高考物理專題練習：交變電流傳感器附答案

2020高考物理專題練習：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放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉動．若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時(如圖乙)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正．則如圖所示的四個選項圖中正確的是()解析：選D．矩形線圈繞垂直于勻強磁場的轉軸勻速轉動產(chǎn)生正弦式交變電流，在開始計時(t＝0)時線圈為題圖乙所示的位置，據(jù)右手定則判斷電流為負方向，首先排除A、B選項．若達題圖甲所示的位置，感應電流為負向的峰值，可見t＝0的時刻交變電流處于負半軸且再經(jīng)eq\f(T,8)到達中性面位置，或者φ0＝eq\f(π,4)，瞬時值表達式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選項正確．3、下圖為兩根間距為20cm的無限長光滑金屬導軌,電阻不計,其左端連接一阻值為10Ω的定值電阻,兩導軌之間存在著磁感應強度為1T的勻強磁場,磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分。一阻值為10Ω的光滑導體棒,在外力作用下以10m/s的速度勻速向右運動(接觸電阻不計),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.導體棒運動到圖示虛線位置時,電流表示數(shù)為零D.導體棒上消耗的熱功率為0.2W參考答案A解析：由磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分,可知導體棒切割磁感線產(chǎn)生正弦式交變電流,A正確;感應電動勢最大值Em=Blmv=2V,電壓表測的是有效值,即為U==1V,B錯誤;電流表測的是有效值,所以導體棒運動到圖示虛線位置時,電流表示數(shù)不為0,C錯誤;導體棒上消耗的熱功率為P=W=0.1W,D錯誤。4、如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過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相當于用戶用電器的總電阻．當用電器增加時，相當于R變小，則當用電進入高峰時()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．因為輸入電壓和匝數(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D錯誤．5、如圖所示，虛線框內(nèi)為漏電保護開關的原理示意圖，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處有一個輸電線圈，一旦線圈B中有電流，經(jīng)過電流放大器后便能推動繼電器切斷電源，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，則下列說法正確的是()A．甲不會發(fā)生觸電事故，繼電器不會切斷電源B．乙會發(fā)生觸電事故，繼電器不會切斷電源C．丙會發(fā)生觸電事故，繼電器會切斷電源D．丁會發(fā)生觸電事故，繼電器會切斷電源解析：選AD．圖中甲、乙站在木凳上(人與地絕緣)接觸火線時，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)生感應電流，繼電器不會切斷電源，甲、乙不會發(fā)生觸電事故，故A正確，B錯誤；當丙雙手分別與火線和零線觸電時(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中不會產(chǎn)生感應電流，故繼電器不會切斷電源，C錯誤；當丁圖中“手－地”接觸時，會導致一部分電流通過大地，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，故會在線圈B中產(chǎn)生感應電流，經(jīng)放大后便能推動繼電器切斷電源，故D正確．6、如圖所示為一交流電壓隨時間變化的圖象．每個周期內(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項正確．7、如圖所示,匝數(shù)為100的矩形線圈abcd位于磁感應強度B=T的水平勻強磁場中,線圈面積S=0.5m2,內(nèi)阻不計。線圈繞垂直于磁場的軸以角速度ω=10πrad/s勻速轉動。線圈通過金屬滑環(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。下列說法正確的是()A.通過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)生的電動勢的最大值為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速參考答案B解析：由ω=2πf可得通過燈泡的交變電流的頻率是5Hz,選項A錯誤;矩形線圈在水平勻強磁場中轉動產(chǎn)生感應電動勢最大值為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B正確,C錯誤;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速,選項D錯誤。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項錯誤；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項正確；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸出電壓U2＝220V，知U1＝1100V，故C項錯誤；副線圈中電流的頻率與原線圈中電流頻率相同，故D項錯誤．9、某音響電路的簡化電路圖如圖所示，輸入信號既有高頻成分，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．揚聲器甲用于輸出高頻成分D．揚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項錯誤；電容器有通高頻、阻低頻的作用，因此B項正確；由此可以判斷，揚聲器甲主要用于輸出低頻成分，揚聲器乙用于輸出高頻成分，C項錯誤，D項正確．二、非選擇題(1)利用負溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應快，而且精確度高．①如果將負溫度系數(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℃的刻度應在20℃的刻度的________(選填“左”或“右”)側．③為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變化，請在圖乙中用圖中的器材(可增加元器件)設計一個電路．(2)圖甲為一測量硫化鎘光敏電阻特性的實驗電路，電源電壓恒定，電流表內(nèi)阻不計，開關閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使小燈泡發(fā)光逐漸增強，測得流過電阻的電流和光強的關系曲線如圖所示，試根據(jù)這一特性，由圖丙中給定的器材設計一個自動光控電路．解析：(1)①因為溫度降低時，負溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大，故電路中電流會減?。谟散俚姆治鲋?，溫度越高，電流越大，25℃的刻度應對應較大電流，故在20℃