2013届高考物理三轮冲刺训练:专题10 交变电流 传感器
选题
表
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的使用说明:1.首先梳理出本单元要考查的知识点填到下表
2.按照考查知识点的主次选题,将题号填到下表
考查知识点
试题难易分布
基础
中档
稍难
交变电流的产生
1、15
8、17
传感器
2
有效值和最大值
7、16
10
交变电流的图像
3
9
瞬时值
4
电容电感对交变电流的作用
5
变压器
6
13
19
变压器与动态平衡
12
14
远距离输电
11
20
交变电流的平均值
18
专题10 交变电流 传感器
测试卷
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在下列各题的四个选项中,有的是一个选项正确,有的是多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的得0分,请将正确选项的序号涂在答题卡上)
1、如图10-1-12所示,处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直.在t=0时刻,线圈平面与纸面重合,线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向,则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是( )
图10-1-12
2、2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是 ( )
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
3、一正弦交流电的电压随时间变化规律如图,则该交流电
A.电压瞬时值表达式为u=100sin(25t)V
B.周期为0.02s
C.电压有效值为100
D.频率为25 Hz
4、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动,产生的交流电动势的最大值为Em.设t=0时线圈平面与磁场平行,当线圈的匝数增加一倍,转速也增大一倍,其他条件不变时,交流电的电动势为( )
A.e=2Emsin2ωt
B.e=4Emsin2ωt
C.e=Emcos2ωt
D.e=4Emcos2ωt
5、如图所示,线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小,此电路的重要作用是
A.阻高频通低频,输出低频和直流
B.阻低频通高频,输出高频电流
C.阻交流通直流,输出直流
D.阻直流通交流,输出交流
6、如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=
/10T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5m2,线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200 rad/s匀速转动, 并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220V,60W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10A,下列说法正确的是 ( )
A.中性面位置穿过线框的磁通量为零
B.线框中产生交变电压的有效值为500
V
C.变压器原、副线圈匝数之比为25∶11
D.允许变压器输出的最大功率为5 000W
7、两只相同的电阻,分别通过简谐波形的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10-1-10所示,在简谐波形交流电的一个周期内,简谐波形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
等于( )
图10-1-10
A.3∶1
B.1∶2
C.2∶1
D.4∶3
【答案】B
8、如图6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0
B.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
9、图2甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是 ( )
A.图甲表示交变电流,图乙表示直流电
B.两种电压的有效值相等
C.图甲所示电压的瞬时值表达式为U=311sin100πt V
D.图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后,频率变为原来的
10、多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇,过去是用变压器来实现上述调节的,缺点是成本高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速.现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的,如图4所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压,即在正弦式电流的每一个
周期中,前面的
被截去,从而改变了电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为 ( )
A.Um
B.
C.
D.
11、某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为
,输电电压为U,输电导线的总电阻为R,则下列说法正确的是( )
A.输电导线上的电流
B.输电导线上的电流
C.输电导线上损失的功率
D.输电导线上损失的功率
12、如图所示,P为一理想自耦变压器的滑片,Q为滑动变阻器的滑动触头.在输入交变电压一定的条件下,下列说法正确的是( )
A.Q不动,P向下移动,电流表示数减小,电压表示数增大
B.Q不动,P向上移动,电流表示数减小,电压表示数减小
C.P不动,Q向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变
D.P不动,Q向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变
13、如图甲所示,变压器原副线圈的匝数比为3∶1,L1、L2、L3为三只规格均为“9 V、6 W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,输入端交变电压u的图象如图乙所示.则以下说法中正确的是( )
A.电压表的示数为27
V
B.三只灯泡均能正常发光
C.电流表的示数为2 A
D.变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz
14、如图6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0
B.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
二、填空题(本题共16分)
15、(8分)一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈中感应电动势e与时间t的关系图象如图所示,感应电动势的最大值和周期可在图中读出,则磁感应强度B=____.在t=
时刻,线圈平面与磁感强度的夹角________.
16、(8分)如图所示,一个阻值为400
电阻与二极管串联。二极管正向导通时,电阻忽略不计;加反向电压时,认为电阻为无穷大。若a、b间接入电压有效值为220V的正弦式交变电流,那么电阻R两端的电压最大值约为 V。电阻R的功率约为 W。(结果保留三位有效数字)
三、计算题(本题共4个小题,共42分,17、18、19均为10分,20题为12分)
17、如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R=4 Ω.求:(1)转动过程中感应电动势的最大值.(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势.(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势.(4)交变电压表的示数.
18、小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场的固定轴转动.线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化,如图9所示.发电机内阻r=5.0Ω,外电路电阻R=95Ω.
求:(1)一个周期内,线圈发热产生的热量;
(2)线圈从中性面起转动半周的过程中,流过R的电量.
19、理想变压器原线圈中输入电压U1=3300 V,副线圈两端电压U2为220 V,输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2,绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2 V.求:
(1)原线圈n1等于多少匝?
(2)当开关S断开时,电流表A2的示数I2=5 A.则电流表A1的示数I1为多少?
(3)当开关S闭合时,电流表A1的示数I1′等于多少?
20、有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照明用电,如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1:4,降压变压器原、副线圈匝数比为4:1,输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班,每班有“220V,40W”灯6盏,若保证全部电灯正常发光,则
(1)发电机的输出功率多大?
(2)发电机的电动势多大?
(3)输电效率为多少?