届高三物理一轮单元金卷第十二单元 交变电流 传感器 A卷Word下载.docx
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一、选择题:
本题共10小题,每小题5分。
在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交流电如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则( )
A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程
B.乙图中c时刻对应甲图中的C图
C.若乙图中d等于0.02s,则1s内电流的方向改变了50次
D.若乙图中b等于0.02s,则交流电的频率为50Hz
2.(2018·
东北三校联考)关于图甲、乙、丙、丁,下列说法正确的是( )
A.图甲中电流的峰值为2A,有效值为A,周期为5s
B.图乙中电流的峰值为5A,有效值为2.5A
C.图丙中电流的峰值为2A,有效值为A
D.图丁中电流的最大值为4A,有效值为A,周期为2s
3.如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=10sin10πt(V),则( )
A.该交变电流的频率为10Hz
B.该电动势的有效值为10V
C.外接电阻R所消耗的电功率为10W
D.电路中理想交流电流表A的示数为1.0A
4.如图甲所示,为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度.给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为( )
A.220V B.110V
C.VD.V
5.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1,原线圈接入电压为220V的正弦交流电,各元件正常工作,一个理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上,如图所示,电压表和电流表均为理想交流电表.则下列说法正确的是( )
A.原、副线圈中的电流之比为5∶1
B.电压表的读数约为44V
C.若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω,则1分钟产生的热量为2904J
D.若将滑动变阻器的滑片向上滑动,则两电表读数均增大
6.(2018·
唐山模拟)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶1,原线圈接在u=220sin100πt(V)的交流电源上,副线圈一端接有R=55Ω的负载电阻、熔断电流为1A的保险丝和一个灯泡D,电流表为理想电表.下列说法正确的是( )
A.S断开时,原线圈中电流表的读数为A
B.S断开时,原线圈的输入功率为220W
C.副线圈中输出交流电的周期为50s
D.S闭合时,灯泡D正常发光,原线圈中电流表读数不会超过1.5A
7.如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型,将变压器和二极管都视为理想元件,已知变压器的原、副线圈匝数比为20∶1,A、B端输入电压为U1=220sin100πt(V),对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)( )
A.输出电压的有效值为11V
B.输出电压的有效值为5.5V
C.CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶2
D.CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶1
8.(2017·
高考江苏卷)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则( )
A.电感L1的作用是通高频
B.电容C2的作用是通高频
C.扬声器甲用于输出高频成分
D.扬声器乙用于输出高频成分
9.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )
A.电流表的示数为10A
B.线圈转动的角速度为50πrad/s
C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左
10.(2018·
东北三校联考)如图所示,空间中有范围足够大的匀强磁场,磁场方向竖直向下,在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环,两环相距L,用导线将环与外电阻相连,现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动.若已知磁感应强度大小为B,圆环半径为R,杆转动角速度为ω,金属杆和电阻的阻值均为r,其他电阻不计,则( )
A.当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外
电阻的电流先变大后变小
B.当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外
电阻的电流先变小后变大
C.流过外电阻电流的有效值为
D.流过外电阻电流的有效值为
二、非选择题:
本大题共4小题,共60分。
按题目要求作答。
解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11.
(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高.
①如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变________(选填“大”或“小”).
②上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度.如果刻度盘正中的温度为20℃(如图甲所示),则25℃的刻度应在20℃的刻度的________(选填“左”或“右”)侧.
③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化,请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计一个电路.
(2)图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路,电源电压恒定,电流表内阻不计,开关闭合后,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示,试根据这一特性,由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路.
12.如图甲为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如图乙所示.若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W.
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;
(2)求只在ce间接400Ω电阻时,原线圈中的电流I1;
(3)求ce和de间线圈的匝数比.
13.(2018·
武汉模拟)在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失.有一个小型发电站,输送的电功率为P=500kW,当使用U=5kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800kW·
h.求:
(1)输电效率η和输电线的总电阻r;
(2)若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么发电站应使用多高的电压向外输电?
14.发电机的端电压为220V,输出电功率为44kW,输电导线的电阻为0.2Ω,如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线路后,再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.
(1)画出全过程的线路图;
(2)求用户得到的电压和功率;
(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压.
答案
1.【答案】A
【解析】选A.由交变电流的产生原理可知,甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面,线圈在中性面时电流为零,再经过1/4个周期电流达到最大值,再由楞次定律判断出电流的方向,因此甲图中A至B图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值,A正确;
甲图中的C图对应的电流为零,B错误;
每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次,所以一个周期以内电流方向要改变两次,所以在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期,若已知d等于0.02s,则频率为50Hz,1s内电流的方向将改变100次,C错误;
而D选项频率应该是25Hz.
2.【答案】B
【解析】选B.图甲是正弦式交变电流图线,峰值(最大值)为2A,有效值是峰值的,即A,周期为4s,所以A选项错误;
图乙电流大小改变但方向不变,所以不是交变电流,计算有效值时因为热效应与电流方向无关,所以仍是峰值的,即2.5A,所以B选项正确;
图丙是图甲减半的脉冲电流,有效值不可能为峰值的,所以C选项错误;
图丁是交变电流图线,周期为2s,根据有效值定义则有:
42×
R×
+32×
=I2RT,解得电流有效值I=2.5A,所以D选项错误.
3.【答案】D
【解析】选D.因e=10sin10πt(V),故ω=10πrad/s,f==5Hz,选项A错误;
Em=10V,故其有效值E==10V,选项B错误;
交流电表的示数及功率的计算均要用有效值,因此电路中理想交流电流表A的示数I==1.0A,选项D正确;
外接电阻R所消耗功率为P=I2R=1.02×
9W=9W,选项C错误.
4.【答案】B
【解析】选B.设电压的有效值为U,根据有效值定义有·
=T,解得U=110V,则B正确.
5.【答案】C
【解析】选C.理想二极管的特点是正向的电流通过时电阻很小,反向的电流通过时电阻很大,认为断路,理想二极管的作用是只允许正向的电流通过.由于原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比,所以电流之比为1∶5,A选项错误;
原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比,所以副线圈两端电压为U2=44V,但二极管具有单向导电性,根据有效值的定义有×
=×
T,从而求得电压表两端电压有效值为U=22V,B选项错误;
1min产生的热量为Q=t=2904J,C选项正确;
将滑动变阻器滑片向上滑动,接入电路中的阻值变小,但对原、副线圈两端的电压无影响,即电压表的读数不变,电流表的读数变大,所以D选项错误.
6.【答案】D
【解析】选D.由交流电源瞬时值表达式可知其原线圈两端电压的有效值为220V,根据理想变压器变压规律=可知,副线圈输出电压有效值为U2=110V,由欧姆定律可知通过电阻的电流I2==2A,由变压器变流规律=可知,原线圈输入电流为1A,故电流表示数为1A,A项错误;
原线圈的输入功率P1=U1I1=220W,B项错误;
变压器不改变交流电的周期,由瞬时值表达式可知,交流电的周期为0.02s,C项错误;
通过灯泡的电流有效值最大为1A,故通过副线圈的最大电流为3A,由变压器变流规律可知,原线圈输入电流有效值最大为1.5A,故D项正确.
7.【答案】BD
【解析】选BD.由于OD为副线圈的中心抽头,AB与CD线圈匝数之比为40∶1,则线圈CD间电压的最大值为V,而本题中的两个二极管相当于把CD之间的交变电压的负半部分对称地变为正半部分,这样交变电流就全部变为正值,且周期为原来的一半,因而有效值为5.5V,A错误,B正确.变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率,因而C错误,D正确.
8.【答案】BD
【解析】选BD.电感线圈有通低频、阻高频的作用,因此A项错误;
电容器有通高频、阻低频的作用,因此B项正确;
由此可以判断,扬声器甲主要用于输出低频成分,扬声器乙用于输出高频成分,C项错误,D项正确.
9.
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- 届高三物理一轮单元金卷第十二单元 交变电流 传感器 A卷 届高三 物理 一轮 单元 第十二 电流