（江蘇專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 章末質(zhì)量檢測(cè) 第10章 交變電流 傳感器（含解析）-人教版高三物理試題

章末質(zhì)量檢測(cè)(十)交變電流傳感器（含解析）(時(shí)間：45分鐘滿分：72分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題6分，共42分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合題目要求的。)1．(2014·海南單科，2)理想變壓器上接有三個(gè)完全相同的燈泡，其中一個(gè)與該變壓器的原線圈串聯(lián)后接入交流電源，另外兩個(gè)并聯(lián)后接在副線圈兩端。已知三個(gè)燈泡均正常發(fā)光。該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為()A．1∶2B．2∶1C．2∶3D．3∶2解析三個(gè)燈泡都相同，并且都正常發(fā)光，可知三個(gè)燈泡此時(shí)的電流都相同，即原線圈中的電流是副線圈中電流的一半，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)和I1＝eq\f(1,2)I2可知，該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝2，B正確。答案B2．如圖1所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，原線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220V，負(fù)載電阻R＝44Ω，電流表A1的示數(shù)為0.2A。下列判斷正確的是()圖1A．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2∶1B．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5∶1C．電流表A2的示數(shù)為0.1AD．電流表A2的示數(shù)為0.4A解析由電壓表V示數(shù)和電流表A1的示數(shù)可得原線圈中的功率P1＝U1I1，P1＝P2＝Ieq\o\al(2,2)R，所以電流表A2的示數(shù)為I2＝eq\r(\f(U1I1,R))＝eq\r(\f(220×0.2,44))A＝1A，C、D錯(cuò)誤；原線圈和副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(5,1)，A錯(cuò)誤，B正確。答案B3．如圖2所示，兩個(gè)相同的燈泡，分別接在理想變壓器的原、副線圈上(燈泡電阻不隨溫度變化)，已知原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，電源電壓為U，則()圖2A．通過(guò)A、B燈泡的電流之比為IA∶IB＝2∶1B．燈泡A、B兩端的電壓之比為UA∶UB＝2∶1C．燈泡A、B兩端的電壓分別為UA＝eq\f(U,5)、UB＝eq\f(2U,5)D．兩燈泡A、B消耗的功率相等解析由理想變壓器的電流規(guī)律知通過(guò)A、B燈泡的電流之比為IA∶IB＝1∶2，A錯(cuò)誤；因燈泡相同，所以由歐姆定律可知燈泡A、B兩端的電壓之比為UA∶UB＝1∶2，B錯(cuò)誤；由理想變壓器電壓規(guī)律知原線圈兩端的電壓為2UB，所以U＝UA＋2UB，即可得UA＝eq\f(U,5)，UB＝eq\f(2U,5)，C正確；因通過(guò)兩燈泡的電流不相等，所以兩燈泡A、B消耗的功率不相等，D錯(cuò)誤。答案C4.如圖3所示，一交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω＝100rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知線圈面積S＝0.2m2，匝數(shù)N＝100匝，線圈電阻r＝5Ω，外接電阻R圖3A．通過(guò)電阻R的電流有效值為I＝10AB．通過(guò)電阻的電荷量q＝0.2CC．電壓表的示數(shù)為U＝300VD．外力所做的功為W＝2π×103J解析由題意可知，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為Em＝NBSω＝400V，因是正弦式交變電流，故其電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝eq\f(Em,\r(2))＝200eq\r(2)V，所以通過(guò)電阻R的電流有效值為I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(200\r(2),20)A＝10eq\r(2)A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由q＝eq\f(NBS,R＋r)可得q＝eq\f(100×0.2×0.2,20)C＝0.2C，選項(xiàng)B正確；電壓表的示數(shù)U＝IR＝150eq\r(2)V≈212V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；外力做的功等于這個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量，所以W＝Q＝I2(R＋r)×eq\f(1,4)×eq\f(2π,ω)，即W＝20πJ，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B5．隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)能源的需求也日益增大，節(jié)能變得越來(lái)越重要。某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過(guò)降壓變壓器用電，若發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導(dǎo)線總電阻為R，在某一時(shí)段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2。在滿足用戶正常用電的情況下，下列說(shuō)法正確的是()A．輸電線上損耗的功率為eq\f(Peq\o\al(2,0)R,Ueq\o\al(2,2))B．輸電線上損耗的功率為eq\f(Peq\o\al(2,0)R,Ueq\o\al(2,1))C．若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電D．采用更高的電壓輸電會(huì)降低輸電的效率解析設(shè)發(fā)電廠輸出功率為P，則輸電線上損耗的功率為ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝eq\f(P2R,Ueq\o\al(2,1))，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；采用更高的電壓輸電，可以減小導(dǎo)線上電流，故可以減小輸電導(dǎo)線上損耗的功率，C項(xiàng)正確；采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減小，則發(fā)電廠輸出的總功率減小，故可提高輸電的效率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C6．一個(gè)邊長(zhǎng)為6cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，電阻為0.36Ω。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖4所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為()圖4A.eq\r(2)×10－5AB.eq\r(6)×10－5AC.eq\f(\r(2),2)×10－5AD.eq\f(3\r(2),2)×10－5A解析由法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝S·eq\f(ΔB,Δt)，I＝eq\f(E,R)＝eq\f(S,R)·eq\f(ΔB,Δt)結(jié)合題圖可得在0～3s內(nèi)，I1＝eq\f(（6×10－2）2,0.36)×eq\f(6×10－3－0,3)A＝2×10－5A在3～5s內(nèi)，I2＝eq\f(（6×10－2）2,0.36)×eq\f(0－6×10－3,2)A＝－3×10－5A故可作出I隨時(shí)間變化的圖象，如圖所示。由交變電流有效值的定義可得Ieq\o\al(2,1)Rt1＋I(xiàn)eq\o\al(2,2)Rt2＝I2Rt代入數(shù)據(jù)可解得I＝eq\r(6)×10－5A，故選項(xiàng)B正確。答案B7．如圖5甲所示的電路，已知電阻R1＝R2＝R。和R1并聯(lián)的D是理想二極管(正向電阻可視為零，反向電阻為無(wú)窮大)，在A、B之間加一個(gè)如圖乙所示的交變電壓(電壓為正值時(shí)，UAB>0)。由此可知()圖5A．在A、B之間所加的交變電壓的周期為2sB．在A、B之間所加的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝20eq\r(2)sin100πt(V)C．在A、B之間所加的交變電壓的最大值為20VD．加在R2上電壓的有效值為20V解析由圖乙可知交變電壓的周期T＝0.02s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；A、B間所加交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝20eq\r(2)sin100πt(V)，選項(xiàng)B正確；在A、B之間所加的交變電壓的最大值為20eq\r(2)V，有效值為20V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于電阻R1和R2串聯(lián)，電壓為正值的半個(gè)周期電阻R1被二極管短路，R2上電壓的有效值為20V，電壓為負(fù)值的半個(gè)周期，二極管中無(wú)電流通過(guò)，電阻R1和R2串聯(lián)，R2上電壓的有效值為10V，根據(jù)有效值的定義可得eq\f(（20V）2,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(（10V）2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)·T，解得加在R2上電壓的有效值為U＝5eq\r(10)V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共計(jì)30分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，錯(cuò)選或不選的得0分。)8．如圖6所示，R是一個(gè)光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)，則()圖6A．電壓表的示數(shù)為22eq\r(2)VB．在天逐漸變黑的過(guò)程中，電流表A2的示數(shù)變小C．在天逐漸變黑的過(guò)程中，電流表A1的示數(shù)變大D．在天逐漸變黑的過(guò)程中，理想變壓器的輸入功率變小解析原線圈中的輸入電壓為220V，由原、副線圈的匝數(shù)比可得，副線圈中電壓表的示數(shù)為22V；在天逐漸變黑的過(guò)程中，光敏電阻的阻值變大，由于電壓不變，所以電流表A2的示數(shù)變小，則原線圈中電流表A1的示數(shù)變小，輸入功率也變小。綜上分析可知，選項(xiàng)B、D正確。答案BD9.(2014·山東理綜，17)如圖7所示，將額定電壓為60V的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開(kāi)關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A。以下判斷正確的是()圖7A．變壓器輸入功率為484WB．通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6AC．通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2AD．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3解析用電器正常工作，則知變壓器輸出電壓U2＝60V，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則P1＝P2＝U2I2＝60×2.2W＝132W，故A錯(cuò)誤；通過(guò)原線圈的電流為I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(132,220)A＝0.6A，故B正確；通過(guò)副線圈的電流最大值為I2m＝2.2×eq\r(2)A≈3.1A，故C錯(cuò)誤；變壓器原、副線圈匝數(shù)比為eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220,60)＝eq\f(11,3)，故D正確。答案BD10．(2015·江蘇蘇、錫、常、鎮(zhèn)二模)如圖8甲所示電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝6∶1，L為電感線圈，C為電容器，R為定值電阻。當(dāng)原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電時(shí)，三只燈泡都能發(fā)光。如果保持原線圈兩端的電壓最大值不變，而將其頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，下列說(shuō)法中正確的是()圖8A．副線圈兩端的電壓有效值為12VB．副線圈兩端的電壓有效值為6VC．燈泡Ⅱ變亮D．燈泡Ⅲ變亮解析原線圈兩端的電壓有效值為36V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)解得U2＝6V，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。變壓器不能改變交流電的頻率，所以副線圈輸出電流的頻率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，純電阻電路不受頻率的影響，燈泡Ⅰ亮度不變；線圈L對(duì)電流的阻礙作用變大，燈泡Ⅱ變暗；電容器C對(duì)電流的阻礙作用減小，燈泡Ⅲ變亮，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。答案BD11.如圖9所示，接在照明電路中的自耦變壓器的副線圈上通過(guò)輸電線接有三個(gè)燈泡L1、L2和L3，輸電線的等效電阻為R，輸入的交變電壓有效值恒定。當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)一段距離后，下列說(shuō)法正確的是()圖9A．等效電阻R上消耗的功率變大B．三個(gè)燈泡都變暗C．原線圈兩端的輸入電壓增大D．原線圈中電流表示數(shù)增大解析自耦變壓器的原、副線圈是同一個(gè)線圈，只是匝數(shù)不同。由題意知原線圈是副線圈的一部分。由eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)可知，當(dāng)P下移時(shí)，U1、n2不變，n1變小，U2變大，因負(fù)載電路結(jié)構(gòu)不變，因此負(fù)載上的總電流I2＝eq\f(U2,R總)應(yīng)變大，R上消耗的功率變大，由串、并聯(lián)電路特點(diǎn)知三個(gè)燈泡都變亮，A正確，B錯(cuò)誤；原線圈的輸入電壓是不變的，C錯(cuò)誤；由P入＝P出，U1I1＝U2I2知，I1一定增大，電流表示數(shù)增大，D項(xiàng)正確。答案AD12．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖10甲所示，發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器和降壓變壓器向用戶供電。已知輸電線的總電阻為rΩ，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3∶n4＝n∶1，降壓變壓器的副線圈兩端電壓如圖乙所示，降壓變壓器的副線圈與阻值為R0＝22Ω的電阻組成閉合電路。若將變壓器視為理想變壓器，則下列說(shuō)法正確的是()圖10A．發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電的頻率為0.5HzB．降壓變壓器的副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sin100πt(V)C．通過(guò)R0的電流的最大值為20eq\r(2)AD．輸電線損失的功率為eq\f(100r,n2)W解析變壓器不改變交流電的頻率，由圖乙可知交流電的頻率為f＝eq\f(1,2×10－2)