2019版高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器章末综合测试.doc

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1、1第十一章第十一章 交变电流交变电流 传感器传感器章末综合测试(十一)(时间：60 分钟 分数：100 分)一、选择题(本题共 8 小题，每小题 6 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科技小组在探究交变电流的产生及变化规律时，将电流计(0 刻度在正中央)与一个保护电阻R0串联后，接到交流发电机模型的两个输出端，如图所示发电机模型线圈匝数可调，转动手柄使线圈在磁场中匀速转动，观察电流计指针的偏转情况，下列叙述与观察结果相符的是( )A电流计指针总是左、右摆动B当转速很小时

2、，电流计指针左、右摆动C当转速很大时，电流计指针指向某一侧不为零的定值D当线圈匝数少时，电流计指针左、右摆动，当线圈匝数多时，电流计指针指向某一侧不为零的定值解析：B 交流发电机产生的是交变电流，当转速很小时，流过电流计的电流方向变化较慢，电流计指针能随电流方向的变化而左、右摆动；当转速很大时，电流方向变化很快，电流计指针来不及随之变化而摆动，因此稳定时指针指向“0”刻度不动，A、C 错 B 正确；线圈匝数不能改变电流方向变化的频率，因此 D 错2.一个边长为 6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为 0.36 .磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应

3、电流的有效值为( )A.105 A B.105 A26C.105 AD.105 A223 22解析：B 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律ES，I tB tE RS RB t可得 03 s 内，2I1 A2105 A6 1022 0.366 103 335 s 内，I2 A6 1022 0.3606 103 23105 A于是可作出i随时间变化的图象如图所示由有效值的定义，Q直Q交，I Rt1I Rt2I2Rt2 12 2其中t13 s，t22 s，tt1t2121010R181010R5RI2解得I105 A，故 B 选项正确63(2018贵州遵义第三次模拟)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副

4、线圈匝数比为 101，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小下列说法中正确的是( )AR处出现火警时电压表示数增大BR处出现火警时电流表示数增大C图乙中电压的有效值为 220 VD电压表的示数为 22 V解析：B R处出现火警时温度升高，电阻减小，副线圈中总电阻减小，而原副线圈匝数不变，所以副线圈中的总电压不变，即电压表示数不变，所以总电流增大，根据公式可得原线圈中的电流增大，故原线圈中电流表示数增大，A 错误，B 正确根据交流I1 I2n2 n1电在一个周期内

5、产生的热量与等效恒定电流在相同时间内产生的热量相等可得 T，解得交流电压有效值U110 V，C 错误根据，其中Um22RT 2U2 R2U1 U2n1 n2U1110 V，可得副线圈两端的电压为U211 V，D 错误2n1 n210 124(2018河南安阳检测)如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻3为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，变压器原、副线圈匝数的比值为.如果要求负载上消耗的电功率最大，则下列说法正确的是( )rRA交流电源的效率为 50%B电流表的读数为Em2 2RrC负载上消耗的热功率为E2 m 4rD该交流电源电动势的瞬时值表达式为eEmsin

6、(100t)V解析：A 把变压器和R看做一个整体，等效电阻为R，当Rr时，负载上的电功率最大，此时总功率为P总，负载功率为P负载，其效率Em222rE2 m 4r12Em22rE2 m 8r为 50%.则选项 A 正确，C 错误；电流表的读数为副线圈电流的有效值，原线圈电流有效值为I1，则I2I2I1，故选项 B 错误；由题图知周期为 0.04 s，Em22rEm2 2rn1 n2rREm2 2Rr则50 rad/s，则瞬时值表达式为eEmsin(50t) V，故 D 错误2 T5(2017贵州遵义第四次模拟)如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电

7、灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则( )A用电器增加时，变压器输出电压增大B要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C用电器增加时，输电线的热损耗减少D用电器增加时，变压器的输入功率减小解析：B 由于变压器原、副线圈的匝数不变，而且输入电压不变，因此增加负载不会影响输出电压，故 A 错误；根据变压器原理可知输出电压U2U1，当滑动触头P向上滑n2 n1时，n2增大，所以输出电压增大，用户两端电压增大，故 B 正确；由于用电器是并联的，4因此用电器增加时总电阻变小，输出电压不变，总电流增大，故输电线上热损耗增大，故C 错误；用电器增加时总电阻变小，总电流增大，输出功率增大，所以输入功率增大，故D

8、错误6(2017湖南衡阳模拟)如图所示，一个面积为S，阻值为r的矩形线圈共n匝，绕垂直匀强磁场的轴以角速度匀速转动，磁感应强度为B.线圈两端分别始终与两固定圆环K、L接触良好且摩擦很小，两圆环连接在电阻上，理想交流电压表和电容器(容抗忽略不计)都与电阻并联，现把K圆环接地，以下说法正确的有( )A线圈转动一周过程中，电容器两极板所带电荷量保持不变B若电容器中有一带电的油滴，则油滴会始终处于平衡状态C虽然K环接地，但线圈转动过程中仍有时K环电势高于L环电势，故流经电阻R的电流方向是变化的D线圈匀速转动过程中，交流电压表的示数为2RnBS2Rr解析：CD 本题考查交变电流的产生及变化规律、电容定义

9、式、场强与电势差关系、交变电流的有效值等，意在考查考生对交变电流变化规律的理解能力、交流电与电场、电路问题的综合分析能力矩形线圈在绕垂直于磁场的轴转动过程中产生正弦式交变电流，其瞬时值表达式enBSsint(V)，C 项正确；电容器两极板间电势差Usin t，由QCU可知，电容器所带电荷量是周期性变化的，A 项错；eR RrnBSR Rr由E 可知，两极板间场强周期性变化，油滴所受电场力变化，故油滴不会始终处于平衡U d状态，B 项错；电压表示数为电阻R(电容C)两端电压有效值，U有，D 项Um22nBSR2Rr正确7.(2017江西南昌 3 月模拟)某课外活动小组用二极管、电感线圈(感抗很大

10、)、电容器、小灯泡等元件组装了一个简易交通指示灯模型，电路如图所示关于该交通指示灯，下列说法正确的是( )A若在A、B端加合适的直流电，且当B端为正时，红灯亮，绿灯黄灯始终不亮B若在A、B端加合适的直流电，且当A端为正时，红灯亮，绿灯黄灯始终不亮5C若在A、B端加合适的正弦交流电，黄灯亮，绿灯、红灯始终不亮D若在A、B端加合适的正弦交流电，黄灯始终不亮，绿灯、红灯交替闪烁解析：AC 电容器具有通交流、隔直流的特性，二极管具有单向导电性，因电感线圈的感抗很大，则其具有通直流，阻交流的特性若在A、B端加合适的直流电，当B端为正时，只有红灯亮；当A端为正时，只有绿灯亮，则 A 项正确，B 项错误若在

11、A、B端加合适的正弦交流电时，黄灯亮，而红、绿灯都不亮，则 C 项正确，D 项错误8(2017河南十校联考)如图所示，在匀强磁场中，一矩形线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动，线圈通过电刷与理想变压器原线圈相连，副线圈接一滑动变阻器R，原、副线圈的匝数分别为n1、n2.要使理想电流表的示数变为原来的 2 倍，下列措施可行的是( )An2和R都增大为原来的 2 倍Bn2和都增大为原来的 2 倍C和R都增大为原来的 2 倍D磁感应强度B增大为原来的 2 倍解析：AD n2增大为原来的 2 倍，由理想变压器的电压关系知，输出电压U2变U1 U2n1 n2为原来的 2 倍，R也增大为原来的 2 倍，

12、由闭合电路欧姆定律知，副线圈中的电流I2不变，由知，原线圈中的电流I1变为原来的 2 倍，故电流表的示数变为原来的 2 倍，选项I1 I2n2 n1A 正确；增大为原来的 2 倍，由EmNBS知，理想变压器的输入电压变为原来的 2 倍，n2也增大为原来的 2 倍，由知，输出电压U2变为原来的 4 倍，由闭合电路欧姆定律U1 U2n1 n2知，副线圈中的电流I2变为原来的 4 倍，由知，原线圈中的电流I1变为原来的 8 倍，I1 I2n2 n1故电流表的示数变为原来的 8 倍，选项 B 错误；增大为原来的 2 倍，由EmNBS知，理想变压器的输入电压变为原来的 2 倍，由知，输出电压U2变为原来

13、的 2 倍，R也U1 U2n1 n2增大为原来的 2 倍，由闭合电路欧姆定律知，副线圈中的电流I2不变，由知，原线I1 I2n2 n1圈中的电流I1不变，故电流表的示数不变，选项 C 错误；磁感应强度B增大为原来的 2 倍，由EmNBS知，理想变压器的输入电压变为原来的 2 倍，由知，输出电压U2变为U1 U2n1 n26原来的 2 倍，由闭合电路欧姆定律知，副线圈中的电流I2变为原来的 2 倍，由知，I1 I2n2 n1原线圈中的电流I1变为原来的 2 倍，故电流表的示数变为原来的 2 倍，选项 D 正确9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

14、流表在变压器原线圈a、b两端加上不变的正弦交变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，电流表示数变太小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：BD 由，可得U2U1，I2，由可得I1I2，U1 U2n1 n2n2 n1U2 R总I1 I2n2 n1n2 n1n2 2U1 n2 1R总将S1从 1 拨向 2 时，原线圈的匝数减少，即n1减小，则电流表示数变大，故 A 错误；将S2从 3 拨向 4 时，副线圈的匝数减少，即n2减小，则电流表示数变小，故 B 正确；只将R的滑片上移，变阻器接入电

15、路的电阻变大，所以串联支路(R和R2)的电阻增大，流过串联支路的电流变小，所以电阻R2的电功率变小，故 C 错误，D 正确10图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1n42R，忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时( )AA1的示数小于 A2的示数BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2两端的电压小于R4两端的电压解析：AD 远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，R1上消耗的功率小于R3上消耗的功率，C 项错；而比较两个不同输电回路，输电线电阻相同，由P损I22R可知，A1示数小于 A2示数，A 项正确；根据欧姆定律可知

16、，R2两端电压小于7R4两端电压，D 项正确；由于输电线上损失电压不同，故两灯泡两端电压不同，故亮度不同，B 项错二、非选择题(本题共 2 小题，第 11 题 16 分，第 12 题 24 分共 40 分)11交流发电机的原理如图甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，已知线圈的电阻为R2.0 ，求：(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻的热功率是多少？(4)保持线圈匀速转动，1 min 内外界对线圈做的功是多少？解析：(1)由it图可知通过线圈导线的任一个横截面的电

17、流的最大值Im2.0 A(4 分)(2)矩形线圈转动的周期T4.0103 s(4 分)(3)有效值I，线圈电阻的热功率为PI2RR4 W(4 分)Im2I2 m 2(4)外界对线圈做功转化为电热，1 分钟内外界对线圈做的功WPt240 J(4 分)答案：(1)2.0 A (2)4.0103 s (3)4 W (4)240 J12(2017山西怀仁第一中学检测)如图所示，发电机输出功率为 100 kW，输出电压为U1250 V，用户需要的电压为U4220 V，两变压器之间输电线的总电阻为R线10 ，其他电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率的 4%，试求：(变压器是理想的)(1)发

18、电机输出电流和输电线上的电流大小；(2)在输电线路中设置的升、降变压器原副线圈的匝数比解析：(1)输电线路的示意图如图所示，8输电线损耗功率P线4%P出4 kW(3 分)又P线I R线(3 分)2 2输电线电流I2I320 A(3 分)原线圈中输入电流I1 A400 A(3 分)P U1100 000 250(2)原、副线圈中的电流比等于匝数的反比，所以(3 分)n1 n2I2 I120 4001 20则U2U125020 V5 000 V(3 分)n2 n1U3U2U线5 000 V2010 V4 800 V(3 分)所以(3 分)n3 n4U3 U44 800 220240 11答案：(1) 400 A；20 A (2)12024011