新高考2022屆高考物理一輪單元訓(xùn)練第十二單元交變電流傳感器B卷

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°的過程中流過電阻R的電荷量。17．(14分)如圖所示，作為北京奧運(yùn)會主場館之一的國家體育館“鳥巢”擁有9.1萬個座位，其扇型屋面和大面積的玻璃幕墻不僅給人以賞心悅目之感，還隱藏著一座年發(fā)電量約為98550kW·h的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，供給體育館內(nèi)的照明燈等使用。假如該發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率為1×105W。求：(1)按平均每天太陽照射6小時(shí)計(jì)，該發(fā)電系統(tǒng)一年（365天計(jì)）能輸出多少電能？(2)假若輸出電壓250V，現(xiàn)準(zhǔn)備向遠(yuǎn)處輸電。所用輸電線的總電阻為8Ω，要求輸電時(shí)在輸電線上損失的電功率不超過輸送電功率的5%。用戶獲得220V電壓，求應(yīng)選用匝數(shù)比多大的升壓變壓器和降壓變壓器？18．(16分)圖甲是一理想變壓器的電路連接圖，圖乙是原線圈兩端所加電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，已知原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，兩個相同的燈泡L1和L2的電絲的電阻值均為R＝40Ω，圖中電壓表和電流表均為理想電表。試求：(1)開關(guān)S閉合時(shí)，變壓器的輸入功率和電流表A2的示數(shù)；(2)閉合S開關(guān)，待電路穩(wěn)定后，再將開關(guān)S斷開，定性分析電路中三只電表的示數(shù)變化情況。第十二單元（B）答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求。1．【答案】B【解析】交流電是指大小和方向發(fā)生周期性變化的電流，直流電的方向不變，恒定電流的大小與方向均不變，渦流是感應(yīng)電流；手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是交流電，因?yàn)樵擃惗O管具有單向?qū)щ娦?，所以通過每個二極管的電流方向不變，為直流電。2．【答案】A【解析】用類比法，如線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，產(chǎn)生周期性變化的交變電流，所以這個電路中存在周期為T的變化電流，故A正確；由于地磁場方向等效為由南指向北，則t＝0時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最小為0，故B錯誤；t＝eq\f(T,4)時(shí)刻，第一次經(jīng)過水平位置，這個過程磁通量減小，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向向右通過靈敏電流計(jì)，故C錯誤；t＝eq\f(T,2)時(shí)刻，回路磁通量最小，電路中電流最小，故D錯誤。3．【答案】D【解析】對于A圖正弦式電流，有效值I1＝eq\f(\r(2),2)Im＝eq\r(2)A；根據(jù)焦耳定律得Q1＝Ieq\o\al(2,1)RT1＝(eq\r(2))2RT1＝2RT1；對于B圖正弦式電流，有效值I2＝eq\f(\r(2),2)Im＝eq\r(2)A，根據(jù)焦耳定律得Q2＝Ieq\o\al(2,2)RT2＝(eq\r(2))2RT2＝2RT2；對于圖C形式電流，根據(jù)焦耳定律得Q3＝Ieq\o\al(2,3)RT2＝2.25RT2；對于圖D形式電流，根據(jù)焦耳定律得：Q4＝Ieq\o\al(2,4)R·eq\f(T1,2)＋I(xiàn)′eq\o\al(2,4)R·eq\f(T1,2)＝2RT1＋2RT1＝4RT1，其中T1＝2T2；故在相同時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最大的是D。4．【答案】C【解析】根據(jù)圖像可得T＝0.02s，線圈的角速度，線圈產(chǎn)生的電動勢，根據(jù)Um＝nФmω＝50eq\r(2)V，則電壓表的示數(shù)位U＝eq\f(Um,\r(2))＝50V，變壓器的匝數(shù)比，A錯誤，C正確；根據(jù)變壓器的原理，變壓器輸入端接入電壓U＝50V的直流電，變壓器不工作，醫(yī)療設(shè)備不能正常工作，C錯誤；t＝0時(shí)，磁通量為0，則變壓器的原線圈兩端的電壓u＝50eq\r(2)cos100πt（V），D錯誤。5．【答案】D則電壓損失增大，U2不變，所以輸電線上損耗的功率占發(fā)電廠輸出總功率的比例增大，故D正確。6．【答案】D【解析】理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n，原線圈接電壓為U的交流電源，則輸出端電壓為eq\f(U,n)，燈泡L中的電流為eq\f(U,nR)，而電動機(jī)的輸入功率為eq\f(UI,n)，故A、B項(xiàng)錯誤；電動機(jī)D的輸入功率為eq\f(UI,n)，而電動機(jī)的線圈電阻消耗的功率為I2r，則電動機(jī)D的機(jī)械功率為eq\f(UI,n)－I2r，故C項(xiàng)錯誤；若電風(fēng)扇由于機(jī)械故障被卡住可視為純電阻，兩電阻并聯(lián)，則根據(jù)歐姆定律變壓器原理eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知，通過原線圈的電流為，故D項(xiàng)正確。7．【答案】C【解析】已知兩相鄰正、負(fù)尖峰電壓對應(yīng)時(shí)間差為Δt，可得交變電流的周期T＝2Δt，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的角速度，A錯誤；交變電流不是按正弦規(guī)律變化的，電壓最大值與有效值的關(guān)系不是Um＝eq\r(2)U，B錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律得，感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比，有Um＝nkm，穿過線圈磁通量變化率的最大值，C正確；相鄰兩個向上尖峰時(shí)間內(nèi)，線圈電壓的平均值，線圈轉(zhuǎn)過一個完整周期，磁通量變化量為0，電壓平均值為0，D錯誤。8．【答案】B【解析】題圖中位置，線圈處于中性面位置，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emsinωt，而Em＝NBSω，則穿過線圈的最大磁通量，A錯誤，B正確；從圖中位置開始計(jì)時(shí)，四分之一周期內(nèi)，磁通量的變化量，則通過干路的電荷量，本題中總電阻無法確定，故通過燈泡A1的電荷量無法確定，C錯誤；根據(jù)電動勢最大值公式Em＝NBSω可知，增大線圈轉(zhuǎn)動角速度ω時(shí)，頻率變大，感應(yīng)電動勢的峰值Em變大，同時(shí)由于電感線圈對交流電有阻礙作用，交流電的頻率越大，該阻礙作用越大；電容器對交流電也有阻礙作用，交流電頻率越大，阻礙越小，故燈泡A1變亮；由于感應(yīng)電動勢變大，故燈泡A2明亮程度未知，D錯誤。二、多項(xiàng)選擇題:本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題有多個選項(xiàng)符合題目要求。全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9．【答案】AC【解析】題圖甲中，A、B、C、D線圈中磁場均減弱，根據(jù)磁場減弱方向，結(jié)合楞次定律和安培定則，可知A、C線圈電流標(biāo)示方向正確，B、D線圈電流標(biāo)示方向錯誤，A正確，B錯誤；題圖乙中，磁鐵運(yùn)動，導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電流，由右手定則可知，A、B導(dǎo)線電流標(biāo)示方向正確，C、導(dǎo)線電流標(biāo)示方向錯誤，C正確，D錯誤。10．【答案】CD【解析】原線圈匝數(shù)較少，電流互感器是一種降電流的變壓器，A錯誤；電流互感器的工作原理是電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，只可以測量交變電流，B錯誤；電流互感器不會改變電流的頻率，只改變電流，故原、副線圈電流的頻率相同，C正確；原線圈匝數(shù)較少，電流互感器是一種降電流的變壓器，副線圈的電流小于原線圈的電流，D正確。11．【答案】BD【解析】因?yàn)閴好綦娮璧淖柚禃S所受壓力的增大而減小，由題圖乙知，此過程中電路中的電流大于靜止時(shí)的電流且穩(wěn)定，故壓敏電阻受到的壓力大于靜止時(shí)受到的壓力，物體處于超重狀態(tài)，超重狀態(tài)為加速速向上，故有可能是向下減速運(yùn)動和向上加速運(yùn)動，故B、D正確，A、C錯誤。12．【答案】AD【解析】由電源電壓u＝311sin(100πt)V可知該交變電壓的有效值為220V，故交流電壓表的示數(shù)為220V，A正確；電路正常工作時(shí)，電路的總功率為660W，故對應(yīng)的電流有效值為3A，保險(xiǎn)絲的額定電流為交變電流的有效值，B錯誤；抽油煙機(jī)為非純電阻用電器，故不能直接利用功率的大小比較電暖寶與抽油煙機(jī)的發(fā)熱功率，C錯誤；抽油煙機(jī)1min消耗的電能為W＝Pt＝1.32×104J，D正確。13．【答案】BCD【解析】依題意，可知交變電流的頻率，線圈每轉(zhuǎn)一圈，電流方向改變兩次，所以該發(fā)電機(jī)的電流方向每秒鐘改變100次，圖示位置為中性面，線圈的磁通量變化率為最大，故A錯誤；電動機(jī)的機(jī)械效率恒為80%，有，可知流過電動機(jī)的電流I＝5A，回路中消耗的總電功率P總＝I線2R線＋UI＝1200W，根據(jù)能量守恒，線框轉(zhuǎn)動一周過程中，克服安培力做功W＝P總t＝24J，故B正確；若電動機(jī)突然卡住，電動機(jī)變成純電阻電路，流過電路的電流增加，導(dǎo)致輸電線的電流增加，輸電線上的損耗功率增加，故C正確；由題可知，原來的轉(zhuǎn)速，線圈產(chǎn)生的電動勢有效值E＝eq\f(\r(2),2)nBSω，可知，若線框轉(zhuǎn)速變?yōu)?5r/s，其有效值要減半，所有用電器的電壓和電流都變?yōu)樵瓉淼囊话?，對電動機(jī)P入＝eq\f(1,2)UI＝275W，產(chǎn)生熱的功率P熱＝eq\f(1,4)I2R＝55W，電動機(jī)的機(jī)械功率將變P機(jī)＝P入－P熱＝220W，故D正確。14．【答案】BC【解析】由圖乙知a的周期為4×10－2s，b的周期為6×10－2s，則由T＝eq\f(2π,ω)可知，角速度與周期成反比，故角速度之比為3∶2，選項(xiàng)B正確；曲線a表示的交變電動勢最大值是15V，根據(jù)Em＝nBSω得曲線b表示的交變電動勢最大值是10V，則有效值為V，選項(xiàng)A錯誤；將原線圈滑片P向上滑動時(shí)，原線圈匝數(shù)變大，根據(jù)變壓比公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸出電壓減小，燈泡會變暗，選項(xiàng)C正確；P位置不變，副線圈電壓不變，滑動變阻器連入電路阻值變大時(shí)，輸出功率P＝eq\f(U2,R)變小，輸入功率也變小，選項(xiàng)D錯誤。三、非選擇題：本題共4小題，共52分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(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。15．(9分)【答案】(1)變大(2)240