高三物理一轮复习测试　第十章 交变电流 传感器.docx

1、绝密启用前2019年高三物理一轮复习测试第十章 交变电流 传感器本试卷分第卷和第卷两部分，共100分，考试时间150分钟。第卷一、单选题(共20小题，每小题3.0分,共60分) 1.如图1为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后()A 副线圈中的电流比为12B 副线圈输出功率比为21C 副线圈的接入匝数比为21D 原线圈输入功率比为122.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为002s，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈总电阻为2，匝数为100匝。从

2、线圈平面与磁场方向平行时开始计时，时线圈中感应电流为1A。那么 （ ）A 线圈中感应电流的有效值为2AB 线圈转动一周产生的焦耳热为0.16JC时穿过线圈磁通量的变化率为0.02WbsD 线圈中的感应电动势瞬时值表达式为e=4sinl003.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和n2200的两个线圈，上线圈两端u51sin 314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()A 2.0 VB 9.0 VC 12.7 VD 144.0 V4.如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压

3、器的匝数比n1n2和电源电压U1分别为()A 122UB 124UC 214UD 212U5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2225，原线圈接220sin 100 t(V)的交流电，电阻R1R250 ，D为理想二极管，则()A 二极管的反向耐压值应大于50VB 电阻两端电压为25 VC 通过副线圈的电流为1 AD 原线圈的输入功率为50 W6.如图(甲)所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5 A的保险丝L，原线圈匝数n1600，副线圈匝数n2120.当原线圈接在如图(乙)所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接()A 阻值为12 的电阻B 并联两盏的“

4、36 V40 W”灯泡C 工作频率为10 Hz的用电设备D 耐压值为36 V的电容器7.如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压u20sin 100tV氖泡在两端电压达到100 V时开始发光下列说法中正确的有()A 开关接通后，氖泡的发光频率为50 HzB 开关接通后，电压表的示数为100 VC 开关断开后，电压表的示数变大D 开关断开后，变压器的输出功率不变8.霍尔式位移传感器的测量原理是：如图所示，有一个沿z轴方向的磁场，磁感应强度BB0kx(B0、k均为常数)，将传感器固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图中箭头所示)当物体沿z轴方向移动时，由于位置不

5、同，霍尔元件在y轴方向上的上、下表面的电势差U也不同则下列说法中正确的是()A 磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大B 霍尔元件运动的速度越大，上、下表面的电势差越大C 若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高D 电流I取值越大，上、下表面的电势差U越小9.如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：UHk，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离，电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则()A 霍尔元件

6、前表面的电势低于后表面B 若电源的正负极对调，电压表将反偏CIH与I成正比D 电压表的示数与RL消耗的电功率成正比10.为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示以下正确的是()Au2190sin (50t) VBu2190cos (100t) VC 为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D 为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移11.如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，RB是磁敏传感器

7、，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d接报警器电路闭合后，当传感器RB所在处出现磁体时，则电流表的电流I，c、d两端的电压U将()AI变大，U变小BI变小，U变大CI变大，U变大DI变小，U变小12.利用电流的热效应可以清除高压输电线上的凌冰若在正常供电时，高压输电电压为U，输电线上的热功率为P；除冰时，输电线上的热功率需提高为9P，设输电功率和输电线电阻不变则除冰时输电电压应为()A 9UB 3UCD13.一台理想变压器，开始时开关S接1，此时原、副线圈的匝数比是111，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电一只理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，如图所示则下列判断正确的是()A 原、

8、副线圈中的功率之比为111B 若只将S从1拨到2，电流表示数增大C 若开关S接1，滑动变阻器接入电路的阻值为10 时，则1 min内滑动变阻器产生的热量为1200 JD 若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则两电表示数均减小14.关于线圈在匀强磁场中转动产生的正弦交变电流,下列说法正确的是( )A 线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变B 线圈转动一周,感应电流的方向一定改变一次C 线圈平面每经过中性面一次, 感应电流和感应电动势方向都改变一次D 线圈转动一周, 感应电流和感应电动势方向一定都改变一次15.目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机如图所示，表示

9、了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块正对的金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射入的等离子体速度均为v，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，等离子体充满两板间的空间，负载电阻是一长为2d，截面积为圆柱形，其电阻率为等离子体的电阻率的.当发电机稳定发电时，电流表示数为I，那么板间等离子体的电阻率为()ABCD16.如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度匀速转动矩形线圈通过滑环

10、连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是()A 若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B 发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为eNBSsintC 当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动D 当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高17.如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()A A1、A2两表的示数相同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

11、R4两端的电压18.下图表示一交流电的电压随时间变化的图线，此交流电压的有效值是()A 75 VB 75VC 50 VD 50V19.将图1所示的方波电压和图2所示的正弦交流电压分别加在相同阻值的电阻上，它们在该电阻上产生的热功率之比为()A 21B1C 11D 1220.某发电站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电线的总电阻为R线则下列说法不正确的是()A 输电线上的电流IB 输电线上的电流IC 输电线电阻上的功率损失P线()2R线D 输电线电阻上的电压损失U线R线第卷二、计算题(共4小题，每小题10.0分,共40分) 21.如图所示，理想变压器原线圈接到220V

12、的交流电源上，副线圈的匝数为30，与一标有“12 V,12 W”的灯泡连接，灯泡正常发光副线圈的输出电压为110 V，电流为0.4 A求：(1)副线圈的匝数；(2)原线圈的匝数以及通过原线圈的电流22.下图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n100匝、电阻r10 ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R90 ，与R并联的交流电压表为理想电表在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按下图乙所示正弦规律变化求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)电路中交流电压表的示数23.如图所示，匀强磁

13、场的磁感应强度B0.5 T，边长为L10 cm的正方形线圈共100匝，线圈电阻1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度为2 rad/s，外电路电阻4 ，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)交流电压表的示数；(5)转动一周外力做的功；(6)周期内通过的电荷量为多少？24.在下图中，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是31.初级线圈的输入电压是660 V，次级线圈的电阻为0.2 ，这台变压器供给100盏(220 V,60 W)

14、的电灯用电求：(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率(2)接通时次级线圈的端电压(3)每盏灯的实际功率答案解析1.【答案】C【解析】在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由220 V降至110 V，由知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为21，故C正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为21，故A错误；由PUI知，输出功率之比为41，故B错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为41，故D错误2.【答案】C【解析】由于从中性面开始，感应电流的瞬时值表达式为：，将代入可得，因此感应电流的有效值为，A错误

15、；线圈转动一周产生的焦耳热，B错误；线圈中的感应电动势的瞬时值表达式，D错误；而时有瞬时值，而根据法拉第电磁感应定律，因此时穿过线圈磁通量的变化率为，C正确。3.【答案】A【解析】交流电源电压的有效值U1V，如果看成理想的情况来处理有：，n1800，n2200，解得U29.0 V，故交流电压表的读数应该小于9.0 V，所以答案为A.4.【答案】C【解析】负载灯泡正常发光，由题意可知变压器输出功率为2P，输出电压为U，故可知，原线圈输入功率也为2P，同理原线圈中电流为灯泡正常工作电流，由PUI可知，原线圈输入电压为2U；所以可得U1UU2U4U，由理想变压器规律可知，原副线圈匝数比为21，故只有

16、选项C正确5.【答案】A【解析】原、副线圈的匝数比n1n2225，则副线圈两端最大电压为50V，二极管的反向耐压值应大于50V，A正确；由表达式知原线圈电压有效值为220 V，副线圈两端电压为20 V，由于二极管的单向导电性，使得电压表的示数小于20 V，B错误；根据电流热效应，T，所以电阻两端电压为U10V，副线圈电流为为：IAA，C错误；副线圈消耗的功率为：PW8 W，原线圈的输入功率为8 W，D错误6.【答案】B【解析】原线圈电压的有效值为U1180 V，根据电压关系，可得U236 V，在根据P2108 W，比P1U1I190 V大，选项A错误并联两盏灯泡，I222.22 A，根据电流关

17、系，可得原线圈中的电流小于0.5 A，选项B正确原线圈中的频率为50 Hz，则在副线圈两端接工作频率为10 Hz的用电设备，无法正常工作，选项C错误副线圈两端电压的峰值为36V，选项D错误7.【答案】B【解析】交变电压的频率为fHz50 Hz，一个周期内电压两次大于100 V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100 Hz，所以A项错误；由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为20 V，由电压与匝数成正比得副线圈两端的电压为U2100 V，电压表的示数为交流电的有效值，所以B项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，所以C项错误；断开后，电路

18、消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，所以D项错误8.【答案】A【解析】电流向右、磁场垂直纸面向外，根据左手定则，安培力向下，电流是电子的定向移动形成的，故洛伦兹力也向下，故下极板聚集负电荷，上极板带正电荷，故下极板电势较低，故C错误；设上下表面高度差为h，厚度为d，电子最终达到平衡，有：evBeU/h则：UvBh电流的微观表达式：InevSnevhd则：v，代入得：UBh磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大，故A正确；上、下表面的电势差与速度无关，故B错误；电流I取值越大，上、下表面的电势差U越大，故D错误9.【答案】D【解析】根据电流周围存在磁场，结合安培定则可知磁场的方向，而电子移

19、动方向与电流的方向相反，再由左手定则可得，电子偏向内侧，导致前表面的电势高于后表面，故A错误；当电源正负对调后，磁场虽反向，而电子运动方向也反向，由左手定则可知，洛伦兹力的方向不变，则电压表将不会反偏，故B错误；如图所示，霍尔元件与电阻R串联后与RL并联，根据串并联特点，则有：IHR(IIL)RL；因此则有IH与I成线性关系，故C错误；根据Uk，且磁感应强度大小B与I成正比，即为BKI，又IH与I成正比，结合PUI，因此：U，则有U与PRL成正比，故D正确10.【答案】D【解析】由图象可得：用户电压u2随时间t变化的曲线周期为T0.02 s，则rad/s100 rad/s，所以u2Umsint

20、190sin 100t，故A、B错误；根据可得：用户电压为：U2U1，保持输入电压u1不变，由图象显示用户所得电压偏低，要想保证用户电压稳定在220 V，应减小变压器原线圈匝数，应将P适当上移，选项C错误，D正确11.【答案】A【解析】由题知，当传感器RB所在处出现磁体时，RB减小，RB、R2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I干增大，路端电压减小，R1电压增大，故c、d两端电压U变小，通过R2电流减小，I干增大，知电流表示数I变大，故A正确，B、C、D错误12.【答案】C【解析】设输电线电阻为r，高压线上的热耗功率：PI2r，若热耗功率变为9P，则：9PI2

21、r，联立可得：I3I；输送功率不变，由P总UIUI，得：UUU，C正确13.【答案】C【解析】原副线圈的输入功率等于输出功率，故A错误；若只将S从1拨到2，副线圈的电压减小，副线圈电流减小，原线圈电流即电流表示数减小，故B错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为20 V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知T解得U10V，若滑动变阻器接入电路的阻值为10 ，则1 min内滑动变阻器产生的热量为Q60 J1200 J，故C正确；将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，电流表的读数变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，故D错误14.

22、【答案】C【解析】当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次15.【答案】A【解析】最终稳定时，电荷所受洛伦兹力和电场力处于平衡，有qvBq.解得EvBd.根据闭合电路欧姆定律得，电离气体的电阻RR.由电阻定律得，R将上式综合，解得.故A正确，B、C、D错误16.【答案】C【解析】若发电机线圈某时刻处于图示位置，此时线圈的磁通量为零，但是磁通量的变化率最大，感应电动势最大，变压器原线圈的电流瞬时值最大，选项A错误；因为以线圈平面与磁场平行时为计时起点，故发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为eNBScost

23、，选项B错误；当用电量增加时，导线上的电压损失变大，用户得到的电压减小，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动，选项C正确；变压器原线圈两端的电压由发电机决定的，与次级无关，所以原线圈的电压是不变的，选项D错误17.【答案】D【解析】设A、B两端所加电压为U.由欧姆定律知，通过A2表的电流大小I2.通过升压变压器升压后输出电压UU，降压变压器获得电压为UI12RUI12R，灯泡L1两端电压为(UI12R)，则通过灯泡L1的电流为，故由变压器电流变化规律得I1，又因为n1n42R，所以I1I2，故灯炮L1亮度更大，选项B错误由于I1I2，根据欧姆定律以及电功率的有关知识可知，选项C错误，选项

24、D正确18.【答案】D【解析】电压电流的有效值都是根据热效应来计算的也就是说一个周期内发出的热量与等于有效值的电压在一个周期内发出热量相等观察电压随时间变化的图像，周期为0.3 s，设电阻为R，则有0.1 s0.2 s0.3 s，带入计算U效50V，答案D对19.【答案】A【解析】图1中电阻的热功率P1，图2中电阻的热功率P2，所以，选项A正确20.【答案】A【解析】由于输送的总功率为P0，输电电压为U，故输电线上的电流为I，A错误，B正确；输电线电阻上的功率损失P线()2R线，故C正确；输电线电阻上的电压损失U线R线，故D也正确21.【答案】(1)275匝(2)0.25 A【解析】理想变压器

25、原线圈两端电压跟每个副线圈两端电压之比都等于原、副线圈匝数之比由于有两个副线圈，原、副线圈中的电流跟它们的匝数并不成反比，但输入功率等于输出的总功率(1)已知U212 V，n230；U3110 V由，得n3n2275匝；(2)由U1220 V，根据，得n1n2550匝由P1P2P3P2I3U356 W，得I10.25 A22.【答案】(1)200 V(2)127 V【解析】(1)交流发电机产生的电动势的最大值EmnBS而mBS由t图线可知：m2.0102Wb，T6.28102s所以Em200 V(2)电动势的有效值EEm100V由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为IA交流电压表的示数为U

26、IR90V127 V23.【答案】(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.6 V(4)1.78 V(5)0.99 J(6)0.0866 C【解析】(1)感应电动势的最大值：Em3.14 V.(2)转过60角时的瞬时感应电动势：Emmcos 603.140.5 V1.57 V.(3)转过60角的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：Em1.78 V.(5)转动一周外力做的功等于电流产生的热量：()20.99 J.(6)周期内通过的电荷量：q0.0866 C.24.【答案】(1)220 V0(2) 214.68 V(3)57.1 W【解析】(1)将变压器视为理想变压器设空载时次级线圈的端电压为U2.由，得U2U1220 V因为空载，次级线圈的负载电阻R2，次级线圈中的电流为零I20，PI2U20.(2)接通电路后，100盏灯并联的总电阻为R外8.07 次级线圈中的电流为I2A26.6 A所以次级线圈的端电压U2I2R外214.68 V(3)每盏灯的实际功率为PU257.1 W