【专项题库+高考领航】2022届高考物理大一轮复习-章末检测-交变电流-传感器.docx

章末检测交变电流 传感器(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，多选题已在题号后标出)1(2021北京西城区期末)一正弦式交变电流的瞬时电流与时间的关系式为i10sin t(A)，其中314 rad/s.它的电流的有效值是()A10 A B10 AC50 A D314 A解析：选A.由题中所给电流的表达式i10sin t(A)可知，电流的最大值为10 A，对正弦式交变电流有I有，所以有效值为10 A，选项A正确2.(2021福建质检)有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如右图所示该匀强磁场是由一对磁极N、S产生，磁极以OO为轴匀速转动在t0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N开头离开纸面对外转动，规定由abcda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()解析：选C.磁极以OO为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动，由右手定则可知，产生的感应电流方向为abcda；在t0时刻，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项C正确3如图所示为一种变压器的实物图，依据其铭牌上所供应的信息，以下推断正确的是()A这是一个升压变压器B原线圈的匝数比副线圈的匝数多C当原线圈输入沟通电压220 V时，副线圈输出直流电压12 VD当原线圈输入沟通电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小解析：选B.依据铭牌上所供应的信息可知：变压器的输入电压为220 V，输出电压为12 V，该变压器为降压变压器，故选项A错误，选项B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为沟通电压，选项C错误；由抱负变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误4(2021辽宁省阜新市摸底)超导材料电阻降为零的温度称为临界温度，1993年我国科学家与国外科学家合作制成了临界温度为134 K的高温超导材料利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电，现有始终流电路，输电线的总电阻为0.4 ，它供应应用电器的电功率为40 kW，电压为800 V假如用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供应用电器的功率和电压不变，那么节省的电功率为()A1 kW B1.6103 kWC1.6 kW D10 kW解析：选A.输电线中电流IP/U，输电线上损失功率PI2R线P2R线/U21 kW.选项A正确5(2021北京朝阳区一模)一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示由图可知该交变电流()A周期为0.125 sB电压的有效值为10 VC电压的最大值为20 VD电压瞬时值的表达式为u10sin 8t(V)解析：选B.由图象可知，沟通电压的最大值为Um20 V，周期为T0.250 s，故A、C错误电压的有效值U V10 V，故B正确电流的周期为T0.250 s,8 rad/s,所以电压瞬时值的表达式为u20sin 8t (V)，故D错误6.(2021郑州质量检测)(多选)如图所示，一台抱负变压器的原、副线圈的匝数比为n1n2401，在副线圈两端接有“6 V40 W”的电灯泡若灯泡正常发光，则下列说法中正确的是 ()A在原、副线圈中，通过每匝线圈的磁通量时时刻刻都相同B通过原、副线圈的交变电流的频率相同C变压器输入电压的最大值为240 VD变压器的输入功率为40 W解析：选ABD.由变压器基本原理可知，抱负变压器原、副线圈中通过每匝线圈的磁通量都相等，通过原、副线圈的交变电流的频率相同，所以选项A、B正确；由于灯泡正常发光，所以变压器输出电压的有效值为6 V，由电压关系可知，原线圈输入电压的有效值为240 V，不是最大值，所以选项C错误；抱负变压器的输入功率与输出功率相等，所以变压器的输入功率为40 W，选项D正确7(2021浙江杭州模拟)(多选)远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是抱负变压器当S由2改接为1时，下列说法正确的是()A电压表读数变大B电流表读数变大C电流表读数变小 D输电线损失的功率减小解析：选AB.改接为1时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，A正确降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大，所以电流表读数变大，B正确、C错误I线变大时，输电线损失的功率P线IR变大，D错误8图甲为小型旋转电枢式沟通发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R10 的电阻连接，与电阻R并联的沟通电压表为抱负电压表，示数是10 V图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象则()A电阻R上的热功率为20 WB0.02 s时R两端的电压瞬时值为零CR两端的电压u随时间t变化的规律是u141cos 100t(V)D通过R的电流i随时间t变化的规律是icos 50t(A)解析：选C.电阻R上的热功率P10 W，A错误在0.02 s，磁通量为零，线圈处在与中性面垂直的平面上，R两端的瞬时电压最大，B错误R两端的电压最大值UmU有14.1 V，t0时感应电动势最大，即R两端电压按余弦规律变化，而100，得U14.1cos 100t(V)，C正确由uiR得icos 100t(A)，故D错误二、试验题(共2小题，共20分)9(10分)温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 时，电流表示数I12 mA；当电流表的示数I23.6 mA时，热敏电阻的温度是_.解析：由题中图乙知，温度为20时，R的阻值R14 k.由欧姆定律知EI1(R1Rg)，EI2(R2Rg)，两式联立，解得R22 k，由图乙中查得此时温度为120 .答案：12010(10分)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)假如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_(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四周的温度假如刻度盘正中的温度为20(如图甲)，则25的刻度应在20的刻度的_(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，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路解析：(1)由于负温度系数热敏电阻温度降低时，电阻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)如图所示答案：(1)小(2)右(3)见解析三、计算题(本题共2小题，共32分)11(16分)1897年，举世出名的“尼亚加拉”水电站在秀丽的尼亚加拉瀑布建成，现已使用100多年当时世界各地都在使用着费用昂扬的直流电(由于使用直流电时必需每隔一公里建设一套发电机组)而尼亚加拉水电站接受了特斯拉制造的沟通电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P100 kW，输出电压为U1250 V，用户需要的电压为U2220 V，输电线电阻为R10 ，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.(1)画出此输电线路的示意图；(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比；(3)求降压变压器的最大输出电流I2(保留整数)解析：(1)电路示意图如图所示(2)输电过程中在输电线上损失的功率P损P通过R的电流I2 发电机的输出电流I1升压变压器的原、副线圈匝数比 (3)用户得到的最大功率P用P(1)降压变压器的输出最大电流I2 A436 A答案：(1)见解析图(2)120(3)436 A12(16分)(2021豫南九校联考)如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化规律如图乙所示，其中B0、B1和t1均已知在0t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开头绕其竖直中心轴以角速度匀速转动求：(1)0t1时间内通过电阻R的电流大小；(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；(3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转动90的过程中，通过电阻R的电荷量解析：(1)0t1时间内，线框中的感应电动势En依据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流I(2)线框产生感应电动势的最大值EmnB1L1L2感应电动势的有效值EnB1L1L2通过电阻R的电流的有效值I线框转动一周所需的时间t此过程中，电阻R产生的热量QI2RtR(3)线框从图甲所示位置转过90的过程中：平均感应电动势平均感应电流通过电阻R的电荷量qt答案：(1)(2)R(3)