研广州调研 如图如图 3 所示 所示 M 是一小型理想变压器 接线柱是一小型理想变压器 接线柱 a b 接在电压接在电压 u 311sin314t V 的正弦交流电源上 变压器右侧部分为一火警报警系统 其中的正弦交流电源上 变压器右侧部分为一火警报警系统 其中 R2 是用半导体热敏材料是用半导体热敏材料 电阻随温度升高而降低电阻随温度升高而降低 制成的传感器 电流表制成的传感器 电流表 A2是值班室的显是值班室的显 示器 显示通过示器 显示通过 R1的电流 电压表的电流 电压表 V2显示加在报警器上的电压显示加在报警器上的电压 报警器未画出报警器未画出 R3 是一定值电阻 当传感器是一定值电阻 当传感器 R2所在处出现火情时 下列说法正确的是所在处出现火情时 下列说法正确的是 图图 3 A A1的示数不变 的示数不变 A2的示数增大的示数增大 B A1的示数增大 的示数增大 A2的示数增大的示数增大 C V1的示数增大 的示数增大 V2的示数增大的示数增大 用心 爱心 专心 3 D V1的示数的示数不变 不变 V2的示数减小的示数减小 解析 解析 当当 R2所在所在处处出出现现火情火情时时 温度升高 其 温度升高 其电电阻减小 因阻减小 因 V1不不变变 所以副 所以副线线圈中圈中 输输出端的出端的电压电压不不变变 副 副线线圈中并圈中并联电联电路两端的路两端的电压电压减小 减小 V2减小 减小 A2根据欧姆定律根据欧姆定律 判断也减小 因副判断也减小 因副线线圈的圈的总电总电阻减小 副阻减小 副线线圈圈输输出功率增大 出功率增大 A1读读数增大 数增大 综综述述 D 项项正确 正确 答案 答案 D 4 2010 三亚模拟三亚模拟 如图如图 4 所示 有一理想变压器 原 副线圈的匝数比为所示 有一理想变压器 原 副线圈的匝数比为 n 原线圈接正 原线圈接正 弦交流电压弦交流电压 U 输出端接有一个交流电流表和一个电动机 电 输出端接有一个交流电流表和一个电动机 电动机线圈电阻为动机线圈电阻为 R 当输当输 入端接通电源后 电流表读入端接通电源后 电流表读 数为数为 I 电动机带动一重物匀速上升 下列判断正确的是 电动机带动一重物匀速上升 下列判断正确的是 图图 4 A 原线圈中的电流为 原线圈中的电流为 nI B 变压器的输入功率为 变压器的输入功率为 UI n C 电动机输出的总功率为 电动机输出的总功率为 I2R D 电动机两端电压为 电动机两端电压为 IR 解析 解析 电电流表的流表的读读数数为为副副线线圈圈电电流 所以原流 所以原线线圈圈电电流流为为 故 故 A 错误错误 原 原线线圈的圈的输输入入 来来 I n 功率功率则为则为 U 故 故 B 对对 电动电动机上的机上的热热功率功率为为 I2R 电动电动机消耗功率机消耗功率为为 U 两端 两端电压电压 I n I n 为为 故 故 C D 错误错误 U n 答案 答案 B 二 双项选择题二 双项选择题 本题共本题共 5 小题 每小题小题 每小题 6 分 共分 共 30 分 每小题给出的四个选项中 有两分 每小题给出的四个选项中 有两 个选项符合题目要求 全选对的得个选项符合题目要求 全选对的得 6 分 只选分 只选 1 个且正确的得个且正确的得 1 分 错选或不选的得分 错选或不选的得 0 分分 用心 爱心 专心 4 5 为了监测变电站向外输电情况 要在变电站安装互感器 其接 为了监测变电站向外输电情况 要在变电站安装互感器 其接 线如图线如图 5 所示 两变压器匝数分别为所示 两变压器匝数分别为 N1 N2和和 N3 N4 a 和和 b 是交流电表 则是交流电表 则 A N1 N2 图 图 5B N3 N4 C a 为交流电流表 为交流电流表 b 为交流电压表为交流电压表 D a 为交流电压表 为交流电压表 b 为交流电流表为交流电流表 解析 解析 题图题图左半部分中左半部分中变压变压器与器与导线导线并并联为电压联为电压互感器 互感器 为获为获得低得低电压电压 N1 N2 题题 图图右半部分中右半部分中变压变压器与器与导线导线串串联为电联为电流互感器 流互感器 为获为获得小得小电电流 流 N3 N4 故故 A D 选项选项 正确 正确 答案 答案 AD 6 一个矩 一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速度转动 产生交变电动势的瞬时值表达式为形线圈在匀强磁场中匀角速度转动 产生交变电动势的瞬时值表达式为 e 10sin4 t V 则 则 2 A 该交变电动势的频率为 该交变电动势的频率为 2 Hz B 零时刻线圈平面与磁场垂直 零时刻线圈平面与磁场垂直 C t 0 25 s 时 时 e 达到最大值达到最大值 D 在 在 1 s 时间内 线圈中电流方向改变时间内 线圈中电流方向改变 100 次次 解析 解析 由由题题中中给给出的出的电动势电动势的表达式可以得到的表达式可以得到该该交交变电动势变电动势的角速度是的角速度是 4 由角速度 由角速度 和周期 和周期 频频率的关系率的关系 2 f 得到此交得到此交变电动势变电动势的的频频率率为为 2 Hz 周期是 周期是 0 5 s 所 所 2 T 以以选项选项 A 正确 周期是正确 周期是 0 5 s 所以 所以 1 s 内内线线圈中的圈中的电电流方向改流方向改变变 4 次 次 选项选项 D 错误错误 代 代 入表达式入表达式 t 0 25 s 得到 得到 e 0 选项选项 C 错误错误 零 零时时刻 刻 电动势为电动势为零 此零 此时时穿穿过线过线圈圈 的磁通量最大 的磁通量最大 选项选项 B 正确 正确 综综上所述 本上所述 本题题的正确的正确选项为选项为 A B 答案 答案 AB7 如图 如图 6 所示 所示 2008 年年 1 月月 10 日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区 严重灾害 其中高压输电线因结冰而损毁严重 此次灾害牵动亿万人的心 为消除高压输严重灾害 其中高压输电线因结冰而损毁严重 此次灾害牵动亿万人的心 为消除高压输 用心 爱心 专心 5 电线上的凌冰 有人设计了这样的融冰思路 利用电流的热效应除冰 若在正常供电时 电线上的凌冰 有人设计了这样的融冰思路 利用电流的热效应除冰 若在正常供电时 高压线上送电电压为高压线上送电电压为 U 电流为 电流为 I 热耗功率为 热耗功率为 P 除冰时 输电线上的热耗功率需变为 除冰时 输电线上的热耗功率需变为 9 P 则除冰时 则除冰时 认为输电功率和输电线电阻不变认为输电功率和输电线电阻不变 图图 6 A 输电电流为 输电电流为 3I B 输电电流为 输电电流为 9I C 输电电压为 输电电压为 3U D 输电电压为 输电电压为 U 1 3 解析 解析 高高压线压线上的上的热热耗功率耗功率 P I2R线 线 若若热热耗功率耗功率变为变为 9 P 则则 9 P I 2R线 线 由由 得得 I 3I A 对对 又 又输输送功率不送功率不变变 由 由 P UI U I 得得 U U 所以 所以 D 1 3 对对 答案 答案 AD 8 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 穿过线圈的磁通量随时间 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 穿过线圈的磁通量随时间 变化的图象如图变化的图象如图 7 甲所示 则下列说法正确的是甲所示 则下列说法正确的是 图图 7 A t 0 时刻 线圈平面位于中性面位置时刻 线圈平面位于中性面位置 B t 0 01 s 时刻 时刻 的变化率最大的变化率最大 C t 0 02 s 时刻 交流电动势达到最大时刻 交流电动势达到最大 D 该线圈相应产生的交流电动势的图象如图 该线圈相应产生的交流电动势的图象如图 6 乙所示乙所示 用心 爱心 专心 6 解析 解析 由由 t 图图知 知 t 0 时时 最大 即最大 即线线圈圈处处于中性面位置 此于中性面位置 此时时 e 0 故 故 A 项项 正确 正确 D 项错误项错误 由 由图图知知 T 0 04 s 在 在 t 0 01 s 时时 0 最大 最大 e 最大 最大 则则 B t 项项正确 在正确 在 t 0 02 s 时时 最大 最大 0 e 0 则则 C 项错误项错误 t 答案 答案 AB 9 如图 如图 8 所示 所示 T 为理想变压器 副线圈回路中的为理想变压器 副线圈回路中的输电线输电线 ab 和和 cd 的电阻不可忽略 其余的电阻不可忽略 其余 输电线电阻可不计 则当电键输电线电阻可不计 则当电键 S 闭合时闭合时 图图 8 A 交流电压表 交流电压表 V1和和 V2的示数一定都变小的示数一定都变小 B 交流电压表只有 交流电压表只有 V2的示数变小的示数变小 C 交流电流表 交流电流表 A1 A2和和 A3的示数一定都变大的示数一定都变大 D 电流表 电流表 A1 A2的示数变大的示数变大 解析 解析 闭闭合合 S 时时 输输出出电电路路电电阻减小 副阻减小 副线线圈中圈中电电流增大 流增大 V1示数不示数不变变 V2示数示数变变 小 小 A2示数示数变变大 大 则则 A1示数也示数也变变大 由于大 由于 V1示数不示数不变变 A2示数示数变变大 大 V2示数示数变变小 小 则则 A3示数示数变变小 小 B D 项项正确 正确 答案 答案 BD 三 非选择题三 非选择题 本题包括本题包括 3 小题 共小题 共 54 分 按题目要求作答 解答应写出必要的文字说明 分 按题目要求作答 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算步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 写出数值和单位写出数值和单位 10 10 分分 如图如图 9 所示 图甲为热敏电阻的所示 图甲为热敏电阻的 R t 图象 图乙为图象 图乙为用此热敏电阻用此热敏电阻 R 和继电器和继电器 组成的一个简单恒温箱温控电路 继电器的电阻为组成的一个简单恒温箱温控电路 继电器的电阻为 100 当线圈的电流大于或等于当线圈的电流大于或等于 20 mA 时 继电器的衔铁被吸合 为继电器线圈供电的电池的电动势时 继电器的衔铁被吸合 为继电器线圈供电的电池的电动势 E 9 0 V 内阻可 内阻可 以不计 图中的以不计 图中的 电源电源 是恒温箱加热器的电源 则是恒温箱加热器的电源 则 用心 爱心 专心 7 图图 9 1 应该把恒温箱内的加热器接在应该把恒温箱内的加热器接在 填填 A B 端端 或或 C D 端端 来来 2 如果要使恒温箱内的温度保持如果要使恒温箱内的温度保持 50 可变电阻 可变电阻 R 的阻值应调节为的阻值应调节为 解析 解析 1 恒温箱内的加恒温箱内的加热热器器应应接在接在 A B 端 当端 当线线圈中的圈中的电电流流较较小小时时 继电继电器的器的衔铁衔铁 在上方 恒温箱的加在上方 恒温箱的加热热器器处处于工作状于工作状态态 恒温箱内温度升高 恒温箱内温度升高 2 随着恒温箱内温度升高 随着恒温箱内温度升高 热热敏敏电电阻阻 R 的阻的阻值变值变小 小 则线则线圈中的圈中的电电流流变变大 当大 当线线圈中圈中 的的电电流大于或等于流大于或等于 20 mA 时时 继电继电器的器的衔铁衔铁被吸到下方来 被吸到下方来 则则恒温箱加恒温箱加热热器与器与电电源断源断 开 加开 加热热器停止工作 恒温箱内温度降低 器停止工作 恒温箱内温度降低 随着恒温箱内温度降低 随着恒温箱内温度降低 热热敏敏电电阻阻 R 的阻的阻值变值变大 大 则线则线圈中的圈中的电电流流变变小 当小 当线线圈的圈的电电 流小于流小于 20 mA 时时 继电继电器的器的衔铁衔铁又被又被释释放到上方 放到上方 则则恒温箱加恒温箱加热热器又开始工作 器又开始工作 这样这样 就可以使恒温箱内保持在某一温度 就可以使恒温箱内保持在某一温度 要使恒温箱内的温度保持要使恒温箱内的温度保持 50 即 即 50 时线时线圈内的圈内的电电流流为为 20 mA 由由闭闭合合电电路欧姆定路欧姆定 律律 I r 为继电为继电器的器的电电阻 由阻 由图图甲可知 甲可知 50 时热时热敏敏电电阻的阻阻的阻值为值为 90 E r R R 所以所以 R R r 260 E I 答案 答案 1 A B 端端 2 260 11 22 分分 如图如图 10 所示的电路中 理想变压器初级线圈匝数所示的电路中 理想变压器初级线圈匝数 n1 1000 匝 次级匝 次级有两个线有两个线 圈 匝数分别为圈 匝数分别为 n2 500 匝 匝 n3 200 匝 分别接一个匝 分别接一个 R 55 的电阻 在初级线圈的电阻 在初级线圈 上接入上接入 U1 220 V 的交变电流 求 的交变电流 求 图图 10 1 两次级线圈输出电功率之比 两次级线圈输出电功率之比 2 初级线圈中的电流 初级线圈中的电流 用心 爱心 专心 8 解析 解析 1 对对两个次两个次级线级线圈有圈有 U1 U2 n1 n2 U1 U3 n1 n3 所以所以 U2 U3 n2U1 n1 U1 2 n3U1 n1 U1 5 又又 P 所以 所以 U2 R P2 P3 U22 U32 25 4 2 由欧姆定律得由欧姆定律得 I2 2 A I3 0 8 A U2 R U3 R 对对有两个次有两个次级线级线圈的圈的变压变压器有器有 n1I1 n2I2 n3I3 所以所以 I1 I2 I3 1 16 A n2