名师导学届高三物理一轮总复习 新课标 考点集训第十章 交变电流传感器doc.docx
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第十章 交变电流传感器（选修3－2）
考点集训（四十一） 第1节 交变电流的产生及变化规律
一、选择题：
1～5题为单选，6～8题为多选．
1．一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u＝10sinωt（V）上时功率为
A．0.25PB．0.5P
C．PD．2P
2．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，穿过线框回路的磁通量为零
B．交流发电机的转速为100r/s
C．变压器原线圈中电流表示数为1A
D．灯泡的额定电压为220
V
3．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈中产生的电动势为e＝Emsinωt.若将线圈的转速加倍，其它条件不变，则产生的电动势为
A．Emsin2ωtB．2Emsinωt
C．2EmsintD．2Emsin2ωt
4．如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知
A．此交变电动势的瞬时表达式为e＝200sin0.02πt（V）
B．此交变电动势的瞬时表达式为e＝200sin100πt（V）
C．t＝0.01s时，穿过线圈的磁通量为零
D．t＝0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
5．如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成—个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通，在外力F作用下，正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动．杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是
.在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感应强度为B.现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直．t＝0时刻导线从O点进入磁场，直到全部穿过磁场，外力F所做功为
A.
B.
C.
D.
6．如图所示，单匝正方形线框abcd的边长为L，每边电阻均为r，线框在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕cd轴从图示位置开始匀速转动，转轴与磁感线垂直．一理想电压表用电刷与线框的c、d两点相接．下列说法正确的是
A．电压表读数为
BωL2
B．电压表读数为
BωL2
C．从图示位置开始计时，流过线框电流的瞬时值表达式为i＝
D．线框在转动一周的过程中，克服安培力做功为W＝
7．如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝100πrad/s匀速转动．t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则
A．t＝0时刻线圈中的感应电动势最大
B．1s内电路中的电流方向改变100次
C．滑片P下滑时，电压表的读数变大
D．开关S处于断开状态和闭合状态时，电流表的读数相同
8．一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
A．该交变电流的频率为25Hz
B．该交变电流电压的有效值为141.4V
C．该交变电流电压的瞬时值表达式为u＝100sin25t（V）
D．若将该交变电流的电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W
二、计算题
9．如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N＝100，线圈电阻r＝3Ω，ab＝cd＝0.5m，bc＝ad＝0.4m，磁感应强度B＝0.5T，电阻R＝311Ω，当线圈以n＝300r/min的转速匀速转动时，求：
（1）感应电动势的最大值；
（2）t＝0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；
（3）此电压表的示数是多少？
答
案
题
号
1
2
3
4
5
6
7
8
考点集训（四十二） 第2节 变压器 远距离输电
一、选择题：
1～6题为单选，7～9题为多选．
1．某理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶9，原线圈所接电压按图所示规律变化，电流表为理想交流电表，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为40W，下列判断正确的是
A．副线圈两端输出的电压为36
V
B．原线圈中电流表的示数约为0.18A
C．变压器的输入、输出功率之比为55∶9
D．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πt（V）
2．在图示两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上22V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为11V；若分别在c、d与g、h的两端加上22V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为
A．22V，22VB．44V，22V
C．11V，11VD．22V，0
3．如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A．已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原副线圈匝数比为1∶10，则
A．甲图中的电表是电压表，输电电压为2200V
B．甲图中的电表是电流表，输电电流是100A
C．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000V
D．乙图中的电表是电流表，输电电流是100A
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，一只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44V
C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，则1分钟内产生的热量为2904J
D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，则两电表读数均增大
5．如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，当开关S闭合时
A．交流电压表V3的示数变小
B．交流电压表V2和V3的示数一定都变小
C．交流电流表A1、A2、A3的示数一定都变大
D．只有A1的示数变大
6．理想调压变压器原线圈的匝数为1100匝，副线圈的匝数为25匝，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的滑片．则
A．副线圈输出电压的频率为100Hz
B．副线圈输出电压的有效值为7V
C．Q不动，P向上移动时，变压器原、副线圈的电流都减小
D．Q下移，P向上移动时，变压器的输入功率增加
7．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1.电池和交变电源的电动势都为6V，内阻均不计，下列说法正确的是
A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流
B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0
C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3V
D．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1
8．在雨雪冰冻天，为清除高压输电线上的凝冰，有人设计了这样的融冰思路：
利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热损耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）
A．输电电流为
B．输电电流为3I
C．输电电压为3UD．输电电压为
9．如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比比值为n.原线圈接电压为u＝U0sinωt的正弦交流电，输出端接有一个理想的交流电流表和一个电动机，电动机的线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，此时电流表的示数为I，重力加速度为g，下列说法正确的是
A．电动机两端电压大于IR
B．原线圈中的电流为
C．电动机发热的功率为
D．重物匀速上升的速度为
二、计算题
10．发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户（升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器），输电全过程的线路图如图所示，求：
（1）若发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V，升压变压器的原副线圈的匝数比为1∶25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；
（2）若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，求输电导线的总电阻．
答
案
题
号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
考点集训（四十三） 第3节 实验：
传感器的简单应用
一、单选题
1．普通电熨斗中用到的传感器是
A．温度传感器B．位移传感器
C．压力传感器D．声音传感器
2．某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R是可变电阻，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小．控制开关电路具有下列特性：
当A点电势φA＜φ0时，控制开关处于断路状态；当φA≥φ0时，控制开关接通电路，M开始运转．下列说法中正确的是
A．环境温度升高时，A点电势升高
B．可变电阻R阻值调大时，A点电势降低
C．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高
D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
3．如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则
A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势
B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势
C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势
D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势
4．下图1是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q＝
（a、b为大于零的常数），其图象如图2所示，那么图3、图4中反映极板间电场强度大小E和物体速率v随t变化的图线可能正确的是
A．①和③B．①和④
C．②和③D．②和④
5．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其电阻Rt随温度t变化的图线如图甲所示．如图乙所示电路中，热敏电阻Rt与其他电阻构成的闭合电路中，水平放置的平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当Rt所在处温度升高时，则
A．电压表读数减小B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率增大
6．如图是自动调温式电熨斗，双金属上层为铜片，下层为铁片，下列说法不正确的是
A．正常工作时上下触点是接触的
B．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲
C．原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温螺杆下移一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温螺杆下移一些
7．R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，2个电阻采用如图方式接在电动势为E，内阻为r的电源上，利用电压传感器和电流传感器研究R2上的电压与电流变化关系．当自上向下滑动R2上的滑片时，通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏幕上得到的U－I图象应为图中的
8．如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源（红外线源没有画出）．经实际试验，灯的亮灭的确能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比
A．红灯亮，UR2变大B．绿灯亮，UR2变大
C．绿灯亮，UR2变小D．红灯亮，UR2变小
二、非选择题
9．传感器担负着信息采集任务，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），例如热敏电阻传感器，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）是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器线路．
（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在______（填a或b）．
（2）若使启动报警器的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向______（填“左”或“右”）移动．
（3）如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路实际不能工作的原因可能____________________________．
10．如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中．求：
（1）系统的加速度a（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式；
（2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？
为什么？
（3）若电压表指针指在满刻度的
位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
11．如图所示为自动水位报警器的示意图A，B为两个固定位置，在水位低于B时，电磁铁所在的控制电路部分断路，______灯亮；当水位升高到B时，电磁铁所在的控制电路部分接通，______灯亮．
答
案
题
号
1
2
3
4
5
6
7
8
第十一章 选修3－3
（这是边文，请据需要手工删加）
题
号
答
案
1
2
3
4
5
6
7
8
第十章 交变电流传感器
第1节 交变电流的产生及变化规律
【考点集训】
1．B 2.C 3.D 4.B 5.C 6.CD 7.BC 8.AD
9．【解析】
（1）根据角速度与转速的关系得：
ω＝2πn＝10πrad/s，感应电动势的最大值为：
Em＝NBSω＝100×0.5×0.5×0.4×10πV＝100πV≈314V；
（2）在图示位置，线圈所处位置为中性面，导线切割磁感线的有效速度最小，瞬时电压也最小，故此交变电流电动势的瞬时值表达式为e＝Emsinωt＝314sin10πt（V）；
（3）电动势的有效值：
E＝
＝50
πV，由闭合电路的欧姆定律：
I＝
＝
A＝
A，根据部分电路的欧姆定律：
U＝IR＝
×311V≈220V.
第2节 变压器 远距离输电
【考点集训】
1．B 2.B 3.D 4.C 5.A 6.C 7.BC 8.BD 9.ABD
10．【解析】
（1）对升压变压器，根据公式
＝
，
有U2＝
U1＝
×250V＝6250V
I2＝
＝
＝
A＝16A
（2）P损＝I
R线，P损＝0.04P1，所以：
R线＝
＝
Ω≈15.6Ω.
第3节 实验：
传感器的简单应用
【考点集训】
1．A 2.A 3.A 4.C 5.A 6.C 7.C 8.D
9．
（1）a
（2）左 （3）线圈匝数过少、或弹簧弹力太大、或电源电动势太小
10．【解析】
（1）当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得2kx＝ma ①
电压表的示数为U＝
E ②
由以上两式解得a＝
（E－2U） ③
（2）均匀，因为加速度a与电压表示数U是一次函数（线性关系）．
（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数Um＝E，电压表指针指在满刻度的
位置时，U＝
E代入③式解得a＝－
方向向左．
11．绿 红
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