2018届高考物理一轮复习单元质检十一交变电流传感器.docx

单元质检十一交变电流传感器(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2016广东茂名期末)交流发电机电枢(内阻不计)中产生的交流电动势为e=Emsin t,如果要将电动势的有效值提高一倍,而交变电流的周期不变,可采取的方法是()A.将电枢转速提高一倍,其他条件不变B.将磁感应强度增加一倍,其他条件不变C.将线圈的面积增加一倍,线圈匝数增加一倍,其他条件不变D.将磁感应强度增加一倍,线圈的面积缩小一半,其他条件不变解析由Em=nBS可知,将磁感应强度增加一倍,其他条件不变,或将线圈的面积增加一倍,其他条件不变,可提高最大感应电动势一倍,也即电动势有效值提高一倍,选项B正确。答案B2.(2016安徽池州调研)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 ,现外接一只电阻为95.0 的灯泡,如图乙所示,则下列说法正确的是()A.电压表V的示数为220 VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484 WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的电热为24.2 J解析发电机产生的感应电动势的有效值为220 V,由闭合电路欧姆定律得灯泡中电流I=2.2 A,则电压表示数为U=IR=2.295.0 V=209 V,选项A错误;由题图甲可知交变电流频率为50 Hz,所以电路中的电流方向每秒钟改变100次,选项B错误;灯泡实际消耗的功率为P=UI=2092.2 W=459.8 W,选项C错误;发电机线圈内阻每秒钟产生的电热为Q=I2rt=2.225.01 J=24.2 J,选项D正确。答案D3.远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R,变压器为理想变压器,下列关系式中正确的是()A.B.I2=C.I1U1=RD.I1U1=I2U2解析根据理想变压器的工作原理得I1U1=I2U2、,公式中的U2不是加在R两端的电压,故I2,而I1U1等于R上消耗的功率R与下一级变压器的输入功率之和。只有选项D正确。答案D4.(2016河北保定模拟)如图所示,匝数为100的矩形线圈abcd位于磁感应强度B= T的水平匀强磁场中,线圈面积S=0.5 m2,内阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度=10 rad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连,在变压器的副线圈接入一只“12 V,12 W”灯泡,灯泡正常发光。下列说法正确的是()A.通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB.变压器原、副线圈匝数之比为101C.矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD.若将灯泡更换为“12 V,24 W”且保证其正常发光,需要增大矩形线圈的转速导学号17420395解析由=2f可得通过灯泡的交变电流的频率是5 Hz,选项A错误;矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为Em=NBS=1000.510 V=120 V,变压器输入电压的有效值为120 V,由变压器变压公式可知,变压器原、副线圈匝数之比为101,选项B正确,C错误;因副线圈电压仍为12 V,故将灯泡更换为“12 V,24 W”仍将正常发光,不需要增大线圈的转速,选项D错误。答案B5.如图所示,电路中理想变压器原、副线圈接入电路的匝数可通过单刀双掷开关改变,A为交流电流表,在变压器原线圈a、b两端加上一峰值不变的正弦式交流电压,下列分析正确的是()A.只将S1从1拨向2时,电流表示数变小B.只将S2从3拨向4时,电流表示数变大C.只将R的滑片上移,R2的电功率变大D.只将R的滑片上移,R2的电功率变小解析只将S1从1拨向2时,会使变压器原、副线圈匝数比变小,则副线圈两端电压增大。输出功率增大,电流表示数会变大,所以A错;只将S2从3拨向4时,则会使副线圈两端电压变小,输出功率变小,电流表示数会变小,所以B错;只将R的滑片上移,使得变阻器R阻值变大,变阻器R两端的电压增大,所以R2两端的电压会减小,R2的电功率变小,所以C错,D对。答案D6.图中甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化。则下列说法正确的是()甲乙A.图甲表示交流,图乙表示直流B.两种电压的有效值相等C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=311sin 100t VD.图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后,频率不变导学号17420396解析电流方向随时间周期性变化的为交流,电流方向不改变的为直流,显然题中两图表示的都是交流,A错误;两种电压的最大值相同,但题图甲是正弦式交流电压,其有效值为 V=220 V,题图乙是锯齿形交流电压,有效值不能按正弦式交变电流有效值公式计算,B错误;题图甲所示的正弦式交流电压的周期为210-2 s,则角速度=100 rad/s,所以交流电压的瞬时值表达式为u=311sin 100t V,C正确;变压器不改变交变电流的频率,D正确。答案CD7.如图为一自耦变压器,保持电阻R和输入电压不变,以下说法正确的是()A.滑片P向b方向移动,滑片Q下移,电流表示数减小B.滑片P不动,滑片Q上移,电流表示数不变C.滑片P向b方向移动,滑片Q不动,电压表示数增大D.滑片P不动,滑片Q上移或下移,电压表示数始终不变导学号17420397解析由于U2=U1,所以P上移,U2减小,而Q下移,负载电阻R负增大,所以输出功率P2=减小,I1减小,A正确;Q上移,负载电阻R负减小,但U2不变,所以输出功率增大,电流表的示数增大,B错;同理,分析可知,C错,D正确。答案AD8.(2016山东青岛模拟)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动,形成如图所示的交流电动势图象,根据图象提供的信息,以下说法正确的是()A.线圈转动的角速度为 rad/sB.电动势的有效值为14.1 VC.t=1.010-2 s时,线圈平面和磁场方向的夹角为30D.t=1.510-2 s时,穿过线圈平面的磁通量最大解析由题图可知T=0.06 s,则= rad/s,A正确;Em=20 V,则有效值为 V=10 V14.1 V,B正确;t=1.010-2 s时,线圈平面和磁场方向夹角为=-t=,C正确;由题图分析知t=1.510-2 s时电动势最大,则磁通量为零,D错误。答案ABC二、实验题(本题共2小题,共20分)9.(2016湖南衡阳模拟)如图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。(1)为了通过测量得到如图所示I-U关系的完整曲线,在图甲和图乙两个电路中应选择的是图;简要说明理由:。(电源电动势为9 V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为0100 )(2)丙在如图丙所示电路中,电源电压恒为9 V,电流表读数为70 mA,定值电阻R1=250 。由热敏电阻的I-U关系曲线可知,此时热敏电阻两端的电压为 V,电阻R2的阻值为。导学号17420398解析(1)应选择图甲。因为图甲电路电压可从0 V调到所需电压,电压调节范围大。(2)由题图丙知R2与热敏电阻串联后与R1并联接在9 V电源上,总电流I=70 mA。R1=250 ,设通过热敏电阻的电流为I2,通过R1的电流为I1= A=0.036 A=36 mA,则I2=I-I1=(70-36) mA=34 mA,由I-U图象查得34 mA对应的电压为5.0 V,则R2两端电压U2=9 V-5.0 V=4.0 V,所以R2=117.6 。答案(1)甲因为甲电路电压可从0 V调到所需电压,电压调节范围大(2)5.0117.6三、计算题(本题共2小题,共32分)10.(16分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05 m2,线圈转动的频率为50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B= T。为了用此发电机所发出的交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路图如图所示。求:(1)发电机的输出电压。(2)变压器原、副线圈的匝数比。(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。解析(1)矩形线圈转动,产生的感应电动势的最大值Em=NBS=1 100 V发电机的输出电压的有效值U1=1 100 V。(2)由。(3)根据P入=P出=2.2104 W又P入=U1I1解得I1=20 A。答案(1)1 100 V(2)51(3)20 A11.(16分)(2016四川内江模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=31,原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表,副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交流电压u的图象如图乙所示。(1)求图甲中电压表的读数。(2)要求灯泡均正常发光,求电路中最多允许接入的灯泡个数。(3)为满足第(2)问中要求,求可变电阻R应调到的电阻值。导学号17420399解析(1)根据图象可得原线圈电压的最大值U1m=27 V其有效值为U1=27