发布时间 : 星期日 文章2019年高考物理总复习 第十一章 交变电流 传感器综合检测 教科版更新完毕开始阅读0a768da70a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79cbc
方法方加加减减《交变电流 传感器》综合检测
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得 0分)
1.如图所示,矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与交流电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,图中线框平面处于竖直面内.下述说法正确的是( D )
A.因为线框中产生的是交变电流,所以电流表示数始终为零 B.线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大
C.线框通过图中位置瞬间,通过电流表的电流瞬时值最小
D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的有效值也增大一倍
解析:交流电流表测量的是有效值,所以电流表有示数,故A错误;线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量为零,感应电动势最大,感应电流也最大,通过电流表的电流瞬时值最大,故B,C错误;根据Em= NBSω可知,ω增大一倍,Em也增大一倍,根据I==电流的有效值也增大一倍,故D正确.
2.一正弦交变电流随时间变化的规律如图所示,由图可知( C )
可知,通过电流表
A.该交变电流的瞬时值表达式为i=10sin 25πt(A) B.该交变电流的频率为50 Hz
C.该交变电流的方向每秒钟改变50次
D.该交变电流通过阻值为2 Ω的电阻时,此电阻消耗的功率为200 W 解析:由图像知T=0.04 s,Im=10 A,则ω== rad/s=50π rad/s,所以电流瞬时值的表
达式为i=10sin 50πt(A),故A错误;频率f== 25 Hz,故B错误;一个周期内电流方向改
变2次,该交变电流的方向每秒钟改变50次,故C正确;电流有效值I== A=5 A,将
该交变电流通过阻值R=2 Ω的电阻,电阻消耗的功率P=I2R=100 W,故D错误.
3.如图(甲)所示,在匀强磁场中有一个n=10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为5 Ω,从图(甲)所示位置开始计时,通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图(乙)所示,则( A )
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方法方加加减减
A.线圈转动过程中消耗的电功率为10π2 W
B.在t=0.2 s时,线圈中的感应电动势为零,且电流改变一次方向
C.所产生的交变电流感应电动势的瞬时值表达式为e=10πsin 5πt (V) D.线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量变化最快 解析:感应电动势峰值Em=nBSω=nBS·=nΦm·=10×0.2× V= 10π V,感应电动
势的有效值E== V=5π V,线圈转动过程中消耗的电功率P== W=10π
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W,故A正确;t=0.2 s时,磁通量为0,线圈中的感应电动势最大,电流方向不变,故B错误;ω== rad/s= 5π rad/s,因为线圈从垂直中性面开始计时,所以交变电流感应电动势的
瞬时值表达式为e=10πcos 5πt(V),故C错误;线圈从图示位置转过90°时,磁通量最大,磁通量变化率为0,故D错误.
4.已知某交变电流在一个周期内的波形如图所示,则该电流通过一阻值为10 Ω的电阻时的发热功率是( D )
A.16 W B.18 W C.22.5 W D.28 W
解析:由电流热效应可得2×(12R×0.2+22R×0.3)=I2R×1,解得I2=2.8 A2, 电阻的热功率P=I2R=28 W.
5.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的正弦交流电电压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( C )
A.220 V B.110 V C.110 V D.55 V 解析:设电压表示数即灯管两端电压的有效值为U,将交流电电压与直流电电压分别加在电阻R两端,分析一个周期内产生的热量,交流电电压产生的热量
Q=×+×=T,直流电电压产生的热量Q=T,解得U=110 V. 2
方法方加加减减6.如图(甲)所示,阻值为r=4 Ω的矩形金属线框与理想电流表、理想变压器原线圈构成回路,标有“12 V 36 W”字样的灯泡L与理想变压器的副线圈构成回路,灯泡L恰能正常发光,理想变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1,矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图(乙)所示,则( D )
A.理想变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=40sin 100πt(V) B.理想电流表A的示数为 A C.t=0.01 s时,矩形金属线框平面与磁场方向平行
D.灯泡L与理想变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒改变100次 解析:灯泡正常发光,故副线圈两端的电压为U2=12 V,根据=得U1= U2=36 V,输入端的
最大电压为Em=36 V,又ω== rad/s=100π rad/s,故原线圈输入电压的瞬时值表
达式为u=36sin 100πt(V),故A错误;通过副线圈的电流为I2== A=3 A,根据=得,I1=1 A,故电流表的示数为1 A,故B错误;t=0.01 s时,由(乙)图可知,产生的感应电动势最小,线框在中性面位置,即矩形金属线框平面与磁场方向垂直,故C错误;由(乙)图可知,周期为0.02 s,在一个周期内电流方向改变2次,则1 s内电流改变的次数为100次,故D正确. 7.如图所示为理想变压器,三个灯泡L1, L2, L3都标有“4 V 4 W”,灯泡L4标有“4 V 8 W”,若它们都能正常发光,则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和ab间输入电压为( B )
A.2∶1,16 V B.2∶1,20 V C.1∶2,16 V D.1∶2,20 V
解析:L2,L3并联后与L4串联,灯泡正常发光,可得U2=8 V;P2=4 W+4 W+8 W=16 W,根据输入功
率等于输出功率U1I1=P2得U1= V=16 V,所以Uab= U1+UL1=(16+4) V=20 V,故原、副线圈匝数
比n1∶n2=16∶8=2∶1,故B正确.
8.冬季雨雪冰冻天高压电线容易覆冰,为清除高压输电线上的冰凌,有人设想利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热损耗功率为ΔP;除冰时,输电线上的热损耗功率需变为4ΔP.输电功率和输电线电阻认为是不变的,则除冰时( CD )
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方法方加加减减A.输电电流为 B.输电电压为2U C.输电电压为 D.输电电流为2I
解析:根据ΔP=Ir,输电线上的热损失功率变为原来的4倍,电流增加为原来的2倍,即为2I;由P=UI知,则输送电压变为,故C,D正确.
9.如图所示,导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上,圆环通过电刷与导线c,d相接.c,d两个端点接在匝数比为n1∶n2=10∶1的理想变压器原线圈两端,变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,导体棒ab长为l(电阻不计),绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动.如果滑动变阻器的阻值为R时,通过电流表的电流为I,则( AD )
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A.滑动变阻器上消耗的功率为P=100I2R B.变压器原线圈两端的电压U1=10IR
C.取ab在环的最低端时t=0,则导体棒ab中感应电流的表达式是i=D.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F=BIl 解析:由=得I2=10I,变阻器上消耗的功率P=Isin ωt
R=100I2R,故A正确;副线圈的电压
U2=I2R=10IR,由=知变压器原线圈两端的电压U1= 10U2=100IR,故B错误;ab在最低点
时,ab棒与磁场垂直,此时的感应电动势最大,感应电流最大,所以棒ab中感应电流的表达式为i= Icos ωt,故C错误;ab在最低点时,感应电流最大,最大值为I,此时的安培力也是最大的,最大安培力为F=BIl,故D正确.
10.如图所示,一理想变压器原线圈匝数n1=500,副线圈匝数n2=100,原线圈中接一交流电源,交流电源电压u=220sin 100πt(V),副线圈中接一电动机,内阻为10 Ω,电流表A2示数为1 A.电表对电路的影响忽略不计,则下列说法正确的是( CD )
A.此交变电流的频率为100 Hz B.此电动机输出功率为44 W C.电流表A1示数为0.2 A
D.如果电动机被卡住而不损坏,则电源的输出功率变为原来的4.4倍
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