高考物理第十一章 交变电流 传感器45分钟章末检测卷.docx
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高考物理第十一章交变电流传感器45分钟章末检测卷
高考物理第十一章交变电流传感器
45分钟章末检测卷满分98分
一、选择题(1~10题只有一项符合题目要求,11~14题有多个选项符合题目要求,每小题7分,共98分)
1.小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数.将发电机与一个标有“6V 6W”的小灯泡连接形成闭合回路,不计电路的其他电阻.当线圈的转速为n=5r/s时,小灯泡恰好正常发光,则电路中电流的瞬时表达式为( )
A.i=sin5t(A)B.i=sin10πt(A)
C.i=1.41sin5t(A)D.i=1.41sin10πt(A)
2.一交变电流的图象如图所示,由图可知( )
A.该交流电的周期是0.02s
B.该交流电电流最大值为20
A
C.该交流电的频率为100Hz
D.用电流表测该电流其示数为10
A
3.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20:
1,原线圈接在正弦交流电源上,副线圈接入“3V 6W”灯泡一只,且灯泡正常发光.则( )
A.原线圈电压有效值为3V
B.电源输出功率为120W
C.电流表的示数为0.1A
D.电流表的示数为40A
4.在变电站里,经常要用交流电表监测电网上的强电流.所用的器材叫电流互感器,如图所示,能正确反映其工作原理的是( )
5.如图为一种变压器的实物图,根据其铭牌上所提供的信息,以下判断错误的是( )
A.这是一个降压变压器
B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多
C.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12V
D.当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时,副线圈中电流比原线圈中电流大
6.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为55:
3,原线圈a、b间输入交流电瞬时值的表达式为u=220
sin(100πt)V,副线圈两端接有两只标有“24W”字样的灯泡,当开关S1和S2都闭合时,两灯泡均正常发光,下列说法中正确的是( )
A.两只灯泡能承受的最高电压为12V
B.断开开关S1,副线圈两端的电压将变大
C.断开开关S1,变压器原线圈的输入功率将变小
D.该变压器原、副线圈的输入、输出功率之比为55:
3
7.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2:
1,a、b端接入一正弦式交流电源.L1、L2为两只规格均为“22V 6W”的灯泡,两电表为理想交流电表.当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时,两灯泡恰好都正常发光.下列说法正确的是( )
A.电流表示数为0.27A
B.电压表示数为44V
C.滑片P向下移动时,灯泡L2将变暗
D.滑片P向上移动时,灯泡L1将变暗
8.如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,电阻不计,绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动,从图示位置开始计时.矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈,副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R,下列判断正确的是( )
A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωt
B.矩形线圈从图示位置经过
时间内,通过电流表A1的电荷量为0
C.当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电流表A1和A2示数都变小
D.当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电压表V1示数不变,V2和V3的示数都变小
9.某发电机说明书的部分内容如下表所示,现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示.发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为某型号单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时( )
型号
××××
最大输出功率
60kW
输出电压范围
220V~300V
A.输电线路中的电流为20A
B.发电机实际输出电压是300V
C.在输电线路上损失的电功率为8kW
D.如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则输出电压最大值是300V
10.图甲的正弦交变电压接在图乙的理想变压器原线圈上,R是滑动变阻器,变压器原线圈匝数为55匝,P是副线圈上的滑动触头,当P处于图示位置时,副线圈连入电路部分的匝数为10匝,灯泡L恰能正常发光,电容器C恰好不被击穿.则下列说法正确的是( )
A.R的滑片不动,向上移动P,灯L变暗
B.P不动,向下移动R的滑片,灯L变暗
C.电容器C的击穿电压为20
V
D.向上移动P,变压器输入功率变大
11.(多选)有一个交变电流U=311sin314t(V),则下列说法中正确的是( )
A.这个交变电流的频率是50Hz
B.它可以使“220V 100W”的灯泡正常发光
C.用交流电压表测量时,读数为311V
D.使用这个交变电流的用电器,每通过1C的电荷量时,电流做功220J
12.(多选)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图.输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动.两条输电线总电阻用R0表示.当负载增加时,则( )
A.电压表V1、V2的示数几乎不变
B.电流表A2的示数增大,电流表A1的示数减小
C.电压表V3的示数增大,电流表A2的示数增大
D.电压表V2、V3的示数之差与电流表A2的示数的比值不变
13.如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光,则下列说法正确的是( )
A.U1:
U2=3:
4
B.U1:
U2=4:
3
C.若将L1短路,则副线圈的三个灯泡仍能正常发光
D.若将L2短路,则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的
倍
14.(多选)下图是远距离输电的示意图.n1、n2是升压变压器原、副线圈的匝数,n1:
n2=1:
20,n3、n4是降压变压器原、副线圈的匝数,n3:
n4=40:
1.升压变压器的原线圈n1与一交变电流相连接,该交变电流的瞬时值表达式为u=440
sin100πtV,下列说法正确的是( )
A.用电器获得的电压的有效值为220V
B.用电器获得电压的有效值小于220V,要想使用电器的电压变为220V,在n1、n3、n4不变的前提下,增大n2
C.用电器获得电压的有效值大于220V,要想使用电器的电压变为220V,在n1、n2、n4不变的前提下,增大n3
D.通过用电器的交变电流的方向,每秒改变100次
高考物理第十一章交变电流传感器
45分钟章末检测卷满分98分
一、选择题(1~10题只有一项符合题目要求,11~14题有多个选项符合题目要求,每小题7分,共98分)
1.小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数.将发电机与一个标有“6V 6W”的小灯泡连接形成闭合回路,不计电路的其他电阻.当线圈的转速为n=5r/s时,小灯泡恰好正常发光,则电路中电流的瞬时表达式为( )
A.i=sin5t(A)B.i=sin10πt(A)
C.i=1.41sin5t(A)D.i=1.41sin10πt(A)
解析:
因为小灯泡正常发光,所以电路中电流的有效值为I=
=1A,则电流的最大值为Im=
A≈1.41A.因为转速n=5r/s,且ω=2nπ,所以ω=10πrad/s,故电路中电流的瞬时值表达式为i=1.41sin10πt(A),选项D正确.
答案:
D
2.(2018·惠州模拟)一交变电流的图象如图所示,由图可知( )
A.该交流电的周期是0.02s
B.该交流电电流最大值为20
A
C.该交流电的频率为100Hz
D.用电流表测该电流其示数为10
A
解析:
该交流电的周期T=0.01s,频率f=
=100Hz,A错、C对;最大值Im=10
A,电流表测得的是电流有效值I=
=10A,故B、D错误.
答案:
C
3.(2018·辽宁锦州期末)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20:
1,原线圈接在正弦交流电源上,副线圈接入“3V 6W”灯泡一只,且灯泡正常发光.则( )
A.原线圈电压有效值为3V
B.电源输出功率为120W
C.电流表的示数为0.1A
D.电流表的示数为40A
解析:
根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比可知,原线圈两端电压有效值为60V,选项A错误;理想变压器输入功率等于输出功率,所以输入功率和输出功率都为6W,则电源输出功率为6W,选项B错误;理想变压器输入功率为6W,则原线圈中的电流有效值为I=
=
A=0.1A,选项C正确,选项D错误.
答案:
C
4.在变电站里,经常要用交流电表监测电网上的强电流.所用的器材叫电流互感器,如图所示,能正确反映其工作原理的是( )
解析:
电流互感器把大电流变成小电流,测量时更安全,据变压器原理,
=
,I2=
I1,所以要求线圈匝数n2>n1,原线圈要接在火线上,故本题只有A正确.
答案:
A
5.如图为一种变压器的实物图,根据其铭牌上所提供的信息,以下判断错误的是( )
A.这是一个降压变压器
B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多
C.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12V
D.当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时,副线圈中电流比原线圈中电流大
解析:
根据铭牌上所提供的信息可知:
变压器的输入电压为220V,输出电压为12V,该变压器为降压变压器,故选项A、B正确;变压器的工作原理是电磁感应,故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压,选项C错误;由理想变压器的输出功率等于输入功率,且原线圈的电压大于副线圈的电压,故副线圈接负载时,副线圈中电流比原线圈中电流大,选项D正确.
答案:
C
6.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为55:
3,原线圈a、b间输入交流电瞬时值的表达式为u=220
sin(100πt)V,副线圈两端接有两只标有“24W”字样的灯泡,当开关S1和S2都闭合时,两灯泡均正常发光,下列说法中正确的是( )
A.两只灯泡能承受的最高电压为12V
B.断开开关S1,副线圈两端的电压将变大
C.断开开关S1,变压器原线圈的输入功率将变小
D.该变压器原、副线圈的输入、输出功率之比为55:
3
解析:
由理想变压器的工作原理知原、副线圈的电压与匝数成正比
=
,解得副线圈输出电压的有效值为U2=12V,故灯泡能承受的最高电压应为12
V,A错误;无论是断开开关S1还是断开开关S2,副线圈的电压均不变,B错误;断开开关S1,小灯泡L2仍能正常发光,L2消耗的功率不变,则理想变压器的输出功率减小,由于理想变压器的输出功率等于输入功率,因此输入功率也减小,C正确、D错误.
答案:
C
7.(2018·广西重点高中高三一模)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2:
1,a、b端接入一正弦式交流电源.L1、L2为两只规格均为“22V 6W”的灯泡,两电表为理想交流电表.当滑动变阻器的滑片P处于中间位置时,两灯泡恰好都正常发光.下列说法正确的是( )
A.电流表示数为0.27A
B.电压表示数为44V
C.滑片P向下移动时,灯泡L2将变暗
D.滑片P向上移动时,灯泡L1将变暗
解析:
由于原、副线圈匝数比为2:
1,则原、副线圈电流比为1:
2,因两灯泡正常发光,所以原线圈电流为
A,则副线圈电流为
A=0.55A,A错.原、副线圈两端电压比为2:
1,副线圈两端电压为22V,所以原线圈两端电压为44V,B对.滑片P向下移动时,副线圈电路的电阻变小,电流变大,则原线圈电路中电流也变大,即通过灯泡L2的电流变大,灯泡L2可能变亮或烧毁,C错.滑片P向上移动时,通过灯泡L2的电流变小,原线圈两端电压变大,则副线圈两端电压也变大,灯泡L1可能变亮或烧毁,D错.
答案:
B
8.(2018·江西省五校高考模拟考试)如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,电阻不计,绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动,从图示位置开始计时.矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈,副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R,下列判断正确的是( )
A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωt
B.矩形线圈从图示位置经过
时间内,通过电流表A1的电荷量为0
C.当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电流表A1和A2示数都变小
D.当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电压表V1示数不变,V2和V3的示数都变小
解析:
初始位置是与中性面垂直的平面,则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt,选项A错误;
是四分之一个周期,由Q=
可得,通过电流表A1的电荷量不为零,选项B错误;当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,滑动变阻器的阻值变大.电路总电阻变大,电流表A2示数变小,结合
=
可得,电流表A1示数也变小,选项C正确;当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电压表V1示数不变,结合
=
,V2示数也不变,电压表V3示数变大,选项D错误.
答案:
C
9.某发电机说明书的部分内容如下表所示,现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电,如图所示.发电机到安置区的距离是400m,输电线路中的火线和零线均为某型号单股铜导线,该型号导线单位长度的电阻为2.5×10-4Ω.安置区家用电器的总功率为44kW,当这些额定电压为220V的家用电器都正常工作时( )
型号
××××
最大输出功率
60kW
输出电压范围
220V~300V
A.输电线路中的电流为20A
B.发电机实际输出电压是300V
C.在输电线路上损失的电功率为8kW
D.如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则输出电压最大值是300V
解析:
额定电压为220V的家用电器都正常工作时,输电线路中的电流I=
=200A,A错误.发电机的实际输出电压为U发=U+Ir=260V,B错误.在输电线路上损失的电功率P损=I2r=8kW,C正确.如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流,则其输出电压最大值是260
V≈367.7V,D错误.
答案:
C
10.图甲的正弦交变电压接在图乙的理想变压器原线圈上,R是滑动变阻器,变压器原线圈匝数为55匝,P是副线圈上的滑动触头,当P处于图示位置时,副线圈连入电路部分的匝数为10匝,灯泡L恰能正常发光,电容器C恰好不被击穿.则下列说法正确的是( )
A.R的滑片不动,向上移动P,灯L变暗
B.P不动,向下移动R的滑片,灯L变暗
C.电容器C的击穿电压为20
V
D.向上移动P,变压器输入功率变大
解析:
保持R的滑片不动,向上移动P,则副线圈电压变大,灯泡变亮,选项A错误;保持P不动,向下移动R的滑片,R减小,流过灯泡电流变大,灯泡变亮,选项B错误;电容器的击穿电压是指最大值,据变压器原副线圈电压最大值的变比关系
=
得umax2=40V,选项C错误;向上移动P,则副线圈电压变大,变压器输出功率变大,理想变压器输入功率等于输出功率,变压器输入功率变大,D正确.
答案:
D
11.(2018·湖北黄冈中学月考)(多选)有一个交变电流U=311sin314t(V),则下列说法中正确的是( )
A.这个交变电流的频率是50Hz
B.它可以使“220V 100W”的灯泡正常发光
C.用交流电压表测量时,读数为311V
D.使用这个交变电流的用电器,每通过1C的电荷量时,电流做功220J
解析:
由瞬时值表达式可知Um=311V,ω=314rad/s,频率f=
=50Hz,选项A正确;电压的有效值U有=
=220V,可以使“220V 100W”的灯泡正常发光,选项B正确;交流电表读数为有效值,选项C错误;每通过1C的电荷量时,电流做功W=qU有=220J,选项D正确.
答案:
ABD
12.(2018·河南鹤壁高级中学月考)(多选)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图.输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动.两条输电线总电阻用R0表示.当负载增加时,则( )
A.电压表V1、V2的示数几乎不变
B.电流表A2的示数增大,电流表A1的示数减小
C.电压表V3的示数增大,电流表A2的示数增大
D.电压表V2、V3的示数之差与电流表A2的示数的比值不变
解析:
理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压不会有大的波动,匝数比不变,所以输出电压几乎不变,故电压表V1、V2的示数几乎不变,选项A正确;当负载增加时,相当于支路增加,电路中的总电阻变小,总电流变大,即A2的示数变大,则A1的示数变大,选项B错误;由于副线圈中的电流变大,电阻R0两端的电压变大,又因为V2的示数几乎不变,所以V3的示数变小,选项C错误;电压表V2、V3的示数之差恰等于输电线损耗的电压值,电流表A2的示数为输电线上的电流,所以两者之比等于输电线的总电阻R0,不变,选项D正确.
答案:
AD
13.(2018·安徽模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光,则下列说法正确的是( )
A.U1:
U2=3:
4
B.U1:
U2=4:
3
C.若将L1短路,则副线圈的三个灯泡仍能正常发光
D.若将L2短路,则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的
倍
解析:
设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,则副线圈电压为3U,电流为I,原线圈的灯泡正常发光,电流也为I,所以原、副线圈的匝数比为1:
1,原线圈两端电压为3U,所以U1:
U2=4:
3,选项A错误、B正确;若将L1短路,则原线圈的电压增大,则副线圈两端电压也增大,三个灯泡不能正常发光,选项C错误;若将L2短路,设副线圈的电流为I′,原线圈的电流也为I′,因此2I′R+I′R=U1=4U,则I′R=
U,即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的
,选项D正确.
答案:
BD
14.(多选)下图是远距离输电的示意图.n1、n2是升压变压器原、副线圈的匝数,n1:
n2=1:
20,n3、n4是降压变压器原、副线圈的匝数,n3:
n4=40:
1.升压变压器的原线圈n1与一交变电流相连接,该交变电流的瞬时值表达式为u=440
sin100πtV,下列说法正确的是( )
A.用电器获得的电压的有效值为220V
B.用电器获得电压的有效值小于220V,要想使用电器的电压变为220V,在n1、n3、n4不变的前提下,增大n2
C.用电器获得电压的有效值大于220V,要想使用电器的电压变为220V,在n1、n2、n4不变的前提下,增大n3
D.通过用电器的交变电流的方向,每秒改变100次
解析:
如果输电线上不存在电阻,即不存在电压降,则有
=
,
=
,U1=U=440V,U2=U3,可得U4=220V,由于输电线存在电压降,所以U3 答案: BD
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