(新课标)高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器章末过关检测(2021学年)

(新课标)２０1８年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器章末过关检测
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第十一章交变电流传感器
章末过关检测(十一)
（建议用时:60分钟满分:10０分)
一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共3０分．在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)
1．如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿ａｂｃｄａ方向为电流正方向，则( )
A．乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程
B．乙图中ｃ时刻对应甲图中的C图
C.若乙图中ｄ等于0.02 s,则1 s内电流的方向改变了50次
D．若乙图中b等于0.０2 s，则交流电的频率为５0 Hｚ
解析:选A.由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面,线圈在中性面时电流为零，再经过1/4个周期电流达到最大值,再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中Ａ至B图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值,Ａ对;甲图中的C图对应的电流为零,B错；每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次,所以一个周期以内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应Ｏｄ段等于交变电流的一个周期,若已知ｄ等于0.0２s,则频率为５0 Hz，１ s内电流的方向将改变10０次，C错;而D选项频率应该是２5 Hz.
2．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为Ｕ１。

在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2.则（)
A．用户端的电压为错误!
Ｂ.输电线上的电压降为U
C.理想变压器的输入功率为I错误!ｒ
D．输电线路上损失的电功率为I1U
解析:选Ａ.根据理想变压器的工作原理，得Ｉ1U１=I2U2，所以用户端的电压U２=Ｉ
1
Ｕ
1
I
2
，选
项Ａ正确;输电线上的电压降U′=Ｉ1r=U－Ｕ１，选项B错误;变压器的输入功率Ｐ1=I1U-Ｉ＼ｏ＼al(2，1）r＝I1U1，选项C错误;输电线路上损失的功率P′=I错误!r＝Ｉ1（U－U1），选项D错误.
3．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( )
A．2２0 V ﻩ B.１10 V
Ｃ.错误! V D．错误!V
解析:选B。

设电压的有效值为U,根据有效值定义有错误!·错误!=错误!T,解得U=1１０ V,则B正确.
４．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为２2０V的正弦交流电，各元件正常工作，一个理想二极管和一个滑动变阻器Ｒ串联接在副线圈上,如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表．则下列说法正确的是（ )
A.原、副线圈中的电流之比为5∶1
B．电压表的读数约为4４ V
Ｃ．若滑动变阻器接入电路的阻值为2０Ω,则1分钟产生的热量为2 90４J
D.若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大
解析:选C．理想二极管的特点是正向的电流通过时电阻很小，反向的电流通过时电阻很大，认为断路,理想二极管的作用是只允许正向的电流通过.由于原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比,所以电流之比为１∶5，Ａ选项错误；原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比，所以副线圈两端电压为U２=44 V,但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有错误!×错误!＝＼f（Ｕ2,R)×T,从而求得电压表两端电压有效值为Ｕ=22错误! V,B选项错误;1 min产生的热
量为Ｑ＝U２
R
ｔ=2 904 J，C选项正确；将滑动变阻器滑片向上滑动,接入电路中的阻值变小，
但对原、副线圈两端的电压无影响,即电压表的读数不变,电流表的读
数变大,所以D选项错误.
5。

(20１7·唐山模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶１,原线圈接在u=220错误!sin １０0πt(V)的交流电源上,副线圈一端接有R＝55 Ω的负载电阻、熔断电流为1 Ａ的保险丝和一个灯泡D,电流表为理想电表．下列说法正确的是( )
A．S断开时，原线圈中电流表的读数为 2 A
Ｂ．S断开时,原线圈的输入功率为２２0错误! W
C．副线圈中输出交流电的周期为5０s
D．S闭合时,灯泡Ｄ正常发光，原线圈中电流表读数不会超过1。

5 A
解析:选D.由交流电源瞬时值表达式可知其原线圈两端电压的有效值为220 V,根据理想变压器变压规律错误!＝错误!可知,副线圈输出电压有效值为U2=110 Ｖ，由欧姆定律可知通过电阻的电流Ｉ2=错误!=2 Ａ,由变压器变流规律错误!＝错误!可知，原线圈输入电流为 1 A，故电流表示数为1 A，Ａ项错；原线圈的输入功率Ｐ1＝Ｕ1Ｉ１=２20 W,B项错；变压器不改变交流电的周期,由瞬时值表达式可知，交流电的周期为0。

0２ s,C项错;通过灯泡的电流有效值最大为1 A,故通过副线圈的最大电流为3 A,由变压器变流规律可知,原线圈输入电流有效值最大为１。

5 A,故D项正确．
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分,共１8分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全选对的得６分,选对但不全的得3分,有错选或不答的得0分）
6.如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件,已知变压器的原、副线圈匝数比为2０∶1,A、B端输入电压为U１＝220错误!siｎ１0０πt（V)，对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)( )
Ａ．输出电压的有效值为1１V
B.输出电压的有效值为5.5 V
C．CD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1∶２
D．CD端的输出功率和ＡＢ端的输入功率之比为１∶1
解析:选BD．由于ＯＤ为副线圈的中心抽头,AB与ＣD线圈匝数之比为40∶1，则线圈CＤ间电压的最大值为错误! V，而本题中的两个二极管相当于把CD之间的交变电压的负半部分对称地变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值,且周期为原来的一半,因而有效值为５．5 V，A错误，B正确.变压器ＡＢ端的输入功率等于CD端的输出功率，因而C
错误,D正确.
7.(2017·东北三校联考)如图所示，空间中有范围足够大的匀强磁场,磁场方向竖直向下,在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环,两环相距L,用导线将环与外电阻相连,现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动.若已知磁感应强度大小为B，圆环半径为Ｒ,杆转动角速度为ω，金属杆和电阻的阻值均为r,其他电阻不计,则( )
Ａ.当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外电阻的电流先变大后变小
B.当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大
C．流过外电阻电流的有效值为错误!
Ｄ．流过外电阻电流的有效值为错误!
解析:选BＣ。

金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中,垂直磁场方向的分速度先减小再增大，因而流过外电阻的电流先减小再增大,选项A错误,选项B正确.杆沿圆环的匀速率运动等效为以两环圆心连线为转动轴、长为Ｌ、宽为R的矩形线框的匀速转动,因此产生正弦交流电,遵守I=错误!的关系.电动势的最大值为E m=BLωＲ，Iｍ＝错误!，Ｉ＝错误!=错误!，故选项C正确、D错误．
8.(2017·广西南宁高三模拟）一台发电机最大输出功率为4 00０ kW，电压为４０00 V,经变压器Ｔ1升压后向远方输电.输电线路总电阻为Ｒ=1 kΩ。

到目的地经变压器T2降压,负载为多个正常发光的灯泡(22０ V,６0 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态,则( )
A.Ｔ１原、副线圈电流分别为1×10３Ａ和2０ A
B．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和2２0 V
C.T1和T2的变压比分别为１∶50和40∶1
Ｄ．有６×1０4盏灯泡(22０ V,60 W）正常发光
解析:选ＡBD.远距离输电的模型如图所示.
Ｔ
1
原线圈的电流为Ｉ1=错误!=错误! A=1×103A,输电线上损失的功率为P损＝I错误!R=１0％
P １，所以I2= ＼ｒ(
10%P1
Ｒ
）＝错误!Ａ=20 A,选项A正确;T1原、副线圈的匝数比错误!＝错误!＝
错误!=错误!;T1上副线圈的电压为Ｕ2=50Ｕ1=2×105Ｖ，T2原线圈的电压为Ｕ3＝U2－Ｉ2R=2×10５ V－20×1０3V＝1。

8×1０5Ｖ,选项Ｂ正确;T
２
原、副线圈的变压比为错误!=错误!＝错误!＝
＼f(9×1０３，11),选项C错误;能正常发光的灯泡的盏数为：N=90%Ｐ1
6０
＝６×104（盏),选项Ｄ
正确.
三、非选择题（本题共３小题，共5２分,按题目要求作答.计算题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)
9.（１4分)(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高.
①如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(选填“大"或“小”）．
②上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为２0 ℃(如图甲所示），则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的＿______＿(选填“左＂或“右”）侧.
③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化,请在图乙中用图中的器材(可增加元器件）设计一个电路．
(２）图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路,电源电压恒定,电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示,试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．
解析：（1)①因为温度降低时，负温度系数热敏电阻的阻值增大,故电路中电流会减小．
②由①的分析知,温度越高,电流越大，25 ℃的刻度应对应较大电流,故在2０℃的刻度的右侧．
③电路如图所示
(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光增强时,流过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的阻值减小．根据题意设计一个自动光控电路,如图所示．
控制过程是:当有光照时，放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开;当无光照时,放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合,工作电路接通,电灯开始工作．
答案:（１）①小②右③见解析图(2)见解析
10.（18分)如图甲为一理想变压器，ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如图乙所示.若只在ce间接一只R ce=4００Ω的电阻,或只在de间接一只Rｄe=225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为８0 W.
（１)请写出原线圈输入电压瞬时值ｕaｂ的表达式；
(2）求只在cｅ间接４０0 Ω电阻时,原线圈中的电流I1;
(３)求ｃｅ和de间线圈的匝数比＼f(nｃe,nｄe)。

解析:(1)由题图乙知ω＝200πraｄ／s，U m=４０0 V
电压瞬时值的表达式为u aｂ＝40０sｉn 2０0πt（Ｖ)．
（２）电压有效值U1＝2０0错误! V
理想变压器Ｐ1＝P2
原线圈中的电流I1＝错误!，解得I1≈0。

28 A错误!.
（3)设ａb间匝数为n１，错误!=错误!，同理错误!=错误!
由题意知错误!=错误!,解得错误!＝错误!
代入数据得＼ｆ(n cｅ，n de)=4 3。

答案:见解析
11．(20分）发电机的端电压为2２０Ｖ，输出电功率为４4 kW,输电导线的电阻为0。

２Ω,如果用原、副线圈匝数之比为1∶1０的升压变压器升压，经输电线路后,再用原、副线圈匝数比为１０∶1的降压变压器降压供给用户.
（1)画出全过程的线路图;
(２)求用户得到的电压和功率;
(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压.
解析：（1)线路图如图所示：
(2)升压变压器副线圈上的输出电压
U
2
=错误!Ｕ1＝2 2０0 Ｖ
升压变压器副线圈上的输出电流I2＝错误!I1
升压变压器原线圈上的输入电流，由P＝U1Ｉ1得
I
1
=错误!＝错误! A＝20０A
所以Ｉ2＝n
１
n
2
Ｉ
1
=错误!×200 A＝20 A。

输电线路上的电压损失和功率损失分别为
ＵＲ=I
２
R=4 Ｖ
P R＝I错误!R＝0。

08 ｋW
降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为
I
3
=I2=20 A
U
３
＝U2－ＵR＝2 196 V
降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为
U
4
＝＼f（n4,n3)U３＝2１9.6 V
I
4
＝错误!I3=2０0 A
用户得到的功率Ｐ4=U4I4=43.9２ kＷ。

(3)若不采用高压输电,线路损失电压为
Ｕ′R=I
R=40 V
1
用户得到的电压U′=Ｕ1－U′R＝180 Ｖ
用户得到的功率为P′＝U′I１=3６ｋＷ.
答案：见解析
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