【大师珍藏】高考物理一轮单元训练金卷：第十二单元 交变电流 传感器（A卷）含答案

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1、一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (A)卷第 十 二 单 元 交 变 电 流 传 感 器注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将 准 考 证 号 条 形 码 粘贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目 的 答 案 标 号 涂 黑 ，写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ：

2、 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、选择题：本题共 10 小题，每小题 5 分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。1如图甲所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿 abcda 方向为电流正方向

3、，则( )A乙图中 Oa 时间段对应甲图中 A 至 B 图的过程B乙图中 c 时刻对应甲图中的 C 图C若乙图中 d 等于 0.02 s，则 1 s 内电流的方向改变了 50 次D若乙图中 b 等于 0.02 s，则交流电的频率为 50 Hz2(2018东北三校联考)关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是( )A图甲中电流的峰值为 2 A，有效值为 A，周期为 5 s2B图乙中电流的峰值为 5 A，有效值为 2.5 A2C图丙中电流的峰值为 2 A，有效值为 A2D图丁中电流的最大值为 4 A，有效值为 A，周期为 2 s23.如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r1.0 ，外接 R9.0

4、的电阻闭合开关 S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势 e10 sin 10t(V)，则( )2A该交变电流的频率为 10 HzB该电动势的有效值为 10 V 2C外接电阻 R 所消耗的电功率为 10 WD电路中理想交流电流表 A 的示数为 1.0 A4如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度给该台灯接 220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( )A220 V B110 VC. V D V2202 11025.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是 51，原线圈接入电压为 220 V 的正弦交流电，各元

5、件正常工作，一个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 51B电压表的读数约为 44 VC若滑动变阻器接入电路的阻值为 20 ，则 1 分钟产生的热量为 2 904 JD若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大6(2018唐山模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为 21，原线圈接在 u220sin 100t(V)的交流电源上，副线圈一端接有 R55 的负载电阻、熔断电流为 1 A 的保险丝和一2个灯泡 D，电流表为理想电表下列说法正确的是 ( )AS 断开时，原线圈中电流表的

6、读数为 A2BS 断开时，原线圈的输入功率为 220 W2C副线圈中输出交流电的周期为 50 sDS 闭合时，灯泡 D 正常发光，原线圈中电流表读数不会超过 1.5 A 7如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为 201，A、B 端输入电压为 U1220 sin 100t(V)，对于输出端2CD(OD 为副线圈的中心抽头 )( )A输出电压的有效值为 11 VB输出电压的有效值为 5.5 VCCD 端的输出功率和 AB 端的输入功率之比为 12DCD 端的输出功率和 AB 端的输入功率之比为 118(2017高考江苏卷)某音响

7、电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则( )A电感 L1 的作用是通高频B电容 C2 的作用是通高频C扬声器甲用于输出高频成分D扬声器乙用于输出高频成分9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，以下判断正确的是( )A电流表的示数为 10 AB线圈转动的角速度为 50 rad/sC0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s 时电阻 R 中电流的方向自右向左10.(2018东北三校联考)如图

8、所示，空间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距 L，用导线将环与外电阻相连，现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动若已知磁感应强度大小为 B，圆环半径为 R，杆转动角速度为 ，金属杆和电阻的阻值均为 r，其他电阻不计，则( )A当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小B当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大C流过外电阻电流的有效值为2BLR4rD流过外电阻电流的有效值为2BR24r二、非选择题：本大题共 4 小题，共 60 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要

9、演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11(1)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，而且精确度高如果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_(选填“大”或“小”) 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附近的温度如果刻度盘正中的温度为 20 ( 如图甲所示) ，则 25 的刻度应在 20 的刻度的_(选填“左”或“右 ”)侧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

10、，请在图乙中用图中的器材(可增加元器件) 设计一个电路(2)图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路12如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈， d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的 ut 图象如图乙所示若只在 ce 间接一只 Rce400 的电阻或只在 de 间接一只 Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为 80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值 uab的表达式；

11、(2)求只在 ce 间接 400 电阻时，原线圈中的电流 I1；(3)求 ce 和 de 间线圈的匝数比 .ncende13. (2018武汉模拟) 在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失有一个小型发电站，输送的电功率为 P500 kW，当使用 U5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4 800 kWh.求：(1)输电效率 和输电线的总电阻 r；(2)若想使输电效率提高到 98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？14发电机的端电压为 220 V，输出电功率为 44 kW，输电导线的电阻为 0.2 ，如果用原、副线圈匝数之

12、比为 110 的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为 101 的降压变压器降压供给用户(1)画出全过程的线路图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压一 轮 单 元 训 练 金 卷 高 三 物 理 (A)卷第 十 二 单 元 交 变 电 流 传 感 器答 案1.【 答 案 】 A【 解 析 】 选 A.由交变电流的产生原理可知 ，甲图中的 A、C 两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过 1/4 个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中 A 至 B 图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，

13、A 正确；甲图中的 C 图对应的电流为零，B 错误；每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次，所以一个周期以内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应 Od 段等于交变电流的一个周期，若已知 d 等于 0.02 s，则频率为50 Hz，1 s 内电流的方向将改变 100 次，C 错误；而 D 选项频率应该是 25 Hz.2.【 答 案 】 B【 解 析 】 选 B.图甲是正弦式交变电流图线 ，峰值(最大值)为 2 A，有效值是峰值的 ，即 12 2A，周期为 4 s，所以 A 选项错误；图乙电流大小改变但方向不变，所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的 ，即 2

14、.5 A，所以 B 选项正确；图丙是图甲减12 2半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的 ，所以 C 选项错误；图丁是交变电流图线，周期为 2 s，12根据有效值定义则有：4 2R 3 2R I 2RT，解得电流有效值 I2.5 A，所以 D 选项错T2 T2 2误3.【 答 案 】 D【 解 析 】 选 D.因 e10 sin 10t(V)，故 10 rad/s，f 5 Hz，选项 A 错误；E m10 22 2V，故其有效值 E 10 V，选项 B 错误；交流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电Em2路中理想交流电流表 A 的示数 I 1.0 A，选项 D 正确；外接电阻 R 所消耗功率

15、为ER rPI 2R1.0 29 W9 W ，选项 C 错误4.【 答 案 】 B【 解 析 】 选 B.设电压的有效值为 U，根据有效值定义有 T，解得 U110 V，则 B(2202)2 R T2 U2R正确5.【 答 案 】 C【 解 析 】 选 C.理想二极管的特点是正向的电流通过时电阻很小，反向的电流通过时电阻很大，认为断路，理想二极管的作用是只允许正向的电流通过由于原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比，所以电流之比为 15，A 选项错误；原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比，所以副线圈两端电压为 U244 V，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有 T，从而T2 U2R求得电

16、压表两端电压有效值为 U22 V，B 选项错误； 1 min 产生的热量为 Q t2 904 J，C2U2R选项正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变大，所以 D 选项错误6.【 答 案 】 D【 解 析 】 选 D.由交流电源瞬时值表达式可知其原线圈两端电压的有效值为 220 V，根据理想变压器变压规律 可知 ，副线圈输出电压有效值为 U2110 V，由欧姆定律可知通过电阻的电U1U2 n1n2流 I2 2 A，由变压器变流规律 可知，原线圈输入电流为 1 A，故电流表示数为 1 A，AU2R I1I2 n2n

17、1项错误；原线圈的输入功率 P1U 1I1220 W，B 项错误；变压器不改变交流电的周期，由瞬时值表达式可知，交流电的周期为 0.02 s，C 项错误；通过灯泡的电流有效值最大为 1 A，故通过副线圈的最大电流为 3 A，由变压器变流规律可知，原线圈输入电流有效值最大为 1.5 A，故 D 项正确7.【 答 案 】 BD【 解 析 】 选 BD.由于 OD 为副线圈的中心抽头，AB 与 CD 线圈匝数之比为 401，则线圈 CD间电压的最大值为 V，而本题中的两个二极管相当于把 CD 之间的交变电压的负半部分对称地1122变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效

18、值为 5.5 V，A 错误，B 正确 变压器 AB 端的输入功率等于 CD 端的输出功率，因而 C 错误，D 正确8.【 答 案 】 BD【 解 析 】 选 BD.电感线圈有通低频、阻高频的作用，因此 A 项错误；电容器有通高频、阻低频的作用，因此 B 项正确；由此可以判断 ，扬声器甲主要用于输出低频成分，扬声器乙用于输出高频成分，C 项错误，D 项正确9.【 答 案 】 AC【 解 析 】 选 AC.根据 it 图象可知，电流最大值 Im10 A，有效值 I 10 A，选项 A 正2Im2确；交变电流的周期 T210 2 s，角速度 100 rad/s，选项 B 错误；从图示位置开始转动2T

19、时，经 0.01 s 线圈回到水平状态 ，线圈平面与磁场方向平行 ，选项 C 正确；根据右手定则，在0.02 s 时 ，线圈经过一个周期，即在图示位置，电阻 R 中的电流方向自左向右，因此选项 D 错误10.【 答 案 】 BC【 解 析 】 选 BC.金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中 ，垂直磁场方向的分速度先减小再增大，因而流过外电阻的电流先减小再增大，选项 A 错误 ，选项 B 正确；杆沿圆环的匀速率运动等效为以两环圆心连线为转动轴、长为 L、宽为 R 的矩形线框的匀速转动，因此产生正弦交流电，遵守 I 的关系 电动势的最大值为 EmBLR，I m ，I ，故选项 C 正确、D 错I

20、m2 Em2r Im2 2BLR4r误11.【 答 案 】 (1)小 右 见解析图 (2)见解析【 解 析 】 (1)因为温度降低时，负温度系数热敏电阻的阻值增大 ，故电路中电流会减小由的分析知，温度越高，电流越大，25 的刻度应对应较大电流，故在 20 的刻度的右侧电路如图所示(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，流过光敏电阻的电流增大 ，光敏电阻的阻值减小根据题意设计一个自动光控电路，如图所示控制过程是：当有光照时，放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开；当无光照时，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，工作电路接通，电灯开始工作12

21、.【 答 案 】 见解析【 解 析 】 (1)由题图乙知 200 rad/s，U m400 V电压瞬时值的表达式为 uab400sin 200t(V)(2)电压有效值 U1200 V2理想变压器 P1P 2原线圈中的电流 I1 ，解得 I10.28 A .P1U1 (或 25 A)(3)设 ab 间匝数为 n1， ，同理 U1n1 Ucence U1n1 Udende由题意知 ，解得 ncende RceRde代入数据得 .ncende 4313.【 答 案 】 (1)60% 20 (2)22.4 kV【 解 析 】 (1)输送功率 P500 kW，一昼夜输送电能 E Pt12 000 kW

22、h由题知输电线上损失的电能 E4 800 kW h终点得到的电能 EEE 7 200 kWh所以输电效率 100% 60%EE输电线上的电流 I 100 APU输电线损耗功率 PrI 2r其中 Pr 200 kWEt得 r20 .(2)输电线上损耗功率 Pr r(PU)21U2原来 Pr200 kW ，现在要求 Pr10 kW代入数据解得输电电压应调节为 U22.4 kV .14.【 答 案 】 见解析【 解 析 】 (1)线路图如图所示：(2)升压变压器副线圈上的输出电压U2 U12 200 Vn2n1升压变压器副线圈上的输出电流 I2 I1n1n2升压变压器原线圈上的输入电流，由 PU 1I1 得I1 A200 APU1 44103220所以 I2 I1 200 A20 A.n1n2 110输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR I2R4 VPR I R0.08 kW2降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I3I 220 AU3U 2U R2 196 V降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为U4 U3219.6 Vn4n3I4 I3200 An3n4用户得到的功率 P4U 4I443.92 kW.(3)若不采用高压输电，线路损失电压为UR I1R40 V用户得到的电压 UU 1U R180 V用户得到的功率为 PU I136 kW.