江蘇省高考物理一輪復(fù)習(xí)精選精練專題十 交變電流 傳感器章末質(zhì)量檢測.doc

第十章 交變電流 傳感器(時間100分鐘，滿分120分)一、單項選擇題(本題共7小題，每小題5分，共35分)1如圖1所示，電路中有四個完全相同的燈泡，額定電壓均為u，額定功率均為p，變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在四個燈泡都正常發(fā)光，則變壓器的匝數(shù)比n1n2和電源電壓u1分別為 ()a122ub124uc214u d212u2 2007年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法中，錯誤的是 ()a熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中b光敏電阻是一種光電傳感器c電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中d電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用3如圖2所示，r1為定值電阻，r2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻(負溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻)，l為小燈泡，當(dāng)溫度降低時 ()ar1兩端的電壓增大b電流表的示數(shù)增大c小燈泡的亮度變強d小燈泡的亮度變?nèi)?如圖3甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，r120 ，r230 ，c為電容器，已知通過r1的正弦式電流如圖乙所示，則 ()a交變電流的頻率為0.02 hzb原線圈輸入電壓的最大值為200 vc電阻r2的電功率約為6.67 wd通過r3的電流始終為零5多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺燈、調(diào)速電風(fēng)扇，過去是用變壓器來實現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光臺燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實現(xiàn)調(diào)節(jié)的，如圖4所示為一個經(jīng)過雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，即在正弦式電流的每一個周期中，前面的被截去，從而改變了電燈上的電壓那么現(xiàn)在電燈上的電壓為 ()aumb.c. d.6如圖5所示，一個匝數(shù)為10的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，周期為t.若把萬用電表的選擇開關(guān)撥到交流電壓擋，測得a、b兩點間的電壓為20 v，則可知：從中性面開始計時，當(dāng)tt/8時，穿過線圈的磁通量的變化率約為 ()a1.41 wb/sb2.0 wb/sc14.1 wb/s d20.0 wb/s7一個閉合的矩形線圈放在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，角速度為時，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為e0，周期為t0，外力提供的功率為p0.若使線圈轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為e，周期為t，外力提供的功率為p.則e、t和p的大小為 ()ae2e0，tt0，p2p0bee0，tt0，p2p0ce2e0，tt0，p2p0de2e0，tt0，p4p0二、多項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分每小題有多個選項符合題意，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)8如圖6所示，面積為s、匝數(shù)為n、電阻為r的線圈與阻值為r的電阻構(gòu)成閉合回路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻r的兩端線圈在磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)動軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動設(shè)線圈轉(zhuǎn)動到圖示位置的時刻t0.則 ()a在t0時刻，線圈處于中性面，流過電阻r的電流為0，電壓表的讀數(shù)也為0b1秒鐘內(nèi)流過電阻r的電流方向改變次c在電阻r的兩端再并聯(lián)一只電阻后，電壓表的讀數(shù)將減小d在電阻r的兩端再并聯(lián)一只電容較大的電容器后，電壓表的讀數(shù)不變9利用如圖7所示的電流互感器可以測量被測電路中的大電流，若互感器原、副線圈的匝數(shù)比n1n21100，交流電流表a的示數(shù)是50 ma，則 ()a被測電路的電流的有效值為5 ab被測電路的電流的平均值為0.5 ac被測電路的電流的最大值為5 ad原、副線圈中的電流同時達到最大值10計算機光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號，激光掃描光盤時，激光頭利用光敏電阻自動計數(shù)器將反射回來的脈沖信號傳輸給信號處理系統(tǒng)，再通過計算機顯示出相應(yīng)信息光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖如圖8所示，其中r1為光敏電阻，r2為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是 ()a當(dāng)有光照射r1時，處理系統(tǒng)獲得高電壓b當(dāng)有光照射r1時，處理系統(tǒng)獲得低電壓c信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次d信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次11如圖9所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中r1、r2、r3和r4均為固定電阻，開關(guān)s是閉合的. 和 為理想電壓表，讀數(shù)分別為u1和u2； 和 為理想電流表，讀數(shù)分別為i1、i2和i3，現(xiàn)斷開s，u1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是 ()au2變小，i3變小 bu2不變、i3變大ci1變小、i2變小 di1變大、i2變大12面積為s的兩個電阻相同的線圈，分別放在如圖10所示的磁場中，圖甲中是磁感應(yīng)強度為b0的勻強磁場，線圈在磁場中以周期t繞oo軸勻速轉(zhuǎn)動，圖乙中磁場變化規(guī)律為bb0cos，從圖示位置開始計時，則 ()a兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同b兩線圈中感應(yīng)電動勢達到最大值的時刻不同c經(jīng)相同的時間t(tt)，兩線圈產(chǎn)生的熱量相同d從此時刻起，經(jīng)t/4時間，流過兩線圈橫截面的電荷量相同三、計算題(本題共4小題，共55分解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分)一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n100.穿過每匝線圈的磁通量隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖11所示，發(fā)電機內(nèi)阻r5.0 ，外電路電阻r95 .已知感應(yīng)電動勢的最大值emnm，其中m為穿過每匝線圈磁通量的最大值求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計)的讀數(shù)14(14分)交流發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸oo勻速轉(zhuǎn)動一小型發(fā)電機的線圈共220匝，線圈面積s0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動的頻率為50 hz，線圈內(nèi)阻不計，磁場的磁感應(yīng)強度b t為用此發(fā)電機所發(fā)出交變電流帶動兩個標(biāo)有“220 v,11 kw”的電機正常工作，需在發(fā)電機的輸出端a、b與電機之間接一個理想變壓器，電路如圖12所示，求：(1)發(fā)電機的輸出電壓有效值為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？15(14分)為了減少因火電站中煤的燃燒對大氣的污染，目前正大力發(fā)展水電站某一水電站發(fā)電機組設(shè)計為：水以v13 m/s的速度流入水輪機后以v21 m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低100 m，水流量為q100 m3/s，水輪機效率為75%，發(fā)電機效率為80%，求：(g10 m/s2，水的密度103 kg/m3)(1)發(fā)電機組的輸出功率是多少？(2)如果發(fā)電機輸出電壓為24 kv，輸電線路中能量損失為0.05%，輸電線電阻為19.5 ，那么所需升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是多少？16(17分)如圖13所示，一個半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為b.m和n是兩個集流環(huán)，負載電阻為r，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計，求：(1)從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時間內(nèi)負載電阻r上產(chǎn)生的熱量；(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時間內(nèi)通過負載電阻r的電荷量；(3)電流表的示數(shù)第十章 交變電流 傳感器【參考答案與詳細解析】一、單項選擇題(本題共7小題，每小題5分，共35分)1解析：設(shè)燈泡正常發(fā)光時，額定電流為i0.由題圖可知，原線圈中電流i原i0，副線圈中兩燈并聯(lián)，副線圈中電流i副2i0，u副u，根據(jù)理想變壓器的基本規(guī)律：i原n1i副n2得n1n221；u原/u副n1/n2得u原2u，所以u14u.c項正確答案：c2解析：熱敏電阻對溫度很敏感，光敏電阻對光照很敏感，電阻絲可用于電加熱，這很常見，所以a、b、c三個說法均正確；交流電、直流電均可通過電阻，電阻對它們均可產(chǎn)生阻礙作用，所以d錯誤答案：d3解析：溫度降低時r2的阻值增大，干路電流減小，r1兩端電壓、電流表示數(shù)都減小，燈泡兩端電壓變大、亮度變強只有c項正確答案：c4解析：由圖乙可知交變電流的頻率為50 hz，所以a錯副線圈電壓最大值u2i2r220 v，由可知u1200 v，b錯r1和r2并聯(lián)，p2()2/306.67 w，c對因電容器接交變電流有充、放電現(xiàn)象，故d錯答案：c5解析：由有效值的定義知t得u.c項正確答案：c6解析：由于電壓表測量的是交變電流的有效值，由此可以計算出交變電壓的最大值為eme20 v.交變電壓的瞬時值表達式為：e20sint當(dāng)tt/8時的瞬時值為：e20 v由法拉第電磁感應(yīng)定律知，對應(yīng)該時刻磁通量的變化率為2.0 wb/s，故選項b是正確的答案：b7解析：設(shè)線圈為n匝，面積為s，所在區(qū)域磁感應(yīng)強度為b，當(dāng)角速度為時，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢e0nbs，周期t0，外力提供的功率p0.當(dāng)角速度為2時，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢e2nbs2e0，周期tt0，外力提供的功率p4p0.故選項d對答案：d二、多項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分每小題有多個選項符合題意，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，錯選或不答的得0分)8解析：圖示位置為中性面，但由于產(chǎn)生的是正弦式電流，故流過電阻的瞬時電流是零，電壓表的讀數(shù)為其有效值，不是0，故a錯；線圈每轉(zhuǎn)過一圈，電流方向改變2次，故1秒內(nèi)電流方向改變的次數(shù)為2f2，b正確；r兩端再并聯(lián)電阻時，干路電流增大，路端電壓減小，故電壓表讀數(shù)減小，c正確；并上電容后，由于電路與交變電源相連，電容反復(fù)充電放電，該支路有電流通過，故電壓表的讀數(shù)也減小，d錯誤答案：bc9解析：交流電流表示數(shù)為副線圈中電流的有效值，即i250 ma0.05 a，根據(jù)得，i15 a，a正確b錯誤；原線圈(被測電路)中電流的最大值i1mi15a，c項正確；原線圈中電流最大時，線圈中磁通量的變化率等于零，此時副線圈中的電流最小；原線圈中電流等于0時，磁通量的變化率最大，副線圈中電流最大；所以原、副線圈中的電流有相位差，故不能同時達到最大值，d項錯誤答案：ac10解析：r1、r2和電源組成一個閉合電路，只有r2兩端獲得高電壓時，處理系統(tǒng)才能進行信號處理，當(dāng)激光照到光敏電阻時，r1的阻值變小，總電流變大，則r2兩端獲得高電壓，因此選a、d.答案：ad11解析：因為變壓器的匝數(shù)與u1不變，所以u2不變，故兩電壓表的示數(shù)均不變當(dāng)s斷開時，因為負載電阻增大，故副線圈中的電流i2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以i1也將減小，c正確；因為r1的電壓減小，故r2、r3兩端的電壓將增大，i3變大，b正確答案：bc12解析：圖甲中的磁通量變化規(guī)律為甲b0scost，圖乙中磁通量的變化規(guī)律為乙b0scost.由于兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同，則兩線圈中感應(yīng)電動勢的變化規(guī)律相同，到達最大值的時刻也相同，有效值e也相同又因兩線圈電阻相同，所以qt也相同經(jīng)過時間，流過兩線圈橫截面的電荷量q也相同故a、c、d三項正確答案：acd三、計算題(本題共4小題，共55分解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13 解析：從t圖象可以看出m1.0102 wb，t3.14102 s，已知emnm，又，故電路中電流最大值im a2 a.交流電流表讀數(shù)iim/1.4 a.答案：1.4 a14解析：(1)根據(jù)emnbs1100 v得輸出電壓的有效值為u11100 v.(2)根據(jù)得.(3)根據(jù)p入p出2.2104 w再根據(jù)p入u1i1，解得i120 a.答案：(1)1100 v(2)51(3)20 a15解析：(1)時間t內(nèi)水流質(zhì)量mqt，水輪機獲得的機械能emghm(v12v22)75%則發(fā)電機輸出的電能e電e80%發(fā)電機的輸出功率p06.02107w.(2)發(fā)電機的輸出電流i1p0/u12508 a輸電線路損失pp00.05%輸電電流滿足i22p/r，得i23