高考物理 第十章 交变电流传感器复习达标测评 新人教版

1 达标测评卷达标测评卷 十十 交变电流交变电流 传感器传感器 一 单项选择题 本大题共 5 个小题 每小题 4 分 共计 20 分 每小题只有一个选项符 合题意 1 已知交变电流i Imsin tA 线圈从中性面起开始转动 转动了多长时间其瞬时值 等于有效值 A B C D 2 2 4 2 2 2011 扬州测试 一理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 11 5 原线圈与正弦交变 电源连接 输入电压u如图所示 副线圈仅接入一个 10 的电阻 则 A 流过电阻的电流是 20 A B 与电阻并联的电压表的示数是 100 V 2 C 经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 103 J D 变压器的输入功率是 1 103 W 3 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 45 时 如图 b 所示 为计时起点 并规定当电流自a流向b时电流方向为正 则下列四幅图中正确的是 4 2010 浙江卷 某水电站用总电阻为 2 5 的输电线输电给 500 km 外的用户 其 输出电功率是 3 106 kW 现用 500 kV 电压输电 则下列说法正确的是 A 输电线上输送的电流大小为 2 105 A B 输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C 若改用 5 kV 电压输电 则输电线上损失的功率为 9 108 kW D 输电线上损失的功率为 P U为输电电压 r为输电线的电阻 U2 r 5 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测 它的电阻随一氧化碳浓度 的变化而变化 在如图甲所示的电路中 不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻 这 样 电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系 观察电压表指针就能判断一氧化碳 2 浓度是否超标 有一种氧化锡传感器 其技术资料中给出的是电导 即电阻的倒数 CO 浓度 曲线 如图乙所示 在选项中表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的 是 头 在输入交变电压一定的条件下 下列说法正确的是 A Q不动 P向下移动 电流表示数减小 电压表示数增大 B Q不动 P向上移动 电流表示数减小 电压表示数减小 C P不动 Q向上移动 电流表示数增大 电压表示数不变 D P不动 Q向下移动 电流表示数增大 电压表示数不变 8 如图所示 一理想变压器原线圈接入一交流电源 副线圈电路中R1 R2 R3和R4均 为固定电阻 开关 S 是闭合的 和为理想电压表 读数分别为U1和U2 和为 理想电流表 读数分别为I1 I2和I3 现断开 S U1数值不变 下列推断中正确的是 A U2变小 I3变小 B U2不变 I3变大 C I1变小 I2变小 D I1变大 I2变大 3 9 如图甲所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 R1 20 R2 30 C 为电容器 已知通过R1的正弦交流电如图乙所示 则 A 交流电的频率为 0 02 Hz B 原线圈输入电压的最大值为 200 V C 电阻R2的电功率约为 6 67 W D 通过R3的电流始终为零 三 简答题 本题共 3 个小题 共 20 分 请将答案填在题中横线上或按题目要求作答 10 8 分 为了测定和描绘 220 V 40 W 的白炽灯灯丝的 伏安特性曲线 可以利用调压变压器供电 调压变压器实际上是一种自耦变压器 它只 有一组线圈L 绕在闭合的环形铁芯上 输入端接在 220 V 交流电源的火线与零线之间 输 出端有一个滑动触头P 移动它的位置就可以使输出电压在 0 250 V 之间连续变化 如图所 示 画出的是调压变压器的电路图符号 实验室备有交流电压表 交流电流表 滑动变阻器 开关 导线等实验器材 1 在图中完成实验电路图 2 按实验电路图进行测量 如果电表内阻的影响不能忽略 电压较高段与电压较低段 相比较 哪段误差更大 为什么 11 12 分 2009 山东高考卷 为了节能和环保 一些公共场所使用光控开关控制照明 系统 光控开关可采用光敏电阻来控制 光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件 照度可以反映光的强弱 光越强照度越大 照度单位为 1x 某光敏电阻RP在不同照度下 的阻值如下表 照度 1x 0 20 40 60 81 01 2 电阻 k 754028232018 1 根据表中数据 请在图甲给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线 并说明阻 值随照度变化的特点 4 甲 乙 2 如图乙所示 当 1 2 两端所加电压上升至 2 V 时 控制开关自动启动照明系统 请 利用下列器材设计一个简单电路 给 1 2 两端提供电压 要求当天色渐暗照度降低至 1 0 1x 时启动照明系统 在虚线框内完成电路原理图 不考虑控制开关对所设计电路的影 响 光敏电阻RP 符号 阻值见上表 三 计算题 本大题共 3 个小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和演 算步骤 有数值计算的要注明单位 12 12 分 如图所示 n 50 匝的矩形线圈abcd 边长ab 20 cm bc 25 cm 放在磁感 强度B 0 4 T 的匀强磁场中 绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO 轴匀速转动 转动角 速度 50 rad s 线圈的总电阻r 1 外电路电阻R 9 试求 1 线圈在图示位置 线圈平面与磁感线平行 时 感应电动势的大小 2 1 min 时间内电阻R上产生的热量 5 达标测评卷 十 1 解析 对于正弦式交流电 当 t 时瞬时值与有效值相等 故 C 正确 4 答案 C 2 解析 原线圈中电压的有效值是 220 V 由变压比知副线圈中电压为 100 V 流过电 阻的电流是 10 A 与电阻并联的电压表的示数是 100 V 变压器的输入功率即为电阻上的功 率为 103 W 经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 104 J 答案 D 3 解析 本题考查正弦交流电的产生过程 楞次定律等知识和规律 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 则图象为 D 图象所描述 注意线圈绕垂直于磁场的轴旋 4 转时的瞬时电动势表达式的理解 答案 D 4 解析 由P UI可得输电电流为 6 103 A 所以 A 错误 由 U Ir可得 输电线 上由电阻造成的损失电压为 1 5 104 V B 正确 C 明显错误 输电线上损失的功率不可能 比输出的总功率还高 D 错误 U应该是损失电压 答案 B 5 解析 U0 IR0 一氧化碳浓度c增大 电导增大 电阻R传减小 ER0 R0 R R传 r U0增大 一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系是正相关关系 但不是正比关系 D 正 确 答案 D 6 解析 若电压表读数为 6 V 则输入电压为U1 6 V 24 V 是有效值 因此其最 4 1 大值为 24V A 正确 若输入电压不变 副线圈匝数增加到原来的 2 倍 则输出电压也增 2 加到原来的 2 倍 电流表示数应增加到原来的 2 倍 B 错误 若输入电压不变 负载电阻的 阻值增加到原来的 2 倍 则输出电流减小到原来的一半 输入功率等于输出功率即P IU也 减小到原来的一半 C 错误 若保持负载电阻的阻值不变 输入电压增加到原来的 2 倍 输 出电压增大到原来的 2 倍 则由P 可知输出功率增加到原来的 4 倍 D 正确 U2 R 答案 AD 7 解析 题图为升压自耦变压器 当Q不变 P下移时 n1减小 U2增大 V 读数增 大 副线圈电流I2 原线圈电流I1增大 A 读数增大 故 A 错误 当Q不变 P上移 U2 R 时 n1增大 U2减小 V 读数减小 I2减小I1减小 B 正确 当P不动时 n1不变 由 知U2不变 V 读数不变 Q上移 R减小 I1 I2都增大 故 C 正确 同理可得 D 错 U1 U2 n1 n2 误 答案 BC 8 解析 因为变压器的匝数与U1不变 所以U2与两电压表的示数均不变 当 S 断开时 因为负载电阻增大 故次级线圈中的电流I2减小 由于输入功率等于输出功率 所以I1也 将减小 C 正确 因为R1的电压减小 故R2 R3两端的电压将增大 I3变大 B 正确 答案 BC 6 9 解析 根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期 频率相同 周期为 0 02 s 频 率为 50 Hz A 错误 由图乙可知通过R1的电流最大值为Im 1 A 根据欧姆定律可知其最大 电压为Um 20 V 再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为 200 V B 正确 因为电容器有通交流 阻直流的作用 则有电流通过R3和电容器 D 错误 根据正弦交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点 可知电阻R2的电流有效值为 I 电压有效值为U V 电阻R2的电功率为P2 UI W 6 67 W C 正确 ImR1 2R2 Um 2 20 3 答案 BC 10 解析 1 如图所示 注意 电流表外接或内接均可 2 如果电流表外接 电压较高段误差较大 因为电压越高 灯丝电阻越大 由于电 压表分流作用而造成的误差就越大 如果内接 电压较低段 误差较大 因为电压越低 灯 丝电阻越小 由于电流表分压造成的误差就越大 答案 见解析 11 解析 1 根据图表中的数据 在坐标纸上描点连线 得到如图所示的变化曲线 阻值随照度变化的特点 光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小 2 因天色渐暗照度降低至 1 0 1x 时启动照明系统 此时光敏电阻阻值为 20 k 两 端电压为 2 V 电源电动势为 3 V 故应加上一个分压电阻 分压电阻阻值为 10 k 即选 用R1 此电路的原理图如图所示 答案 见解析 12 解析 1 线圈在图示位置时 感应电动势最大 有 Em nBS 50 0 4 0 2 0 25 50 V 50 V 2 电路中电流的有效值为 I A A E R r Em 2 R r 50 2 9 1 5 2 2 7 电阻R上产生的热量为 Q I2Rt 2 9 60 J 6 750 J 5 2 2 答案 1 50 V 2 6 750 J 13 解析 1 在 0 1 10 2s 时间内 D 处于导通状态 则电路总电阻为 R R3 通过R3的电流I 代入数据解得I 1 A R1R2 R1 R2 UAB R 则通过R1的电流I1 0 5 A I 2 2 在 1 10 2 2 10 2 s 时间内 D 处于截止状态 则通过R3的电流I 代 U R1 R3 入数据得I 0 8 A 则 0 2 10 2 s 内R3所消耗的电能为 W Q1 Q2 I2RT I 2RT 12 6 10 2 J 0 82 6 10 2 J 9 84 10 2