2022届高考物理一轮复习题：交变电流、传感器、电磁感应含答案

这是一份2022届高考物理一轮复习题：交变电流、传感器、电磁感应含答案，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1、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为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则( )
A．电流表的示数为0.31 A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J
2、（双选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）
A．A可能带正电且转速减小 B．A可能带正电且转速增大
C．A可能带负电且转速减小 D．A可能带负电且转速增大
3、一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m / s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势（ ）
A．一定为0.1 V B．可能为零
C．可能为0.01 V D．最大值为0.1 V
4、(双选)一含有理想变压器的电路如图所示，其中A、B、C、D为四个完全相同的电阻，在a、b端输入电压为U0的交流电，当开关S断开时，A、B、C三个电阻中的电流大小相等，以下说法正确的是( )
A．变压器原、副线圈匝数比为2:1
B．闭合开关S前，变压器副线圈两端电压为eq \f(U0,3)
C．闭合开关S, A中电流变小
D．闭合开关S，B、C中电流都变大
5、如图所示，接在理想变压器回路中的四个规格完全相同的灯泡均正常发光，则该理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3为( )
A．3∶2∶1 B．3∶1∶1 C．1∶1∶1 D．4∶2∶1
6、如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1=1 100匝，副线圈的匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220sin(100π t)V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是( )
A.交流电的频率为100 Hz
B.电压表的示数为44 V
C.电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D.变压器的输入功率大于输出功率
7、一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是( )
A．当磁通量为零时，感应电动势也为零
B．当磁通量减小时，感应电动势也减小
C．当磁通量等于0．5Φm时，感应电动势等于0．5Em
D．角速度ω等于eq \f(Em,Φm)
8、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e＝200eq \r(2)·sin 100πt(V)，下列说法正确的是( )
A．该交变电流的频率是100 Hz
B．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直
C．当t＝eq \f(1,200) s时，e达到峰值
D．该交变电流的电动势的有效值为200eq \r(2) V
*9、如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线AB中通有恒定电流，，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（ ）
A．先abcda，再dcbad，后abcda
B．先abcda，后dcbad
C．始终是dcbad
D．先dcbad，再abcda，后dcbad
*10、穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则（ ）
A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中无感应电动势
D．线圈中感应电动势保持不变
*11、某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:10，当输入电压增加20 V时，输出电压( )
A．降低2 V B．增加2 V C．降低200 V D．增加200 V
*12、如图，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，RT为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，则( )
A．P向左滑动时，变压器的输出电压变大
B．P向左滑动时，变压器的输入功率变大
C．RT温度升高时，灯L变亮
D．RT温度升高时，适当向右滑动P可保持灯L亮度不变
13、（双选）电流互感器和电压互感器如图所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则( )
A．A为电流互感器，且n1n2，a是电压表
C．B为电流互感器，且n3n4，b是电压表
14、有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡。当S断开时，灯L1正常发光。S闭合后，下列说法正确的是( )
A．电阻R消耗的电功率增大
B．灯L1、L2都能正常发光
C．原线圈的输入功率减小
D．原、副线圈的电流比减小
15、通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1和 QUOTE 分别为 ( )
A. QUOTE , QUOTE B.( QUOTE )2R, QUOTE C. QUOTE , QUOTE D.( QUOTE )2R, QUOTE
二、非选择题。
16、电压u＝120eq \r(2)sin ωt V、频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u0＝60eq \r(2) V的霓虹灯的两端．
(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？
(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象．eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(已知人眼的视觉暂留时间约为\f(1,16) s))
17、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eq \f(1,4)圈的时间内，负载电阻R上产生的热量；
(3)从图示位置起转过eq \f(1,4)圈的时间内，通过负载电阻R的电荷量；
(4)电流表的示数。

2022届高考物理：交变电流、传感器、电磁感应一轮复习题含答案
一、选择题。
1、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为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则( )
A．电流表的示数为0.31 A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J
【答案】 D
2、（双选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（ ）
A．A可能带正电且转速减小 B．A可能带正电且转速增大
C．A可能带负电且转速减小 D．A可能带负电且转速增大
【答案】BC
3、一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m / s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势（ ）
A．一定为0.1 V B．可能为零
C．可能为0.01 V D．最大值为0.1 V
【答案】BCD
4、(双选)一含有理想变压器的电路如图所示，其中A、B、C、D为四个完全相同的电阻，在a、b端输入电压为U0的交流电，当开关S断开时，A、B、C三个电阻中的电流大小相等，以下说法正确的是( )
A．变压器原、副线圈匝数比为2:1
B．闭合开关S前，变压器副线圈两端电压为eq \f(U0,3)
C．闭合开关S, A中电流变小
D．闭合开关S，B、C中电流都变大
【答案】AB
5、如图所示，接在理想变压器回路中的四个规格完全相同的灯泡均正常发光，则该理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3为( )
A．3∶2∶1 B．3∶1∶1 C．1∶1∶1 D．4∶2∶1
【答案】B
6、如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1=1 100匝，副线圈的匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220sin(100π t)V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是( )
A.交流电的频率为100 Hz
B.电压表的示数为44 V
C.电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D.变压器的输入功率大于输出功率
【答案】B。
7、一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是( )
A．当磁通量为零时，感应电动势也为零
B．当磁通量减小时，感应电动势也减小
C．当磁通量等于0．5Φm时，感应电动势等于0．5Em
D．角速度ω等于eq \f(Em,Φm)
【答案】D．
8、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e＝200eq \r(2)·sin 100πt(V)，下列说法正确的是( )
A．该交变电流的频率是100 Hz
B．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直
C．当t＝eq \f(1,200) s时，e达到峰值
D．该交变电流的电动势的有效值为200eq \r(2) V
【答案】C
*9、如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线AB中通有恒定电流，，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（ ）
A．先abcda，再dcbad，后abcda
B．先abcda，后dcbad
C．始终是dcbad
D．先dcbad，再abcda，后dcbad
【答案】D
*10、穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则（ ）
A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 V
B．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 V
C．线圈中无感应电动势
D．线圈中感应电动势保持不变
【答案】D
*11、某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:10，当输入电压增加20 V时，输出电压( )
A．降低2 V B．增加2 V
C．降低200 V D．增加200 V
【答案】D
*12、如图，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，RT为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，则( )
A．P向左滑动时，变压器的输出电压变大
B．P向左滑动时，变压器的输入功率变大
C．RT温度升高时，灯L变亮
D．RT温度升高时，适当向右滑动P可保持灯L亮度不变
【答案】D
13、（双选）电流互感器和电压互感器如图所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则( )
A．A为电流互感器，且n1n2，a是电压表
C．B为电流互感器，且n3n4，b是电压表
【答案】AD．
14、有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡。当S断开时，灯L1正常发光。S闭合后，下列说法正确的是( )
A．电阻R消耗的电功率增大
B．灯L1、L2都能正常发光
C．原线圈的输入功率减小
D．原、副线圈的电流比减小
【答案】A
15、通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1和 QUOTE 分别为 ( )
A. QUOTE , QUOTE B.( QUOTE )2R, QUOTE
C. QUOTE , QUOTE D.( QUOTE )2R, QUOTE
【答案】D。
二、非选择题。
16、电压u＝120eq \r(2)sin ωt V、频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u0＝60eq \r(2) V的霓虹灯的两端．
(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？
(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象．eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(已知人眼的视觉暂留时间约为\f(1,16) s))
【答案】(1)2 400 s (2)见解析
解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的u－t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1
当u＝u0＝60eq \r(2) V时，
由u＝120eq \r(2)sin ωt V求得：t1＝eq \f(1,600) s
再由对称性知一个周期内能发光的时间为：
t＝T－4t1＝eq \f(1,50) s－4×eq \f(1,600) s＝eq \f(1,75) s
再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：
t＝eq \f(3 600,0.02)×eq \f(1,75) s＝2 400 s．
(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有eq \f(1,300) s(如图中t2～t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为eq \f(1,16) s远大于eq \f(1,300) s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉．
17、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eq \f(1,4)圈的时间内，负载电阻R上产生的热量；
(3)从图示位置起转过eq \f(1,4)圈的时间内，通过负载电阻R的电荷量；
(4)电流表的示数。
【答案】(1)π2Bnr2 (2)eq \f(π4B2r4n,8R) (3)eq \f(πBr2,2R) (4)eq \f(π2r2nB,2R)
【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。
此交变电流电动势的最大值为
Em＝BSω＝B·eq \f(πr2,2)·2πn＝π2Bnr2。
(2)在线圈从图示位置转过eq \f(1,4)圈的时间内，电动势的有效值为E＝eq \f(Em,\r(2))＝eq \f(\r(2)π2Bnr2,2)
电阻R上产生的热量为
Q＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,R)))2·R·eq \f(T,4)＝eq \f(π4B2r4n,8R)。
(3)在线圈从图示位置转过eq \f(1,4)圈的时间内，电动势的平均值为eq \x\t(E)＝eq \f(ΔΦ,Δt)
通过R的电荷量
q＝eq \x\t(I)·Δt＝eq \f(\x\t(E),R)·Δt＝eq \f(ΔΦ,R)＝eq \f(πBr2,2R)。
(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eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(Em,\r(2))))2,R)·eq \f(T,2)＝eq \f(E′2,R)T，解得E′＝eq \f(Em,2)
故电流表的示数为I＝eq \f(E′,R)＝eq \f(π2r2nB,2R)。