2022年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試10 交變電流 傳感器（含解析）

2022年高考物理新一輪總復習 階段示范性測試10 交變電流 傳感器（含解析）本卷測試內(nèi)容：交變電流傳感器本試卷分為第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，共110分。測試時間90分鐘。第卷(選擇題，共60分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，第2、6、9、11小題，只有一個選項正確；第1、3、4、5、7、8、10、12小題，有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。)1. 下列說法正確的是()A. 話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號B. 電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷C. 電子秤所使用的測力裝置是力傳感器D. 半導體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越大解析：電話話筒的作用是把聲信號變?yōu)殡娦盘?，A選項錯誤；電熨斗中用到雙金屬片，是利用溫度傳感器控制電路的通斷，B選項正確；電子秤是利用壓敏電阻把力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，是力傳感器，C選項正確；半導體熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，D選項錯誤。答案：BC2. xx·北京市懷柔區(qū)高三適應性練習某交流發(fā)電機給燈泡供電，產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象如圖所示，下列說法中正確的是()A. 交變電流的頻率為0.02 HzB. 交變電流的瞬時表達式為i5cos50t(A)C. 在t0.01 s時，穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量最大D. 若發(fā)電機線圈電阻為0.4 ，則發(fā)電機的熱功率為5 W解析：根據(jù)圖象可知im5 A，T20×103 s0.02 s，所以，交變電流的頻率f1/T50 Hz，瞬時表達式為iimcostimcos()t5cos100t(A)，所以選項A、B錯誤；在t0.01 s時，交變電流的瞬時值最大，說明感應電動勢最大，穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量的變化率最大，磁通量最小，選項C錯誤；該余弦交變電流的有效值為i有im/，若發(fā)電機線圈電阻為0.4 ，則其熱功率為P熱iR5 W，所以選項D正確。答案：D3. xx·山西大學附中高三模擬如圖所示電路，變壓器為理想變壓器?，F(xiàn)將滑動變阻器的滑片從某一位置滑動到另一位置時，電流表A1的示數(shù)減小0.1 A，電流表A2的示數(shù)減小1 A，則下列說法正確的是( )A. 燈泡L1變亮 B. 燈泡L1變暗C. 變壓器為升壓變壓器D. 變壓器為降壓變壓器解析：電壓不變，流過A2的電流減小，燈L2的分壓減小，燈L1分壓變大而變亮，選項A正確，B錯誤；由變壓器公式有，解得，為降壓變壓器，選項C錯誤，D正確。答案：AD4. 如圖所示為一理想變壓器，在原線圈輸入電壓不變的條件下，要提高變壓器的輸入功率，可采用的方法是()A. 只增加原線圈的匝數(shù)B. 只增加副線圈的匝數(shù)C. 只減小用電器R1的電阻D. 斷開開關(guān)S解析： 變壓器的輸入功率由輸出功率決定，因此只要增大其輸出功率即可。輸入電壓不變，原線圈匝數(shù)增加輸出電壓減小，輸出功率減小，A項錯誤；副線圈匝數(shù)增加，輸出電壓增大，輸出功率增大，B項正確；在匝數(shù)不變的情況下，輸出電壓不變，閉合開關(guān)或減小R1電阻都使負載電阻減小，消耗的功率增大，即輸出功率增大，C項正確，D項錯誤。答案：BC5. 如圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是( )A. 圖甲表示交流電，圖乙表示直流電B. 兩種電壓的周期相等C. 兩種電壓的有效值相等D. 圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u311sin100t V解析：因圖象的縱坐標上電壓的正負表示電壓的方向，因此兩圖均為交流電，A錯；兩圖象的周期都是2×102 s，故B對；對于正弦交流電才有U有效，雖然兩圖的峰值相同，但圖乙非正弦(余弦)交流電，不適用上式有效值的求法，故C錯；正弦交流電電壓瞬時值的表達式為uUmsint，由圖甲可知Um311 V，T2×102 s，可得100，代入上式得u311sin100t V，故D對。答案：BD6. xx·東城區(qū)模擬如圖所示，理想變壓器原線圈a、b兩端接正弦交變電壓u，u220sin100t(V)，原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，電壓表接在副線圈c、d兩端，輸電線的等效電阻為R，原來開關(guān)S是斷開的。則當S閉合一段時間后()A. 電壓表示數(shù)不變，示數(shù)為22 VB. 電壓表示數(shù)不變，示數(shù)為220 VC. 燈泡L兩端的電壓將變大D. 電流表示數(shù)一定為0解析：當S閉合一段時間后，電壓表示數(shù)不變，由得U2U1×220 V22 V，即電壓表示數(shù)為22 V，選項A正確，B錯誤。S閉合后有交流電通過電容器和電流表，電流表示數(shù)不為零，D錯誤。S閉合后，電容器與燈泡L并聯(lián)的電阻減小，由于U2不變，所以燈泡L兩端的電壓將變小，C錯誤。答案：A7. 如圖甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，輸出交流電的電動勢圖象如圖乙所示，經(jīng)原、副線圈的匝數(shù)比為110的理想變壓器給一燈泡供電，如圖丙所示，副線圈電路中燈泡額定功率為22 W。現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。則()A. t0.01 s時刻穿過線框回路的磁通量為零B. 交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)速為50 r/sC. 變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1 AD.燈泡的額定電壓為220 V解析：由題圖知t0.01 s時e0，此時線圈平面位于中性面，磁通量最大，A錯；周期T0.02 s，所以n50 r/s，B對；由理想變壓器原理得：，其中U1 V，得UL220 V，IL0.1 A，而，得I11 A，C對；燈泡的額定電壓為交流電壓的有效值220 V，D錯。答案：BC8. 如圖所示，三只燈泡均正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動變阻器R的滑片向下移動，已知原線圈上的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，則下列說法中正確的是()A. 燈L3變暗B. 燈L1和L2均變暗C. 變壓器原線圈的輸入功率變大D. 副線圈n2中的電流變大解析：由于原線圈上的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，由電壓與匝數(shù)成正比可知，兩個副線圈上的電壓均不變。當滑動變阻器R的滑片向下移動時，副線圈n3中的電流增大，電阻R1的電壓增大，由閉合電路歐姆定律可得，燈L3兩端的電壓減小，故燈L3變暗，而副線圈n2的電壓及回路中的電阻和電流不發(fā)生變化，故燈L1和L2的亮度不變，A正確，B、D錯誤；由于副線圈n3中的電流增大，則原線圈中的電流也隨之增大，故原線圈的輸入功率變大，C正確。答案：AC9. xx·岳陽模擬如下圖所示，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知n1n210001，n3n41100，圖中電壓表示數(shù)為220 V，電流表示數(shù)為10 A，則高壓輸電線的輸送電功率為()A. 2.2×103 WB. 2.2×102 WC. 2.2×108 WD. 2.2×104 W解析：根據(jù)圖甲可得，高壓輸電線的輸送電壓UU甲220 kV；根據(jù)圖乙可得，輸送電流II乙1000 A；所以高壓輸電線的送電功率PUI220 kV×1000 A2.2×108 W。故C正確。答案：C10. 如圖所示，理想變壓器原線圈中輸入電壓U13300 V，副線圈兩端電壓U2為220 V，輸出端連有完全相同的兩個燈泡L1和L2，繞過鐵芯的導線所接的電壓表V的示數(shù)U2 V。則()A. 原線圈的匝數(shù)為1650匝B. 副線圈的匝數(shù)為55匝C. 當開關(guān)S斷開時，電壓表讀數(shù)變小D. 當開關(guān)S斷開時，A2和A1讀數(shù)均減小解析：由變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知原線圈與電壓表之間有，得原線圈匝數(shù)為1650匝，選項A正確；由電壓表與副線圈電壓關(guān)系，可得副線圈匝數(shù)為110匝，選項B錯誤；斷開開關(guān)S，電壓表匝數(shù)為1，沒有變化，則電壓表讀數(shù)不變，選項C錯誤；當開關(guān)S斷開時，輸出端總電阻增大，輸入和輸出電壓不變，則輸出電流減小，輸出功率減小，輸入電流也減小，選項D正確。答案：AD11. 如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為12，兩端分別接有4個阻值相同的燈泡，已知4盞燈均能發(fā)光，則L1和L2的功率之比為()A. 11B. 13C. 91D. 31解析：變壓器原線圈中輸入電流為副線圈電流的2倍，L1中的電流為副線圈中輸出電流的3倍，L1的功率為L2功率的9倍，所以L1和L2的功率之比為91，選項C正確。答案：C12. xx·衡水中學模擬如圖所示，一只理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是101，原線圈接入電壓為220 V的正弦交流電源，一只理想二極管和一個阻值為10 的電阻R串聯(lián)接在副線圈上。則以下說法中正確的是()A. 1 min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為1452 JB. 電壓表的讀數(shù)為22 VC. 二極管兩端的最大電壓為22 VD. 若將R換成一個阻值大于10 的電阻，則電流表讀數(shù)變小解析：由于匝數(shù)比是101，所以輸出電壓為22 V，根據(jù)理想二極管的單向?qū)щ娦院徒蛔冸娏饔行е档亩x，得電阻R上電壓的有效值是11 V,1 min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為Qt1452 J，選項A正確，B錯誤。理想二極管反向電阻無窮大，當加反向電壓時，二極管兩端的電壓最大值為22 V，選項C錯誤。如果電阻R變大，則輸出功率變小，輸入功率變小，所以電流表讀數(shù)變小，選項D正確。答案：AD第卷(非選擇題，共50分)二、實驗題(本題共13分)13. (13分)熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整。已知常溫下待測熱敏電阻的阻值為4050 。熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出)、電源(3 V、內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約1 )、直流電壓表(內(nèi)阻約5 k)、滑動變阻器(010 )、開關(guān)、導線若干。(1)圖中，a、b、c三條圖線能反映出熱敏電阻的伏安特性的曲線是_。(2)在虛線框中畫出實驗電路圖，要求測量誤差盡可能小。(3)根據(jù)電路圖，在圖中的實物圖上連線。解析：(1)熱敏電阻隨溫度的升高，阻值減小，在I­U圖線中，任一點的，可見c正確。(2)熱敏電阻為4050 。由電壓表、電流表內(nèi)阻知臨界阻值R0 50 ，即熱敏電阻屬小電阻，應用“外接法”，因要描繪伏安曲線電壓從0開始連續(xù)變化。因此用滑動變阻器的“分壓式”接法，電路圖如圖所示。(3)實物連線如圖：答案：(1)c(2)、(3)見解析三、計算題(本題共2小題，共37分)14. (17分)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1n231，原線圈電路中接有一量程為3 A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表一只和可變電阻R以及若干“6 V、6 W”的相同燈泡輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示。 (1)求圖甲中電壓表的讀數(shù)；(2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個數(shù)；(3)為滿足第(2)問中要求，求可變電阻R應調(diào)到的電阻值。解析：(1)根據(jù)圖象可得原線圈電壓的最大值U1m27 V其有效值為U127 V根據(jù)代入數(shù)據(jù)可得U29 V即為電壓表讀數(shù)。(2)設(shè)原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2為使副線圈接入的燈泡最多，則I1取允許通過的最大電流的有效值為3 A根據(jù)U1I1U2I2代入數(shù)據(jù)可得I29 A正常發(fā)光時每個燈泡中的電流為ID1 A所以允許接入的燈泡個數(shù)為n9。(3)電阻兩端電壓為URU2UD3 V電阻阻值為R 。答案：(1)9 V(2)9(3) 15. (20分)如圖甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，其磁感應強度B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知。在0t1時間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度逆時針(從上往下看)勻速轉(zhuǎn)動。線框中電流逆時針方向為正方向(從左向右看)求：(1)0t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大??；(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后，在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過電阻R的電荷量。解析：(1)0t1時間內(nèi)，線框中的感應電動勢E1n根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過電阻R的電流I。(2)線框產(chǎn)生感應電動勢的最大值EmnB1L1L2感應電動勢的有效值EnB1L1L2通過電阻R的電流的有效值I線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間t此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR()2。(3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，平均感應電動勢n平均感應電流通過電阻R的電荷量qt。答案：(1)(2)R()2(3)