高考物理專題練習(xí)：交變電流傳感器附答案

2020高考物理專題練習(xí)：交變電流傳感器含答案專題：交變電流傳感器一、選擇題1、兩只阻值相等的電阻分別通以正弦交流電與方形交流電，它們電流的最大值相等，如圖所示，則兩只電阻的熱功率之比是（）A．1︰4B．1︰2C．1︰D．1︰1【答案】B【解析】正弦交流電的熱功率：，方形交流電熱功率：，可得；故B正確故選B2、如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角θ＝45°時(shí)(如圖乙)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎畡t如圖所示的四個(gè)選項(xiàng)圖中正確的是()解析：選D．矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦式交變電流，在開(kāi)始計(jì)時(shí)(t＝0)時(shí)線圈為題圖乙所示的位置，據(jù)右手定則判斷電流為負(fù)方向，首先排除A、B選項(xiàng)．若達(dá)題圖甲所示的位置，感應(yīng)電流為負(fù)向的峰值，可見(jiàn)t＝0的時(shí)刻交變電流處于負(fù)半軸且再經(jīng)eq\f(T,8)到達(dá)中性面位置，或者φ0＝eq\f(π,4)，瞬時(shí)值表達(dá)式i＝Imsin(ωt－φ0)，所以0＝Im·sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t－\f(π,4)))，t＝eq\f(T,8)，故D選項(xiàng)正確．3、下圖為兩根間距為20cm的無(wú)限長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌,電阻不計(jì),其左端連接一阻值為10Ω的定值電阻,兩導(dǎo)軌之間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)邊界虛線為正弦曲線的一部分。一阻值為10Ω的光滑導(dǎo)體棒,在外力作用下以10m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)(接觸電阻不計(jì)),交流電壓表和交流電流表均為理想電表。則()A.回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流B.電壓表的示數(shù)是2VC.導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí),電流表示數(shù)為零D.導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為0.2W參考答案A解析：由磁場(chǎng)邊界虛線為正弦曲線的一部分,可知導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生正弦式交變電流,A正確;感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=Blmv=2V,電壓表測(cè)的是有效值,即為U==1V,B錯(cuò)誤;電流表測(cè)的是有效值,所以導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí),電流表示數(shù)不為0,C錯(cuò)誤;導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為P=W=0.1W,D錯(cuò)誤。4、如圖所示是發(fā)電廠通過(guò)升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電，接近用戶端時(shí)再通過(guò)降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖；圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表；設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用R0表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻．當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R變小，則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí)()A．電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小B．電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)減小C．電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變D．線路損耗功率不變解析：選C．因?yàn)檩斎腚妷汉驮褦?shù)比都不變，電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，用電高峰期，電阻減小，電流增大，根據(jù)電流比等于匝數(shù)比的倒數(shù)且匝數(shù)比不變知電流都增大，故A錯(cuò)誤；輸電線上的電壓損失增大，故電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變，等于輸電線的電阻值，故C正確；線路上的電流變大，則線路消耗的功率變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5、如圖所示，虛線框內(nèi)為漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)的原理示意圖，變壓器A處用火線和零線平行繞制成線圈，然后接到用電器，B處有一個(gè)輸電線圈，一旦線圈B中有電流，經(jīng)過(guò)電流放大器后便能推動(dòng)繼電器切斷電源，如果甲、乙、丙、丁四人分別以圖示方式接觸電線(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，則下列說(shuō)法正確的是()A．甲不會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器不會(huì)切斷電源B．乙會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器不會(huì)切斷電源C．丙會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器會(huì)切斷電源D．丁會(huì)發(fā)生觸電事故，繼電器會(huì)切斷電源解析：選AD．圖中甲、乙站在木凳上(人與地絕緣)接觸火線時(shí)，火線和零線中電流大小、方向不變，線圈A產(chǎn)生的總磁通量為零，線圈B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，繼電器不會(huì)切斷電源，甲、乙不會(huì)發(fā)生觸電事故，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)丙雙手分別與火線和零線觸電時(shí)(人與地絕緣)，火線和零線中電流大小相等、方向相反，線圈A產(chǎn)生的總磁通量為零，線圈A中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故繼電器不會(huì)切斷電源，C錯(cuò)誤；當(dāng)丁圖中“手－地”接觸時(shí)，會(huì)導(dǎo)致一部分電流通過(guò)大地，火線和零線中電流方向、大小不等，線圈A產(chǎn)生的總磁通量不為零，即磁通量變大，故會(huì)在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大后便能推動(dòng)繼電器切斷電源，故D正確．6、如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象．每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為()A．7．5V B．8VC．2eq\r(15)V D．3eq\r(13)V解析：選C．根據(jù)電流的熱效應(yīng)有eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6V,\r(2))))eq\s\up12(2)·eq\f(1,R)·eq\f(T,3)＋eq\f((9V)2,R)·eq\f(2T,3)＝eq\f(U2,R)T，解得U2＝60V2，所以U＝2eq\r(15)V，C項(xiàng)正確．7、如圖所示,匝數(shù)為100的矩形線圈abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈面積S=0.5m2,內(nèi)阻不計(jì)。線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度ω=10πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈通過(guò)金屬滑環(huán)與理想變壓器原線圈相連,在變壓器的副線圈接入一只“12V12W”的燈泡,燈泡正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是()A.通過(guò)燈泡的交變電流的頻率是50HzB.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1C.矩形線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為120VD.若將燈泡更換為“12V24W”且保證其正常發(fā)光,需要增大矩形線圈的轉(zhuǎn)速參考答案B解析：由ω=2πf可得通過(guò)燈泡的交變電流的頻率是5Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;矩形線圈在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=NBSω=100××0.5×10πV=120V,變壓器輸入電壓的有效值為120V,由變壓器變壓公式可知,變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;因副線圈電壓仍為12V,故將燈泡更換為“12V24W”仍將正常發(fā)光,不需要增大線圈的轉(zhuǎn)速,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8、如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1，原線圈接在頻率為50Hz的正弦交流電源上，電流表A為理想電表，副線圈兩端接入一只“220V40W”的燈泡，此時(shí)燈泡正常發(fā)光．則()A．電流表的示數(shù)為0．18AB．電源的輸出功率為40WC．電源的輸出電壓為2200VD．副線圈中交變電流的頻率為10Hz解析：選B．副線圈上的燈泡正常發(fā)光，故副線圈上的電流大小為I2＝eq\f(P,U)＝eq\f(2,11)A，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可得原線圈上的電流大小為I1＝eq\f(2,55)A≈0．036A，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；電源的輸出功率等于副線圈上消耗的功率，所以電源的輸出功率為40W，故B項(xiàng)正確；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸出電壓U2＝220V，知U1＝1100V，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；副線圈中電流的頻率與原線圈中電流頻率相同，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．9、某音響電路的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，輸入信號(hào)既有高頻成分，也有低頻成分，則()A．電感L1的作用是通高頻B．電容C2的作用是通高頻C．揚(yáng)聲器甲用于輸出高頻成分D．揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分解析：選BD．電感線圈有通低頻、阻高頻的作用，因此A項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器有通高頻、阻低頻的作用，因此B項(xiàng)正確；由此可以判斷，揚(yáng)聲器甲主要用于輸出低頻成分，揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．二、非選擇題(1)利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高．①如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個(gè)電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(選填“大”或“小”)．②上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度．如果刻度盤正中的溫度為20℃(如圖甲所示)，則25℃的刻度應(yīng)在20℃的刻度的________(選填“左”或“右”)側(cè)．③為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度變化，請(qǐng)?jiān)趫D乙中用圖中的器材(可增加元器件)設(shè)計(jì)一個(gè)電路．(2)圖甲為一測(cè)量硫化鎘光敏電阻特性的實(shí)驗(yàn)電路，電源電壓恒定，電流表內(nèi)阻不計(jì)，開(kāi)關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使小燈泡發(fā)光逐漸增強(qiáng)，測(cè)得流過(guò)電阻的電流和光強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖所示，試根據(jù)這一特性，由圖丙中給定的器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)光控電路．解析：(1)①因?yàn)闇囟冉档蜁r(shí)，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大，故電路中電流會(huì)減?。谟散俚姆治鲋?，溫度越高，電流越大，25℃的刻度應(yīng)對(duì)應(yīng)較大電流，故在20℃