高考物理一轮复习 限时检测(11)交变电流 传感器(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
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1、第十一章交变电流传感器综合过关规范限时检测满分:100分考试时间:90分钟一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1(2020邹城高三模拟)如图所示,(a)(b)(c)(d)(e)过程是交流发电机发电的示意图,线圈的ab边连在金属滑环K上,cd边连在金属滑环L上,用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接,下列说法正确的是(C)A图(a)中,线圈平面与磁感线垂直,磁通量变化率最大B从图(b)开始计时,线圈中电流i随时间t变化的关系是iImsin tC当线圈转到图(c)位置时,感应电流最小
2、,且感应电流方向改变D当线圈转到图(d)位置时,感应电动势最小,ab边感应电流方向为ba解析图(a)中,线圈在中性面位置,故穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化率为0,选项A错误;图(b)不是中性面,从线圈在中性面位置开始计时的表达式才是iImsin t,选项B错误;当线圈转到图(c)位置时,线圈在中性面位置,故穿过线圈的磁通量最大,产生的感应电流最小为零,电流方向将改变,选项C正确;当线圈转到图(d)位置时,磁通量最小,磁通量的变化率最大,故感应电动势最大,ab边感应电流方向为ba,选项D错误。2(2020北京市高考适应性考试)如图所示,理想变压器的原线圈接在u220sin 100t(V)的交流
3、电源上,副线圈接有R55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为41,电流表、电压表均为理想电表,下列说法正确的是(C)A原线圈的输入功率为220 WB电流表的读数为1 AC电压表的读数为55 VD通过电阻R的交变电流频率是100 Hz解析原线圈两端电压的有效值为220 V,由公式可知,副线圈两端电压的有效值为55 V,电压表的读数指的就是有效值,所以电压表的读数为55 V,C正确;由欧姆定律I2得副线圈中电流为1 A,由公式得原线圈中电流为 A,即电流表读数为 A,B错误;原线圈的输入功率P1U1I1220 W55 W,A错误;由电源的瞬时值表达式知角速度w100 rad/s,交变电流频率f50
4、Hz,D错误。3(2020广东惠州模拟)如图甲所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一矩形单匝线圈,其面积为S,总电阻为r,线圈两端外接一电阻R和一个理想交流电流表。若线圈绕对称轴OO以角速度做匀速转动,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,下列说法正确的是(D)A在t1t3时间内,穿过线圈平面的磁通量的变化量为BSB在t3t4时间内,通过电阻R的电荷量C在t3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为2BSD在t3时刻电流表的示数为解析由题图可知,在t1和t3时刻穿过线圈平面的磁通量大小均为BS,方向相反,则在t1t3时间内穿过线圈平面的磁通量的变化量为2BS,A错误;在t3
5、t4时间内,磁通量的变化量为BS,则平均电动势,因此通过电阻R的电荷量为qtt,故B错误;在t3时刻电动势EBS,则由法拉第电磁感应定律E可知,穿过线圈的磁通量变化率为BS,故C错误;在t3时刻电流表的示数为交变电流的有效值,则有I,故D正确。4(2019河北五个一名校联盟联考)如图所示为一交流电电流随时间变化的图象,此交流电电流的有效值为(B)A7 AB5 AC3.5 AD3.5 A解析本题考查交变电流有效值的计算。根据有效值的定义有2(4)2R0.01(J)2(3)2R0.01(J)I2R0.04(J),解得I5 A,故B正确。5(2019北京东城区期末)某兴趣小组利用如图所示装置给灯泡供
6、电。图中两磁极位置相对于水平轴线OO对称,导线框ABCD绕轴线OO以角速度匀速转动,并通过升压变压器给灯泡供电。下列说法正确的是(B)A图示位置穿过线框的磁通量为零B图示位置线框产生的感应电动势为零C线框ABCD中电流的有效值小于灯泡中电流的有效值D若灯泡偏暗,可通过增加原线圈匝数来提高灯泡亮度解析本题考查交变电流产生的过程及其规律,掌握理想变压器的电压、电流及功率之间的关系。由图可知,此时线圈和磁场垂直,线框的磁通量最大,感应电动势为0,A错误,B正确;变压器为升压变压器,副线圈匝数多,则副线圈中电流小,C错误;若灯泡偏暗说明输出电压较小,要使输出电压变大,应减少原线圈匝数,D错误。6(20
7、20江苏天一中学调研)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n231,L1、L2为两相同灯泡,R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器,其中C10 F。当原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电压时,下列说法中正确的是(C)A灯泡L1一定比L2暗B电容器C所带电荷量的最大值为6103 CC电容器C充电周期为2102 sD副线圈两端的电压有效值为12 V解析本题结合在理想变压器中电容、电感、二极管的导电性质,考查交变电流图象及其相关知识点。由于L1与电阻相串联,而L2与电感器相串联,灯泡L1与L2的亮度,取决于电阻和电感的阻碍作用,本题未给出相关条件,无法判断两灯泡谁更暗,故
8、A错误;电容器与二极管串联,电容器经1.0102 s充电后,经过1.0102 s再次充电,则周期为2.0102 s,故C正确;由题意可知,原线圈的电压的最大值为36 V,由于原、副线圈的匝数比n1n231,所以副线圈的电压最大值为12 V,则有效值为12 V,故D错误;二极管具有单向导电性,电容器两端电压的最大值为12 V,所以电容器所充电荷量的最大值为QCU1010612 C104 C,故B错误。7(2020江苏高三联考)在如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为31,原线圈一侧接正弦交流电源,电路中电阻R1R2R,其余部分电阻均不计。若R2消耗的功率为P,则R1消耗的功率为(B)A9
9、PBC3PD解析设原、副线圈中电流分别为I1、I2,则。设R1消耗的功率为P,则PIR1IR,PIR2IR。因此,故PP,选项B正确。8(2020新泰高三模拟)长为L的直导体棒a放置在光滑绝缘水平面上,固定的长直导线b与a平行放置,导体棒a与力传感器相连,如图所示(俯视图)。a、b中通有大小分别为Ia、Ib的恒定电流,Ia方向如图所示,Ib方向未知。导体棒a静止时,传感器受到a给它的方向向左、大小为F的拉力。下列说法正确的是(B)AIb与Ia的方向相同,Ib在a处的磁感应强度B大小为BIb与Ia的方向相同,Ib在a处的磁感应强度B大小为CIb与Ia的方向相反,Ib在a处的磁感应强度B大小为DI
10、b与Ia的方向相反,Ib在a处的磁感应强度B大小为解析本题考查力传感器和安培力及其相关知识点。力传感器受到a向左的力,直导线b和导体棒a相互吸引,Ib与Ia的方向相同,由FBIaL,解得B,选项B正确,A、C、D错误。二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。9(2020临沂高三月考)指纹传感器为在一块半导体基板上阵列了10万金属颗粒,每一颗粒充当电容器的一极,外表面绝缘,手指在其上构成电容器的另外一极。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时,由于指纹深浅不同。对应的峪(本义:山谷)和嵴(本
11、义:山脊)与半导体基板上的金属颗粒间形成一个个电容值不同的电容器,若金属颗粒与手指间组成的每个电容器电压保持不变,则(BC)A指纹的嵴处与半导体上对应的金属颗粒距离近,电容小B指纹的峪处与半导体上对应的金属颗粒距离远,电容小C在手指挤压绝缘表面时,电容电极间的距离减小,金属颗粒电极电荷量增加D在手指挤压绝缘表面时,电容电极间的距离减小,金属颗粒电极电荷量减少解析本题考查指纹传感器及其相关知识点。指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近,根据电容的决定式C得知,电容大,A错误;指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远,根据电容的决定式C得知,电容小,B正确;在手指挤压绝缘表面时,手指与对
12、应的金属颗粒距离减小,电容增大,而电压一定,则由QCU可知,各金属颗粒电极电荷量增加,C正确,D错误。10(2019山东日照校级联考)一含有理想变压器的电路如图所示,变压器原、副线圈匝数比为31。电路中连接三个相同的电阻R,A为理想交流电流表,正弦交流电源输出电压的有效值U380 V。当开关S断开时,电流表的示数为2 A。则(AC)A定值电阻R的阻值为10 B开关S断开时,副线圈的输出电压为127 VC开关S闭合时,电流表的示数为3.8 AD开关S闭合时,电路中消耗的总功率为1 300 W解析本题考查原线圈带负载的变压器的动态问题。当开关S断开时,电流表示数I12 A,根据变压器原理可得副线圈
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