高考物理一轮复习 巩固练习 传感器、电磁感应、交变电流

2023届高考物理一轮基础巩固题：传感器、电磁感应、交变电流有答案一、选择题。1、(多选)如图所示，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直平面(纸面)内，两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始分别绕过OM和ON且垂直于纸面的轴以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A．两导线框中均会产生正弦式交流电B．两导线框中感应电流的周期都等于TC．在t＝eq\f(T,8)时，两导线框中产生的感应电动势相等D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等2、有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是()A．当R3接入电路的阻值不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表示数变小，电压表示数变小B．当R3接入电路的阻值不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表示数变小，电压表示数变大C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表示数变小，电压表示数变小D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表示数变大，电压表示数变大3、如图为某正弦式交变电流的图象，则该电流的瞬时值表达式为()A．i＝10eq\r(2)sin(100πt)A B．i＝10sin(10πt)AC．i＝20eq\r(2)sin(50πt)A D．i＝20sin(100πt)A4、(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为101，B是原线圈的中心接头，原线圈输入的电压如图乙所示，副线圈电路中R1、R3为定值电阻，R2为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C为耐压值为70V的电容器，所有电表均为理想电表．下列判断正确的是()A．当单刀双掷开关与A连接，电阻R2所在处温度升高时，A1的示数变大，A2的示数减小B．当单刀双掷开关与B连接时，副线圈两端电压的频率变为25HzC．当单刀双掷开关与B连接时，电容器C不会被击穿D．其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的eq\f(1,2)5、（双选）如图所示，理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为5V和3V，要获得8V输出电压(两个副线圈的绕向和输出端如图所示)，两个副线圈的连接方法是()A．b、c连接，a、d两端输出B．a、d连接，b、c两端输出C．a、c连接，b、d两端输出D．b、d连接，a、c两端输出6、（双选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（）A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速增大C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大7、如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，则下列说法正确的是()A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为a→b→d→c→aB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为a→c→d→b→aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向为a→c→d→b→a8、(多选)如图甲所示，单匝线圈两端A、B与一理想电压表相连，线圈内有一垂直纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示．下列说法正确的是()A．0～0.10s内磁通量的变化量为0.15WbB．电压表读数为0.5VC．电压表“＋”接线柱接A端D．B端比A端的电势高9、（双选）如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨与水平面的倾角为，导轨下端接有电阻，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为、电阻不计的金属棒在沿斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为的过程中（）A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零B．金属棒所受各力的合力所做的功等于和电阻上发出的焦耳热之和C．恒力与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻尺上产生的焦耳热之和D．恒力与重力的合力所做的功等于电阻上产生的焦耳热10、如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定图甲中B的方向为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平拉力作用下始终处于静止状态，规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为拉力的正方向，则在0～t1时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平拉力F随时间t变化的图象是()11、（双选）如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则 ()A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B.乙图中c时刻对应甲图中的C图C.若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变了100次D.若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz12、（双选）如图所示的电路中，T为一降压式自耦调压变压器．开始时灯泡L正常发光，现在电源电压U略降低，为使灯泡L仍能正常发光，可采用的措施是()A．将自耦调压变压器的滑片P适当上滑B．将自耦调压变压器的滑片P适当下滑C．适当增大滑动变阻器R2的阻值D．适当减小滑动变阻器R2的阻值二、填空含实验题。13、如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径RA=2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA∶EB=________，线圈中的感应电流之比为IA∶IB=________。14、传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成，压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V，请回答：压力F/N0250500750100012501500…电阻R/Ω300270240210180150120…(1)把R写成关于F的函数关系：R＝。(2)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘上的示数为mA处．(3)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则这个人的体重是N.三、计算类题。15、如图甲所示的螺线管，匝数匝，横截面积，电阻，与螺线管串联的外电阻，，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻的电功率。16、（计算题）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离为L，其电阻不计．两导轨及其构成的平面与水平面成θ角，两根用细线连接的金属杆ab、cd分别垂直导轨放置，平行斜面向上的外力F作用在杆ab上，使两杆静止，已知两金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，两金属杆的电阻都为R，并且和导轨始终保持良好接触，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.某时刻将细线烧断，保持杆ab静止不动，求：(1)细线烧断后外力F的最小值和最大值；(2)设细线烧断后cd杆到达最大速度前杆ab产生的电热为Q，求cd杆到达最大速度前经过的位移s.17、（计算类综合题）用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后。汽车静止时，传感器a、b的示数均为10N(取g＝10m/s2)。(1)若传感器a的示数为14N，b的示数为6.0N，求此时汽车的加速度大小和方向。(2)当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？2023届高考物理一轮基础巩固题：传感器、电磁感应、交变电流有答案一、选择题。1、(多选)如图所示，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直平面(纸面)内，两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里．现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始分别绕过OM和ON且垂直于纸面的轴以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A．两导线框中均会产生正弦式交流电B．两导线框中感应电流的周期都等于TC．在t＝eq\f(T,8)时，两导线框中产生的感应电动势相等D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC2、有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是()A．当R3接入电路的阻值不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表示数变小，电压表示数变小B．当R3接入电路的阻值不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表示数变小，电压表示数变大C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表示数变小，电压表示数变小D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表示数变大，电压表示数变大【答案】A3、如图为某正弦式交变电流的图象，则该电流的瞬时值表达式为()A．i＝10eq\r(2)sin(100πt)A B．i＝10sin(10πt)AC．i＝20eq\r(2)sin(50πt)A D．i＝20sin(100πt)A【答案】D4、(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为101，B是原线圈的中心接头，原线圈输入的电压如图乙所示，副线圈电路中R1、R3为定值电阻，R2为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而减小)，C为耐压值为70V的电容器，所有电表均为理想电表．下列判断正确的是()A．当单刀双掷开关与A连接，电阻R2所在处温度升高时，A1的示数变大，A2的示数减小B．当单刀双掷开关与B连接时，副线圈两端电压的频率变为25HzC．当单刀双掷开关与B连接时，电容器C不会被击穿D．其他条件不变，单刀双掷开关由A→B时，变压器的输出功率变为原来的eq\f(1,2)【答案】AC5、（双选）如图所示，理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为5V和3V，要获得8V输出电压(两个副线圈的绕向和输出端如图所示)，两个副线圈的连接方法是()A．b、c连接，a、d两端输出B．a、d连接，b、c两端输出C．a、c连接，b、d两端输出D．b、d连接，a、c两端输出【答案】AB6、（双选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（）A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速增大C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大【答案】BC7、如图所示，MN、GH为光滑的水平平行金属导轨，ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆，垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面，则下列说法正确的是()A．若固定ab，使cd向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为a→b→d→c→aB．若ab、cd以相同的速度一起向右滑动，则abdc回路有电流，电流方向为a→c→d→b→aC．若ab向左、cd向右同时运动，则abdc回路中的电流为零D．若ab、cd都向右运动，且两杆速度vcd>vab，则abdc回路有电流，电流方向为a→c→d→b→a【答案】D8、(多选)如图甲所示，单匝线圈两端A、B与一理想电压表相连，线圈内有一垂直纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量变化规律如图乙所示．下列说法正确的是()A．0～0.10s内磁通量的变化量为0.15WbB．电压表读数为0.5VC．电压表“＋”接线柱接A端D．B端比A端的电势高【答案】BC9、（双选）如图所示，两根电阻不计的光滑平行金属导轨与水平面的倾角为，导轨下端接有电阻，匀强磁场垂直于斜面向上，质量为、电阻不计的金属棒在沿斜面与棒垂直的恒力作用下沿导轨匀速上滑，上升高度为的过程中（）A．金属棒所受各力的合力所做的功等于零B．金属棒所受各力的合力所做的功等于和电阻上发出的焦耳热之和C．恒力与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻尺上产生的焦耳热之和D．恒力与重力的合力所做的功等于电阻上产生的焦耳热【答案】AD10、如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定图甲中B的方向为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平拉力作用下始终处于静止状态，规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为拉力的正方向，则在0～t1时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流I和导体棒ab所受水平拉力F随时间t变化的图象是()【答案】D11、（双选）如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则 ()A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B.乙图中c时刻对应甲图中的C图C.若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变了100次D.若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz【答案】A、C12、（双选）如图所示的电路中，T为一降压式自耦调压变压器．开始时灯泡L正常发光，现在电源电压U略降低，为使灯泡L仍能正常发光，可采用的措施是()A．将自耦调压变压器的滑片P适当上滑B．将自耦调压变压器的滑片P适当下滑C．适当增大滑动变阻器R2的阻值D．适当减小滑动变阻器R2的阻值【答案】AC二、填空含实验题。13、如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数都为10匝，半径RA=2RB，图示区域内有磁感应强度均匀减小的匀强磁场，则A、B线圈中产生的感应电动势之比为EA∶EB=________，线圈中的感应电流之比为IA∶IB=________。【答案】1∶11∶2【解析】A、B两环中磁通量变化率相同，线圈匝数相同，由可得EA∶EB=1∶1，又因为，故RA∶RB=2∶1，所以IA∶I1=1∶2。14、传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成，压力传感器表面能承受的最大压强为1×107Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8V，请回答：压力F/N0250500750100012501500…电阻R/Ω300270240210180150120…(1)把R写成关于F的函数关系：R＝。(2)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘上的示数为mA处．(3)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则这个人的体重是N.【答案】（1）R＝300－eq\f(3,25)·F（2）16（3）500【解析】(1)F＝0时，R＝300Ω；当F＝1000N时，R＝180Ω所以eq\f(ΔF,ΔR)＝eq\f(1000,180－300)＝－eq\f(25,3)，得：R＝300－eq\f(3,25)·F.(2)由压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表中所示，可得：F＝0，R＝300Ω，由闭合电路欧姆定律：I＝eq\f(U,R)＝1.6×10－2A＝16mA即该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘16mA处．(3)由闭合电路欧姆定律：R′＝eq\f(U,I′)＝eq\f(4.8,20×10－3)Ω＝240Ω由表中数据得，F＝500N，如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则此人的体重是500N。三、计算类题。15、如图甲所示的螺线管，匝数匝，横截面积，电阻，与螺线管串联的外电阻，，方向向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化，试计算电阻的电功率。【答案】【解析】本题考查法拉第电磁感应定律及电路的有关计算，解题关键是能由图象求。由图乙知，螺线管中磁感应强度均匀增加，其变化率为，由法拉第电磁感应定律知螺线管中产生的感应电动势由闭合电路欧姆定律知螺线管回路的电流为，电阻R2消耗的功率为。16、（计算题）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距离为L，其电阻不计．两导轨及其构成的平面与水平面成θ角，两根用细线连接的金属杆ab、cd分别垂直导轨放置，平行斜面向上的外力F作用在杆ab上，使两杆静止，已知两金属杆ab、cd的质量分别为m和2m，两金属杆的电阻都为R，并且和导轨始终保持良好接触，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.某时刻将细线烧断，保持杆ab静止不动，求：(1)细线烧断后外力F的最小值和最大值；(2)设细线烧断后cd杆到达最大速度前杆ab产生的电热为Q，求cd杆到达最大速度前经过的位移s.【答案】(1)mgsinθ3mgsinθ(2)eq\f(4m2R2gsinθ,B4L4)＋eq\f(Q,mgsinθ)【解析】(1)细线烧断瞬间，外力F取得最小值F2；研究杆ab：F1＝mgsinθ.cd杆到达最大速度vm时，外力F取得最大值F2.研究杆ab：F2＝mgsinθ＋F安．