（绿色通道）高考物理第十章交流电传感器-章末检测试题及完全解析总复习-新人教版.doc

1、章末检测(十)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(每题3分，共36分)1(2010试题调研)电阻为1 的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示现把交流电加在电阻为9 的电热丝上，下列判断正确的是()A线圈转动的角速度100 rad/sB在t0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量最大C电热丝两端的电压U100 VD电热丝的发热功率P1 800 W答案：D解析：由图可以看出该交变电流的周期T0.02 s，则角速度100 rad/s，A错t0.01 s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B错电热丝两端电压为路端电压URU(

2、Um/)V90 V，则C错电热丝的发热功率P W1 800 W，则D正确2(2010南通模拟)如图所示为一交流电压随时间变化的图象每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定根据图中数据可得，此交流电压的有效值为()A7.5 V B8 V C2 V D3 V答案：C解析：本题考查电流的有效值根据电流的热效应有2/RT，解得U260 V2，所以U2 V，C项正确本题难度中等3(2010徐州模拟)我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州500 kV直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 kV直流输电工程采用高压直流输电有利于不同发电机为同一电网供电和不同电网的互联关于

3、高压直流输电，下列说法正确的是()A高压输电可以减小输电电流，从而减少输电导线的能量损失B恒定的直流输电可以有效消除交流高压输电中感抗和容抗的影响C可以加快输电的速度D为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压答案：AB解析：在功率一定时，采用高压输电，根据PIU，可以通过减小电流，从而减少输电导线的能量损失，A项正确；交流电由于感抗和容抗的作用，不能无限升压，而利用直流输电可以有效弥补这个缺陷，B项正确；两种输电方式都不能改变输电的速度，C项错误；变压器只能改变交变电流的电压，D项错误4在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热

4、空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A改变湿度 B改变温度C改变磁场 D改变电容答案：D解析：根据自动干手机工作的特征，手靠近电热器工作，手撤离电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容，手靠近时相当于连接一个电容，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容，用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化而工作就成了室内烘干机5(2010合肥模拟)如图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示发电机线圈内阻为1 ，外接灯泡的电阻为9 ，则()A电压表的示数为6

5、 VB在t102 s的时刻，穿过线圈的磁通量为零C若线圈转速改为25 r/s，则电动势的有效值为3 VD若线圈转速改为25 r/s，则通过电灯的电流为1.2 A答案：C解析：电压表的示数是有效值，UR9 V5.4 V，A错误；t102 s时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，B错误；原来线圈的转速为n50 r/s，当线圈的转速改为25 r/s时，感应电动势的最大值Um V3 V，有效值为3 V，C正确；若线圈转速改为25 r/s，通过灯泡的电流为0.3 A，D错误6在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电电压随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值R9 的电

6、阻串联在一起，线圈的电阻为1 ，则()A通过电阻R的电流瞬时值表达式为i10sin 200t(A)B电阻R两端的电压有效值为90 VC1 s内电阻R上产生的热量为450 JD图中t1102 s时，线圈位于中性面答案：CD解析：通过电阻R的电流最大值为Im10 A，线圈转动的角速度 rad/s10 rad/s，故电流的瞬时值表达式为i10sin 100t(A)，A项错误；电阻R两端的电压有效值为U有效R9 V45 V，B项错误；1 s内电阻R上产生的热量Qt450 J，C项正确；t1.0102 s时感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，D项正确7图甲、乙分别表示两种电压的波形

7、，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是()A图甲表示交流电，图乙表示直流电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U311sin 100t VD图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率变为原来的答案：C解析：因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交流电，A项错；对于正弦交流电才有U有效，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦(余弦)交流电不适用上式有效值的求法，故B错；正弦交流电电压瞬时值的表达式为UUmsint，由图象可知Um311 V，T2102s，可得100，代入上式得U311sin100t，故C项对；由变压器原理可知变压器只能根据匝数比改变电压

8、和电流，它不会改变周期和频率，故D错8(2010珠海模拟)玉树大地震发生后，山东省某公司向灾区北川捐赠一批柴油发电机该柴油发电机说明书的部分内容如表所示现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5104 /m.安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是()型号AED6500S最大输出功率60 kW输出电压范围220 V300 VA.输电线路中的电流为20 AB输电线路损失的电功率为8 000 WC发电机实际输出电压是300 VD如果该

9、柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是300 V答案：B解析：I线I0 A200 A；线路损失功率P线I线2R线8 000 W，线路两端电压UI线R线40 V，所以发电机输出电压为260 V；如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是260 V.9如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表若将调压端的滑动触头P向上移动，则()A电压表V的示数变大B变压器的输出功率变大C电流表A的示数变小D电流表A的示数变大答案：ABD解析：当滑动触头P向上移动时，自耦变压器“副线圈”匝数增大，由可知“副线圈”两端电

10、压增大，台灯的功率变大，A、B正确；由于理想变压器输入功率与输出功率相等，且输入电压不变，故电流表示数变大，C错误、D正确10如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器若已知变压比为1 0001，变流比为1001，并且知道电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为()A2.2103 W B2.2102 WC2.2108 W D2.2104 W答案：C解析：本题考查变压器及功率的知识由变压比求得输电线电压U2.2104 V，由变流比求得输电线电流I1104 A，所以输送功率PUI2.2108 W，C对11(2010镇江模拟)一理想自耦变压器的原线圈接有正

11、弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是()A若通过电路中A、C两处的电流分别为IA、IC，则IAICB若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大C若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大D若在使电阻R减小的同时，将触头P向A端滑动，则通过A处的电流增大答案：CD解析：AB部分接电源为原线圈，PB部分接用电器为副线圈，原线圈的匝数大于副线圈的匝数，故原线圈中的电流小于副线圈中的电流，A不对；若仅使电阻R增大，由P可知输出功率将减小，输入功率也减小，B不对；若仅将触头P向A端滑动，由P可知U增大，故R消耗的电功率增大，C正确；若在使电

12、阻R减小的同时，将触头P向A端滑动，副线圈两端电压变大，电阻R变小，故副线圈中的电流增大，原线圈中电流也增大，D正确12如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则()A保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大B保持U1及P的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率减小C保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大答案：ABD解析：S由a合到b时，n1减小，由可知U2增大，变压器输出的功率P2随之增大，理想变压器P1P2，又P1U1I1，U1不变，则必

13、有I1增大，选项A正确；S由b合到a时，与上述情况相反，副线圈电压U2将减小，R消耗的功率将减小，选项B正确；P上滑时，R增大，变压器输出的功率P2减小，则P1减小，由P1U1I1知I1减小，选项C错误；若U1增大，由可知U2增大，I2随之增大，由I1I2知I1也增大，选项D正确二、填空题(每题4分，共12分)13我国南方山区的小水库有丰富的水力资源，有一个水力交流发电机在正常工作时，电动势e310sin 50t V由于洪涝，水库水位暴涨，为加快泄洪，水轮带动发电机的转速增加0.4倍，若其他条件不变，则电动势e_.答案：434sin 70t V解析：据EmaxNBS，2n，当n增加0.4倍时，

14、1.4，所以Emax1.4Emax1.4310 V434 V，故e434sin 70t V.14(2009天津理综)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I_.线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q_.答案：解析：电动势最大值mBS.有效值BS.由闭合电路欧姆定律可得I.电量qtt.15温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的如图甲中，电源的电动势E9.0 V，内电阻可忽略不计

15、；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的Rt图线所示，闭合开关，当R的温度等于20 时，电流表示数I12 mA，(1)电流表G的内阻Rg_；(2)当电流表的示数I23.6 mA时，热敏电阻R的温度是_.答案：(1)500(2)120解析：(1)从图乙查得t20 时，R的阻值为4 k.由EI1(RRg)得：RgR k4 k0.5 k500 (2)设当I23.6 mA时，热敏电阻的阻值为R，则RRg k0.5 k2.0 k从图中查得此时对应的温度为t2120 .三、计算题(共5题，共52分)16(10分)人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量(水流能、煤

16、等燃料的化学能)转化为电能为了合理地利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，但用电的地方却分布很广，因此，需要把电能输送到远方，若某电站输送电压为U6 000 V，输送功率为P500 kW，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜读数相差4 800 kWh，即4 800度电，试求：(1)输电效率和输电线的电阻；(2)若要使输电损失的功率降到原输送功率的2%，电站应使用多高的电压向外输电？(结果保留二位有效数字)答案：(1)60%28.8 (2)2.7104 V解析：(1)输电效率100%60%由WI2Rt及PUI得：R28.8 .(2)若使输电损失的功率降到原输送功率的2%，则

17、P损P2%10 kW，又P损I12R，U1，联立解得输送电压为U12.7104 V.17(10分)(2010福州模拟)如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1n2n3为多少？答案：321解析：灯泡正常发光，可得UAUBUCUD，所以U22U3.由变压器的电压比公式，所以n22n3.同理，灯泡正常发光，功率相等，即PAPBPCPD.由PI2R，得IAIBICID，即I1I2I3.由U1I1U2I2U3I3得n1I1n2I2n3I3，即n1n2n32n3n33n3，所以n1n2n3321.18(12分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B0.5 T，边长L

18、10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度2 rad/s，外电路电阻R4 ，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交变电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功；(6)周期内通过R的电荷量为多少？答案：(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.6 V(4)1.78 V(5)0.99 J(6)0.086 6 C解析：(1)感应电动势的最大值为EmNBS3.14 V.(2)转过60角时的瞬时感应电动

19、势：eEmcos 603.140.5 V1.57 V.(3)转过60角过程中产生的平均感应电动势：2.6 V.(4)电压表示数为外电压的有效值：UEm1.78 V.(5)转动一周外力做的功等于电流产生的热量：WQ20.99 J.(6)周期内通过R的电荷量：Q0.086 6 C.19(10分)某发电厂发电机的输出功率P100 kW，发电机端电压U250 V，向远处送电的输电线的总电阻R8 .要使输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220 V.(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图；(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比解析：(1)只要安装一台升压变压器和一台

20、降压变压器，输电线路示意图如图所示(2)按题意，P损5%P0.05100103 W5103 W，设输电线路中的电流为I，则P损I2R.I A25 A，输送电压U2 V4 000 V，发电机输出的电压U1U250 V，升压变压器的匝数比.输电线路上损失的电压U损IR258 V200 V，降压变压器原线圈n3两端的电压为U3U2U损4 000 V200 V3 800 V.用户在副线圈n4两端得到电压U4220 V，所以降压变压器的匝数比.即升压变压器原、副线圈的匝数比为116，降压变压器原、副线圈的匝数比为19011.20(10分)(2010郑州模拟)如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈

21、的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场已知线圈的匝数n100匝，电阻r1.0 ，所围成矩形的面积S0.040 m2，小灯泡的电阻R9.0 ，磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为enBmScos，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0的时间内，通过小灯泡的电荷量答案：(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0103 C解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T3.14102 s，所以EmnBmS8.0 V.(2)电流的最大值Im0.80 A，有效值I A，小灯泡消耗的电功率PI2R2.88 W.(3)在0时间内，电动势的平均值，平均电流，流过灯泡的电荷量Qt4.0103 C.