【全程复习】2022届高考物理第一轮复习方略 单元评估检测10 交变电流 传感器 新人教版

单元评估检测(十)第十章(40分钟100分)一、选择题(本大题共9小题，每小题7分，共63分.每小题至少一个答案正确，选不全得4分)1.某交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系如图所示.如果此线圈和一个R=100Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列叙述正确的是()A.交变电流的周期为0.02sB.交变电流的最大值为1AC.交变电流的有效值为1AD.电阻R两端的最大电压为141V2.如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端.线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动.设线圈转动到图示位置的时刻t=0，则()A.在t=0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0B.1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次C.在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小D.在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变3.(2022·杭州模拟)如图所示,水平铜盘半径为r,置于磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场中,铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动,铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器R1与理想变压器的原线圈相连,该理想变压器原、副线圈的匝数比为n∶1,变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连,则()A.变压器原线圈两端的电压为Br2ω/29\nB.若R1不变时,通过负载R2的电流强度为0C.若R1不变时,变压器的副线圈磁通量为0D.若R1变化时,通过负载R2的电流强度为通过R1电流的4.一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可调电阻R,触头P与线圈始终接触良好,下列判断正确的是()A.若通过电路中A、C两处的电流分别为IA、IC,则IA＞ICB.若仅使电阻R增大,则原线圈的输入电功率增大C.若仅将触头P向A端滑动,则电阻R消耗的电功率增大D.若在使电阻R减小的同时,将触头P向A端滑动,则通过A处的电流增大5.(2022·常州模拟)两只相同的电阻,分别通过正弦交流电和方形波的交流电.两种交变电流的最大值相等,波形如图所示,在正弦交流电的一个周期内,正弦交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方形波交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比为()A.3∶1B.1∶2C.2∶1D.4∶36.(2022·广州模拟)如图是远距离输电的示意图，下列说法正确的是()A.a是升压变压器，b是降压变压器B.a是降压变压器，b是升压变压器C.a的输出电压等于b的输入电压D.a的输出电压等于输电线上损失的电压9\n7.(2022·中山模拟)如图甲所示，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，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电,如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W.现闭合开关，灯泡正常发光.则()A.t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零B.交流发电机的转速为50r/sC.变压器原线圈中电流表示数为1AD.灯泡的额定电压为V8.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.如图,闭合导线框abcd中产生感应电流的下列说法中正确的是()A.只要它在磁场中做切割磁感线的运动,线框中就产生感应电流B.只要它处于变化的磁场中,线框中就产生感应电流C.它以任何一条边为轴,在磁场中旋转,线框中就产生感应电流9\nD.它以OO′为轴在磁场中旋转,当穿过线框的磁通量为0时,线框中有感应电流二、实验题(7分)10.传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图.则(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________(选填“a”或“b”).(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动(选填“左”或“右”).三、计算题(本大题共2小题，共30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)11.(12分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度.用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V11kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？12.(2022·9\n济宁模拟)(18分)水力发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能,现在水力发电已经成为我国的重要能源之一.某小河水流量为40m3/s,现欲在此河段安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电.(1)设发电机输出电压为500V,在输送途中允许的电阻为5Ω,允许损耗总功率的5%,则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少?(2)若所用发电机总效率为50%,要使发电机能发挥它的最佳效能,则拦河坝至少要建多高?(g取10m/s2)答案解析1.【解析】选B.由题图可知周期T=4×10-2s，A项错误.由e-t图知Em=100V，，则，B项正确.，C项错.电阻R两端的最大电压Um=Em=100V，D项错误.2.【解析】选B、C.在t=0时刻，线圈中穿过的磁通量最大，此时的瞬时感应电动势为零，但由于电压表测量的是有效值，故此时的电压表示数不为零，流过电阻R的电流为零，A错误；因为交变电流的周期为，而一个周期内交变电流的方向发生两次改变，所以1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次，B正确；在电阻R的两端再并联一只电阻后，由于外电路的总电阻减小，而电压表测量的是外电压，故电压表的读数将减小，C正确；在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，由于电容器有通交流的特性，所以等效为外电路的总电阻减小，故电压表的示数将减小，D错误.3.【解析】选B.水平铜盘做匀速圆周运动,半径切割磁感线产生恒定的感应电动势相当于电源.当R1不变时变压器原线圈所加的是恒定电压,副线圈中的磁通量一定,磁通量的变化量为零,则副线圈电压为零,可知A、C错误,B正确;当R1变化时,原线圈所加的电压也发生变化,但由于原线圈所加的不是交流电压,其原、副线圈的电流关系不确定,故D错误.4.【解析】选C、D.AB部分接电源为原线圈，PB部分接用电器为副线圈，原线圈的匝数大于副线圈的匝数，故原线圈中的电流小于副线圈中的电流，A错误；若仅使电阻R增大，由9\n可知输出功率将减小，输入功率也减小，B错误；若仅将触头P向A端滑动，U增大，由可知R消耗的电功率增大，C正确；若在使电阻R减小的同时，将触头P向A端滑动，副线圈两端电压变大，电阻R变小，故副线圈中的电流增大，原线圈中电流也增大，D正确.5.【解析】选B.题图甲为正弦交流电,其有效值为.题图乙为方波交流电,由于电流的热效应与电流的方向无关,所以其有效值为I2=Im=1A,因此,故B正确.6.【解析】选A.根据远距离输电的原理可知，变压器a应为升压变压器，变压器b应为降压变压器，故A正确，B错误；a的输出电压等于b的输入电压与输电线上损失的电压之和，故C、D错误.【变式备选】随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增大，节能变得越来越重要.某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电.若发电厂的输出电压为U1，输电线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2，在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是()A.输电线上损耗的功率为B.输电线上损耗的功率为C.若减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率【解析】选C.设发电厂的输出功率为P，则输电线损耗的功率为ΔP=P-P0或，故A、B均错误；采用更高的电压输电，可以减小输电线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C正确；采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，在用户需求的功率一定的情况下，发电厂输出的总功率减少，故可以提高输电效率，D错误.7.【解析】选B、C.由题图知t=0.01s时e=0,此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，A错；周期T=0.02s，所以，B对；由理想变压器原理得：,其中9\n,得UL=220V,，而,得I1=1A,C对；灯泡的额定电压为交流电压的有效值220V,D错.8.【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定.(2)开关S闭合，负载电阻减小，副线圈电流由副线圈电压U2和负载电阻决定.(3)原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定.【解析】选A、D.原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，则无论副线圈电路的负载怎样变化，都不会影响原副线圈上的电压，所以V2的示数不变，V1与V2示数的比值也不变，故D正确，C错误；S闭合后，副线圈电路的电阻减小，因而副线圈电路的电流增大，致使原线圈电路的电流增大.又因线圈匝数比不变，所以原副线圈中的电流比不变，故A正确，B错误.9.【解析】选D.对A项,虽然线框在磁场中切割磁感线,但若穿过线框的磁通量不变,线框中无感应电流,A错.对B项,若线框平面平行于磁感线,虽然它处于变化的磁场中,线框中也无感应电流,B错.对C项,若线框以ab边为轴旋转,线框中无感应电流,C错.对D项,当穿过线框的磁通量为0时,线框中磁感应强度变化率最大,感应电流达最大值,D正确.10.【解析】温度较高时，热敏电阻阻值减小，图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左吸引，要使报警器所在电路接通并报警的话，开关应接在a.要实现温度更高时，即热敏电阻阻值更小时才将报警器电路接通，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即P向左移动.答案：(1)a(2)左11.【解析】(1)(2分)输出电压的有效值为.(2分)(2)根据得9\n.(3分)(3)根据P入=P出=2.2×104W(2分)再根据P入=U1I1，解得I1=20A.(3分)答案：(1)1100V(2)5∶1(3)20A12.【解析】(1)设送电电流为I,损耗的功率为P耗，导线电阻为R线,由P耗=I2R线得:(3分)设送电电压为U送,由P=IU得:(3分)则升压变压器原、副线圈匝数比:(3分)(2)发电时水的重力势能转化为电能，故50%mgh=Pt(3分)其中(3分)所以(3分)答案：(1)1∶20(2)5m【总结提升】远距离输电的三种类型的分析方法(1)第一类是由发电机→升压变压器→输电线→降压变压器→用电器的顺序分析.(2)第二类是由用电器到发电机的顺序逆向分析.9\n(3)第三类中间突破，即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流，也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流，再由理想变压器的工作原理去推断发电和用电的问题.9