高三物理一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)自主梳理 要點(diǎn)研析突破 速效提升訓(xùn)練（課時(shí)達(dá)標(biāo)）第十章 交變電流 傳感器 檢測(cè) 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末檢測(cè)提升(十)第十章交變電流傳感器一、選擇題（本大題共10小題，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的．全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分)1．下列有關(guān)傳感器的說法中錯(cuò)誤的是（）A．土耳其大地震時(shí)用的生命探測(cè)儀利用了生物傳感器B．“嫦娥二號(hào)"衛(wèi)星搭載的立體相機(jī)獲取月球數(shù)據(jù)利用了光傳感器C．電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器D．火災(zāi)報(bào)警器能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)報(bào)警是利用了溫度傳感器答案:D解析：生命探測(cè)儀是利用生物傳感器，立體相機(jī)是利用光傳慼器，電子砰是利用壓力傳感器，火災(zāi)報(bào)警器是在煙霧濃度達(dá)到一定程度時(shí)能夠輸出電信號(hào)，使警鈴發(fā)聲或使紅燈閃爍，自動(dòng)報(bào)警，利用了煙霧傳感器而不是利用了溫度傳感器，故A、B、C三項(xiàng)對(duì),D項(xiàng)錯(cuò)．2．（多選)某交變電壓為u＝6eq\r(2)sin314t（V)，則下列說法正確的是()A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接此電源時(shí)，打點(diǎn)周期為0.02sB．耐壓6V的電容器不能直接接在此電源上C．此電源能使額定電壓為6V的小燈泡正常發(fā)光D．額定電壓為6V的小燈泡接在此電源上將被燒毀答案：ABC解析：根據(jù)u＝Umsinωt和ω＝eq\f(2π,T），以及U有效＝eq\f(Um,\r(2))可知，此交變電流的周期為T＝0。02s,電壓有效值為6V，小燈泡的額定電壓指的是交流電壓的有效值,而電容器的耐壓值指的是交流電壓的最大值，選項(xiàng)A、B、C正確．3．圖甲、圖乙分別為兩種電壓的波形,其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化,圖乙所示的電壓是正弦函數(shù)的一部分．下列說法不正確的是(）A．圖甲、圖乙均表示交流電B．圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝20sin100πtC．圖乙所示電壓的有效值為20VD．圖乙所示電壓的有效值為10V答案:C解析:甲乙兩圖均表示交流電,它們的周期分別為為0.02s和0.04s，ω甲＝eq\f（2π,T）＝100π，所以甲的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝20sin100πt，根據(jù)eq\f（\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1（\f(20,\r(2)）））\s\up12(2）,R)·eq\f(T,2)＝eq\f（U2，R）·T可知乙的電壓有效值為10V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤．4．一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀．M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場(chǎng)．若從圖示位置開始計(jì)時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正值，下列圖象中能正確反映線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化規(guī)律的是eq\a\vs4\al(導(dǎo)學(xué)號(hào)36280491)()答案：D解析：由題圖可知發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁極與鐵芯之間的縫隙中為方向沿半徑的輻向磁場(chǎng)，所以距轉(zhuǎn)軸距離相等的各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知回路中產(chǎn)生大小恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向發(fā)生變化，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．5．（2015·安徽卷）圖示電路中，變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器．現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0。8A，則下列說法正確的是（）A．電壓表V1示數(shù)增大B．電壓表V2、V3示數(shù)均增大C．該變壓器起升壓作用D．變阻器滑片是按c→d的方向滑動(dòng)答案:D解析:電流表示數(shù)增大,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，故應(yīng)從c向d滑動(dòng)，故D項(xiàng)正確;電壓表V1、V2示數(shù)不變，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；原副線圈中的電流和匝數(shù)成反比，故應(yīng)是降壓變壓器，C項(xiàng)錯(cuò)誤．6．如圖所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖，其中R2為用負(fù)溫度系數(shù)的半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b之間接報(bào)警器．當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I及報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是（）A．I變大，U變大B．I變大，U變小C．I變小,U變小D．I變小，U變大答案：C解析：出現(xiàn)火情時(shí)，環(huán)境溫度升高,使得熱敏電阻R3的電阻減小，總電阻將變小，這部分獲得的電壓減小，即R2兩端電壓減小，所以R2電流減小，電流表讀數(shù)減小，外電路的總電阻減小，所以外電壓即報(bào)警器兩端的電壓減小，所以C項(xiàng)正確．7．(多選)一矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁感線的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成如圖所示的交變電動(dòng)勢(shì)圖象，根據(jù)圖象提供的信息，以下說法正確的是(）A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為eq\f(100π,3)rad/sB．電動(dòng)勢(shì)的有效值14。1VC．t＝1.0×10－2s時(shí),線圈平面和磁場(chǎng)方向的夾角為30°D．t＝1。5×10－2s時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最大答案：ABC解析：角速度ω＝eq\f（2π,T)＝eq\f(100π，3）rad/s，A項(xiàng)正確；電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝eq\f（Em,\r（2）)＝14。1V，B項(xiàng)正確;電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e＝20sineq\f（100π，3)t(V),將t＝1.0×10－2s代入該式,解得θ＝eq\f(π，3),這是線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過的夾角，故線圈平面和磁場(chǎng)方向的夾角為30°，C項(xiàng)正確；t＝1.5×10－2s時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)平行，磁通量最小，D項(xiàng)錯(cuò)．8．如圖所示,有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N,內(nèi)阻不計(jì)，繞OO′軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí),矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是（）A．矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcosωtB．矩形線圈從圖示位置經(jīng)過eq\f(π,2ω)時(shí)間時(shí)，通過電流表的電荷量為0C．當(dāng)P位置不動(dòng)，R增大時(shí)，電壓表讀數(shù)也增大D．當(dāng)P位置向上移動(dòng)、R不變時(shí)，電流表讀數(shù)減小答案:A解析:由于線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)兩邊同時(shí)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流方向相同，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝2NBL（eq\f(1，2)L′ω)sin（90°－ωt）＝NBSωcosωt，A項(xiàng)正確；矩形線圈從圖示位置經(jīng)過eq\f(π，2ω）時(shí)間時(shí),通過電流表的電荷量為q＝eq\f(ΔΦ,R），B項(xiàng)錯(cuò)誤；P位置不動(dòng)，由于線圈內(nèi)阻不變，輸出電壓不變，電壓表示數(shù)不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；P位置向上移動(dòng)，變壓器原、副線圈匝數(shù)比減小,輸出電壓變大，R不變,輸出電流增大，輸入電流也增大,電流表示數(shù)變大，D項(xiàng)錯(cuò)誤．9．(多選）如圖所示,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N,電阻不汁的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)．轉(zhuǎn)軸OO′垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，下列判斷正確的是（)A．兩電壓表的示數(shù)之比U1∶U2＝n1∶n2B．電壓表V1示數(shù)等于NBωL2C．當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變大D．當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入功率減小答案:AD解析：由理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比可知，A項(xiàng)正確；電壓表V1示數(shù)為電壓的有效值，等于eq\f（NBωL2,\r(2)),B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，R的有效阻值增大，U2不變,輸出功率減小,輸入功率減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．10．（多選）一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電．輸電線路總電阻為R＝1kΩ。到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡（220V60W）．若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10％,變壓器T1和T2的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則（）A．T1原、副線圈電流分別為103A和20AB．T2原、副線圈電壓分別為1。8×105V和220VC．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1D．有6×104盞燈泡(220V、60W）正常發(fā)光答案：ABD解析：遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示，T1原線圈的電流為I1＝eq\f（P1,U1）＝eq\f(4000×103,4000)A＝1×103A，輸電線上損失的功率為P損＝Ieq\o\al（2，2)R＝10%P1，所以I2＝eq\r(\f(10％P1，R))＝eq\r（\f(4000×103×0。1，1×103)）A＝20A，選項(xiàng)A正確；T1的匝數(shù)比為eq\f(n1，n2）＝eq\f（I2,I1)＝eq\f(20，103）＝eq\f（1,50)；T1上副線圈的電壓為U2＝50U1＝2×105V，T2原線圈的電壓為U3＝U2－I2R＝2×105V－20×103V＝1.8×105V，選項(xiàng)B正確;T2上原、副線圈的變壓比為eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3，U4）＝eq\f(1。8×105，220）＝eq\f(9×103,11),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N＝eq\f（90%P1,60)＝6×104，選項(xiàng)D正確．二、填空與實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共10分．把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答)11．(4分)(1）某同學(xué)為一城市設(shè)計(jì)路燈自動(dòng)控制電路．要求路燈白天自動(dòng)熄滅,晚上自動(dòng)開啟．請(qǐng)你利用所學(xué)過的有關(guān)傳感器的知識(shí)在圖中幫他連接好這個(gè)自動(dòng)控制電路．(2)某小組用調(diào)壓變壓器供電測(cè)定和描繪一只標(biāo)有“220V，40W”的白熾燈燈絲的伏安特性曲線．該變壓器只有一組線圈,繞在閉合的環(huán)形鐵芯上，輸入端接220V交流電源的火線與零線，輸出端有一個(gè)滑片P，移動(dòng)它的位置,就可以使輸出電壓在0～250V之間連續(xù)變化,圖中畫出了調(diào)壓變壓器的電路圖符號(hào)．實(shí)驗(yàn)室備有交流電壓表（量程300V、內(nèi)阻約20kΩ)，交流電流表（量程0.6A、內(nèi)阻約10Ω），滑動(dòng)變阻器，開關(guān)，導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材．請(qǐng)?jiān)趫D中完成實(shí)驗(yàn)電路圖．（要求在額定電壓下測(cè)得的數(shù)據(jù)誤差盡量小)答案：（1）如圖所示(2)如圖所示．解析：（1)電磁鐵要和直流電源、光敏電阻串聯(lián)成一個(gè)回路，路燈通過銜鐵和火線、零線連接，電路如答案圖所示．（2)原線圈和火線、零線連接，開關(guān)應(yīng)串聯(lián)在火線上;左邊接燈泡，電流表內(nèi)接．電表讀數(shù)通過調(diào)壓變壓器調(diào)節(jié)，不需要滑動(dòng)變阻器．電路如答案圖所示．12．(6分）如圖甲、乙、丙、丁所示是四種常見的電容式傳感器示意圖．電容器的電容C決定于極板正對(duì)面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個(gè)因素．如果某一物理量變化能引起上述某個(gè)因素的變化,從而引起電容的變化，那么，通過測(cè)定電容器的電容就可以確定該物理量的變化。eq\a\vs4\al（導(dǎo)學(xué)號(hào)36280494）（1）圖甲可用來(lái)測(cè)定角度θ，當(dāng)動(dòng)片與定片之間的角度θ變大時(shí)，可使電容C________(填“變大”“變小"或“不變")．(2）圖乙可用來(lái)測(cè)定液面高度h.在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的________,導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是________．液面高度h變大時(shí)，可使電容C________（填“變大”“變小”或“不變”）．(3）圖丙可以測(cè)定________．它是通過改變______________________而使電容C發(fā)生變化的．(4）圖丁可以測(cè)定位移x.它是通過改變極板間的______，而使電容C發(fā)生變化的．答案：(1)變小(2)兩個(gè)極板電介質(zhì)變大（3）待測(cè)壓力F極板間距離（4）電介質(zhì)解析：（1)題圖甲,是通過動(dòng)片的旋進(jìn)和旋出來(lái)改變電極之間的相對(duì)面積使電容C變化的．角度θ變大，電極之間的相對(duì)面積減小，故電容C變?。?）圖乙，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)相當(dāng)于電介質(zhì)，液面高度h變大時(shí)，相當(dāng)于增大了兩板的正對(duì)面積，使電容C變大．(3)圖丙用來(lái)測(cè)定待測(cè)壓力F。壓力F的變化可引起極間距離的變化,從而改變電容C.(4)圖丁是通過改變電介質(zhì)插入板間的多少，即改變電介質(zhì)而使電容C發(fā)生變化的．三、計(jì)算題(本大題共4小題,共50分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．（10分)一正弦交變電壓的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示．（1)寫出該交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式；（2)求出該交變電壓的有效值;（3）將該交變電壓接在匝數(shù)比為1∶2的理想變壓器原線圈上，副線圈給R＝16Ω的小燈泡供電，求燈泡消耗的功率．答案：(1)u＝10sin50πtV(2）7.1V（3）12。5W解析：(1)由題中圖象知電壓最大值為10V，周期為0。04s,其角頻率ω＝eq\f(2π，T)＝50πrad/s。所以瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝10sin50πtV.(2)有效值為U＝eq\f(Um,\r(2））＝5eq\r(2）V＝7。1V.（3）副線圈輸出電壓U2＝eq\f(n2，n1）U1＝10eq\r(2）V。小燈泡的功率為P＝eq\f(Ueq\o\al（2,2），R)＝12。5W。14．（14分)三峽水利樞紐工程是流域治理開發(fā)的關(guān)鍵工程，是中國(guó)規(guī)模最大的水利工程．樞紐控制的流域面積為1×106km2，占長(zhǎng)江流域面積的56%,壩址處年平均流量Q＝4.51×1011m3.水利樞紐的主要任務(wù)包括防洪、發(fā)電、航運(yùn)三方面．在發(fā)電方面,三峽電站安裝水輪發(fā)電機(jī)組26臺(tái)，總裝機(jī)容量即26臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)工作時(shí)的總發(fā)電功率P＝1。82×107kW.年平均發(fā)電量約為W＝8.40×1010kW·h，電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個(gè)地區(qū)的供電緊張局面．閱讀上述資料，解答下列問題(水的密度ρ＝1.0×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2）．(1)請(qǐng)畫出遠(yuǎn)距離輸電的原理圖并在其上用相應(yīng)的符號(hào)標(biāo)明相應(yīng)的物理量．(2)若三峽電站上、下游水位差按H＝100m計(jì)算，試推導(dǎo)三峽電站將水流的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率η的公式并計(jì)算出效率η的數(shù)值．（3)若26臺(tái)發(fā)電機(jī)組全部發(fā)電,要達(dá)到年發(fā)電量的要求，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電時(shí)間t為多少天？（4）將該電站的電能輸送到華中地區(qū)，輸電功率P1＝4.5×106kW,采用超高壓輸電，輸電電壓U＝500kV，而發(fā)電機(jī)輸出的電壓約為U0＝18kV,要使輸電線上損耗的功率為輸送電功率的5%,求發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比和輸電線路的總電阻．答案：(1)略(2)67.1％（3）192.3天（4)9∶2502.78Ω解析：（1)遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示．(2）電站能量轉(zhuǎn)化的效率η＝eq\f(W電,W機(jī))＝eq\f（W，ρgQH)效率η＝eq\f(8.40×1010×103×3600，1.0×103×4。51×1011×10×100)×100%≈67.1%。（3）依據(jù)P＝eq\f（W,t)可知，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電時(shí)間t＝eq\f（W,P)＝eq\f（8。40×1010,1.82×107×24）天≈192.3天．（4）升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比eq\f（n1,n2）＝eq\f（U0，U)＝9∶250由P1＝UI得I＝9.0×103A又P損＝I2R＝5%P1由以上各式解得R≈2。78Ω.15．（12分）圖甲為一理想變壓器,ab為原線圈，ce為副線圈,d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的u－t圖象如圖乙所示,若只在ce間接一只Rce＝400Ω的電阻,或只在de間接一只Rde＝225Ω的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80W.（1)請(qǐng)寫出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式；（2）求只在ce間接400Ω電阻時(shí)，原線圈中的電流I1；(3）求ce和de間線圈的匝數(shù)比eq\f(nce,nde)。eq\a\vs4\al(導(dǎo)學(xué)號(hào)36280495）答案：(1)uab＝400sin200πt(V）(2）0。28A或eq\f(\r(2)，5)A(3)eq\f（4，3）解析：(1)由題圖乙知ω＝200πrad/s，電壓瞬時(shí)值uab＝400sin200πt(V)．（2）電壓有效值U1＝200eq\r(2）V，理想變壓器P1＝P2,原線圈中的電流I1＝eq\f(P1,U1),解得I1≈0.28A(或eq\f(\r(2)，5）A）（3）設(shè)ab間匝數(shù)為n1，則eq\f（U1，n1)＝eq\f(Uce，nce）,同理eq\f(U1,n1)＝eq\f（Ude，nde），由題意知eq\f（Ueq\o\al(2，ce），Rce）＝eq\f(Ueq\o\al(2,de），Rde），解得eq\f（nce,nde）＝eq\r(\f（Rce