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【大师珍藏】高考物理一轮单元训练金卷:第十二单元 交变电流 传感器(A卷)含答案

1、一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (A)卷第 十 二 单 元 交 变 电 流 传 感 器注 意 事 项 :1 答 题 前 , 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 , 并 将 准 考 证 号 条 形 码 粘贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 : 每 小 题 选 出 答 案 后 , 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目 的 答 案 标 号 涂 黑 ,写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 :

2、 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 , 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、选择题:本题共 10 小题,每小题 5 分。在每小题给出的四个选项中,第 16 题只有一项符合题目要求,第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。1如图甲所示,矩形线圈 abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交流电如图乙所示,设沿 abcda 方向为电流正方向

3、,则( )A乙图中 Oa 时间段对应甲图中 A 至 B 图的过程B乙图中 c 时刻对应甲图中的 C 图C若乙图中 d 等于 0.02 s,则 1 s 内电流的方向改变了 50 次D若乙图中 b 等于 0.02 s,则交流电的频率为 50 Hz2(2018东北三校联考)关于图甲、乙、丙、丁,下列说法正确的是( )A图甲中电流的峰值为 2 A,有效值为 A,周期为 5 s2B图乙中电流的峰值为 5 A,有效值为 2.5 A2C图丙中电流的峰值为 2 A,有效值为 A2D图丁中电流的最大值为 4 A,有效值为 A,周期为 2 s23.如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻 r1.0 ,外接 R9.0

4、的电阻闭合开关 S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势 e10 sin 10t(V),则( )2A该交变电流的频率为 10 HzB该电动势的有效值为 10 V 2C外接电阻 R 所消耗的电功率为 10 WD电路中理想交流电流表 A 的示数为 1.0 A4如图甲所示,为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度给该台灯接 220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为( )A220 V B110 VC. V D V2202 11025.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是 51,原线圈接入电压为 220 V 的正弦交流电,各元

5、件正常工作,一个理想二极管和一个滑动变阻器 R 串联接在副线圈上,如图所示,电压表和电流表均为理想交流电表则下列说法正确的是( )A原、副线圈中的电流之比为 51B电压表的读数约为 44 VC若滑动变阻器接入电路的阻值为 20 ,则 1 分钟产生的热量为 2 904 JD若将滑动变阻器的滑片向上滑动,则两电表读数均增大6(2018唐山模拟)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为 21,原线圈接在 u220sin 100t(V)的交流电源上,副线圈一端接有 R55 的负载电阻、熔断电流为 1 A 的保险丝和一2个灯泡 D,电流表为理想电表下列说法正确的是 ( )AS 断开时,原线圈中电流表的

6、读数为 A2BS 断开时,原线圈的输入功率为 220 W2C副线圈中输出交流电的周期为 50 sDS 闭合时,灯泡 D 正常发光,原线圈中电流表读数不会超过 1.5 A 7如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型,将变压器和二极管都视为理想元件,已知变压器的原、副线圈匝数比为 201,A、B 端输入电压为 U1220 sin 100t(V),对于输出端2CD(OD 为副线圈的中心抽头 )( )A输出电压的有效值为 11 VB输出电压的有效值为 5.5 VCCD 端的输出功率和 AB 端的输入功率之比为 12DCD 端的输出功率和 AB 端的输入功率之比为 118(2017高考江苏卷)某音响

7、电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则( )A电感 L1 的作用是通高频B电容 C2 的作用是通高频C扬声器甲用于输出高频成分D扬声器乙用于输出高频成分9图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A 为交流电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )A电流表的示数为 10 AB线圈转动的角速度为 50 rad/sC0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s 时电阻 R 中电流的方向自右向左10.(2018东北三校联考)如图

8、所示,空间中有范围足够大的匀强磁场,磁场方向竖直向下,在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环,两环相距 L,用导线将环与外电阻相连,现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动若已知磁感应强度大小为 B,圆环半径为 R,杆转动角速度为 ,金属杆和电阻的阻值均为 r,其他电阻不计,则( )A当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外电阻的电流先变大后变小B当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外电阻的电流先变小后变大C流过外电阻电流的有效值为2BLR4rD流过外电阻电流的有效值为2BR24r二、非选择题:本大题共 4 小题,共 60 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要

9、演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。11(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变_(选填“大”或“小”) 上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度如果刻度盘正中的温度为 20 ( 如图甲所示) ,则 25 的刻度应在 20 的刻度的_(选填“左”或“右 ”)侧为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化

10、,请在图乙中用图中的器材(可增加元器件) 设计一个电路(2)图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路,电源电压恒定,电流表内阻不计,开关闭合后,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示,试根据这一特性,由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路12如图甲为一理想变压器,ab 为原线圈,ce 为副线圈, d 为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的 ut 图象如图乙所示若只在 ce 间接一只 Rce400 的电阻或只在 de 间接一只 Rde225 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为 80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值 uab的表达式;

11、(2)求只在 ce 间接 400 电阻时,原线圈中的电流 I1;(3)求 ce 和 de 间线圈的匝数比 .ncende13. (2018武汉模拟) 在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失有一个小型发电站,输送的电功率为 P500 kW,当使用 U5 kV 的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4 800 kWh.求:(1)输电效率 和输电线的总电阻 r;(2)若想使输电效率提高到 98%,又不改变输电线,那么发电站应使用多高的电压向外输电?14发电机的端电压为 220 V,输出电功率为 44 kW,输电导线的电阻为 0.2 ,如果用原、副线圈匝数之

12、比为 110 的升压变压器升压,经输电线路后,再用原、副线圈匝数比为 101 的降压变压器降压供给用户(1)画出全过程的线路图;(2)求用户得到的电压和功率;(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (A)卷第 十 二 单 元 交 变 电 流 传 感 器答 案1.【 答 案 】 A【 解 析 】 选 A.由交变电流的产生原理可知 ,甲图中的 A、C 两图中线圈所在的平面为中性面,线圈在中性面时电流为零,再经过 1/4 个周期电流达到最大值,再由楞次定律判断出电流的方向,因此甲图中 A 至 B 图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值,

13、A 正确;甲图中的 C 图对应的电流为零,B 错误;每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次,所以一个周期以内电流方向要改变两次,所以在乙图中对应 Od 段等于交变电流的一个周期,若已知 d 等于 0.02 s,则频率为50 Hz,1 s 内电流的方向将改变 100 次,C 错误;而 D 选项频率应该是 25 Hz.2.【 答 案 】 B【 解 析 】 选 B.图甲是正弦式交变电流图线 ,峰值(最大值)为 2 A,有效值是峰值的 ,即 12 2A,周期为 4 s,所以 A 选项错误;图乙电流大小改变但方向不变,所以不是交变电流,计算有效值时因为热效应与电流方向无关,所以仍是峰值的 ,即 2

14、.5 A,所以 B 选项正确;图丙是图甲减12 2半的脉冲电流,有效值不可能为峰值的 ,所以 C 选项错误;图丁是交变电流图线,周期为 2 s,12根据有效值定义则有:4 2R 3 2R I 2RT,解得电流有效值 I2.5 A,所以 D 选项错T2 T2 2误3.【 答 案 】 D【 解 析 】 选 D.因 e10 sin 10t(V),故 10 rad/s,f 5 Hz,选项 A 错误;E m10 22 2V,故其有效值 E 10 V,选项 B 错误;交流电表的示数及功率的计算均要用有效值,因此电Em2路中理想交流电流表 A 的示数 I 1.0 A,选项 D 正确;外接电阻 R 所消耗功率

15、为ER rPI 2R1.0 29 W9 W ,选项 C 错误4.【 答 案 】 B【 解 析 】 选 B.设电压的有效值为 U,根据有效值定义有 T,解得 U110 V,则 B(2202)2 R T2 U2R正确5.【 答 案 】 C【 解 析 】 选 C.理想二极管的特点是正向的电流通过时电阻很小,反向的电流通过时电阻很大,认为断路,理想二极管的作用是只允许正向的电流通过由于原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比,所以电流之比为 15,A 选项错误;原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比,所以副线圈两端电压为 U244 V,但二极管具有单向导电性,根据有效值的定义有 T,从而T2 U2R求得电

16、压表两端电压有效值为 U22 V,B 选项错误; 1 min 产生的热量为 Q t2 904 J,C2U2R选项正确;将滑动变阻器滑片向上滑动,接入电路中的阻值变小,但对原、副线圈两端的电压无影响,即电压表的读数不变,电流表的读数变大,所以 D 选项错误6.【 答 案 】 D【 解 析 】 选 D.由交流电源瞬时值表达式可知其原线圈两端电压的有效值为 220 V,根据理想变压器变压规律 可知 ,副线圈输出电压有效值为 U2110 V,由欧姆定律可知通过电阻的电U1U2 n1n2流 I2 2 A,由变压器变流规律 可知,原线圈输入电流为 1 A,故电流表示数为 1 A,AU2R I1I2 n2n

17、1项错误;原线圈的输入功率 P1U 1I1220 W,B 项错误;变压器不改变交流电的周期,由瞬时值表达式可知,交流电的周期为 0.02 s,C 项错误;通过灯泡的电流有效值最大为 1 A,故通过副线圈的最大电流为 3 A,由变压器变流规律可知,原线圈输入电流有效值最大为 1.5 A,故 D 项正确7.【 答 案 】 BD【 解 析 】 选 BD.由于 OD 为副线圈的中心抽头,AB 与 CD 线圈匝数之比为 401,则线圈 CD间电压的最大值为 V,而本题中的两个二极管相当于把 CD 之间的交变电压的负半部分对称地1122变为正半部分,这样交变电流就全部变为正值,且周期为原来的一半,因而有效

18、值为 5.5 V,A 错误,B 正确 变压器 AB 端的输入功率等于 CD 端的输出功率,因而 C 错误,D 正确8.【 答 案 】 BD【 解 析 】 选 BD.电感线圈有通低频、阻高频的作用,因此 A 项错误;电容器有通高频、阻低频的作用,因此 B 项正确;由此可以判断 ,扬声器甲主要用于输出低频成分,扬声器乙用于输出高频成分,C 项错误,D 项正确9.【 答 案 】 AC【 解 析 】 选 AC.根据 it 图象可知,电流最大值 Im10 A,有效值 I 10 A,选项 A 正2Im2确;交变电流的周期 T210 2 s,角速度 100 rad/s,选项 B 错误;从图示位置开始转动2T

19、时,经 0.01 s 线圈回到水平状态 ,线圈平面与磁场方向平行 ,选项 C 正确;根据右手定则,在0.02 s 时 ,线圈经过一个周期,即在图示位置,电阻 R 中的电流方向自左向右,因此选项 D 错误10.【 答 案 】 BC【 解 析 】 选 BC.金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中 ,垂直磁场方向的分速度先减小再增大,因而流过外电阻的电流先减小再增大,选项 A 错误 ,选项 B 正确;杆沿圆环的匀速率运动等效为以两环圆心连线为转动轴、长为 L、宽为 R 的矩形线框的匀速转动,因此产生正弦交流电,遵守 I 的关系 电动势的最大值为 EmBLR,I m ,I ,故选项 C 正确、D 错I

20、m2 Em2r Im2 2BLR4r误11.【 答 案 】 (1)小 右 见解析图 (2)见解析【 解 析 】 (1)因为温度降低时,负温度系数热敏电阻的阻值增大 ,故电路中电流会减小由的分析知,温度越高,电流越大,25 的刻度应对应较大电流,故在 20 的刻度的右侧电路如图所示(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,流过光敏电阻的电流增大 ,光敏电阻的阻值减小根据题意设计一个自动光控电路,如图所示控制过程是:当有光照时,放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开;当无光照时,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个触点闭合,工作电路接通,电灯开始工作12

21、.【 答 案 】 见解析【 解 析 】 (1)由题图乙知 200 rad/s,U m400 V电压瞬时值的表达式为 uab400sin 200t(V)(2)电压有效值 U1200 V2理想变压器 P1P 2原线圈中的电流 I1 ,解得 I10.28 A .P1U1 (或 25 A)(3)设 ab 间匝数为 n1, ,同理 U1n1 Ucence U1n1 Udende由题意知 ,解得 ncende RceRde代入数据得 .ncende 4313.【 答 案 】 (1)60% 20 (2)22.4 kV【 解 析 】 (1)输送功率 P500 kW,一昼夜输送电能 E Pt12 000 kW

22、h由题知输电线上损失的电能 E4 800 kW h终点得到的电能 EEE 7 200 kWh所以输电效率 100% 60%EE输电线上的电流 I 100 APU输电线损耗功率 PrI 2r其中 Pr 200 kWEt得 r20 .(2)输电线上损耗功率 Pr r(PU)21U2原来 Pr200 kW ,现在要求 Pr10 kW代入数据解得输电电压应调节为 U22.4 kV .14.【 答 案 】 见解析【 解 析 】 (1)线路图如图所示:(2)升压变压器副线圈上的输出电压U2 U12 200 Vn2n1升压变压器副线圈上的输出电流 I2 I1n1n2升压变压器原线圈上的输入电流,由 PU 1I1 得I1 A200 APU1 44103220所以 I2 I1 200 A20 A.n1n2 110输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR I2R4 VPR I R0.08 kW2降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I3I 220 AU3U 2U R2 196 V降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为U4 U3219.6 Vn4n3I4 I3200 An3n4用户得到的功率 P4U 4I443.92 kW.(3)若不采用高压输电,线路损失电压为UR I1R40 V用户得到的电压 UU 1U R180 V用户得到的功率为 PU I136 kW.