【核動力】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)章末綜合檢測十-第10章-交變電流-傳感器-

章末綜合檢測(十)考試時間：60分鐘第Ⅰ卷(選擇題)評卷人得分一、選擇題(共8小題，每小題6分，共48分)1.某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以推斷()A．在A和C時刻線圈處于中性面位置B．在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零C．從A時刻到D時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為2πD．若從O時刻到D時刻歷時0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向轉(zhuǎn)變100次【解析】在A和C時刻產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，此時對應(yīng)的感應(yīng)電動勢最大，線圈平面與磁感線方向平行，A錯誤；在B和D時刻，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為零，此時通過線圈的磁通量最大，B錯誤；從A時刻到D時刻，對應(yīng)eq\f(3,4)周期，即線圈轉(zhuǎn)過的角度為eq\f(3π,2)，C錯誤；若從O時刻到D時刻歷時0.02s，則交變電流的周期為0.02s，而一個周期內(nèi)交變電流的方向轉(zhuǎn)變2次，故在1s內(nèi)交變電流的方向轉(zhuǎn)變100次，D正確．【答案】D2．(2021·河南鄭州一模)如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式溝通發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R＝10Ω連接，與電阻R并聯(lián)的溝通電壓表為抱負電壓表，示數(shù)是10V．圖乙是矩形線圈中磁通量Φ隨時間t變化的圖象，則()A．電阻R上的電功率為20WB．0.02s時R兩端的電壓瞬時值為零C．R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝14.1cos100πt(V)D．通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i＝1.41cos50πt(A)【解析】電阻R上的電功率為P＝eq\f(U2,R)＝10W，選項A錯誤；由圖乙知0.02s時磁通量變化率最大，R兩端的電壓瞬時值最大，選項B錯誤；R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝14.1cos100πt(V)，通過R的電流i隨時間t的變化規(guī)律是i＝eq\f(u,R)＝1.41cos100π(A)，選項C正確，D錯誤．【答案】C3．(2021·東北三校聯(lián)考)關(guān)于圖甲、乙、丙、丁，下列說法正確的是()A．圖甲中電流的峰值為2A，有效值為eq\r(2)A，周期為5sB．圖乙中電流的峰值為5A，有效值為2.5eq\r(2)C．圖丙中電流的峰值為2A，有效值為eq\r(2)AD．圖丁中電流的最大值為4A，有效值為eq\r(2)A，周期為2s【解析】圖甲是正弦式交變電流圖線，峰值(最大值)為2A，有效值是峰值的eq\f(1,\r(2))，即eq\r(2)A，周期為4s，所以A項錯誤；圖乙電流大小轉(zhuǎn)變但方向不變，所以不是交變電流，計算有效值時由于熱效應(yīng)與電流方向無關(guān)，所以仍是峰值的eq\f(1,\r(2))，即2.5eq\r(2)A，所以B選項正確；圖丙是圖甲減半的脈沖電流，有效值不行能為峰值的eq\f(1,\r(2))，所以C選項錯誤；圖丁是交變電流圖線，周期為2s，依據(jù)有效值定義則有：42×R×eq\f(T,2)＋32×R×eq\f(T,2)＝I2RT，解得電流有效值I＝2.5eq\r(2)A，所以D選項錯誤．【答案】B4．如圖所示，抱負變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，兩個標有“12V6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端．當兩燈泡都正常工作時，原線圈電路中電壓表和電流表(可視為抱負的)的示數(shù)分別是()A．120V,0.10AB．240VC．120V,0.05AD．240V【解析】副線圈電壓U2＝12V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U1＝240V，副線圈中電流I2＝2·eq\f(P,U)＝1A，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1＝0.05A.【答案】D5．圖甲為抱負變壓器，其原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，電壓表和電流表均為抱負電表，原線圈接如圖乙所示的正弦溝通電，圖中R1為阻值隨溫度上升而減小的熱敏電阻，R為定值電阻，下列說法中正確的是()A．溝通電壓u的表達式為u＝36eq\r(2)sin100πt(V)B．變壓器原、副線圈中的電流之比為4∶1C．變壓器輸入、輸出功率之比為1∶4D．R1處溫度上升時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大【解析】依據(jù)題圖乙可知，umax＝36eq\r(2)V，T＝0.02s，所以ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，溝通電壓u的表達式u＝36eq\r(2)sin100πt(V)，選項A正確；變壓器原、副線圈中的電流之比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(1,4)，選項B錯誤；變壓器輸入、輸出功率相等，所以選項C錯誤；R1處溫度上升時，阻值減小，副線圈電路的總電阻減小，輸出電流I2變大，電流表的示數(shù)變大，而原線圈兩端的電壓由原線圈接入的溝通電源打算，明顯電壓表示數(shù)不變，所以選項D錯誤．【答案】A6.如圖所示，一抱負變壓器的原線圈匝數(shù)為n1，連接一抱負電流表；副線圈接入電路的匝數(shù)n2可以通過滑動觸頭Q調(diào)整，副線圈接有燈泡L和光敏電阻R(光照加強時，R的阻值會減小)，則()A．原、副線圈電流之比為n1∶n2B．只使Q向上滑動，燈泡變亮C．只加強光照，電流表讀數(shù)增大D．只加強光照，原線圈的輸入功率減小【解析】對抱負變壓器有U1I1＝U2I2，又eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)，所以I1∶I2＝n2∶n1，故選項A錯誤；只使Q向上滑動，副線圈匝數(shù)增加，輸出電壓增大，燈泡變亮，選項B正確；只加強光照時，R的阻值變小，輸出功率增大，原線圈電流增大，即電流表讀數(shù)增大，選項C正確．D錯誤．【答案】BC7．電子滅蟲器由兩種主要部件組成：誘蟲的黑光燈和殺蟲的電網(wǎng)．黑光燈發(fā)出的紫外線能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后再利用黑光燈四周的溝通高壓電網(wǎng)將其“擊斃”．如圖所示是電網(wǎng)的工作電路示意圖，抱負變壓器將有效值為220V的交變電壓變壓，輸送到電網(wǎng)，電網(wǎng)相鄰兩平行板電極間距為0.5cm，空氣在常溫下被擊穿的臨界電場強度為6220V/cm.為防止兩極間空氣擊穿而造成短路，抱負變壓器的原、副線圈的匝數(shù)應(yīng)滿足肯定條件，A．變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比：eq\f(n1,n2)>10B．變壓器的副、原線圈的匝數(shù)比：eq\f(n2,n1)<10C．此變壓器為降壓變壓器D．此變壓器為升壓變壓器【解析】電網(wǎng)相鄰兩電極間的最高電壓為：U2＝Ed＝6220×0.5V＝3110V．抱負變壓器輸入電壓的最大值為：U1＝220×eq\r(2)V＝311V，故eq\f(n2,n1)應(yīng)滿足的條件是：eq\f(n2,n1)<eq\f(U2,U1)＝eq\f(3110,311)＝eq\f(10,1)，此變壓器為升壓器，選項B、D正確．【答案】BD8．如圖電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透亮?????的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊愛護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個低電壓溝通電場，在觸摸屏幕時，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會形成一個特殊電容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的把握器便會計算電流的比例及強弱，精確?????算出觸摸點的位置．由以上信息可知，下列說法中正確的是()A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指B．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D．當用手觸摸屏幕時，手指和屏的接觸面積的大小影響電容的大小【解析】電容式觸摸屏在原理上把人的手指當作一個電容器元件的一個極板，把導(dǎo)體層當作另一極板，故選項A正確；手指和屏的接觸面積大小會影響到電容大小，接觸面積越大，即兩極板的正對面積越大，電容越大，故選項B、D正確，C錯誤．【答案】ABD第Ⅱ卷(綜合應(yīng)用)

評卷人得分二、綜合應(yīng)用(共4小題，共52分)9.(10分)圖甲為一測量硫化鎘光敏電阻特性的試驗電路，電源電壓恒定，電流表內(nèi)阻不計，開關(guān)閉合后，調(diào)整滑動變阻器滑片，使小燈泡發(fā)光漸漸增加，測得流過電阻的電流和光強的關(guān)系曲線如圖所示，試依據(jù)這一特性，由圖丙中給定的器材設(shè)計一個自動光控電路．【解析】由光敏電阻的特性曲線可以看出，當入射光增加時，流過光敏電阻的電流增大，光敏電阻的阻值減?。罁?jù)題意設(shè)計一個自動光控電路，如圖所示．把握過程是：當有光照時，放大器輸出一個較大的電流，驅(qū)動電磁繼電器吸引銜鐵使兩個觸點斷開；當無光照時，放大器輸出電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，使兩個觸點閉合，工作電路接通，電燈開頭工作．【答案】見解析10．(12分)溝通發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動．一小型發(fā)電機的線圈共220匝，線圈面積S＝0.05m2，線圈轉(zhuǎn)動的頻率為50Hz，線圈內(nèi)阻不計，磁場的磁感應(yīng)強度B＝eq\f(\r(2),π)T．為了用此發(fā)電機所發(fā)出的溝通電帶動兩個標有“220V,11kW”的電機正常工作，需在發(fā)電機的輸出端a、b與電機之間接一個抱負變壓器，電路如圖所示，求：(1)發(fā)電機的輸出電壓為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的溝通電流表的示數(shù)為多大？【解析】(1)Em＝NBSω＝1100eq\r(2)V輸出電壓的有效值為U1＝eq\f(Em,\r(2))＝1100V(2)依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得eq\f(n1,n2)＝eq\f(5,1)(3)依據(jù)P入＝P出＝2.2×104W再依據(jù)P入＝U1I1，解得I1＝20【答案】(1)1100V(2)eq\f(5,1)(3)20A11．(14分)如圖甲所示，為一臺小型發(fā)電機的示意圖，單匝線圈逆時針轉(zhuǎn)動．若從中性面開頭計時，產(chǎn)生的電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1.0Ω，外接燈泡的電阻為9.0Ω.(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時電流的表達式．(2)求轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的最大磁通量．(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，求外力所做的功．【解析】(1)由圖乙得e＝Emsinωt＝6eq\r(2)sin100πt(V)則電流i＝e/(R＋r)＝eq\f(3,5)eq\r(2)sin100πt(A)．(2)線圈產(chǎn)生的交變電動勢的最大值：Em＝BSω由圖乙可知電動勢的最大值Em＝6eq\r(2)V線圈轉(zhuǎn)動的角速度：ω＝100πrad/s轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的最大磁通量Φ＝BS＝Em/ω＝2.7×10－2Wb.(3)線圈產(chǎn)生的交變電動勢的有效值E＝Em/eq\r(2)＝6V線圈產(chǎn)生的電功率：P＝EI＝eq\f(E2,R＋r)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中產(chǎn)生的電能E電＝PT＝eq\f(E2,R＋r)T依據(jù)功能關(guān)系，外力所做的功W＝E電＝eq\f(E2,R＋r)T＝7.2×10－2J.【答案】(1)i＝eq\f(3,5)eq\r(2)sin100πt(A)(2)2.7×10－2Wb(3)7.2×10－2J12．(16分)1897年，舉世有名的“尼亞加拉”水電站在秀麗的尼亞加拉瀑布(如右圖)建成，現(xiàn)已使用100多年．當時世界各地都在使用著費用昂揚的直流電(由于使用直流電時必需每隔一公里建設(shè)一套發(fā)電機組)．而尼亞加拉水電站接受了特斯拉創(chuàng)造的溝通電供、輸電技術(shù)，用高壓電實現(xiàn)了遠距離供電．若其中某一發(fā)電機組設(shè)計為：發(fā)電機最大輸出功率為P＝100kW，輸出電壓為U1＝250V，用戶需要的電壓為U2＝220V，輸電線電阻為R＝10Ω，若輸電線中因生熱而損失的功率為輸送功率的4%.(1)畫出此輸電線路的示意圖；(2)求在輸電線路中設(shè)置的升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；(3)求降壓變壓器的最大輸出電流I2.(保留整數(shù))【解析】(1)電路示意圖如圖所示．(2)輸電過程中損失的功率：P損＝ηP通過R的電流：I2＝eq\r(\f(P損,R))發(fā)電機的輸出電流：I1＝