北大附中2014届高三物理一轮复习单元训练:传感器
高三物理一轮交变电流传感器复习题(含答案)【推荐下载】
高三物理一轮交变电流传感器复习题(含答案)章末检测(十)(时间:60分钟,分值:100分)一、单项选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分,每小题只有一个选项符合题意)1.处在匀强磁场中的矩形线圈abcd以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直.在t=0时刻,线圈平面与纸面重合(如图),线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是()2.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示,则下列说法正确的是()A.t=0时刻,线圈平面与中性面垂直B.t=0.01 s时刻,Φ的变化率最大C.t=0.02 s时刻,交流电动势达到最大D.该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示3.电阻R1、R2与交流电源按照如图甲所示方式连接,R1=10Ω,R2=20 Ω.合上开关S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t 变化的情况如图乙所示.则()A.通过R1的电流的有效值是1.2 AB.R1两端的电压的有效值是6 VC.通过R2的电流的有效值是1.22 AD.R2两端的电压的有效值是62 V4.如图所示,理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1,原线圈接入一电压为u=U0sin ωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻.若U0=2202 V,ω=100πrad/s,则下述结论正确的是()A.副线圈中电压表的读数为552 VB.副线圈中输出交流电的周期为1100πsC.原线圈中电流表的读数为0.5 AD.原线圈中的输入功率为1102 W5.如图所示的电路中,有一自耦变压器,左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上,右侧串联灯泡L和滑动变阻器R,R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是()A.若F不动,滑片P向下滑动时,V1示数变大,V2示数变小B.若F不动,滑片P向下滑动时,灯泡消耗的功率变小C.若P不动,滑片F向下移动时,V1、V2的示数均变小D.若P不动,滑片F向下移动时,灯泡消耗的功率变大6.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为()A.BL2ω2RB.2BL2ω2RC.2B L2ω4RD.BL2ω4R二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分,每小题有多个选项符合题意)7.矩形线圈绕垂直匀强磁场磁感线的轴匀速转动,当线圈通过中性面时,下列说法正确的是()A.穿过线圈的磁通量最大,线圈中感应电动势最大B.穿过线圈的磁通量最大,线圈中感应电动势等于零C.线圈中感应电流最大,方向将改变D.线圈中感应电流等于零,方向将改变8.如图甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是()A.图甲表示交流电,图乙表示直流电B.两种电压的周期相等C.两种电压的有效值相等D.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=311sin 100πt V9.在如图所示的远距离输电电路中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有()A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大三、非选择题(本大题共3小题,共46分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)10.(10分)一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ,当供电电压等于24 V时能正常工作,否则不产生臭氧.现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置,要求它在有光照时能产生臭氧,在黑暗时不产生臭氧,拟用一个光敏电阻R1对它进行控制,R1的阻值在有光照时为100 Ω,黑暗时为1 000 Ω,允许通过的最大电流为3 mA;电源E的电压为36 V,内阻不计;另有一个滑动变阻器R2,阻值为0~100 Ω,允许通过的最大电流为0.4 A;一个开关S和导线若干.臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图所示.设计一个满足上述要求的电路图,图中各元件要标上字母代号,其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B.(电路图画在虚线框内)。
高考物理新电磁学知识点之传感器单元检测附答案
高考物理新电磁学知识点之传感器单元检测附答案一、选择题1.电源、开关S和S′、定值电阻R1、光敏电阻R2和电容器连接成如图所示电路,电容器的两平行板水平放置.当开关S、S′闭合,并且无光照射光敏电阻R2时,一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点.当用强光照射光敏电阻R2时,光敏电阻的阻值变小,则A.液滴向下运动B.液滴仍然静止C.R2两端的电势差是否升高无法分析D.当光照强度不变时断开S′,把电容器的上极板向上移一小段距离,则上极板的电势比A点的电势高2.图甲为斯密特触发器,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V),而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8V),Y会从低电平跳到高电平(3.4V).图乙为一光控电路,用发光二极管LED模仿路灯,R G为光敏电阻.关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中正确的是( )A.斯密特触发器是具有特殊功能的与门电路B.斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号C.调节R1和R2的阻值都不影响光线对二极管发光的控制D.要使二极管在天更暗时才会点亮,应该调小R13.某兴趣小组做一实验,用力传感器来测量小滑块在半圆形容器内来回滑动时对容器内壁的压力大小,且来回滑动发生在同一竖直平面内.实验时,他们把传感器与计算机相连,由计算机拟合出力的大小随时间变化的曲线,从曲线提供的信息,可以判断滑块约每隔t 时间经过容器底一次;若滑块质量为0.2kg,半圆形容器的直径为50cm,则由图象可以推断滑块运动过程中的最大速度为v m.若取g=lO m/s2,则t和v m的数值为()A.1.0s 1.22m/s B.1.0s 2.0m/s C.2.0s 1.22m/s D.2.0s2.0m/s4.如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路,其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小.电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路,电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接.则( )A.当温度降低到某一数值,衔铁P将会被吸下B.当温度升高到某一数值,衔铁P将会被吸下C.工作时,应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D.工作时,应该把恒温箱内的加热器接在A、C端5.近年来,酒驾几乎成为一种“社会公害”, 2011年我国首次将醉酒驾车规定为犯罪,并于5月1日正式实施。
北京市北京大学附属中学2014届高三物理一轮复习专题训练电磁感应
北大附中2014届高三物理一轮复习单元训练:电磁感应第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(共12小题,每小题4分,满分48分。
在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对得4分,选不全得2分,有选错或不答的得0分。
) 1.穿过一个单匝线圈的磁通量,始终为每秒钟均匀地增加2 Wb,则( ) A.线圈中的感应电动势每秒钟增大2 VB.线圈中的感应电动势每秒钟减小2 VC.线圈中的感应电动势始终为2 VD.线圈中不产生感应电动势【答案】C2.如图所示,水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环,圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。
当把条形磁铁水平向右移动时,则( )A.金属圆环受安培力水平向右B.金属圆环所受安培力水平向左C.金属圆环受安培力向右上方D.金属圆环所受安培力向左上方【答案】BC3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是( )【答案】B4.插有铁芯的线圈(电阻不能忽略)直立在水平桌面上,铁芯上套一铝环,线圈与电源、开关相连。
以下说法中正确的是( )A.闭合开关的瞬间铝环跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环又跳起B.闭合开关的瞬间铝环不跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环也不跳起C.闭合开关的瞬间铝环不跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环跳起D.闭合开关的瞬间铝环跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环不跳起【答案】D5.如图所示,在光滑水平面上,有竖直向下的匀强磁场,分布在宽度为L的区域内,两个边长均为a(a<L)的单匝闭合正方形线圈甲和乙,分别用相同材料不同粗细的导线绕制而成(甲为细导线),将线圈置于光滑水平面上且位于磁场的左边界,并使两线圈获得大小相等、方向水平向右的初速度,若甲线圈刚好能滑离磁场,则( )A.乙线圈也刚好能滑离磁场B.两线圈进入磁场过程中通过导线横截面积电量相同C.两线圈进入磁场过程中产生热量相同D.甲线圈进入磁场过程中产生热量Q1与离开磁场过程中产生热量Q2之比为123 QQ=【答案】AD6.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”.在图10 所示磁场中,s1、s2、s3 为三个面积相同的相互平行的线圈,穿过s1、s2、s3的磁通量分别为φ1、φ2、φ3且都不为0.下列判断正确的是( )A.φ1最大B.φ2 最大C.φ3 最大D.φ1、φ2、φ3相等【答案】A7.如图,EOF和E O F'''为空间一匀强磁场的边界,其中EO∥E O'',FO∥F O'',且EO⊥OF;OO'为∠EOF的角平分线,OO'间的距离为l;磁场方向垂直于纸面向里。
高考物理北京电磁学知识点之传感器综合训练
高考物理北京电磁学知识点之传感器综合训练一、选择题1.如图所示是测定位移x的电容式传感器,其工作原理是某个量的变化,造成其电容的变化,这个量为()A.电介质进入极板的长度B.两极板的间距C.两极板的正对面积D.电介质的种类2.图甲为斯密特触发器,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V),而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8V),Y会从低电平跳到高电平(3.4V).图乙为一光控电路,用发光二极管LED模仿路灯,R G为光敏电阻.关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中正确的是( )A.斯密特触发器是具有特殊功能的与门电路B.斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号C.调节R1和R2的阻值都不影响光线对二极管发光的控制D.要使二极管在天更暗时才会点亮,应该调小R13.如图电路中,电源电动势为E,内阻为r,R G为光敏电阻,R为定值电阻。
闭合开关后,小灯泡L正常发光,当光照增强时,A.小灯泡变暗B.小灯泡变亮C.通过光敏电阻的电流变小D.通过光敏电阻的电流不变4.某兴趣小组做一实验,用力传感器来测量小滑块在半圆形容器内来回滑动时对容器内壁的压力大小,且来回滑动发生在同一竖直平面内.实验时,他们把传感器与计算机相连,由计算机拟合出力的大小随时间变化的曲线,从曲线提供的信息,可以判断滑块约每隔t时间经过容器底一次;若滑块质量为0.2kg,半圆形容器的直径为50cm,则由图象可以推断滑块运动过程中的最大速度为v m.若取g=lO m/s2,则t和v m的数值为()A.1.0s 1.22m/s B.1.0s 2.0m/s C.2.0s 1.22m/s D.2.0s2.0m/s5.电视机遥控器是用传感器将光信号转化为电流信号。
下列属于这类传感器的是A.走廊中的声控开关 B.红外防盗装置C.热水器中的温度传感器 D.电子秤中的压力传感器6.下列说法中正确的是( )A.电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B.测温仪中的测温元件可以是热敏电阻C.机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线,输出不连续的电脉冲D.火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态,有烟雾时呈现高电阻状态7.近年来,酒驾几乎成为一种“社会公害”, 2011年我国首次将醉酒驾车规定为犯罪,并于5月1日正式实施。
高三物理一轮复习:传感器巩固训练(含解析)
2024-2025学年高三物理一轮复习:传感器巩固训练一、单选题(本大题共5小题)1.某磁敏电阻R的阻值随外加磁场的磁感应强度B的增大而增大。
有一位同学利用该磁敏电阻设计了一款可以测量小车加速度的实验装置,如图所示,条形磁铁的左、右两端分别连接两根相同的轻质弹簧,两弹簧的另一端固定在小车两侧的竖直挡板上,磁铁可以相对小车无摩擦左右移动。
下列说法正确的是()A.小车向右做匀速直线运动的过程中,电流表示数变大B.小车向右做匀减速直线运动的过程中,电压表示数变小C.小车向左做加速度逐渐增大的加速直线运动过程中,电流表示数变大D.小车向左做匀减速直线运动的过程中,电压表示数变小2.如图甲所示,半导体薄膜压力传感器利用了半导体材料的“压阻效应”。
图乙是某一压力传感器电阻R随压力F变化的图像。
下列说法正确的是()A.该传感器的工作原理是将电学量转化为力学量B.随着压力的增大,传感器的电阻不断增加C.压力为1N时曲线的斜率约为29kΩ/ND.小于1.5N的区间内传感器的灵敏度较大3.如图电路中,电阻R随温度升高均匀增大,用这个电阻做探头测温,把电流表的刻度改为相应的温度刻度。
下列说法正确的是()A.低温对应电流较大的刻度上,且温度刻度均匀B.低温对应电流较大的刻度上,且温度刻度不均匀C.高温对应电流较大的刻度上,且温度刻度均匀D.高温对应电流较大的刻度上,且温度刻度不均匀4.在用位移传感器做实验时,下列说法中正确的是()A.位移传感器的发射窗口应对准接收器的信号接收窗口B.位移传感器的发射窗口不一定要对准接收器的信号接收窗口C.连接到数据采集器上的是发射器部分D.实验开始后,必须先打开发射器的电源开关5.如图所示是电熨斗的结构图,下列说法正确的是A.常温上图中上下触点是分离的B.当温度升高时,双金属片上层的膨胀系数比下层大C.若需要设定更高的温度,则应该向上调节升降螺丝D.电熨斗中装有双金属片温度传感器,其作用是把电信号转换成热信号二、多选题(本大题共3小题)6.如图所示,在电路中接一段钨丝,闭合开关,灯泡正常发光,当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗,根据钨丝的上述特性,可用钨丝来制作一个温度传感器。
北京师范大学第一附属中学高中物理选修二第五章《传感器》经典练习(培优提高)
一、选择题1.下列有关传感器的说法中正确的是()A.火灾报警器利用了温度传感器B.日光灯启动器是利用了光传感器C.电子秤称量物体重力利用了力传感器D.霍尔元件是能够把电压转换为磁感应强度的一种磁传感器2.关于传感器,下列说法中不正确...的是()A.热敏电阻是由金属制成的,对温度感知灵敏B.电子秤所使用的测力装置是力传感器,它是把力信号转化为电压信号C.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量D.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量3.抗击新型冠状病毒期间,由于无法外出,某同学在家利用所学物理知识设计能显示拉力大小的电子健身器材,如图所示是原理图。
轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100N/cm。
定值电阻R0=5Ω,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,阻值R1=25Ω,电源输出电压恒为U=3V,理想电流表的量程为0~0.6A。
当拉环不受力时,滑片P位于a端。
下列关于这个电路的说法正确的是()A.当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0AB.当拉力为400N时,电流表指针指在0.3A处C.当拉力为400N时,电流表指针指在0.5A处D.该健身器材能测量力的范围是0~400N4.位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑片P,通过电压表显示的数据,来反映物体M位移的大小x。
假设电压表是理想电表,物体M不动时,滑片P位于滑动变阻器正中间位置,则下列说法正确的是()A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化C.物体M不动时,电路中没有电流D.物体M不动时,电压表没有示数5.图甲表示某压敏电阻的阻值R随所受压力变化的情况。
把这个压敏电阻与秤台、电池、电流表组合起来(图乙),用压敏电阻作为承重的载体,把电流表的刻度改为相应的质量刻度,就得到了一个简易电子秤。
北京市北大附中高中物理选修二第五章《传感器》经典测试(含答案解析)
一、选择题1.某学校创建绿色校园,如图甲所示为新装的一批节能路灯,该路灯通过光控开关实现自动控制:路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。
如图乙所示为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,t R为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。
现增加光照强度,则下列判断错误的是()A.A B、灯都变暗B.电源的输出功率变小C.电源的效率变小D.t R上电流的变化量大于0R上电流的变化量2.现代生活离不开智能手机,手机中有很多特殊功能需要传感器来实现。
例如当人将手机靠近耳朵附近接听电话时,手机会自动关闭屏幕从而达到省电的目的,实现这一功能可能用到的传感器为()A.光传感器和位移传感器B.磁传感器和温度传感器C.磁传感器和声传感器D.压力传感器和加速度传感器3.关于发光二极管,下列说法正确的是()A.发光二极管能发光,不具有单向导电性B.发光二极管能直接把光能转化为电能C.发光二极管只要在两端加有正向电压,就可以发光D.发光二极管只有加正向电压时,才有可能发光4.如图所示,额温枪因其具有快速、无接触测温的特点,广泛应用在各类新型冠状病毒防控场所.额温枪核心部件的传感器是()A.位移传感器B.声音传感器C.力传感器D.红外温度传感器5.有一种测量物体重量的电子秤,其电路原理图如图中的虚线所示,主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G (实质上是电流表)。
不计踏板的质量,已知电流表的量程为2A,内阻为1Ω,电源电动势为12V,内阻为1Ω,电阻R随压力F变化的函数式为R=30-0.01F(F和R的单位分别为N和Ω)。
下列说法中正确的是()A.该秤能测量的最大体重是2500NB.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表 G刻度盘的0.375A处C.电流表G的量程越大,则能测量的最大体重越小D.该秤可以通过电路规律转换成12003200FI关系进行刻度转换6.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测。
北京大学附属中学高中物理选修二第五章《传感器》(培优提高)
一、选择题1.电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。
下列说法正确的是()A.甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图,无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B.在乙图中,开关由闭合变为断开,则断开瞬间触头C马上离开触点C.在丙图中,钳形电流表是利用电磁感应原理制成的,它的优点是不需要切断导线,就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小D.丁是电容式话筒的电路原理图,声波的振动会在电路中产生恒定的电流2.下列说法不正确的是()A.霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的一种元件B.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号C.电子秤所使用的传感器是力传感器,是把形变这个力学量转化为电压这个电学量D.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器作用是控制电路的通断3.常用的计算机键盘就是一种传感器。
如图所示,键盘上每一个键的下面都连一小金属片,与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片,这两金属片组成一个小电容器。
当键被按下时,此小电容器的电容发生变化,与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下,从而给出相应的信号。
这种计算机键盘使用的是()A.温度传感器B.电容式传感器C.磁传感器D.光传感器4.关于传感器,下列说法中不正确...的是()A.热敏电阻是由金属制成的,对温度感知灵敏B.电子秤所使用的测力装置是力传感器,它是把力信号转化为电压信号C.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量D.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量5.某学校创建绿色校园,如图甲所示为新装的一批节能路灯,该路灯通过光控开关实现自动控制:路灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。
如图乙所示为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,t R为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。
现增加光照强度,则下列判断错误的是()A.A B、灯都变暗B.电源的输出功率变小C.电源的效率变小D.t R上电流的变化量大于0R上电流的变化量6.汽车轮胎气压自动报警装置的主要部件是压阻式压力传感器,某压阻式压力传感器的特点是压力F越大其电阻越小,现将该压力传感器R0接入如图所示电路中,开关S闭合,当压力传感器所受压力增大时,下列说法正确的是()A.R1的电功率增大B.电压表的示数增大C.电流表的示数增大D.R2的电功率增大7.如图是智能称重地磅,它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便,这种地磅安装了应变式力传感器,下列关于应变式力传感器的说法不正确的是()A.应变片是由半导体材料制成B .当应变片的表面拉伸时,其电阻变大;反之,变小C .传感器输出的是应变片上的电压D .外力越大,输出的电压差值也越大8.如图所示,电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层,再在导体层外加上一块保护玻璃,电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极,在导体层内形成一个低电压交流电场。
高三物理一轮复习章末检测3:交变电流传感器
第十章交变电流传感器(时间:90分钟满分:100分)温馨提示:1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上,第Ⅱ卷书写在试卷上;交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟,注意把握好答题时间.3.认真审题,仔细作答,永远不要以粗心为借口原谅自己.第Ⅰ卷(选择题,共70分)一、选择题(本题共14小题,每小题5分,共70分.有的小题给出的四个选项中只有一个选项正确;有的小题给出的四个选项中有多个选项正确,全部选对得5分,选对但不全得3分,有错选或不答得0分)1.(2015届黄山市高三第一次质检)一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=11∶5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压U如图所示.副线圈仅接入一个10 Ω的电阻.则()A.流过电阻的电流是20 AB.与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC.变压器的输入功率是1×103 WD.经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J2.(2015届广东省中山一中等七校高三联考)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入的交流电如图乙所示,电阻R=22 Ω,则()A.交流电的频率为100 HzB.t=0.005 s时电压表的读数为22 2 VC.t=0.01 s时电流表读数为1 AD.该变压器原线圈的输入功率为22 W3.(2015届潍坊市高三质检)如图所示,可调理想变压器原线圈接交流电,副线圈通过滑动触头P可改变其匝数.下列说法正确的是()A.仅增大R的阻值,通过灯泡L的电流将变大B.仅增大R的阻值,通过灯泡L的电流将变小C.仅将滑动触头P向下滑动,灯泡L两端的电压将变大D.仅将滑动触头P向下滑动,灯泡L两端的电压将变小4.如图所示,理想变压器的原线圈两端接u=2202sin100πt(V)的交流电源上副线圈两端接R=55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是()A.原线圈中的输入功率为220 2 WB.原线圈中电流表的读数为1 AC.副线圈中电压表的读数为100 2 VD.副线圈中输出交流电的周期为0.01 s5.(2015届北京市海淀区高三期末考试)某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电.已知输电线的总电阻为R,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,降压变压器副线圈两端交变电压u=2202sin100πt V,降压变压器的副线圈与阻值R0=11 Ω的电阻组成闭合回路.若将变压器视为理想变压器,则下列说法中正确的是()A.通过R0电流的有效值是20 AB.降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率6.如图所示,A1和A2是两个规格完全相同的灯泡.L是自感系数很大的线圈,其自身的直流电阻与小灯泡正常工作时电阻相同.对于这个电路,下列说法中可能正确的是()A.闭合开关S时,A2先亮,A1后亮B.闭合开关S时,A1和A2同时亮C.闭合开关S,待电路稳定后,重新断开开关S,A2立刻熄灭,A1过一会儿熄灭D.闭合开关S,待电路稳定后,重新断开开关S,A1和A2都立刻熄灭7.如图所示,在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD,AB边与磁场垂直,MN边始终与金属滑环K相连,PQ边始终与金属滑环L相连.金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联.使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转.下列说法中正确的是()A.线圈平面与磁场垂直时,流经定值电阻R的电流最大B.线圈平面与磁场平行时,流经定值电阻R的电流最大C.线圈转动的角速度越大,交流电流表A的示数越小D.交流电流表A的示数随时间按正弦规律变化8.(2015届甘肃省天水市高三期末考试)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后()A.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大D.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变9.(2015届河北省唐山市高三模拟)如图所示,理想变压器的a、b端加上一交流电压(电压有效值保持不变),副线圈c、d端所接灯泡L恰好正常发光.此时滑动变阻器的滑片P 位于图示位置.现将滑片下移(导线电阻不计),则以下说法中正确的是()A.灯仍能正常发光,原线圈输入电流变小B.灯仍能正常发光,原线圈输入功率不变C.灯不能正常发光,原线圈输入功率变大D.灯不能正常发光,原线圈输入电压不变10.(2015届开封市高三二模)如图所示,T为理想变压器,原副线圈匝数比为5∶1.A1、A2为理想交流电流表,V1、V2为理想交流电压表,R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),原线圈两端电压u=2202sin314t V,以下说法正确的是()A.当光照增强时,电压表V1示数为44 2 V保持不变B.当光照增强时,电压表V2示数变大C.通过电流表A1的电流方向每秒变化100次D.当光照增强时,电流表A1、A2示数同时变大11.(2015届郑州市高三质检)如图所示为街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器和用户之间两条输电线的总电阻用R0表示,用电器增加时相当于R的值减小(滑动片向下移).○V1和○V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;○A1和○A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.忽略变压器上的能量损失,输入电压恒定.下列说法正确的是()A.用电器数目增加时,用电器两端电压减小B.用电器数目增加时,两电流表示数I1、I2不变C.变压器的输入功率与用电器数目增减无关D.滑片P向上滑动的过程中,输电线上的功率损耗减小12.(2015届潍坊市高三上学期期末考试)如图所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,输出的交变电动势的图象如图所示,经一理想变压器给一灯泡供电,原副线圈的匝数比为1∶10,副线圈电路中灯泡额定功率为22 W.现闭合开关,灯泡正常发光.则()A.t=0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零B.该交流发电机的转速为50 r/sC.变压器原线圈中电流表示数为1 AD.小灯泡的额定电压为220 2 V13.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数分别是n1、n2,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,副线圈接定值电阻R,其余电阻不计.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压.当单刀双掷开关由a拨向b后,下列说法正确的是()A.副线圈输出电压的频率变小B.电压表的示数变大C.电流表的示数变小D.原线圈的输入功率变大14.(2015届西安市第一中学月考)如图所示,理想变压器原线圈的匝数,n1=2 200匝,副线圈的匝数n2=220匝,设R1为定值电阻,L为灯泡,C为电容器,电流表、电压表均为理想电表.原线圈接u=311sin314t(V)的交流电源,起初开关S处于断开状态.下列说法中正确的是()A.当开关S闭合后,电流表的示数变大B.电压表的示数为22 2 VC.若S闭合时灯发光,则减小电源频率可使灯更亮D.若S闭合时灯发光,则减小C的电容可使灯更亮第Ⅱ卷(非选择题,共30分)二、计算题(本题共3小题,共30分,解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确数值和单位)15.(8分)如图所示为一交流发电机的原理示意图,其中矩形线圈abcd 的边长ab =cd =50 cm ,bc =ad =20 cm ,匝数n =100,线圈的总电阻r =0.20 Ω,线圈在磁感强度B =0.050 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO ′匀速转动,线圈两端通过电刷E 、F 与阻值R =4.8 Ω的定值电阻连接,当线圈以角速度ω匀速转动时,发电机的输出功率为2.16×103 W ,计算中π取3.(1)推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式E m =nBSω(其中S 表示线圈的面积);(2)求线圈转动的角速度ω;(3)线圈以ω角速度转动100圈过程中发电机产生的电能.16.(10分)如图所示,某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ,输出电功率为50 kW ,如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电,这时用户获得的电压和电功率是多少?假如,要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%,则发电站要安装一个升压变压器,到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用,不考虑变压器的能量损失,这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少?17.(12分)如图所示,线圈abcd 的面积是0.05 m 2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R =9 Ω,匀强磁场的磁感应强度B =1πT ,当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时.问:(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;(2)线圈转过110s时电动势的瞬时值多大?(3)电路中,电压表和电流表的示数各是多少?(4)从中性面开始计时,经130s通过电阻R的电荷量是多少?答案1.『解析』由题意可知原线圈输入电压U 1=220 V ,根据U 1U 2=n 1n 2,得U 2=U 1n 2n 1=100 V ,所以流过电阻的电流I =U 2R=10 A ,选项A 错误;副线圈输出电压为100 V ,电压表示数为100 V ,选项B 错误;变压器的输出功率P 2=I 2R =103 W ,理想变压器输入功率等于输出功率,故选项C 正确;经1分钟电阻R 发出的热量Q =I 2Rt =6×104 J ,故选项D 错误.『答案』C2.『解析』由图象知交流电的周期为T =0.02 s ,频率为f =1T=50 Hz ,故选项A 错误;电压表的读数为电压的有效值,原线圈的电压有效值为220 V ,根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压有效值为22 V ,所以电压表的读数为22 V ,故选项B 错误;副线圈的电阻为22 Ω,所以副线圈的电流为I =1 A ,电流与匝数成反比,原线圈的电流为110A ,电流表的读数为电流的有效值,所以电流表读数为0.1 A ,故选项C 错误;副线圈消耗的功率P =UI =22×1=22 W ,输入功率等于输出功率,故选项D 正确.『答案』D3.『解析』副线圈滑动触头P 的位置不动,输出电压保持不变,仅增大R 的阻值,通过灯泡的电流将减小,选项A 错误;选项B 正确;仅将滑动触头P 向下滑动,变压器输出电压减小,灯泡两端电压减小,选项D 正确,选项C 错误.『答案』BD4.『解析』原线圈输入电压为U 1=220 V ,副线圈输出电压U 2=110 V ,输出功率P 出=U 22R=220 W ,则输入功率P 入=U 1I 1=220 W ,解得I 1=1 A ,故选项A 、C 错误,选项B 正确;由u =2202sin100πt (V)可知,交流电的频率为50 Hz ,周期为0.02 s ,故选项D 错误.『答案』B5.『解析』降压变压器T 2的输出电压为220 V ,通过R 0的电流I 0=20 A ,选项A 正确;由题意可知,变压器T 2原、副线圈的电压比为4∶1,选项B 正确;升压变压器的输出电压等于输电线损失电压与降压变压器输入电压之和,故选项C 错误;升压变压器T 1的输入功率等于输电线损失功率与降压器T 2的输入功率之和,故选项D 正确.『答案』ABD6.『解析』闭合开关时,A 2、A 1两灯泡同时亮,选项A 错误,选项B 正确;闭合开关S ,电路稳定后,再断开开关S ,灯A 2立刻熄灭,由于线圈L 的自感作用,灯A 1过一会儿熄灭,选项C 正确,选项D 错误.『答案』BC7.『解析』线圈平面与磁场垂直时,通过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,线圈此时产生的感应电动势为零,流经定值电阻R 的电流最小,选项A 错误;线圈平面与磁场平行时,线圈产生的感应电动势最大,流经定值电阻R 的电流最大,选项B 正确;线圈转动的角速度越大产生的感应电动势越大,电流表的示数越大,选项C 错误;交流表的示数为交变电流的有效值,其示数保持不变,选项D 错误.『答案』B8.『解析』由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变,则副线圈电压不变,V 2示数不变,V 1与V 2示数的比值不变,选项C 错误,选项D 正确;开关S 闭合后,变压器副线圈的负载电阻减小,V 2不变,由欧姆定律可得A 1示数变大,由于理想变压器P 2=P 1,V 1与V 2示数的比值不变,所以A 1与A 2示数的比值不变,选项A 正确,选项B 错误.『答案』AD9『解析』当滑动变阻器R 的滑片P 向下移动时,R 的有效电阻增大,副线圈输出功率减小,原线圈输入功率减小,即原线圈输入电流减小,电于输出电压不变,灯泡正常发光,故选项A 正确,选项B 、C 、D 错误.『答案』A10.『解析』根据U 1U 2=n 1n 2,可知U 2=U 1n 2n 1=44 V ,所以电压表V 1的示数为44 V ,选项A 错误;光照增强时,副线圈组成电路的总电阻减小,电流表A 2的示数增大,R 1两端电压增大,则V 2的示数减小,选项B 错误;由题意可知变压器输入交变电流的频率为50 Hz ,通过电流表A 1的电流方向每秒钟变化100次,选项C 正确;光照增强时,A 2的示数增大,变压器的输出功率增大,则变压器的输入功率增大,则输入电流增大,电流表A 1的示数增大,选项D 正确.『答案』CD11.『解析』用电器数目增加时,即输出功率增大,输电线中电流增大,输电线损失电压增大,则用电器两端电压减小,选项A 正确,选项C 错误;用电器数目增大时,变压器原副线圈中电流均增大,选项B 错误;滑片P 向上滑动时,其有效电阻增大,输出功率减小,输电线中电流减小,输电线损失减小,选项D 正确.『答案』AD12.『解析』t =0.01 s 时,线圈产生的感应电动势为零,则此时线圈平面与磁场垂直,通过线圈的磁通量最大,选项A 错误;由题意可知该交变电流的周期为0.02 s ,所以发电机的转速为50 r/s ,故选项B 正确,变压器原线圈输入电压U 1=22 V ,变压器副线圈输出电压为220 V ,灯泡正常发光,小灯泡的额定电压为220 V ,原线圈输入功率为22 W ,所以原线圈中的电流为1 A ,故选项C 正确,选项D 错误.『答案』BC13.『解析』副线圈输出电压的频率保持不变,故选项A 错误;原线圈输入电压不变,当开关由a 拨到b 后,原线圈匝数减半,则输出电压是原来的2倍,故选项B 正确;副线圈输电压增大,副线圈电路电阻不变,副线圈中电流变大,副线圈输出功率变大,选项C 错误,选项D 正确.『答案』BD14.『解析』根据n 1n 2=U 1U 2,得U 2=U 1n 2n 1=22 V ,所以电压表的示数为22 V ,选项B 错误;当开关闭合后灯泡发光,副线圈输出功率增大,原线圈输入功率变大,原线圈中电流增大,电流表示数变大,选项A 正确;当闭合开关时灯泡发光,减小电源的频率,电容器的容抗增大,灯泡变暗,选项C 错误;减小C 的电容,则电容器的容抗增大,灯泡变暗,选项D 错误.『答案』A15.『解析』(1)当线圈平面与磁场平行时,线圈产生的感应电动势最大.E m =2nBLv =2nB ·L ab ·L bc 2·ω=nBSω. (2)该发电机产生交变电动势的有效值E =E m 2,发电机的输出功率P 出=⎝⎛⎭⎫E R +r 2R 联立解得ω=300 rad/s.(3)根据Q =E 2R +r·t t =100×2πω联立解得Q =4 500 J.『答案』(1)略 (2)300 rad/s (3)4 500 J16.『解析』用500 V 电压送电时示意图如图所示,则输电线上的电流I 0=P U 0=50×103500 A =100 A用户获得电压U 1=U 0-I 0R =(500-100×3)V =200 V用户获得的功率P 1=U 1I 0=2×104 W.改用高压输送时,示意图如图所示,要求P 损=0.6%P ,即P 损=50×103×0.6% W =300 W输电电流I =P 损R =3003A =10 A 发电站升压后输电电压U =P I =50×10310V =5 000 V 升压变压器匝数比n 1n 2=U 0U =5005 000=110输电线上损失的电压U ′=IR =10×3 V =30 V到达用户输入变压器电压U 2=U -U ′=(5 000-30)V =4 970 V所以降压变压器的原副线圈的匝数比为4 970220=49722. 『答案』200 V 2×104 W 1∶10 497∶2217.『解析』(1)e =E m sin ωt =nBS ·2πf sin(2πft )V =100×1π×0.05×2π×30060sin ⎝⎛⎭⎫2π×30060t V =50sin10πt V(2)当t =110s 时,e =50sin ⎝⎛⎭⎫10π×110V =0 V . (3)电动势的有效值为E =E m 2=502V≈35.4 V , 电流表示数I =E R +r =35.49+1A =3.54 A , 电压表示数U =IR =3.54×9 V =31.86 V .(4)130s 内线圈转过的角度 θ=ωt =30060×2π×130=π3.该过程中,ΔΦ=BS-BS cosθ=12BS由I=qΔt,I=ER+r,E=nΔΦΔt得q=nΔΦR+r=nBS2R+r=100×1π×0.052×9+1C=14πC.『答案』(1)e=50sin10πt V(2)43.3 V(3)31.86 V 3.54 A(4)14πC。
高三物理一轮复习课时作业及详细解析 第46讲传感器的简单应用
基础热身1.传感器担负着信息采集的任务,它常常是( )A.将力学量(如形变量)转变成电学量B.将热学量转变成电学量C.将光学量转变成电学量D.将电学量转变成力学量2.下列技术涉及传感器的应用的是( )A.宾馆的自动门B.工厂、电站的静电除尘C.家用电饭煲的跳闸和保温D.声控开关3.街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的( )A.压敏性B.光敏性C.热敏性 D.三种特性都利用4.电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置.由于电容器的电容取决于极板正对面积、极板间距离以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一个物理量的值.如图K46-1所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四个传感器的作用,下列说法不正确的是( )图K46-1A.甲图的传感器可以用来测量角度B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度C.丙图的传感器可以用来测量压力D.丁图的传感器可以用来测量速度技能强化5.2011·苏北模拟在探究超重和失重规律时,某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作.传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象如图K46-2所示,其中可能正确的是( )A B C D图K46-26.2011·甘肃模拟如图K46-3所示是一个火警报警器电路的示意图.其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大.值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器.当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )图K46-3A.I变大,U变小B.I变小,U变大C.I变小,U变小D.I变大,U变大7.如图K46-4所示的电路中,当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时,电流表示数增大,则说明( )图K46-4A.在温度越高时,热敏电阻阻值越大B.在温度越高时,热敏电阻阻值越小C.半导体材料温度升高时,导电性能变差D.半导体材料温度升高时,导电性能变好8.2011·嘉定一模酒精测试仪的工作原理如图K46-5所示,其中P是半导体型酒精气体传感器,该传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比,R0为定值电阻.如图K46-6所示关于电压表示数的倒数(1U)与酒精气体浓度的倒数(1c)之间关系的图象正确的是( )图K46-5A B C D图K46-69.如图K46-7所示是电熨斗的结构图,下列说法正确的是( )图K46-7A.双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属B.常温下,上、下触点接触;温度过高时,双金属片发生弯曲使上、下触点分离C.需要较高温度熨烫时,要调节调温旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移D.双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断10.某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图K46-8甲所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件).为了确定各元件种类,小华同学用电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入如图K46-8乙所示的电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图K46-9甲、乙、丙所示,则下列判断中正确的是( )甲乙图K46-8甲乙丙图K46-9A.AB间是电容器B.BC间是电感线圈C.CD间是电容器D.CD间是定值电阻挑战自我11.在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置,如图K46-10所示,在轮子的边缘贴上小磁体,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑(即DIS实验器材).如果小线圈的面积为S,圈数为N匝,小磁体附近的磁感应强度最大值为B,回路的总电阻为R,实验发现,轮子转过θ角,小线圈的磁感应强度由最大值变为零.因此,他说“只要测得此时感应电流的平均值I,就可以测出转轮转速的大小.”请你运用所学的知识,通过计算对该同学的结论作出评价.图K46-10课时作业(四十六)【基础热身】1.ABC [解析] 传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件.故选项ABC正确、选项D错误.2.AC D [解析] 宾馆的自动门采用了光电传感器,故选项A正确;家用电饭煲的加热和保温功能的转换采用了热电传感器,故选项C正确;声控开关采用了声电传感器,故选项D正确.3.B [解析] 街旁的路灯和江海里的航标都是利用了半导体的光敏性,晚上光照强度很小,光敏电阻器的电阻很大,白天光照强度很大,光敏电阻器的电阻很小,以此控制电路的通断.4.D [解析] 甲图通过改变角度、乙图通过改变极板正对面积、丙图通过改变板间距离、丁图通过插入电介质的深度来改变电容器的电容量,以达到测量角度、液面高度、压力及位移的目的.【技能强化】5.D [解析] 该同学站在压力传感器上完成一次下蹲动作过程中,先向下加速,后向下减速,其加速度先向下后向上,即先失重后超重,选项D正确.6.D [解析] 当R3处出现火情时,其电阻增大,电路中的总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,所以报警器两端的电压增大,其中电流表支路的电流也增大.7.BD [解析] 电流表的示数增大,说明电路中的电流增大,电阻减小,所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的;电阻率减小,导电性能变好,故选项BD 正确.8.A [解析] 由于二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,则1r ′=kc ,电路中U =IR 0=ER 0R 0+r +r ′,则1U =R 0+r +1kc ER 0,即1U 随1c变化的函数关系为线性关系,但图象不过坐标原点,选项A 正确.9.BCD [解析] 双金属片上层金属的膨胀系数应大于下层金属,这样当温度较高时,双金属片向下弯曲,电路断开;要想得到较高的温度,只需将螺丝下移即可.10.ABD [解析] 直流电路中接入电容器,电路中会产生充电电流,充电完毕后,电流消失;接入定值电阻,瞬间产生稳定电流;接入电感线圈,由于对电流有阻碍作用,不能瞬间达到稳定电流.【挑战自我】11.结论正确[解析] 设转轮的角速度、转速分别为ω、n ,轮子转过θ角所需时间为Δt ,通过线圈的磁通量的变化量为ΔΦ,线圈中产生的感应电动势的平均值为E .根据法拉第电磁感应定律有E =N ΔΦΔt =N BS Δt由闭合电路欧姆定律得,感应电流的平均值 I =E R又Δt =θω,n =ω2π联立以上各式,得n =IRθ2πNBS由此可见,该同学的结论是正确的.。
高三物理一轮复习 题组层级快练 第十章 交流电 传感器 第3讲 传感器
咐呼州鸣咏市呢岸学校传感器一、选择题(其中1-3题,只有一个选项正确,4-6题有多个选项正确)1.如图(a)所示,光敏电阻R2上加上如图(b)所示的光照,那么R2两端的电压变化是以下图中的( )解析光敏电阻阻值随光照的增强而减小,根据题图b,知R2两端的电压随之同频率地先减小后增大,但不会是零,所以选B项.答案B2.如下图是一火警器的电路示意图,其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器,值班室的显示器为电路中的电流表,a、b之间接器.当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、器两端的电压U的变化情况是( )A.I变大,U变大B.I变大,U变小C.I变小,U变小D.I变小,U变大解析当传感器R3所在处出现火情时,温度升高,R3阻值变小,电路的总电阻变小,电路的总电流变大.r 两端的电压变大,所以路端电压(即器两端的电压U)变小;又R1两端的电压变大,R2与R3的并联电压变小,所以流过R2的电流(即显示器的电流I)变小.答案C3.关于传感器工作的一般流程,以下说法中正确的选项是( )A.非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件B.电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C.非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D.非电学量→转换电路→敏感元件→转换元件→电学量解析传感器工作的一般流程为:非电学量被敏感元件感知,然后通过转换元件转换成电信号,再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量,因此选项A、B、D错误,选项C正确.答案C4.家Willard S. Boyle与George E. Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要创造荣获度诺贝尔物理学奖.CCD 是将光学量转变成电学量的传感器.以下器件可作为传感器的有( )A.发光二极管B.热敏电阻C.霍尔元件D.干电池答案BC5.如下图,R1、R2为值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时( )A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.电路的路端电压增大解析当照射光强度增大时,R3阻值减小,外电路总电阻随R3的减小而减小,R1两端电压因干路电流增大而增大,电压表的示数增大,同时内电压增大,故电路路端电压减小,A项正确,D项错误;由路端电压减小,R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,那么R2中电流减小,故B项正确;结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大,那么小灯泡的功率增大,故C项正确.答案ABC6.为了保护电脑元件不受损害,在电脑内部有很多传感器,其中最重要的就是温度传感器,常用的温度传感器有两种,一种是用金属做的热电阻,另一种是用半导体做的热敏电阻.关于这两种温度传感器的特点说法正确的选项是( )A.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析金属的电阻率随着温度的升高而变大,半导体在温度升高时电阻会变小,应选A、D项.答案AD二、非选择题7.为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为lx).某光敏电阻R P在不同照度下的阻值如下表:照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0电阻/kΩ75 40 28 23 20 18(1)根据表中数据,请在图甲所示的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点.(2)如图乙所示,当1、2两端所加电压上升至2 V时,控制开关自动启动照明系统.请利用以下器材设计一个简单电路,给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下:光敏电阻R p(符号,阻值见上表);直流电源E(电动势3 V,内阻不计);值电阻:R 1=10 k Ω,R 2=20 k Ω,R 3=40 kΩ(限选其中之一并在图中标出); 开关S 及导线假设干.解析 (2)电源电动势为3 V ,当光敏电阻为20 k Ω时,分得电压U =2 V ,而U =R pR p +R 1·E ,那么R 1=10 kΩ.答案 (1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如下图. 光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小. (2)8.如下图装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k.电源的电动势为E ,内阻可忽略不计;滑动变阻器全长为L ,重力加速度为g. 为理想电压表.当木板上没有放重物时,滑动变阻器的触头位于图中a 点,此时电压表示数为零.在木板上放置质量为m 的重物,滑动变阻器的触头随木板一起下移.由电压表的示数U 及其他给条件,可计算出弹簧的劲度系数k. (1)写出m 、U 与k 之间所满足的关系式.(2)E =0 V ,L =12.0 cm ,g =9.80 m/s 2.测量结果如下表:m(kg) 1.00 0 3.00 0 6.00 0 U(V)0.1080.1540.2900.4460.6080.740②m -U 直线的斜率为________ kg/V ;③弹簧的劲度系数k =________ N/m(结果均保存三位有效数字). 解析 (1)设放置质量m 的物体时弹簧压缩量为x ,那么有mg =kx ,又U =xL E 解得m =Lk EgU. (2)①用描点法作图,作出的图像如下图. ②选取(0,0)、(0.90,9)两点,那么斜率为 Δm ΔU =9-00.90-0kg/V =10.0 kg/V. ③因m =Lk Eg U ,故Lk Eg =ΔmΔU,k =Δm ΔU ·Eg L =10.0×0×00.120 N/m =3×103N/m. 答案 (1)m =LkEgU (2)①见解析图②10.0 ③3×1039.奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电,为路灯提供电能.用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,实现自动控制.光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,作为简化模型,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0;照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大.利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭、黑天翻开.电磁开关的内部结构如下图.1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接.当励磁线圈中电流大于50 mA时,电磁铁吸合铁片,弹簧片和触点别离,3、4断开;电流小于50 mA时,3、4接通.励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA.(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路,画出电路原理图.光敏电阻R1,符号灯泡L,额功率40 W,额电压36 V,符号保护电阻R2,符号电磁开关,符号蓄电池E,电压36 V,内阻很小;开关S,导线假设干.(2)答复以下问题:①如果励磁线圈的电阻为200 Ω,励磁线圈允许加的最大电压为______ V,保护电阻R2的阻值范围是______ Ω.②在有些用电磁开关的场合,为了平安,往往需要在电磁铁吸合铁片时,接线柱3、4之间从断开变为接通.为此,电磁开关内部结构如何改造?请结合此题中电磁开关内部结构图说明.答:________________________________________________________________________.③任意举出一个其他的电磁铁用的例子.答:________________________________________________________________________.解析(1)见答案图.(2)①U磁m=I m R磁=100×10-3×200 V=20 V.由题知,欲使电路起到自动控制作用,励磁线圈中电流I满足50 mA<I≤100 mA,那么由闭合电路欧姆律,有E=(R2+R磁)I,即36=(R2+200)I0.05 A ≤I ≤0.1 A ,那么R 2的取值范围为160-520 Ω.②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,可保证当电磁铁吸合铁片时,3、4间接通;不吸合时,3、4间断开.③如电磁起重机、电磁打点计时器、电铃. 答案 (1)电路原理如下图. (2)①20 160-520②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,保证当磁铁吸合铁片时,3、4之间接通;不吸合时,3、4之间断开③电磁起重机10.某同学利用DIS ,值电阻R 0、电阻箱R 1器材测量电池a 的电动势和内阻,装置如图1所示,时屡次改变电阻箱的阻值,记录外电路的总电阻阻值R ,用电压传感器测得端电压U ,并在计算机上显示出如图2所示的1/U -1/R 关系图线a ,重复上述方法测量电池b 的电动势和内阻,得到图2中的图线b. (1)由图线a 可知电池a 的电动势E a =________ V ,内阻r 0=________ Ω.(2)假设用同一个电阻R 先后与电池a 及电池b 连接,那么两电池的输出功率P a ________P b (填“大于〞“于〞或“小于〞),两电池的效率ηa ________ηb (填“大于〞“于〞或“小于〞).解析 (1)根据E =U +U R r ,得1U =1E +r E ·1R ,图线a ,截距b =0.5(1V ),斜率k =0.25(ΩV ),所以电动势E =1b =2 V ,内阻r =E·k=0.5 Ω.(2)从图像可知:截距b b =0.2(1V ),斜率k b ≈0.13(ΩV ),电动势E b=5 V ,内阻r b ≈0.7 Ω,E a <E b ,r a <r b ,电池的输出功率P =(E R +r )2R ,得P a 小于P b ;电池的效率η=UI EI =RR +r,得ηa 大于ηb . 答案 见解析。
14年物理高三必修同步训练交变电流传感器
14年物理高三必修同步训练交变电流传感器高中最重要的阶段,大家一定要把握好高中,多做题,多练习,为高考奋战,小编为大家整理了14年物理高三必修同步训练,希望对大家有帮助。
1.如图所示,A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点.现在在A、B两点分别固定两个点电荷Q1和Q2,则关于C、D两点的场强和电势,下列说法正确的是()A.若Q1和Q2是等量异种电荷,则C、D两点电场强度不同,电势相同B.若Q1和Q2是等量异种电荷,则C、D两点电场强度和电势均相同C.若Q1和Q2是等量同种电荷,则C、D两点电场强度和电势均不相同D.若Q1和Q2是等量同种电荷,则C、D两点电场强度和电势均相同2.如图所示,带有等量异种电荷的两块等大的平行金属板M、N水平正对放置.两板间有一带电微粒以速度v0沿直线运动,当微粒运动到P点时,将M板迅速向上平移一小段距离,则此后微粒的可能运动情况是()A.沿轨迹④运动 B.沿轨迹①运动 C.沿轨迹②运动 D.沿轨迹③运动3.真空中有一半径为r0的带电金属球壳,通过其球心的一直线上各点的电势分布如图,r表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离.下列说法中正确的是()A.A点的电势低于B点的电势B.A点的电场强度方向由A指向BC.A点的电场强度小于B点的电场强度D.正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做负功4.空间存在甲、乙两相邻的金属球,甲球带正电,乙球原来不带电,由于静电感应,两球在空间形成如图所示稳定的静电场.实线为其电场线,虚线为其等势线,A、B两点与两球球心连线位于同一直线上,C、D两点关于直线AB对称,则()A.A点和B点的电势相同B.C点和D点的电场强度相同C.正电荷从A 点移至B点,电场力做正功D.负电荷从C点沿直线CD移至D 点,电势能先增大后减小5.两个等量同种电荷固定于光滑水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示.一个电量为2 C、质量为1 kg的小物块从C点静止释放,其运动的v-t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的是()A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=2 V/mB.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大C.由C到A的过程中,电势逐渐升高D.A、B两点电势差UAB=-5 V查字典物理网小编为大家整理了14年物理高三必修同步训练,希望对大家有所帮助。
高三物理一轮复习 第十章 交流电 传感器测试卷
峙对市爱惜阳光实验学校交流电 传感器一、选择题(40分)1-4题只有一项符合题目要求,5-10题有多项符合题目要求.1.如下图,理想变压器的原线圈接入u =11 0002sin100πt (V)的交变电压,副线圈通过电阻r =6 Ω的导线对“220 V/880 W 〞的电器R L 供电,该电器正常工作.由此可知( )A .原、副线圈的匝数比为50∶1B .交变电压的频率为100 HzC .副线圈中电流的有效值为4 AD .变压器的输入功率为880 W解析 由P =UI ,可得I =P LU L =4 A ,C 选项正确;根据U r =Ir =24 V ,得副线圈电压U 2=U L +U r =244 V ,再由n 1n 2=U 1U 2,可得n 1∶n 2≈45∶1,A 选项错误;由u =11 0002sin100πt(V)及f =ω2π,可得f =50 Hz ,B 选项错误;因导线电阻消耗电能,故变压器输入功率为P =P L +I 2r =976 W ,D 选项错误. 答案 C设置目的 考查变压器的电压比、功率2.(2021·)如下图,面积均为S 的单线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e =BSωsin ωt 的图是( ) 解析 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动,产生的正弦交变电动势为e =BSωsin ωt ,由这一原理可判断,A 图中感电动势为e =BSωsinωt ;B 图中的转动轴不在线圈所在平面内;C 、D 图转动轴与磁场方向平行,而不是垂直.答案 A设置目的 考查交流电产生的条件3.(2021·)如下图,图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.假设使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻,那么经过1 min的时间,两电阻消耗的电功之比W 甲∶W 乙为( )A .1∶ 2B .1∶2C .1∶3D .1∶6解析 电功的计算中,I 要用有效值计算,图,由有效值的义得(12)2R ×2×10-2+0+(12)2R ×2×10-2=I 12R ×6×10-2,得I 1=33 A ;图乙中,I 的值不变,I 2=1 A ,由W =UIt =I 2Rt ,可以得到W 甲:W 乙=1∶3. 答案 C设置目的 考查交流电的有效值4.(2021·三诊)如图甲所示,理想变压器原副线圈的匝数比为5∶1,原线圈接交流电源和交流电压表,副线圈接有“220 V,440 W〞的纯电阻和“220 V,220 W〞的电动机.如果副线圈两端电压按图乙所示正弦规律变化,那么以下说法正确的选项是( )A.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=2202sin50πt VB .电压表示数为1 100 2 VC.纯电阻的发热功率是电动机发热功率的2倍D.1 min内电动机消耗的电能为2×104 J解析A项,由图乙可知,交变电流的峰值是220 2 V,ω=2πT=2π0.02=100π rad/s,那么副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=2202sin100πt(V),故A项错误;B项,U1=51×220 V=1 100 V,那么电压表示数为1 100 V,故B项错误;C项,纯电阻的发热功率为440 W,而电动机的发热功率远小于220 W,纯电阻的发热功率不是电动机功率的2倍,故C项错误;D项,1 min内电动机消耗的电能W=Pt=220×60 J=2×104 J,故D项正确.答案D此题旨在考查变压器的构造和原理5.(2021·)如下图为两个互感器,在图中圆圈内a、b表示电表,电压比为100,电流比为10,电压表的示数为220 V,电流表的示数为10 A,那么( )A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率为2 200 WD.线路输送电功率是×106 W解析电压互感器并联到高压线上,且接高压线的线圈多,而电流互感器串联到火线上,且接高压线的线圈匝数少,由此可判断,接a的为电压互感器,a 为电压表;接b的为电流互感器,b为电流表,故A项错误,B项正确;根据电压、电流关系,可知输电线的电压为U=220×100 V=×104V,电流为I=10×10 A=100 A,所以线路输送的功率是P=UI=×104×100 W=×106 W,故C项错误,D项正确.答案BD设置目的考查两种互感器6.(2021·)在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么( )A.输电线路上损失的电压与输送电流成正比B.输电的电压越高,输电线路上损失的电压越大C.输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D .输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比解析 输电线路上损失电压ΔU =IR ,在R 一时,ΔU 和I 成正比.假设U 越高,I =P U ,I 越小,那么ΔU 越小.输电线路上损失的功率ΔP =I 2R ,当P 一时,I =P U ,所以ΔP =(P U )2R ,即ΔP 和U 的平方成反比,跟I 的平方成正比,故A 、C 项正确.答案 AC设置目的 考查远距离输电能量关系7.(2021·)如下图,理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5,原线圈两端的交变电压为u =202sin100πt V .氖泡在两端电压到达100 V 时开始发光.以下说法中正确的有( )A .开关接通后,氖泡的发光频率为100 HzB .开关接通后,电压表的示数为100 VC .开关断开后,电压表的示数变大D .开关断开后,变压器的输出功率不变解析 由U 1U 2=n 1n 2,得副线圈的输电压u 2=5u =1002sin100πt V .此电源的频率为f 0=50 Hz ,而氖泡每个周期发光2次,那么氖泡的发光频率f 氖=2f 0=100Hz ,A 项正确;电压表的示数为副线圈输出电压的有效值,故U 2=U 2m2=100 V ,B 项正确;交变电压的有效值不变,故电压表V 的示数不变,C 项错误;断开开关后,变压器的输出功率减小,D 项错误. 答案 AB设置目的 考查交流电与氖泡的通断、交流电的极值 8.如下图,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ,转轴O 1O 2垂直于磁场方向,线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感电流为1 A .那么( )A .线圈消耗的电功率为4 WB .线圈中感电流的有效值为2 AC .任意时刻线圈中的感电动势为e =4cos 2πT tD .任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin 2πTt解析 从线圈平面平行于磁感线开始计时,交变电流的感电动势的表达式为e=E m cos ωt ,那么感电流i =e R =E m R cos θ,由题给条件有:1=E m 2×12,解得E m =4V ,那么I m =2 A ,I 有效= 2 A ,线圈消耗的电功率P =I 有效2R =4 W ,所以A 项正确,B 项错误;e =4cos ωt =4cos 2πT t ,故C 项正确.由E m =BSω=Φm 2πT ,得Φm =2T π,故任意时刻Φ=2T πsin 2πT t ,故D 项错误.答案 AC设置目的 考查交流电的有效值、瞬时值9.(2021·三诊)如下图,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b 是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,除R 以外其余电阻不计.从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u 1=2202sin100πtV.以下说法中正确的( )A .t =1600 s 时,电压表的读数为22 VB .t =1600s 时,ac 两点电压瞬时值为110 VC .滑动变阻器触片向上移,电压表和电流表的示数均变大D .单刀双掷开关由a 扳向b ,电压表和电流表的示数均变大解析 A 项,原线圈两端电压有效值为220 V ,副线圈两端电压有效值为22 V ,电表测量的是有效值,故A 项正确;B 项,t =1600 s 时,a 、c 两点间电压瞬时值为110 2 V ,故B 项错误;C 项,滑动变阻器触片向上移,电阻变大,副线圈的电压由匝数和输入电压决,电压表的示数不变,电流表示数减小,C 项错误;D 项,单刀双掷开关由a 扳向b ,匝数比变大,匝数与电压成正比,所以电压表和电流表的示数均变大,故D 项正确. 答案 AD此题旨在考查变压器的构造和原理、正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率10.(2021·三模)如图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器.升压变压器原副线圈匝数比为1∶100,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧为一火警系统原理图,其中R 1为一值电阻,R 2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小.电压表V 显示加在器上的电压(器未画出).未出现火警时,升压变压器的输入功率为750 kW.以下说法中正确的有( )A .降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 HzB .远距离输电线路损耗功率为180 kWC .当传感器R 2所在处出现火警时,电压表V 的示数变大D .当传感器R 2所在处出现火警时,输电线上的电流变大 答案 AD解析 A 项,由图乙知交流电的周期0.02 s ,所以频率为50 Hz ,A 项正确;B 项,由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V ,根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25 000 V ,所以输电线中的电流为:I =PU=30 A ,输电线损失的电压为:ΔU =IR =30×100 V =3 000 V ,输电线路损耗功率为:ΔP =ΔUI =90 kW ,B 项错误;C 项,当传感器R 2所在处出现火警时其阻值减小,副线圈两端电压不变,副线圈中电流增大,值电阻的分压增大,所以电压表V 的示数变小,C 项错误;D 项,由C 知副线圈电流增大,根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大,D 项正确.此题旨在考查远距离输电、电功、电功率 二、题(20分)11.(8分)(2021·)一些材料的电阻随温度的升高而变化.如图甲所示是由某金属材料制成的电阻R 随摄氏温度t 变化的图像.假设用该电阻与电池(电动势E = V ,内阻不计)、电流表(量程为5 mA ,内阻不计)、电阻箱R ′串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计〞.(1)电流刻度较大处对的温度刻度________.(选填“较大〞或“较小). (2)假设电阻箱阻值R ′=150 Ω,当电流为5 mA 时对的温度为________℃.解析 由图甲可知,电阻R 随摄氏温度t 的升高而增大,由闭合电路欧姆律知,回路中电流随电阻增大而减小,所以电流刻度较大处对的温度刻度较小,假设电阻箱阻值R ′=150 Ω,当电流为5 mA 时由闭合电路欧姆律可知,回路总电阻R 总=E/I =300 Ω,R =R 总-R ′=150 Ω,由图甲可知,180-10080=180-15080-t,解得t =50,即对的温度为50 ℃. 答案 (1)较小 (2)50设置目的 考查创设计“金属电阻温度计〞12.(12分)(2021·)某小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线.(1)假设用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在图甲的实物图上连线. (2)的主要步骤:①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;②在保温容器中添加少量热水,待温度稳后,闭合开关,________,________,断开开关;③重复第②步操作假设干次,测得多组数据.(3)小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得图乙的Rt 关系图线,请根据图线写出该热敏电阻的Rt 关系式:R =________+________t(Ω)(保存三位有效数字).解析 改变温度后,热敏电阻阻值改变,电压表示数改变,从图线知R 与t 成线性关系,且纵轴上截距(当t =0 ℃时)R =100 Ω,斜率为ΔRΔt =0.395,所以R =100+0.395t(Ω).答案 (1)实物连线图如以下图(2)记录温度计数值 记录电压表数值 (3)100 0.395设置目的 考查实物连接、步骤的设计 三、计算题(40分)13.(8分)(2021·)如下图,边长为L 的正方形线圈abcd ,其匝数为n ,总电阻为r ,外电路的电阻为R ,ab 的中点和cd 的中点的连线OO ′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感强度为B.假设线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO ′轴匀速转动.求闭合电路中感电动势的瞬时表达式.解析 初始时刻,线圈平面处在中性面,穿过线圈的磁通量最大为12BL 2,线圈中的感电动势为0,即t =0时,e =0,闭合电路中感电动势的瞬时表达式e =12nBL 2ωsin ωt.答案 e =12nBL 2ωsin ωt设置目的 考查交流电的瞬时值的计算14.(8分)(2021·东城区)在一支氖管两端加一个正弦交流电压u =50sin(314t) V .当氖管两端电压到达或超过U 0=25 2 V 时,氖管就能发光.求在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为多少?解析 由ω=2πT 和ω=314 rad/s ,解得此交流电的一个周期为T =0.02 s ,当氖管两端电压到达或超过U 0=25 2 V 时,氖管就能发光.那么此交流电在一个周期内氖管的发光时间为T2,即0.01 s.答案 0.01 s设置目的 考查对交流电的瞬时值的理解15.(12分)(2021·十校)如下图,abcd 为交流发电机的矩形线圈,其面积为S ,匝数为n ,线圈电阻为r ,外电阻为R.线圈在磁感强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO ′匀速转动,角速度为ω,求:(1)写出此交流发电机产生感电动势的最大值E m ;(2)假设从图示位置开始计时,写出感电流随时间变化的函数表达式; (3)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中通过电阻R 的电量是多少?(4)转过一周,电流通过R 所产生的热量是多少?解析 (1)根据公式E m =nBSω,此交流发电机产生感电动势的最大值为E m =nBSω.(2)从垂直中性面位置开始计时,e =E m cos ωt =nBSωcos ωt ;根据欧姆律,电流为:i =e R +r =nBSωR +rcos ωt.(3)从图示位置开始,线圈转过60°的过程中,磁通量变化为:ΔΦ=Φ2-Φ1=BSsin60°-0=32BS ;根据法拉第电磁感律,有E =n ΔΦΔt ,q =I Δt =ER +r Δt =n ΔΦΔt 1R +r Δt =n ΔΦR +r =3nBS2〔R +r 〕.(4)回路中电流的有效值,I =22I m =2nBSω2〔R +r 〕,所求过程中所用时间为t =T=2πω,那么线圈中产生的焦耳热Q =I 2Rt =πωn 2B 2S 2R 〔R +r 〕2.答案 (1)nBSω (2)nBSωR +r cos ωt (3)3nBS 2〔R +r 〕 (4)πωn 2B 2S 2R 〔R +r 〕2设置目的 交流发电机及其产生正弦式电流的原理;交流电的四值的运用 16.(12分)(2021·)如下图,某小型水电站发电机输出功率为10 kW ,发电机输出电压为400 V ,向远距离用户供电,为了减少电能损失,使用2 kV 高压输电,最后用户得到220 V 、 kW 的电功率.求: (1)升压变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2;(2)输电线路导线电阻R ;(3)末端降压变压器原、副线圈匝数比n 3∶n 4.解析 (1)升压变压器原、副线圈匝数比为:n 1n 2=U 1U 2=4002 000=15.(2)P 损=I 22R =10 kW - kW =500 W ,I 2=P 2U 2=P 1U 2,解得R =20 Ω.(3)U 3=U 2—I 2R =1 900 V ,U 4=220 V ,n 3n 4=U 3U 4=1 900220=9511.答案 (1)15 (2)20 Ω (3)9511设置目的 考查远距离输电和变压器原副线圈电压、电流、功率的关系以及能量守恒。
高三物理一轮复习 跟踪演练 化提升传感器的简单使用
峙对市爱惜阳光实验学校十二传感器的简单使用跟踪演练·强化提升【根底题组】1.(多项选择)(2021·模拟)家Willard S·Boyle与George E·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要创造荣获度诺贝尔物理学奖。
CCD是将光学量转变成电学量的传感器。
以下器件可作为传感器的有( )A.发光二极管B.热敏电阻C.霍尔元件D.干电池【解析】选B、C。
传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分非电学量,并把它们按照一的规律转换为电压、电流电学量的元件。
发光二极管是电学元件,是电能转换成光能的元件,不是传感器,A错误;干电池是一种电源,不是传感器,D错误;热敏电阻受热时,其电阻会发生变化,能把热学量转换成电学量,是传感器,B正确;霍尔元件能够把磁感强度这个非电学量转换成电压这个电学量,是传感器,C正确。
2.(2021·模拟)传感器是一种采集信息的重要器件。
如下图是一种测压力的电容式传感器,A为固电极,B为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器。
可动电极两端固,当待测压力施加在可动电极上时,可动电极发生形变,从而改变了电容器的电容。
现将此电容式传感器与零刻线在的灵敏电流表和电源串联,组成闭合电路,电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转。
当待测压力增大时( )A.电容器的电容将减小B.灵敏电流表指针在央零刻线处C.灵敏电流表指针向左偏转D.灵敏电流表指针向右偏转【解析】选D。
当待测压力增大时,电容器板间距离缩小,由C=εrS4πkd知,电容器的电容增大,A错误;由于电容器与电源相连,故电压U不变,由Q=CU知,电容器的电荷量将增加,即电容器需充电,故电流从电流表的正接线柱流入,指针将向右偏转,B、C错误,D正确。
3.如下图,理想变压器的原线圈接有交变电压U,副线圈接有光敏电阻R1(光敏电阻随光照强度增大而减小)、值电阻R2。
那么( )A.仅增强光照时,原线圈的输入功率减小B.仅向下滑动P时,R2两端的电压增大C.仅向下滑动P时,R2消耗的功率减小D.仅增大U时,R2消耗的功率减小【解析】选B。
高三物理第一轮复习电磁感 交变电流传感器单元测试
准兑市爱憎阳光实验学校课标高三物理第一轮复习电磁感、交变电流、传感器单元测试3-2 电磁感交变电流、传感器〕一、选择题1.如下图,为早期制作的发电机及电动机的示意图,A盘和B盘分别是两个可绕固转轴转动的铜盘,用导线将A盘的中心和B盘的边缘连接起来,用另一根导线将B盘的中心和A盘的边缘连接起来.当A盘在外力作用下转动起来时,B盘也会转动.那么以下说法中正确的选项是A.不断转动A盘就可以获得持续的电流,其原因是将整个铜盘看成沿径向排列的无数根铜条,它们做切割磁感线运动,产生感电动势B.当A盘转动时,B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用,此力对转轴有力矩C.当A盘顺时针转动时,B盘逆时针转动D.当A盘顺时针转动时,B盘也顺时针转动2.阻值为10Ω的电阻接到电压波形如下图的交流电源上.以下说法中正确的选项是A.电压的有效值为10VB.通过电阻的电流有效值为22AC.电阻消耗电功率为5WD.电阻每秒种产生的热量为10J3.水平固放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比拟,这个过程A.安培力对ab棒所做的功相B.电流所做的功相C.产生的总热量相D.ab棒的动量改变量相4.如下图,相距为L的两条足够长的光滑平行轨道上,平行放置两根质量和电阻都相同的滑杆ab和cd,组成矩形闭合回路.轨道电阻不计,匀强磁场B垂直穿过整个轨道平面.开始时ab和cd均处于静止状态,现用一个平行轨道的恒力F向右拉ab杆,那么以下说法正确的选项是A.cd杆向左运动A.cd杆向左运动 B.cd杆向右运动C.ab与cd杆均先做变加速运动,后做匀速运动D.ab与cd杆均先做变加速运动,后做匀加速运动5.如下图,两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P,且L1、L2、L3为相同的灯泡,匝数比为1:3:21nn,那么图〔a〕中L1的功率和图〔b〕中L1的功率分别为〔〕A.P、P B.9P、P94C.P94、9P D.P49、9P6.在图中的〔a〕、(b)、(c)中除导体棒ab可动外,其余均固不动,〔a〕图中的电容器C原来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面〔即纸面〕向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab一个向右的初速度v0,导体棒的最终运动状态是A.三种情况下,导体棒ab最终都是匀速运动B.图〔a〕、(c)中ab棒最终将以不同的速度做匀速运动;图〔b〕中ab棒最终静止C.图〔a〕、〔c〕中,ab棒最终将以相同的速度做匀速运动D.三种情况下,导体棒ab最终均静止二、此题共1小题,共12分,把答案填在题中相的横线上或按题目要求作答.7.〔12分〕〔1〕有一个称为“千人震〞的趣味物理小,是用一节电动势为V的电池,几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位做这个的同学手拉手成一串,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们首、尾两位同学两个空着的手相连,如下图,在通或断时就会使连成一串的同学都有触电感觉,该原理是___________;人有触电感觉时开关是通,还是断的瞬间_________,因为_____________.〔2〕在操场上,两同学相距L为10m左右,在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上,面对面将一并联铜芯双绞线,象甩跳绳一样摇动,并将线的两端分别接在灵敏电流计上.双绞线并联后的电阻R为2Ω,绳摇动的频率配合节拍器的节奏,保持f=2Hz.如果同学摇动绳子的最大圆半径h=1m,电流计的最大值I=3mA.①试估算地磁场的磁感强度的数量级_________.数学表达式B =___________.〔用R,I,L,f,h量表示〕②将两人的位置改为与刚刚方向垂直的两点上,那么电流计的读数_________.三、此题共6小题,共90分.解答写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤..8.〔14分〕如图甲所示的电路中,D为二极管〔正向电阻为零,反向电阻为无穷大〕,Ω==421RR,Ω=63R,当在AB间加上如图乙所示的交流电压时,求:〔1〕在0~1×10-2s时间内通过R1的电流;〔2〕1s内电阻R3所消耗的电能.9.〔14分〕在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置.如下图,在轮子的边缘贴上小磁体,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑〔即DIS器材〕.如果小线圈的面积为S,圈数为N匝,小磁体附近的磁感强度最大值为B,回路的总电阻为R,发现,轮子转过θ角,小线圈的磁感强度由最大值变为零.因此,他说“只要测得此时感电流的平均值I,就可以测出转轮转速的大小.〞请你运用所学的知识,通过计算对该同学的结论作出评价.10.〔14分〕如图甲所示是一种自行车上照明用的车头灯,图乙是这种车头灯发电机的结构示意图,转轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固的U形铁芯上,自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带动磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电.自行车车轮半径35=r cm,摩擦小轮半径00.10=r cm,线圈有n=800匝,线圈横截面积S=20cm2,总电阻R1=40Ω,旋转磁极的磁感强度B=0.010T,车头灯电阻R2=10Ω.当车轮转动的角速度ω=8rad/s时,求:〔1〕发电机磁极转动的角速度;〔2〕车头灯中电流的有效值.11.〔16分〕如下图,平行金属导轨竖直放置,仅在虚线MN下面的空间存在着磁感强度随高度变化的磁场〔在同一水平线上各处磁感强度相同〕,磁场方向垂直纸面向里导轨上端跨接一值电阻R,质量为m的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动,导轨和金属棒的电阻不计,将导轨从O处由静止释放,进入磁场后正好做匀减速运动,刚进入磁场时速度为v,到达P 处时速度为v/2,O点和P点到MN的距离相,求:〔1〕求金属棒在磁场中所受安培力F1的大小;〔2〕假设磁场上边缘〔紧靠MN〕的磁感强度为B0,求P处磁感强度B P;〔3〕在金属棒运动到P处的过程中,电阻上共产生多少热量?12.〔16分〕如下图为检测某传感器的电路图,传感器上标有“3V 0.9W〞的字样〔传感器可看作一个纯电阻〕,滑动变阻器R0上标有“10Ω 1A〞的字样,电流表的量程为0.6A,电压表的量程为3V.〔1〕根据传感器上的标注,计算该传感器的电阻和额电流.〔2〕假设电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各的平安,在a、b之间所加的电源电压的最大值是多少?〔3〕根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1Ω,那么该传感器就失去了作用.实际检测时,将一个电压恒的电压加在图中a、b之间〔该电源电压小于上述所求电压的最大值〕,闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压.检测记录如下:电压表示数U/V 电流表示数I/A第一次8 0.16第二次0.91 0.22假设不计检测电路对传感器电阻的影响,通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时a、b所加的电压是多少?13.〔16分〕如图〔甲〕所示,一固的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁场的磁感强度随按如图〔乙〕所示的规律变化,线圈中产生的感电动势瞬时值的表达式为tTTSnBemππ2cos2=,其中B m为磁感强度的最大值,T为磁场变化的周期.不计灯丝电阻随温度的变化,求:〔1〕线圈中产生感电动势的最大值.〔2〕小灯泡消耗的电功率.〔3〕在磁感强度变化的0~4T的时间内,通过小灯泡的电荷量.课标高三物理第一轮复习单元测试答案与解析1.答案:ABC 将图中铜盘A所在的一组装置作为发电机模型,铜盘B所在的一组装置作为电动机模型,这样就可以简单地把铜盘效为由圆心到圆周的一“辐条〞,处在磁场中的每一根“辐条〞都在做切割磁感线运动,产生感电动势,进而分析可得.2.答案:BC 根据图象可知电压最大值为U m =10V ,有效值为210=U V ,电流有效值为22==R U I A ,电阻消耗的电功率为510)22(22=⨯==R I P W .3.答案:CD 从能量的角度考虑,导轨光滑时,金属棒的动能转化为电能,最终以焦耳热的形式释放出来;导轨粗糙时,金属棒的动能一转化为电能,另一通过摩擦转化为热能,而安培力做功可以用机械能与电能之间的转化来量度,因此产生的电能不相同,所以A 错;电流做功可产生焦耳热,因此可以比拟电流做功不同,B 错;但两个过程中,机械能都转化为热量,所以C 对;两个过程中,初速度相同,末速度均为零,因此动量变化量相同,D 对.4.答案:BD 产生感电流后,两导体滑杆中的电流相,受到磁场的作用力大小相,感电流的磁场阻碍原磁通量的增大,故两杆同时向右加速运动,因F 为恒力,磁场对杆的作用力为变力,随速度的增大而增大,因而开始时两杆做变加速运动〔ab 加速度减小,cd 加速度增大〕,当两杆具有相同加速度时,它们以共同的加速度运动,故BD 正确. 5.答案:B 图〔a 〕中L 2的功率为P ,那么L 2上电压为PRU =2,原线圈中电压PRU U 3321==,L 1两段电压与U 1相,那么L 1所消耗功率P R PRR U P L 99211===.图〔b 〕中L 2、L 3功率相同,变压器的输出功率为2P ,原线圈电压PRU U 332/1==,原线圈中电流1/12U P I =,灯L 1上消耗功率为P R PRPR I P L 949422/1/1===.6.答案:B 图a 中,ab 棒以v 0向右运动的过程中,电容器开始充电,充电后ab 棒就减速,ab 棒上的感电动势减小,当ab 棒上的感电动势与电容器两端电压相时,ab 棒上无电流,从而做匀速运动;图b 中,由于R 消耗能量,所以ab 棒做减速运动,直至停止;图c 中,当ab 棒向右运动时,产生的感电动势与原电动势同向,因此作用在ab 棒上的安培力使ab 棒做减速运动,速度减为零后,在安培力作用下向左加速运动,向左加速过程中,ab 棒产生的感电动势与原电动势反向,当ab 棒产生的感电动势与原电动势大小相时,ab 棒上无电流,从而向左匀速运动,所以B 正确.7.答案:〔1〕镇流器的自感现象;〔2分〕断开瞬间;〔2分〕只有在电路刚断开时才能产生很高的自感电动势使人产生触电的感觉. 〔2分〕〔2〕10-5〔2分〕 IR /2πLhf 〔2分〕 0〔2分〕8.解析:〔1〕在0~1×10-2s 时间内D 处于导通状态,那么电路总电阻为21213R R R R R R ++=①〔2分〕通过R 3的电流RU I AB=②〔2分〕由①②式代入数据解得,I =1A 〔1分〕那么通过R 1的电流5.021==II A 〔1分〕〔2〕在1×10-2s ~2×10-2s 时间内D 处于截止状态,那么通过R 3的电流31R R UI +='〔2分〕代入数据得,8.0/=I A 〔2分〕t=1s 内R 3消耗的电能2)(32/32tR I R I E +=〔2分〕代入数据解得,E =4.92J . 〔2分〕9.解析:该同学的结论是正确的. 〔2分〕设转轮的角速度、转速分别为ω和n ,轮子转过θ角所需时间为⊿t ,通过线圈的磁通量的变化量为⊿Φ,线圈中产生的感电动势的平均值为E .根据法拉第电磁感律有tBS N t N E ∆=∆∆=φ〔3分〕由闭合电路欧姆律有I=E/R 〔2分〕 又ωθ=∆t 〔2分〕πω2=n 〔2分〕联立以上四式得,NBSIR n πθ2=〔3分〕由此可见,该同学的结论是正确的.10.解析:〔1〕磁极与摩擦小轮之间转动的角速度相,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对运动,因此有ωωr r =00,〔2分〕28000==∴r r ωωrad/s 〔2分〕〔2〕摩擦小轮带动磁极转动,线圈产生的感电动势的最大值为S nB E m 0ω=〔3分〕代入数据得,m E =8V 〔2分〕感电动势的有效值2.32==m E E V 〔3分〕通过灯炮的电流有效值10402.321+=+=R R E I =64mA . 〔2分〕11.解析:〔1〕从O →MN 过程中棒做自由落体,gh v 22=〔2分〕从MN →P 的过程中做匀减速运动,故F 1大小不变,RvL B R Lv B L B LI B F MN 2200001===〔4分〕又RvL B R Lv B L B LI B F P P P P P 22/221===〔4分〕所以02B B P =〔2分〕〔3〕棒从MN →P过程中产生热量22287)2(2121mv v m mv mgh Q =-+=.〔4分〕12.解析:〔1〕传感器的电阻9.0/3/22==传传传P U R =10Ω〔1分〕传感器的额电流传传传U P I /==0.9/3=0.3A 〔1分〕〔2〕要求电路各平安,那么要求电路的最大电流3.0==传I I A 〔2分〕此时电源电压最大值0U U U m +=传,传U 为传感器的额电压,U 0为R 0调至最大值R 0m =10Ω时R 0两端的电压,即3103.000=⨯==m R I U 传V ,〔2分〕∴电源电压最大值6330=+=+=U U U m 传V 〔2分〕〔3〕设实际检测时加在a 、b 间的电压为U ,传感器的实际电阻为'传R ,根据第一次记录数据有:48.116.0+⨯=传R U 〔2分〕根据第二次记录数据有91.022.0+'⨯=传R U 〔2分〕 解得,Ω='5.9传R ,U =3V 〔1分〕传感器的电阻变化为Ω='-=∆5.0传传R R R <1Ω〔1分〕 所以此传感器仍可使用. 〔2分〕13.解析:〔1〕因为线圈中产生的感电流变化的周期与磁场变化的周期相同,所以由图象可知,线圈中产生交变电流的周期为T =4×10-2s . 〔2分〕所以线圈中感电动势的最大值为V T S nB E m m 0.8/2==π〔2分〕 〔2〕根据欧姆律,电路中电流的最大值为A rR E I mm 80.0=+=〔2分〕通过小灯泡电流的有效值为A I I m 240.02/==, 〔2分〕小灯泡消耗的电功率为P=I 2R =8W 〔2分〕〔3〕在磁感强度变化的1~1/4周期内,线圈中感电动势的平均值tB nS E ∆∆=〔2分〕通过灯泡的平均电流tr R BnS r R E I ∆+∆=+=)(〔2分〕通过灯泡的电荷量.100.43C rR BnS t I Q -⨯=+∆=∆=〔2分〕。
高考物理最新电磁学知识点之传感器经典测试题含答案
高考物理最新电磁学知识点之传感器经典测试题含答案一、选择题1.随着科学的发展与生活水平的提高,传感器已经进入日常生活。
如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻(随光照强度的增强,阻值减小)、为定值电阻,接监控装置。
则下列说法正确的是①当有人通过遮蔽光线时,之间的电压升高②当有人通过遮蔽光线时,之间的电压降低③当仅増大的阻值时,之间的电压升高①当仅减小的阻值时,之间的电压升高A.①③B.①④C.②③D.②④2.电视机遥控器是用传感器将光信号转化为电流信号。
下列属于这类传感器的是A.走廊中的声控开关 B.红外防盗装置C.热水器中的温度传感器 D.电子秤中的压力传感器3.每当地震发生后,各路救援人员及时深入灾区,与死神抢时间,争分夺秒抢救被埋人员,有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员,根据所学知识,你认为“生命探测仪”可能用到了()A.振动传感器 B.压力传感器C.红外线传感器 D.电容传感器4.与一般吉他以箱体的振动发声不同,电吉他靠拾音器发声。
如图所示,拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。
磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性,即琴弦也产生自己的磁场。
当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时,线圈中就会产生相应的电流,并最终还原为声音信号。
下列说法中正确的是A.若磁体失去磁性,电吉他仍能正常工作B.换用尼龙材质的琴弦,电吉他仍能正常工作C.琴弦振动的过程中,线圈中电流的方向不会发生变化D.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号5.电熨斗能自动控制温度,在熨烫不同的织物时,设定的温度可以不同,图为电熨斗的结构图,电熨斗内部装有双金属片,双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属,若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物,则如何调节调温旋钮( )织物材料尼龙 合成纤维 丝绸 羊毛 棉麻熨烫温度 低高A .向下B .向上C .保持原状D .不能确定 6.为了儿童安全,布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针,可以先将玩具放置强磁场中,若其中有断针,则断针被磁化,用磁报警装置可以检测到断针的存在,如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图,其中R B 是磁敏传感器,它的电阻随断针的出现而减小,a 、b 接报警器,当传感器R B 所在处出现断针时,电流表的电流I 、ab 两端的电压U 将( )A .I 变大,U 变小B .I 变小,U 变小C .I 变大,U 变大D .I 变小,U 变大7.某一火警报警系统原理图如图所示,报警器未画出,a b 、接在电压311sin314()u t V 的正弦交流电源上,t R 为半导体热敏材料制成的传感器,t R 的电阻值随温度升高而减小,下列说法正确的是( )A.电压表V的示数为311VB.电容器C电容增大,灯L变暗C.R所在处出现火警时,电流表A的示数增大tD.R所在处出现火警时,变压器输入功率减小t8.某种角速度计,其结构如图所示.当整个装置绕轴OO′转动时,元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压,电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号.已知A的质量为m,弹簧的劲度系数为k、自然长度为l,电源的电动势为E、内阻不计.滑动变阻器总长也为l,电阻分布均匀,装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端,当系统以角速度ω转动时,则()A.电路中电流随角速度的增大而增大B.电路中电流随角速度的增大而减小C.弹簧的伸长量为x=D.输出电压U与ω的函数式为U=9.下列说法正确的是()A.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断C.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电流这个电学量D.半导体热敏电阻常用作温度传感器,温度升高,它的电阻值变大10.下列情况中,应用了温度传感器的是( )A.夜间自动打开的路灯B.商场里的自动玻璃门C.电视遥控器D.自动恒温冰箱R为光敏电阻(光照强度增加时,其阻值11.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,G减小).现增加光照强度,则下列判断正确的是()A.B灯变暗,A灯变亮B.0R两端的电压变大C.B灯变亮,A灯变暗D.电源的总功率变小12.如图电路中,电源电动势为E,内阻为r,R G为光敏电阻,R为定值电阻。
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北大附中2014届高三物理一轮复习单元训练:传感器
第Ⅰ卷(选择题共48分)
一、选择题(共12小题,每小题4分,满分48分。
在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上选项符合题目要求,全部选对得4分,选不全得2分,有选错或不答的得0分。
)
1.随着人们生活质量的提高,自动干手机已进入家庭洗手间,当人将湿手靠近干手机时,机内的传感器便驱动电热器加热,于是有热空气从机内喷出,将湿手烘干。
手靠近干手机时能使传感器工作,这是因为( )
A.改变了湿度B.改变了温度
C.改变了磁场D.改变了电容
【答案】D
2.关于传感器的应用,下列说法中正确的是( )
A.电饭锅中的敏感元件是光敏电阻
B.测温仪中测温元件可以是热敏电阻
C.用传感器探究作用力和反作用力的关系的实验,所用的测力装置是力传感器
D.火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态,有烟雾时呈现低电阻状态【答案】BCD
3.如图所示是研究霍尔现象的原理示意图,如果用d表示一块金属片的厚度,当保持电流I恒定时,以下说法中正确的是( )
A.导体的N面比M面电势高
B.导体的N面比M面电势低
C.金属板内部有从M面指向N面的电场
D.金属板内部有从N面指向M面的电场
【答案】BC
4.电阻R与两个完全相同的晶体二极管D1和D2连接成如图所示的电路,a、b端加上的电压U ab=10V 时,流经a点的电流为0.01A;当U ab=-0.2V 时,流经a点的电流仍为0.01A,则电阻R的阻值为( )
A.1020ΩB.1000Ω
C.980ΩD.20Ω
【答案】C
5.关于传感器,下列说法中正确的是( )
A.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号
B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断
C.霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电阻这个电学量
D.半导体热敏电阻常用作温度传感器,因为温度越高,它的电阻值越大
【答案】B
6.如图所示是一个路灯自动控制门电路。
天黑了,路灯自动接通;天亮了,路灯自动熄灭.R G 是光敏电阻(有光照射时,阻值会显著减小),R是分压电阻,J是路灯总开关控制继电器(路灯电路未画),虚线框内应安装的门路是( )
A.非门电路B.与门电路
C.或门电路D.前面三种电路都可以
【答案】A
7.如图为电熨斗的结构示意图,下列对该电熨斗的工作原理叙述中正确的是( )
A.需要设定较高的温度,应向上调节升降螺丝
B.双金属片上层金属的热膨胀系数小于下层金属
C.电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制电路的通断
D.在温度低于设定温度后触点分离不再升温,当温度高于设定温度时触点相连继续加温,使它总与设定的温度相差不多
【答案】B
8.如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时( )
A.电压表的示数增大
B.R2中电流强度减小
C.小灯泡的功率增大
D.电路的路端电压升高
【答案】ABC
9.如图所示的电路中,当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时,电流表示数增大,则说明( )
A.热敏电阻在温度越高时,电阻越大
B.热敏电阻在温度越高时,电阻越小
C.半导体材料温度升高时,导电性能变差
D.半导体材料温度升高时,导电性能变好
【答案】BD
10.街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,实现了自动控制,这是利用半导体的( )
A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用
【答案】B
11.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图,其中L为含铁芯的线圈,P为可绕O点转动的铁片,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱.继电器与传感器配合,可完成自动控制的要求,其工作方式是( )
A.A、B间接控制电路,C、D间接被控电路
B.A、B间接被控电路,C、D间接控制电路
C.流过L的电流减小时,C、D间电路断开
D.流过L的电流增大时,C、D间电路断开
【答案】AC
12.压敏电阻的阻值随所受的压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球。
小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图6(b)所示,下列判断正确的是( )
A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动;
B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动;
C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动;
D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动;
【答案】D
第Ⅱ卷(非选择题共52分)
二、填空题(共4小题,共20分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.)
13.按照你对以下几种传感器的理解填写下面表格中的空格中的内容。
【答案】光信号、压强、声音、温度
14.按图所示连接好电路,合上S,发现小灯泡不亮,原因是____________;用电吹风对热敏电阻吹一会儿,会发现小灯泡____________,原因是____________;把热敏电阻放入冷水中会发现____________。
【答案】温度低,热敏电阻阻值大,电磁铁磁性弱,触点断开发光温度升高,热敏电阻阻值变小,电磁铁磁性增强,触点接触灯泡熄灭
15.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件,下图是一种测定位移的电容式传感器电路。
在该电路中,闭合开关S一小段时间后,使工件(电介质)缓慢向左移动,则在工件移动的过程中,通过电流表G的电流____________(填“方向由a至b”“方向由b至a”或“始终为零”)。
【答案】方向由a到b
16.如图所示是饮水器的自动控制电路。
左边是一个在水温较低时对水加热的容器,内有密封绝缘的电热丝发热器和接触开关S1。
只要有水浸没S1,它就会导通;水面低于S1时,不会加热。
(1)Rx是一个热敏电阻,低温时呈现高电阻,右边P是一个____________(选填“与”、“或”、
“非”)逻辑门,接在0~5V电源之间,图中J是一个继电器,可以控制发热器工作与否。
Ry是一个可变电阻,低温时Rx应____________(选填“远大于”、“远小于”)Ry。
(2)请阐述饮水机的自动加热原理:
___________________________________________________________________________________ _________________________________________________。
【答案】(1)与;远大于 (2)当水温较低时,Rx阻值较大,A为高电势,且有水浸没S1,B也为高电势,则QC之间才有高电压输出,电磁继电器有电流通过,将吸动S2闭合,发热器工作。
三、计算题(共3小题,共32分.解答要写出必要的文字说明、方程式和主要步骤.只写出答案不能得分,有数值计算的题,答案须写出数值和单位.)
17.1879年美国物理学家E.H.霍尔观察到,在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体,当磁场方向与电流方向垂直时,导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上会出现电势差,这个现象称为霍尔效应。
利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件,霍尔元件可以制成多种传感器。
如图所示是在一个很小的矩形导体板上,制作4个电极E、F、M、N而成的霍尔元件,导体板长为a、宽为b、厚为d,垂直放在磁感应强度为B的匀强磁场中,设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向移动速度为v,导体单位体积内的自由电子数为n,电子电量为e,则达到稳定状态时:
(1)简要分析霍尔元件形成霍尔电压的原因并比较M、N两个极的电势高低;
(2)求出霍尔电压U与B、I的关系,并讨论怎样改变霍尔元件的长、宽、厚才能有效提高霍尔电压。
【答案】 (1)当在E、F间通入恒定的电流I,同时外加与导体板垂直的匀强磁场B,导体中的电子就在洛伦兹力的作用下向上极板偏转,使M、N间产生霍尔电压U。
N极电势高。
(2)当导体中的电子达到稳定状态时
f Ee
=
洛即
U eBv e
b
=
又∵I nesv nebdv
==
∴
IB U
ned
=
减小霍尔元件的厚度d,可以有效提高霍尔电压(U的大小与a、b无关)。
18.如图所示为一简易火灾报警装置。
其原理是:竖直放置的试管中装有水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出报警的响声。
27℃时,空气柱长度L1为20cm,水银上表面与导线下端的距离L2为10cm,管内水银柱的高度h为8cm,大气压强为75cm水银柱高。
(1)当温度达到多少℃时,报警器会报警?
(2)如果要使该装置在87℃时报警,则应该再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱?
(3)如果大气压增大,则该报警器的报警温度会受到怎样的影响?
【答案】(1)177℃
(2)8.14cm
(3)报警的温度会升高
19.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的.在图15甲中,电源的电动势E=9.0 V,电源内电阻可忽略不计;G为小量程的电流表,电流表内阻RG保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图15乙的R—t图线所示.闭合开关S,当R的温度等于20℃时,电流表示数I1=2 mA,则当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻R的温度是多少摄氏度?
【答案】由I1=
E
R+RG
,得RG=500 ΩI2=
E
R′+RG
,代入数据得:R′=2000 Ω从R—t图象
可知,此时的温度是120℃。