【优化方案】2016届高三物理大一轮复习章末检测：第十章-交变电流-传感器-第二节

1章末检测(十)(时间：60分钟；分值：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项符合题意)1．(2015·广东茂名模拟)交流发电机电枢中产生的交变电动势为e＝Emsinωt，如果要将交变电动势的有效值提高一倍，而交流电的周期不变，可采取的方法是()A．将电枢转速提高一倍，其他条件不变B．将磁感应强度增加一倍，其他条件不变C．将线圈的面积增加一倍，线圈匝数增加一倍，其他条件不变D．将磁感应强度增加一倍，线圈的面积缩小一半，其他条件不变解析：选B.将磁感应强度增加一倍，其他条件不变，可达到要求，选项B正确．2．电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图甲所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示，则螺线管内感应电流I随时间t变化的图象可能为()解析：选B.由感应电流公式I＝ER＝nΔΦRΔt，感应电流大小与磁通量的变化率有关，在Φ－t图线上各点切线的斜率的绝对值表示感应电流的大小，斜率的正、负号表示电流的方向；根据题图乙，在0～t0时间内，感应电流I的大小先减小到零，然后再逐渐增大，电流的方向改变一次，同理可分析t0～2t0时间内感应电流I的变化，只有选项B符合要求．3．(2015·东北三校联考)关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是()2A．图甲中电流的峰值为2A，有效值为2A，周期为5sB．图乙中电流的峰值为5A，有效值为2.52AC．图丙中电流的峰值为2A，有效值为2AD．图丁中电流的最大值为4A，有效值为2A，周期为2s解析：选B.图甲是正弦式交变电流图线，峰值(最大值)为2A，有效值是峰值的12，即2A，周期为4s，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12，即2.52A，所以B选项正确，图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的12，所以C选项错误；图丁是交变电流图线，周期为2s，根据有效值定义则有：42×R×T2＋32×R×T2＝I2RT，解得电流有效值I＝2.52A，所以D选项错误．4．(2015·甘肃兰州张掖一诊)如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统，其中R2是用半导体热敏材料(电阻随温度升高而降低)制成的传感器，电流表A2是值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3是一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，下列说法正确的是()A．A1的示数不变，A2的示数增大B．V1的示数增大，V2的示数增大C．V1的示数减小，V2的示数减小D．A1的示数增大，A2的示数减小解析；选D.当传感器R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总电流，由于副线圈的电流增大了，3所以原线圈的电流也要增加；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3两端的电压变大，所以V2的示数要减小，即R1两端的电压也要减小，所以A2的示数要减小，故A、B、C错误，D正确．5．(2015·黑龙江齐齐哈尔模拟)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中的电容器C和电阻R为负载，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则下列说法正确的是()A．若电压表的示数为6V，则输入电压的峰值为60VB．电流表A的示数为流经电阻R的电流C．若输入电压U＝100V，则电容器C的耐压值至少为10VD．若输入电压的峰值保持不变，将其频率变大，则变压器的输入功率也将增大解析：选D.电压表示数为6V，由U1U2＝n1n2，得U1＝60V，则输入电压的峰值为Um＝602V，A项错误；在交流电路中电容器C、电阻R都工作，则电流表测得的是流经R与C的电流之和，B项错误；若输入电压U＝100V，则输入电压峰值为Um＝1002V，则输出端电压的峰值即电容器C的耐压值至少为102V，C项错误；若输入电压峰值保持不变，将频率变大，由电容器C对交流电的影响可知，交流电的频率变大，容抗RC变小，总电阻变小，由P＝U2R负得输出功率将变大，则输入功率也将变大，D项正确．6．(2014·高考福建卷)下图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4＜n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL＞2R，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A、B端接入低压交流电源时()A．A1、A2两表的示数相同B．L1、L2两灯泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2两端的电压小于R4两端的电压解析：选D.设A、B端所加电压为U，由欧姆定律知，通过A2表的电流大小I2＝U2R＋RL.通过升压变压器升压后输出电压U′＝n2n1U，降压变压器获得电压为U′－I1·2R＝n2n1U－I1·2R，4灯泡L1两端电压为n2n1U－I1·2Rn4n3，则通过灯泡L1的电流为n2n1U－I1·2Rn4n3RL.故由变压器电流变化规律得I1＝n2n1U－I1·2Rn4n3RLn4n3.又因为n1＝n4n2＝n3，解上式得I1＝Un2n1RL＋n1n2·2R.因为RL2R，所以I1I2，选项A错误．通过灯泡L1的电流为n3n4I1＝n2n1I1＝URL＋n21n22·2RI2，故灯泡L1亮度更大，选项B错误．由于I1I2，根据欧姆定律以及电功率的有关知识可知，选项C错误，选项D正确．二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有多个选项符合题意)7．(2015·山东青岛二中月考)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象，根据图象提供的信息，以下说法正确的是()A．线圈转动的角速度为100π3rad/sB．电动势的有效值为14.1VC．t＝1.0×10－2s时，线圈平面和磁场方向的夹角30°D．t＝1.5×10－2s时，穿过线圈平面的磁通量最大答案：AB8．(2015·浙江丽水中学月考)如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图．输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动．输出电压通过输电线送给用户，两条输电线总电阻用R0表示．当负载增加时，则()A．电压表V1、V2的示数几乎不变B．电流表A2的示数增大，电流表A1的示数减小C．电压表V3的示数增大，电流表A2的示数增大D．电压表V2、V3的示数之差与电流表A2的示数的比值不变解析：选AD.据题意可知，电压表V1和V2分别测量原线圈电压和副线圈电压，因原线圈输入电压不变，则副线圈的电压也不变，所以A选项正确；负载增加，则副线圈电流增大，即A2示数增大，据副线圈电流决定原线圈电流，则原线圈电流也增大，所以B选项错5误；由于A2增大，则R0所分担电压增大，又知副线圈两端电压不变，则V3示数减小，C错误；电压表V2、V3的示数之差与电流表A2的示数的比值其实是输电线的总电阻R0，而输电线电阻大小不变，所以D选项正确．9．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是()A．滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小B．滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变C．滑片P向b方向移动，滑片Q不动，电压表示数增大D．滑片P不动，滑片Q上移或下移，电压表示数始终不变解析：选AD.U2＝n2n1U1，P上移，U2减小，Q下移，负载电阻R负增大，所以输出功率P2＝U22R负减小，由输入功率P1＝P2＝I1U1，U1不变，所以I1减小，A正确．Q上移，负载R负减小，U2不变，输出功率增大，输入功率增大，电流表的示数增大，B错．由公式U2＝n2n1U1知，C错，D正确．10．(2015·河北衡水中学月考)在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用输电导线的电阻率为ρ，横截面积为S，两地的距离为L，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2.下列关于P1和P2的表达式中正确的是()A．P2＝P1－2PρLU2SB．P2＝P－U2S2ρLC．P1＝2P2ρLU2SD．P1＝U2SρL解析：选AC.输电线上的电流I＝PU，输电导线的电阻R＝ρ·2LS，输电线上损耗的电功率为：P1＝I2R＝2P2ρLU2S，用户得到的电功率为：P2＝P1－2PρLU2S，故A、C正确．三、非选择题(本大题共3小题，共46分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(10分)(2015·衡阳模拟)如图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图．6(1)为了通过测量得到如图所示I－U关系的完整曲线，在图甲和乙两个电路中应选择的是图________；简要说明理由：____________________________________________.(电源电动势为9V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为0～100Ω)(2)在如图所示电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω.由热敏电阻的I－U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻R2的阻值为________Ω，答案：(1)甲(2分)因为甲电路电压可从0V调到所需电压，电压调节范围大(2分)(2)5.0(3分)117.6(3分)12.(16分)如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过14转的时间内负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过14转的时间内通过负载电阻R的电荷量；(4)电流表的示数．解析：(1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流．(1分)7此交变电动势的最大值为Em＝BSω＝B·πr22·2πn＝π2Bnr2.(3分)(2)在线圈从图示位置转过14转的时间内，电动势的有效值为E＝Em2＝2π2Bnr22(1分)电阻R上产生的热量Q＝ER2R·T4＝π4B2r4n8R.(3分)(3)在线圈从图示位置转过14转的时间内，电动势的平均值为E＝ΔΦΔt(1分)通过R的电荷量q＝I·Δt＝ER·Δt＝ΔΦR＝πBr22R.(3分)(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得Em22R·T2＝E′2RT，解得E′＝Em2(2分)故电流表的示数为I＝E′R＝π2r2nB2R.(2分)答案：(1)π2Bnr2(2)π4B2r4n8R(3)πBr22R(4)π2r2nB2R13．(20分)发电机的端电压为220V，输出电功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10∶1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．解析：(1)线路图如图所示：(4分)(2)升压变压器副线圈上的输出电压8U2＝n2n1U1＝2200V，(1分)升压变压器副线圈上的输出电流I2＝n1n2I1，(1分)升压变压器原线圈上的输入电流，由P＝U1I1得I1＝PU1＝44×103220A＝200A，(1分)所以I2＝n1n2I1＝110×200A＝20A．(2分)输电线路上的电压损失和功率损失分别为UR＝I2R＝4V，(1分)PR＝I22R＝0.08kW.(2分)加到降压变