统考版2023版高考物理一轮复习单元质量评估（十一）交变电流传感器含答案

这是一份统考版2023版高考物理一轮复习单元质量评估（十一）交变电流传感器含答案，共9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．某正弦式交变电流的图象如图所示，则该电流的瞬时值表达式为( )
A．i＝10 eq \r(2) sin (100πt)A
B.i＝10sin (10πt)A
C．i＝20 eq \r(2) sin (50πt)A
D．i＝20sin (100πt)A
2．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零
B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合
C．线框产生的交变电动势的有效值为311 V
D．线框产生的交变电动势的频率为100 Hz
3．如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使( )
A．原线圈匝数n1增加
B．副线圈匝数n2减小
C．负载电阻R的阻值增大
D．负载电阻R的阻值减小
4．[2022·山东青岛一模]如图，为某小型水电站电能输送的示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器T1的原、副线圈匝数比为1∶20，降压变压器T2的原、副线圈匝数比为3∶1.升压变压器原线圈两端接入一电压u＝Umsin ωt的交流电源，用户的总电阻为R(可视为纯电阻)，输电线总电阻r＝R，不考虑其他因素的影响，用户获得的电压U为( )
A.2 eq \r(2) Um B．3 eq \r(2) Um
C．4Um D．6Um
5．[2022·湖南永州一模]如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕着与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，线框中产生的交变电流的电动势如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，灯泡上标有“220 V 22W”字样，则( )
A．t＝0.01 s时穿过线框回路的磁通量为零
B．灯泡中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡不能正常发光
D．电流表示数为1 A
6．钳形电流表多用于大电流的估测．某钳形电流表如图所示，被测导线、铁芯、线圈构成一个电流互感器．按下手柄时，钳形电流表的铁芯可以被分开，把被测的载流导线放入后，松开手柄，铁芯闭合．导线中的电流在铁芯中产生交变磁场，电流表与套在铁芯上的线圈相连，可以间接得知导线中的电流．关于该钳形电流表，下列说法正确的是( )
A．该钳形电流表属于升压变压器
B．该钳形电流表属于降压变压器
C．若载流导线在钳形口多绕几圈，则钳形电流表的示数偏大
D．若载流导线在钳形口多绕几圈，则钳形电流表的示数偏小
7．如图所示，为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所将电压u0＝11 000 eq \r(2) sin 100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则该变电所变压器( )
A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．副线圈中电流的频率是50 Hz
C．原线圈的导线比副线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
8．如图所示，虚线OO′左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，凸形线框abcdefgh以虚线OO′为轴，以角速度ω匀速转动，abch是边长为L的正方形，defg是边长为 eq \f(1,2) L的正方形，线框的总电阻为R，从图示位置开始计时，则( )
A．在t＝0时刻，线框中的感应电流最大
B．在转过90°的过程中，线框中感应电流的瞬时值i随时间t变化的规律为i＝ eq \f(BL2ωsin ωt,R)
C.线框中感应电流的最大值为Imax＝ eq \f(BL2ω,R)
D．线框转过60°时的瞬时电动势为 eq \f(BL2ω,2)
9．如图甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20μF 360 V”的电容器并联到交流电源上，V为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关S.下列判断正确的是( )
A．电容器会被击穿
B．交流电源的输出电压的有效值为220 V
C．t＝ eq \f(T,2) 时刻，V的示数为零
D．t＝ eq \f(T,2) 时刻，通过灯泡的电流为零
二、非选择题
10．电控调光玻璃能根据光照强度自动调节玻璃的透明度，将光敏电阻Rx和定值电阻R0接在9 V的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系如表所示：
[“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为E，单位坎德拉(cd)]
(1)当光照强度为4坎德拉(cd)时光敏电阻Rx的大小为________Ω.
(2)其原理是光照增强，光敏电阻Rx阻值变小，施加于玻璃两端的电压降低，玻璃透明度下降，反之则玻璃透明度上升．若电源电压不变，R0是定值电阻，则下列电路图中符合要求的是________(填序号).
11．如图甲所示为热敏电阻的R­t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200 Ω.当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电电池的电动势E＝8 V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热电源．
(1)图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高________(选填“增大”“减小”或“不变”).
(2)应该把恒温箱内加热器接________(选填“AB”或“CD”)端．
(3)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R1接入电路的电阻值为________ Ω.
单元质量评估（十一） 交变电流 传感器
1．答案：D
2．解析：线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比，而t＝0.005 s时，e最大，A错误；t＝0.01 s时，e＝0，B正确；交变电动势的有效值E＝311× eq \f(\r(2),2) V≈220 V，C错误；周期T＝0.02 s，频率f＝ eq \f(1,T) ＝50 Hz，D错误．
答案：B
3．解析：由 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) ，P出＝ eq \f(U eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ,R) 可得P出＝ eq \f(U eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ,n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) R) .又因为P入＝P出，所以P入＝ eq \f(U eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ,n eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) R) .分析可得选项D正确；A、B、C错误．
答案：D
4．解析：升压变压器原线圈两端电压的有效值为U1＝ eq \f(Um,\r(2)) ，升压变压器副线圈两端的电压为U2＝20× eq \f(Um,\r(2)) ＝10 eq \r(2) Um；输电线路上损失的电压为ΔU＝Ir＝IR，故降压变压器原线圈的电压为U3＝U2－ΔU，降压变压器副线圈两端电压U＝ eq \f(1,3) U3，副线圈的电流I′＝3I，则U＝3IR，联立解得U＝3 eq \r(2) Um，故B正确．
答案：B
5．解析：本题考查交变电流的产生、图象及变压器基本规律．由题图乙可知，当t＝0.01 s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故A错误；由题图乙可知，交变电流的周期为0.02 s，在一个周期内电流方向改变2次，故灯泡中的电流方向每秒钟改变100次，故B错误；原线圈输入的电压有效值为22 V，由 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 得副线圈两端的电压为220 V，灯泡能正常发光，故C错误；由P＝UI可知，副线圈中的电流I2＝ eq \f(P,U) ＝0.1 A，则由 eq \f(I1,I2) ＝ eq \f(n2,n1) 得I1＝1 A，故D正确．
答案：D
6．解析：钳形电流表用于大电流的估测，输出电流很小，根据变压器的规律可知，钳形电流表实质上是一个升压变压器，A正确，B错误；根据n1I1＝n2I2，知若将载流导线在钳形口多绕几匝，即n1变大，I1、n2不变，则钳形电流表的示数I2将变大，即与原来示数相比偏大了，C正确，D错误．故选AC.
答案：AC
7．解析：降压变压器输入电压的最大值为11 000 eq \r(2) V，则有效值为11 000 V，则 eq \f(n1,n2) ＝ eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(11 000,220) ＝ eq \f(50,1) ，选项A正确；交流电的频率f＝ eq \f(ω,2π) ＝ eq \f(100π,2π) Hz＝50 Hz，经过变压器后，交流电的频率不变，选项B正确；降压变压器中副线圈中的电流大于原线圈中的电流，为了使线圈放出的热量尽量少，则副线圈导线的电阻应小于原线圈导线的电阻，则副线圈导线应比原线圈导线粗，选项C错误；副线圈中的电流等于居民小区各用电器电流的总和，而原、副线圈中的电流不相等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，选项D错误．
答案：AB
8．解析：从图示位置开始计时，在转过90°的过程中，线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝BL2ωsin ωt，感应电流的瞬时值为i＝ eq \f(e,R) ＝ eq \f(BL2ωsin ωt,R) ，故t＝0时刻，I＝0，线框中感应电流的最大值为Imax＝ eq \f(BL2ω,R) ，选项A错误，B、C正确；线框转过60°时的瞬时电动势为e＝BL2ωsin eq \f(π,3) ＝ eq \f(\r(3),2) BL2ω，故选项D错误．
答案：BC
9．解析：交流电的最大值为220 eq \r(2) V≈311 V，小于电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，故A错误；交流电压表测量为交流电压的有效值，由乙图可知，交流电压的最大值为220 eq \r(2) V，有效值为 eq \f(220\r(2),\r(2)) V＝220 V，故B正确；电压表的示数为有效值，电压表的示数为220 V，故C错误；t＝ eq \f(T,2) 时刻，灯泡两端电压的瞬时值为0，通过灯泡的电流的瞬时值为0，故D正确，故选BD.
答案：BD
10．解析：（1）由表格数据可知，光敏电阻Rx与光强E的乘积均为18 Ω·cd不变，则当E＝4 cd时，光敏电阻的阻值：Rx＝ eq \f(18 Ω·cd,4cd) ＝4.5 Ω.（2）由题意可知，光敏电阻Rx与定值电阻R0串联连接，光照增强时．光敏电阻Rx阻值减小，电路中的总电阻减小，由I＝ eq \f(U,R) 可知，电路中的电流增大，由U＝IR可知，R0两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以Rx两端的电压减小，反之，光照减弱时，光敏电阻Rx阻值增大，R0两端的电压减小．Rx两端的电压增大，则玻璃并联在R0两端时不符合，玻璃并联在Rx两端时符合，故A项错误，C项正确；若玻璃与电源并联，光照变化时，玻璃两端的电压不变，故B、D项错误．
答案：（1）4.5 （2）C
11．解析：（1）由图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小；
（2）当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以应该把恒温箱内的加热器接在AB端．
（3）当温度达到100 ℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达20 mA＝0.02 A，根据闭合电路欧姆定律可得：I＝ eq \f(E,R＋R′＋R0) ，即：0.02 A＝ eq \f(8 V,200 Ω＋50 Ω＋R′) ，
解得：R′＝150 Ω.
答案：（1）减小 （2）AB （3）150光强E/cd
1
2
3
4
5
电阻值/Ω
18
9
6
3.6