江苏省高考物理复习第十一章交变电流及传感器练习手册Word下载.docx

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B.理想电流表的示数为

C.从到的时间内,穿过线圈平面磁通量的变化量为零

D.若ω=100πrad/s,通过R的电流每秒钟方向改变50次

5.（2016·

南师附中）如图所示,两根间距为20cm的无限长光滑金属导轨,电阻不计,其左端连接一阻值为10Ω的定值电阻,两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场,磁场边界虚线为正弦曲线的一部分,一阻值为10Ω的光滑导体棒,在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动（接触电阻不计）,交流电压表和交流电流表均为理想电表,则（　　）

A.回路中产生的是正弦式交变电流

B.电压表的示数是2V

C.导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数为零

D.导体棒上消耗的热功率为0.2W

二、多项选择题

6.（2016·

扬州中学改编）电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动,线圈的电动势随时间变化的图象如图所示.现把线圈的电动势加在电阻为9Ω的电热丝上,则下列说法中正确的是（　　）

A.线圈转动的角速度为31.4rad/s

B.如果线圈转速提高一倍,则电流发生改变

C.电热丝两端的电压U=100V

D.电热丝的发热功率P=1800W

7.（2016·

南师附中）图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表.线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO'

沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,下列说法中正确的是（　　）

A.电流表的示数为10A

B.线圈转动的角速度为50πrad/s

C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行

D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左

8.（2016·

河北石家庄二模改编）如图甲所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一匝数为n,面积为S,总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO'

做角速度为ω的匀速转动,矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路,回路中接有一理想交流电流表.图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象.下列说法中正确的是（　　）

A.从t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为2nBS

B.从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为

C.t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为BSω

D.电流表的示数为

9.（2014·

南师附中）如

图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动,线框转过时的感应电流为I.下列说法中正确的是（　　）

A.线框中感应电流的有效值为2I

B.线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为

C.从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量为

D.线框转动一周的过程中,产生的热量为

三、非选择题

10.（2015·

淮阴中学）如图所示,矩形线圈的匝数为n,面积为S,电阻为r,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO'

轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.在线圈由图示位置转过90°

的过程中,求:

（1）通过电阻R的电荷量q.

（2）电压表的读数.

（3）电阻R上产生的热量Q.

11.（2015·

苏锡常镇二模）如图所示是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图.他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动,铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连.摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直.摇动时,铜芯线所围成半圆周的面积S=2m2,转动角速度ω=10rad/s,用电表测得电路中电流I=40μA,电路总电阻R=10Ω,取=2.25.

（1）求该处地磁场的磁感应强度B.

（2）从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时,求其转过四分之一周的过程中,通过电流表的电荷量q.

（3）求铜芯线转动一周的过程中,电路产生的热量Q.

第2讲　变压器　远距离输电

苏州一模）如图所示,一只原、副线圈分别是200匝和100匝的理想变压器.副线圈的两端连接两个阻值均为20Ω的电阻,原线圈接频率为50Hz的正弦交流电源,电压表的示数为5V.电流表、电压表均为理想交流电表,则下列说法中正确的是（　　）

A.电流表的读数为0.5A

B.流过电阻的交变电流频率为100Hz

C.交流电源的输出电压的最大值为20V

D.交流电源的输出功率为5W

苏北四市三模）如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2,副线圈与阻值R=10Ω的电阻相连,原线圈两端所加的电压u=10sin（100πt）V.下列说法中正确的是（　　）

A.交流电压表的示数为14.1V

B.原线圈中的电流为4A

C.电阻R消耗的电功率为400W

D.副线圈中交流电压的频率为100Hz

3.（2015·

连云港、宿迁、徐州三模）如图甲所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为10∶1,灯泡L的额定功率为6W,电表均为理想电表.若原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压,开关S闭合后灯泡L恰正常发光.下列说法中正确的是（　　）

A.副线圈交变电流的频率为5Hz

B.电压表的示数为4.24V

C.电流表的示数为0.2A

D.灯泡正常发光时的电阻为1.5Ω

扬州一模）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u=311sin（314t）V的正弦交流电源上,Rt为用半导体热敏材料制成的传感器,Rt的电阻值随温度升高而减小.下列说法中正确的是（　　）

A.电压表V的示数为311V

B.电容器C的电容增大,灯L变暗

C.Rt所在处出现火警时,电流表A的示数增大

D.Rt所在处出现火警时,变压器输入功率减小

南京、盐城、连云港二模）一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如图所示.在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,

原线圈上加一电压为U的交变电流,则（　　）

A.保持Q位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变大

B.保持Q位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数不变

C.保持P位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小

D.保持P位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大

苏北四市一模）如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1,V、R和L分别是电压表、定值电阻和电感线圈,D1、D2均为灯泡.已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化,下列说法中正确的是（　　）

A.电压表示数为62.2V

B.电压u的表达式u=311sin（100πt）V

C.仅增大电压u的频率,电压表示数增大

D.仅增大电压u的频率,D1亮度不变,D2变暗

7.（2017·

镇江一模）某发电机输出的交流电压如图所示,经理想变压器升压后向远处输送,最后经理想变压器降压后输送给用户.则下列说法中正确的是（　　）

A.发电机输出交流电压的有效值为500V

B.用户获得的交流电压频率为50Hz

C.若增加用户用电负载的数量,输电线上损失的功率将增加

D.若增加升压变压器原线圈的匝数,输电线上损失的功率将减小

南通中学）如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器.升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=1∶10,在T1的原线圈两端接入一正弦交流电压,输电线的总电阻为2r=2Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为n3∶n4=10∶1,若T2的“用电设备”两端的有效电压为U4=200V且“用电设备”消耗的功率为10kW,不考虑其他因素的影响,则（　　）

A.T1的副线圈两端电压的最大值为2010V

B.T2的原线圈两端电压的有效值为2000V

C.输电线上损失的功率为50W

D.T1的原线圈输入的功率为10.1kW

9.（2016·

苏锡常镇三模）如图所示为某款电吹风的电路图.图中理想变压器的两线圈匝数分别为n1和n2,a、b、c、d为四个固定触点,可动的扇形金属片P可同时接触两个触点.触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态.其各项参数如下表所示.关于该款电吹风,下列说法中正确的是（　　）

热风时输入功率

490W

自然风时输入功率

50W

小风扇额定电压

50V

正常工作时小风扇的机械功率

42W

A.小风扇线圈电阻为8Ω.

B.电热丝正常工作时电流为2A

C.变压器两线圈的匝数比n1∶n2=22∶5

D.触片P与触点b、c接触时,电吹风吹热风

10.（2016·

无锡一模）有一个阻值为R的电阻,若将它接在电压为20V的直流电源上,其消耗的功率为P;

若将它接在如图所示的理想变压器的副线圈两端时,其消耗的功率为.已知变压器输入电压为u=220sin（100πt）V,不计电阻随温度的变化,求:

（1）理想变压器副线圈两端电压的有效值.

（2）此变压器原、副线圈的匝数之比.

11.一个小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户.已知发电机的输出功率为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,在输电过程中因线间电容与感抗造成电压的损失不计.求:

（1）升压变压器副线圈的端电压.

（2）输电线上损耗的电功率.

（3）降压变压器原、副线圈的匝数比.

第3讲　传感器及其应用

1.遥控器能调换电视机频道,利用的是光传感器.下列属于应用这类传感器的是（　　）

A.红外报警装置

B.金属电阻温度计

C.电子电路中使用的“干簧管”

D.霍尔元件

2.关于传感器,下列说法中正确的是（　　）

A.半导体热敏电阻常被用做温度传感器,其温度越高,阻值越大

B.电饭锅应用了温度传感器,它的主要元件是感温铁氧体

C.电熨斗装有双金属片,应用了力传感器

D.计算机的光电鼠标主要应用了力传感器

3.（2016·

南京三模）在如图所示电路中,R2为光敏电阻.合上开关S,用较弱光照射R2,电压表读数为U0,电流表读数为I0;

用较强光照射R2,电压表读数为U1,电流表读数为I1;

用更强光照射R2,电压表读数为U2,电流表读数为I2.令k1=||,k2=||,则k1、k2的关系为（　　）

A.k1>

k2B.k1=k2

C.k1<

k2D.无法确定

4.有一种测量物体重力的电子秤,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大小而变化的电阻器）、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的单位分别是N和Ω）.下列说法中正确的是（　　）

A.该秤能测量的最大体重是2500N

B.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0.375A处

C.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0.400A处

D.该秤可以通过电路规律转换成F=3200+关系进行刻度转换

5.如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻.此光电计数器的基本工作原理是（　　）

A.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压

B.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压

C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次

D.信息处理系统每获得一次高电压就计数一次

6.下列关于电熨斗的说法中,正确的是（　　）

A.电熨斗中的双金属片是一种半导体材料

B.电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属的膨胀系数相同

C.常温下,双金属片上下触点是接触的;

温度过高时,双金属片发生弯曲使上下触点分离

D.需要较高温度熨烫时,要调节温度旋钮,使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移

7.燃气灶的点火开关有两种:

一种是电脉冲点火开关,它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压,击穿空气后点火;

另一种是电子压电点火开关,它的工作原理是压电陶瓷片受一定方向的外力作用而发生机械形变,相应地输出很高的电压,击穿空气后点火.下列关于这两种点火开关的说法中,正确的是（　　）

A.电脉冲点火开关是一种传感器

B.电子压电点火开关是一种传感器

C.压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能

D.压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能

8.图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图,箱内的电阻R1=20kΩ,R2=10kΩ,R3=40kΩ,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示.当a、b端电压Uab<

0时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高;

当Uab>

0时,电压鉴别器会使S断开,停止加热.则恒温箱内的温度恒定在　　　　℃. 

9.如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导体时,在导体板的上侧面A和下侧面A'

之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为U=k,式中的比例系数称为霍尔系数.

霍尔效应可解释如下:

外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场,横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力,当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.设电流I是由电子的定向移动形成的,电子的平均定向速度为v,电荷量为e.

（1）达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势与下侧面A'

的电势的高低情况如何?

（2）求电子所受的洛伦兹力的大小.

（3）当导体板上下侧面之间的电势差为U时,求电子所受静电力的大小.

（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件证明霍尔系数为k=,其中n代表导体板单位体积中电子的个数.

10.某同学为了测量一物体的质量,找到了一个力电转换器,该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k）,如图所示.测量时先调节输入端的电压,使转换器空载时的输出电压为零;

然后在其受压面上放物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.现有下列器材:

力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）.请完成对该物体的测量.

（1）设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能的大,在方框中画出完整的测量电路图.

（2）简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.

（3）写出在设计实验中可能出现的一个问题.

第十一章　交变电流及传感器

1.D　【解析】A、B选项中交变电流的有效值都为A,C项中恒定电流的大小为1.5A,D项中交变电流的有效值为2A,根据热量的表达式Q=I2Rt得出D项正确.

2.D　【解析】根据图中周期,角速度应为50π,频率为25Hz,A、B选项错误;

电流的有效值为A,C项错误;

R消耗的功率为P=I2R,用有效值算得20W,D项正确.

3.D　【解析】由图可知电源电动势的有效值为220V,电压表的读数为路端电压,应小于220V,故A错误;

线圈转到如图甲所示位置时感应电动势最大为220V,故B错误;

当t=0.01s时线圈中的磁通量最大,故C错误;

由Em=BSω=Φm,解得当t=0.01s时线圈中的磁通量最大为Wb,故D正确.

4.B　【解析】电动势最大值Em=,所以uR=sinωt,故A错误;

电源电动势最大值为Em=NBSω,所以理想电流表的示数为I=,故B正确;

从=到=的时间内,穿过线圈平面磁通量的变化量为2BS,故C错误;

若ω=100πrad/s,频率为f=50Hz,通过R的电流每秒钟方向改变100次,故D错误.

5.A　【解析】由磁场边界虚线为正弦曲线的一部分,可知导体棒切割磁感线产生正弦式交变电流,故A正确;

感应电动势最大值Em=BLmv=2V,电压表测得是有效值,即为U=V=1V,故B错误;

电流表测得是有效值,所以导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数恒定,不为0,故C错误;

导体棒上消耗的热功率为P=W=0.1W,故D错误.

6.BD　【解析】从图中可知T=0.02s,ω==314rad/s,故A错误;

其他条件不变,如果线圈转速提高一倍,角速度ω变为原来的两倍,则电动势最大值Em=NBSω变为原来的两倍,电压的有效值为原来的倍,根据欧姆定律可知电流发生改变,故B正确;

该交流电压的最大值为200V,所以有效值为100V,U=×

100V=90V,故C错误;

根据P=得P=W=1800W,D正确.

7.AC　【解析】电流表的示数为交变电流的有效值,为10A,选项A正确.由图乙可知,周期为0.02s,频率为f=50Hz,线圈转动的角速度为ω=2πf=100πrad/s,选项B错误.0.01s时产生的感应电流为负最大,线圈平面与磁场方向平行,选项C正确.由右手定则可判断0.02s时电阻R中电流的方向自左向右,选项D错误.

8.CD　【解析】由图可知从t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为2BS,故A错误;

由q=·

Δt,=,=n,可得电荷量q=n=,故B错误;

t3时刻电动势为E=nBSω=n,解得t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为=BSω,故C正确;

电流表的示数为I==,故D正确.

9.BC　【解析】根据法拉第电磁感应定律可得产生的电动势e=BSωsinωt,电流i==sinωt,线框转过时的感应电流为I=,电流的有效值I'

==I,故A错误;

线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为BS,又I=,解得BS=,故B正确;

从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量为q==,故C正确;

转一周产生的热量Q=I'

2RT,代入解得Q=,故D错误.

10.

（1）　

（2）　（3）

【解析】

（1）在此过程中,穿过线圈的磁通量变化量ΔΦ=BS,

经历时间Δt==,

由=n、=、q=Δt可得

通过R的电荷量q=n=.

（2）产生的感应电动势的最大值为Em=nBSω,

电动势的有效值为E==,

由闭合电路欧姆定律得,回路中电流的有效值为

I==,

电压表的读数即为R两端的电压

U=IR=.

（3）该过程中电阻R上产生的热量为

Q=I2RΔt=R·

=.

11.

（1）2×

10-5T　

（2）4×

10-6C　（3）7.2×

10-9J

【解析】

（1）铜芯线中产生的是正弦交变电流,则

Im=I,

Em=ImR,

Em=BωS,

B=2×

10-5T.

（2）在铜芯线与地面平行开始至铜芯线转动四分之一周的过程中

E=,

E=IR,

q=It,

q=4×

10-6C.

（3）铜芯线转动一周,电路中产生的热量为Q,则

Q=I2RT=7.2×

10-9J.

1.C　【解析】由电压表示数可得副线圈两端电压为10V,副线圈中电流为0.25A.则原线圈中电压的最大值为20V,C项正确;

根据电流与匝数成反比得出电流表示数为0.125A,A项错误;

变压器不改变交变电流的频率,B项错误;

副线圈消耗的功率为UI=2.5W,D项错误.

2.B　【解析】原线圈两端所加的电压u=10sin（100πt）V,电压表的读数为有效值,U1==10V,A项错误;

根据原、副线圈=,可得U2=20V,根据I2=,得I2=2A,根据原、副线圈=,得I1=4A,B项正确;

电阻R消耗的电功率为P=U2I2=40W,C项错误;

原线圈两端所加的电压u=10sin（100πt）V,对比u=Umsin（ωt）V,得ω=100πrad/s,而f=,得出f=50Hz,D项错误.

3.D　【解析】由图乙知交变电流的周期为0.02s,频率为50Hz,变压器不改变频率,A项错误;

原线圈电压的有效值为30V,副线圈电压的有效值为3V,B项错误;

根据P=UI得出电流表示数为2A,C项错误;

由R=得出灯泡正常发光的阻值为1.5Ω,D项正确.

4.C　【解析】电压表显示的是有效值,示数为220V,A项错误;

电容器的电容越大其对交变电流的阻碍就越小,灯L应该变亮,Rt所在处出现火警,则温度升高,电阻的阻值变小,副线圈两端电压不变,电阻减小,变压器输入的功率会变大,副线圈中电流变大,原线圈中电流变大,C项正确,B、D选项错误.

5.D　【解析】保持Q位置不动,输出电压不变,将P向上滑动时,电路中电阻增大,副线圈电流减小,原线圈电流也减小,所以电流表读数变小,A、B选项错误;

保持P位置不动,电路中电阻不变,将Q向上滑动,副线圈输出电压变大,电流变大,原线圈电流也变大,电流表读数变大,C项错误,D项正确.

6.BD　【解析】电压表的示数是有效值,为44V,A项错误;

由图象知周期为T=0.02s,电压的表达式为u=Umsinωt=311sin（100πt）V,B项正确;

增大频率,对电压表的示数没有影响,C项错误;

增大频率,感抗变大,D2变暗