（名師導(dǎo)學(xué)）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器同步測(cè)試卷 新人教版

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1、交變電流　傳感器 同步測(cè)試卷 時(shí)間：90分鐘　總分：100分 一、選擇題(本大題共8小題，每小題6分，共48分．其中1～5為單項(xiàng)選擇題，6～8題為多項(xiàng)選擇題，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不選的得0分) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．一交流發(fā)電機(jī)模型如圖1所示，用示波器觀察到它產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)波形如圖2所示，則(D) A．該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為5 V B．該發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速為25 r/s C．t＝ s時(shí)，穿過(guò)發(fā)電機(jī)線圈的磁通量最大 D．t＝ s時(shí)，穿過(guò)發(fā)電機(jī)線圈的磁通量變化率最大 【解析】由圖2可知，交流電的最大值為Em＝5 V，故

2、有效值為E＝＝ V，故A錯(cuò)誤；交流電的周期T＝0.02 s，故轉(zhuǎn)速n＝＝50 r/s，故B錯(cuò)誤；交流電的角速度ω＝2πn＝100π rad/s，產(chǎn)生的交流電的瞬時(shí)值e＝5sin 100πt (V)，當(dāng)t＝ s時(shí)，交流電的瞬時(shí)值e＝5sin 100π× (V)＝5 V，此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量變化率最大，發(fā)電機(jī)線圈平面跟磁感線平行，磁通量為零，故C錯(cuò)誤，D正確． 2．在如圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個(gè)25 mH的高頻扼流圈，C是一個(gè)100 pF的電容器，R是負(fù)載電阻．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(B) A．L的作用是“通低頻，阻高頻” B．C的作

3、用是“通直流，阻交流” C．C的作用是“通高頻，阻低頻” D．通過(guò)R的電流中，低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比 【解析】由電感和電容對(duì)交變電流的作用可知，A、C、D正確，故選B. 3．利用超導(dǎo)材料零電阻的性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電．現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4 Ω，它提供給用電器的電功率為40 kW，電壓為800 V．如果用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜替代原來(lái)的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為(A) A．1 kW B．1.6×103 kW C．1.6 kW D．10 kW 【解析】用電器的額定電流為：I＝＝ A＝50 A，輸電線上消耗

4、功率P線＝I2R＝502×0.4 W＝1 000 W＝1 kW.所以若采用超導(dǎo)材料則線路上的損耗將被節(jié)約．故選A. 4．如圖所示電路，電阻R1與電阻R2的阻值都為R，理想二極管D(正向電阻可看做零，反向電阻可看做無(wú)窮大)與R1并聯(lián)，在A、B間加一正弦交流電壓u＝20sin 100πt(V)，則加在R2上的電壓有效值為(B) A．5 V B．5 V C．10 V D．5 V 【解析】當(dāng)為正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通即R1被短路，R2電壓為電源電壓 V＝10 V；當(dāng)為負(fù)向電壓時(shí)B點(diǎn)電位高于A點(diǎn)電位，二極管截止，R1、R2串聯(lián)分壓，Q＝Q1＋Q2，即為：T＝＋，解得U＝5 V，B正確．

5、 5．如圖所示，虛線右側(cè)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形線圈的中軸線位于磁場(chǎng)邊界并與磁場(chǎng)垂直，線圈每邊電阻為R，線圈繞中軸線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)垂直位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流的表達(dá)式是(B) A. sin ωt B. sin ωt C. cos ωt D. cos ωt 【解析】只有線圈的一半產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為：Em＝，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：e＝Emsin ωt＝sin ωt線圈中電流的瞬時(shí)值i＝＝sin ωt，故選B. 6．如圖所示，有一理想變壓器，原線圈匝數(shù)為n1，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分

6、別為n2和n3，原、副線圈的電壓分別為U1、U2、U3，電流分別為I1、I2、I3，兩個(gè)副線圈負(fù)載電阻的阻值未知，下列結(jié)論中，正確的是(ACD) A．U1∶U2＝n1∶n2，U2∶U3＝n2∶n3 B.＝，＝ C．n1I1＝n2I2＋n3I3 D．I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3 【解析】變壓器的匝數(shù)與電壓成正比，所以＝；＝，故A正確；由于變壓器的輸入功率等于輸出功率，所以得：I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3，聯(lián)立以上各公式得：n1I1＝n2I2＋n3I3，故C、D正確，B錯(cuò)誤． 7．如圖所示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器

7、．現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A，則下列說(shuō)法正確的是(BD) A．電壓表V1、V2示數(shù)均增大 B．電壓表V3示數(shù)減小 C．該變壓器起升壓作用 D．變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng) 【解析】觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A，即副線圈電流增大，由于a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，匝數(shù)比不變，所以副線圈電壓不變，即V1、V2示數(shù)不變，根據(jù)歐姆定律得負(fù)載電阻減小，所以變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng)，故A錯(cuò)誤，D正確；由于電流表A2的示數(shù)增大，所以R0兩端電壓增

8、大，所以滑動(dòng)變阻器R兩端電壓減小，即電壓表V3示數(shù)減小，故B正確；觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A，即原線圈電流增大量小于副線圈電流增大量，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，所以該變壓器起降壓作用，故C錯(cuò)誤． 8．如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，圖中兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n3、n4，兩條輸電線的電阻均為r.將原線圈接到u＝Umsin ωt(V)的交流電源上，若輸送的電功率為P，不考慮其他因素的影響，則(AC) A．輸電線上通過(guò)的電流為 B．輸電線上損失的電壓為 C．輸電線上損失的電功率

9、為4()2()2r D．僅增大輸送的電功率即可提升輸電的效率 【解析】輸入的交流電的有效值U1＝，升壓變壓器副線圈中的電壓U2＝U1，故輸電線上通過(guò)的電流為I＝＝，故A正確；輸電線路上損失的電壓ΔU＝2Ir＝，故B錯(cuò)誤；損失的功率ΔP＝2I2r＝4()2()2r，故C正確；輸電的效率η＝＝1－4()2·P，則僅增大輸送的電功率，可降低輸電的效率，故D錯(cuò)誤． 二、填空題(每空4分，共8分) 9．(8分)如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)S與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場(chǎng)B中．兩板間放一臺(tái)小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為

10、＋q的小球．S斷開(kāi)時(shí)傳感器上有示數(shù)S閉合時(shí)傳感器上恰好無(wú)示數(shù)．則線圈中的磁場(chǎng)B的變化情況為_(kāi)_正在增強(qiáng)__，磁通量變化率＝______. 【解析】開(kāi)關(guān)閉合時(shí)有：qE＝mg， 解得：E＝. 又E＝， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于兩板的電勢(shì)差，則U＝n， 解得：＝. 小球帶正電，知上極板帶負(fù)電，根據(jù)楞次定律得知，磁場(chǎng)正在增強(qiáng)． 三、計(jì)算題(本大題共3個(gè)小題，共44分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 10．(12分)如圖所示，單匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸從圖示位置開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．已知從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，線圈中電動(dòng)勢(shì)大小為10 V，求： (1)交變電動(dòng)勢(shì)的

11、峰值； (2)交變電動(dòng)勢(shì)的有效值； (3)設(shè)線圈電阻為R＝1 Ω，角速度ω＝100 rad/s，線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量q. 【解析】(1)圖示位置為中性面，從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝Emsin ωt， 將ωt＝，e＝10 V代入上式，求得 Em＝20 V. (2)此電流為正弦交變電流，所以交變電動(dòng)勢(shì)的有效值 E＝＝ V＝10 V. (3)在線圈轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，穿過(guò)線圈平面的磁通量變化量ΔΦ＝B·S，椐Em＝BSω得ΔΦ＝＝ Wb＝0.2 Wb，故q＝＝ C＝0.2 C. 11．(14分)某臺(tái)交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為多匝線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)

12、生正弦式交流電．當(dāng)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e＝10sin 50πt (V)，其他條件不變，現(xiàn)只將線框轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，發(fā)電機(jī)輸出端接入如圖所示電路．已知發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r＝1 Ω，R1＝4 Ω，R2＝R3＝10 Ω，求： (1)理想交流電壓表的示數(shù)； (2)通過(guò)電阻R1的電流的最大值； (3)電阻R2在1 min內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱． 【解析】(1)根據(jù)Em＝NBSω可得其他條件不變，現(xiàn)只將線框轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍后Em＝20 V， 線圈相當(dāng)于電源，電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝＝20 V，內(nèi)阻r＝1 Ω， 電壓表測(cè)量的是路端電壓，所以根據(jù)閉合回路歐姆定律可得 U＝E＝18 V (2)

13、通過(guò)電阻R1的電流最大值I1max＝＝2 A (3)R2兩端的電壓為U′＝E＝10 V 電阻R2在1 min內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q＝t＝600 J 12．(18分)有條河流，流量Q＝2 m3/s，落差h＝5 m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240 V，輸電線總電阻R＝30 Ω，允許損失功率為輸出功率的6%，為滿足用電的需求，則該輸電線路所使用的理想的升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220 V　100 W”的電燈正常發(fā)光？(g取10 N/kg) 【解析】設(shè)水的密度為ρ 電源端： P輸出＝×50%＝Qρgh×0.5＝2×1×103×10×5×0.5 W＝5×104 W 輸出電壓U0＝240 V；輸送電路如圖所示． 為滿足輸電要求，據(jù)ΔP損＝IR 有I送＝＝＝ A＝10 A，則送電電壓為U送＝＝ V＝5×103 V 所以升壓變壓器的變壓比為 n1∶n2＝U0∶U送＝＝6∶125 輸電線電壓損失ΔU損＝I送R＝10×30 V＝300 V， 用戶端：U1＝U送－ΔU損＝5×103 V－300 V＝4 700 V，據(jù)題意可知U2＝220 V，所以降壓變壓器的匝數(shù)比為n1′∶n2′＝U1∶U2＝＝235∶11.因?yàn)槔硐胱儔浩鳑](méi)有能量損失，所以可正常發(fā)光的電燈盞數(shù)為 N＝＝(盞)＝470(盞)． - 7 -