【核動(dòng)力】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)30-第10章-交變電流-傳感器2-

課時(shí)作業(yè)(三十)(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后括號(hào)內(nèi))1.如圖為一種變壓器的實(shí)物圖，依據(jù)其銘牌上所供應(yīng)的信息，以下推斷正確的是()A．這是一個(gè)升壓變壓器B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C．當(dāng)原線圈輸入溝通電壓220V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12VD．當(dāng)原線圈輸入溝通電壓220V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流小【解析】依據(jù)銘牌上所供應(yīng)的信息可知：變壓器的輸入電壓為220V，輸出電壓為12V，該變壓器為降壓變壓器，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為溝通電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由抱負(fù)變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，故副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．【答案】B2.(2021·四川卷，2)用220V的正弦溝通電通過(guò)抱負(fù)變壓器對(duì)一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110V，通過(guò)負(fù)載的電流圖象如圖所示，則()A．變壓器輸入功率約為3.9WB．輸出電壓的最大值是110VC．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2D．負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.05sin(100πt＋eq\f(π,2))A【解析】由圖象知，副線圈電流的有效值I2＝eq\f(0.05,\r(2))A，副線圈的輸出功率是P2＝U2I2＝3.9W，A項(xiàng)正確；輸出電壓110V指的是有效值，B項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)抱負(fù)變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系得，eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220V,110V)＝eq\f(2,1)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖象可得，交變電流的周期T＝0.02s，角速度ω＝100πrad/s，負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.5sin100πtA，D項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】A3．(2021·泉州高三月考)如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1＝800和n2＝200的兩個(gè)線圈，上線圈兩端與u＝51sin314tV的溝通電源相連，將下線圈兩端接溝通電壓表，則溝通電壓表的讀數(shù)可能是()A．2.0VB．9.0VC．12.7VD．144.0V【解析】若未考慮鐵芯的漏磁因素，上線圈電壓有效值U1＝eq\f(51,\r(2))＝36V，由變壓器的變壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝9.0V，而實(shí)際上副線圈磁通量Φ2<Φ1，由U＝neq\f(ΔΦ,Δt)得eq\f(U1,n1)>eq\f(U2,n2)，則應(yīng)選A.【答案】A4．如圖，抱負(fù)變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器．V1和V2是抱負(fù)溝通電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；A1和A2是抱負(fù)溝通電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說(shuō)法正確的是()A．I1和I2表示電流的瞬時(shí)值B．U1和U2表示電壓的最大值C．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2不變、I1變大D．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2變小、I1變小【解析】溝通電表的示數(shù)表示溝通電的有效值，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，原、副線圈的匝數(shù)n1、n2不變，U1不變，則U2＝eq\f(U1n2,n1)不變；R連入電路的電阻變小，則流過(guò)副線圈的電流I2＝eq\f(U2,R＋R0)變大，依據(jù)U1I1＝U2I2，可知I1變大，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】C5．如圖所示，抱負(fù)變壓器原副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝3∶1，在原副線圈中電路分別接有阻值相同的電阻R1，R2.交變電壓的大小為U，則下列說(shuō)法正確的是()A．電阻R1，R2兩端的電壓之比為3∶1B．電阻R1，R2上消耗的電功率之比為1∶1C．電阻R1，R2兩端的電壓均為eq\f(U,3)D．電阻R1，R2上消耗的電功率之比為1∶9【解析】由變壓器電壓、電流、功率的比例關(guān)系可知：通過(guò)R1、R2的電流之比I1∶I2＝n2∶n1＝1∶3，故兩電阻上電壓之比U1∶U2＝I1R∶I2R＝1∶3；兩電阻消耗的電功率之比P1∶P2＝U1I1∶U2I2＝Ieq\o\al(2,1)R∶Ieq\o\al(2,2)R＝1∶9.選項(xiàng)D正確．【答案】D6．(2021·丹東摸底)如圖所示，兩種狀況下變壓器燈泡L2、L3的功率均為P，且L1、L2、L3為相同的燈泡，匝數(shù)比為n1∶n2＝3∶1，則圖甲中L1的功率和圖乙中L1的功率分別為()A．P、PB．9P、eq\f(4P,9)C.eq\f(4P,9)、9PD.eq\f(4P,9)、P【解析】由題意可知，兩種狀況下變壓器輸出功率均為2P，設(shè)燈泡L2、L3的電壓為U，電流為I，電阻為R，兩種狀況下變壓器輸入電壓為3U，變壓器輸入電流為eq\f(2,3)I；圖甲中L1的功率為P1＝eq\f(3U2,R)＝9P；圖乙中L1的功率為P2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)I))2R＝eq\f(4P,9)，選項(xiàng)B正確．【答案】B7．(2022·福建理綜，16)如圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電試驗(yàn)電路圖，兩抱負(fù)變壓器的匝數(shù)n1＝n4<n2＝n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的抱負(fù)溝通電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL>2R，忽視燈絲電阻隨溫度的變化．當(dāng)A、B端接入低壓溝通電源時(shí)()A．A1、A2兩表的示數(shù)相同B．L1、L2兩燈泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓【解析】設(shè)A、B間的輸入電壓為U1，依據(jù)輸送電功率P＝UI，可得電流表A2的示數(shù)為IA2＝eq\f(P,U1)，電流表A1的示數(shù)為IA1＝eq\f(P,U2)，又由于U2大于U1，故IA1<IA2，所以A錯(cuò)誤；R1、R2的電流小，損耗的功率比R3、R4損耗的少，故L1的電功率大于L2的電功率，所以亮度不同，故B錯(cuò)誤；依據(jù)P＝I2R知，R1消耗的功率小于R3消耗的功率，故C錯(cuò)誤；依據(jù)U＝IR可知R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓，故D正確．【答案】D8．在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P，輸電電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為ρ，橫截面積為S，總長(zhǎng)度為l，輸電線損失的電功率為P′，用戶得到的電功率為P用，則下列關(guān)系式中正確的是()A．P′＝eq\f(U2S,ρl)B．P′＝eq\f(P2ρl,U2S)C．P用＝P－eq\f(U2S,ρl)D．P用＝P(1－eq\f(Pρl,U2S))【解析】輸電線電阻R＝ρeq\f(l,S)，輸電電流I＝eq\f(P,U)故輸電線上損失的電功率為P′＝I2R＝(eq\f(P,U))2ρeq\f(l,S)＝eq\f(P2ρl,U2S)用戶得到的電功率為P用＝P－P′＝P(1－eq\f(Pρl,U2S))．【答案】BD9.如圖所示，抱負(fù)變壓器的副線圈上通過(guò)輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R.開(kāi)頭時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)．當(dāng)S接通時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是()A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B．副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大C．通過(guò)燈泡L1的電流減小D．原線圈中的電流增大【解析】由于輸入電壓不變，所以當(dāng)S接通時(shí)，抱負(fù)變壓器副線圈M、N兩端輸出電壓不變，A錯(cuò)誤．并聯(lián)燈泡L2，總電阻變小，由歐姆定律知，流過(guò)R的電流增大，電阻上的電壓UR＝IR增大，B正確．副線圈輸出電流增大，依據(jù)輸入功率等于輸出功率I1U1＝I2U2得，I2增大，原線圈輸入電流I1也增大，D正確．UMN不變，UR變大，所以UL1變小，流過(guò)燈泡L1的電流減小，C正確．【答案】BCD10．(2021·廣西南寧高三模擬)一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW，電壓為4000V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電．輸電線路總電阻為R＝1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡(220V,60W)．若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽視，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則A．T1原、副線圈電流分別為103B．T2原、副線圈電壓分別為1.8×105V和220VC．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1D．有6×104盞燈泡(220V,60W)正常發(fā)光【解析】遠(yuǎn)距離輸電的模型如圖所示．T1原線圈的電流為I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(4000×103,4000)A＝1×103A，輸電線上損失的功率為P損＝Ieq\o\al(2,2)R＝10%P1，所以I2＝eq\r(\f(10%P1,R))＝eq\r(\f(4000×103×0.1,1×103))A＝20A，選項(xiàng)A正確；T1的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(20,103)＝eq\f(1,50)；T1上副線圈的電壓為U2＝50U1＝2×105V，T2原線圈的電壓為U3＝U2－I2R＝2×105V－20×103V＝1.8×105V，選項(xiàng)B正確；T2上原、副線圈的變壓比為eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(1.8×105,220)＝eq\f(9×103,11)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N＝eq\f(90%P1,60)＝6×104，選項(xiàng)D正確．【答案】ABD二、綜合應(yīng)用(本題共2小題，共30分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明，方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11．(15分)如圖所示，MN、PQ是兩條水平、平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的右端接抱負(fù)變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與電阻R＝20Ω組成閉合回路，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝1∶10，導(dǎo)軌寬L＝5m．質(zhì)量m＝2kg、電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒ab垂直MN、PQ放在導(dǎo)軌上，在水平外力F作用下，從t＝0時(shí)刻開(kāi)頭在圖示的兩虛線范圍內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間變化的規(guī)律是v＝2sin20πt(m/s)．垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝4T．導(dǎo)軌、(1)在ab棒中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式，ab棒中產(chǎn)生的是什么電流？(2)電阻R上的熱功率P；(3)從t＝0到t1＝0.025s的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)外力F做功需要外界供應(yīng)應(yīng)當(dāng)裝置的能量E.【解析】(1)ab棒的電動(dòng)勢(shì)為e＝BLv＝40sin20πt(V)故ab棒中產(chǎn)生的是正弦溝通電(2)設(shè)原線圈上電壓的有效值為U1，則U1＝40/eq\r(2)V＝20eq\r(2)V設(shè)副線圈上電壓的有效值為U2，則eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)解得U2＝200eq\r(2)VP＝eq\f(U\o\al(2,2),R)＝4×103W(3)該正弦溝通電的周期T＝2π/20π＝0.1s．從t＝0到t1＝0.025s，經(jīng)受了四分之一個(gè)周期在這段時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q為Q＝eq\f(U\o\al(2,2),R)t1＝100J在t1＝0.025s時(shí)刻，ab棒的速度為v′，則v′＝2sin20πt1＝2所以E＝Q＋eq\f(1,2)mv′2＝104J【答案】(1)見(jiàn)解析(2)4×103W(3)104J12．(15分)一座小型水電站，利用流量Q＝2m3/s、落差h＝5m的河水發(fā)電，若發(fā)電機(jī)的效率為50%，輸出電壓為U1＝200V，已知發(fā)電站到用戶架設(shè)的輸電線總電阻為R線＝120Ω，輸電線上允許損耗的功率為輸送功率的6%，用戶所需電壓為220V．g取(1)畫(huà)出輸電的示意圖；(2)求發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率P1；(3)所用升壓抱負(fù)變壓器和降壓抱負(fù)變壓器的原副線圈的匝數(shù)比．【解析】(1)輸電的示意圖(2)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功