备考2020高考物理一轮复习单元训练金卷第十二单元交变电流传感器A卷2.pdf

第十二单元 第十二单元 注意事项：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：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、 (本题共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一 项符合题目要求，第 813 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 0 分) 一、 (本题共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一 项符合题目要求，第 813 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 0 分) 1一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是( ) A在中性面时，通过线圈的磁通量最小 B在中性面时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大 C线圈通过中性面时，电流的方向发生改变 D穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 2如图所示，理想变压器的原线圈接入电压为 7200 V 的交变电压，r为输电线的等效电阻， 且r5 ，电器RL的规格为“220 V 880 W”，已知该电器正常工作，由此可知( ) A原、副线圈的匝数比为 301 B原线圈中的电流为 11 90A C副线圈中的电流为 2 A D变压器的输入功率为 880 W 3 某兴趣小组利用压敏电阻(压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小)设计了判断电梯运动 状态的装置， 示意图如图甲所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电 梯静止时电压表示数为U0，电梯在某次运动过程中，电压表的示数变化情况如图乙所示。下列判断 中正确的是( ) AOt1内电梯可能匀加速上升 Bt1t2内电梯可能匀速上升 Ct1t2内电梯可能在减速上升 Dt2t3内电梯可能匀减速下降 4一个长为a、宽为b的单匝矩形线框，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n 转/秒，则( ) A线框产生的交变电动势的最大值为nBab B线框产生的交变电动势的有效值为 2nBab C从开始转动经过 周期，线框中的平均感应电动势为 2nBab 1 4 D感应电动势的瞬时值e2nBabsin 2nt 5某工厂为了防止意外停电，配备了一台柴油发电机，发电机正常工作时能够产生与我国照明 电网相同的交变电流。现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一 半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象可能是( ) 6 某水电站的输出功率恒为3×106 kW， 现用总电阻为2.5 的输电线对500 km外的用户供电，已知 输电电压为 500 kV，则下列说法正确的是( ) A输电线上输送的电流大小为 2×105 A B输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kV C若改用 5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9×108 kW D输电线上损失的功率P，U为输电电压，r为输电线的电阻 7如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器。已知图甲中原、副线圈 的匝数比为 5001，图乙中原、副线圈的匝数比为 150，电压表的示数为 220 V，电流表的示数为 10 A，则输电 线的输送功率为( ) A5.5×103 W B5.5×107 W C2.2×104 W D2.2×103 W 8如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴以较小的角速度转动，并通 过两滑环与电刷和演示用的电流表相连，演示用的电流表的 0 刻度在表盘中央，则可以看到( ) A线圈转动一周的过程中，电流表的指针左右摆动 B线圈转动的周期越大，电流表指针偏转的最大角度越小 C线圈转动的角速度越大，电流表指针偏转的最大角度越小 D线圈转动时，电流表的指针只向一个方向偏转，不会左右摆动 9中国已投产运行的 1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程，图示是高压输电 的示意图。关于高压输电，下列表述正确的是( ) A输送电压越高，输电线上的电流越大 B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 10自耦变压器的铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式理想 自耦调压变压器的电路如图所示，其原线圈匝数可调，P为自耦变压器的滑片，Q为滑动变阻器的滑 动触头，原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，下列说法正确的是( ) AQ不动，P向下移动，则电流表的示数减小，电压表的示数增大 BQ不动，P向上移动，则电流表的示数减小，电压表的示数减小 CP不动，Q向上移动，则电流表的示数增大，电压表的示数不变 DP不动，Q向下移动，则电流表的示数增大，电压表的示数不变 11一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为 41，原线圈接入电压为 220 V 的正弦交流电， 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 14 B电压表的示数为 55 V C若滑动变阻器接入电路的阻值为 30 ，则 1 min 内产生的热量为 3025 J D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表的示数变小 12图示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户 供电，已知输电线的总电阻R10 ，降压变压器T2的原、副线圈的匝数比为 51，副线圈与用电 器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端的电压u220sin 100t(V)，2 当用电器电阻R05.5 时，则( ) A升压变压器的输出电压为 1180 V B升压变压器的输入功率为 4650 W C通过输电线的电流的有效值为 8 A D当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小 13图甲所示是交流发电机的模型示意图。两磁极间的磁场可以视作磁感应强度大小为B的匀 强磁场，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO'转动，产生的电动势随时间变化的正 弦规律图象如图乙所示。发电机线圈的内阻为 1 ，外接灯泡的电阻为 9 ，则( ) A电压表的示数为 6 V B在t0.005 s 时，穿过线圈的磁通量为最大 C若线圈的转速改为 25 r/s，则电动势的有效值为 3 V D若线圈的转速改为 25 r/s，则通过电灯的电流为 0.3 A 二、(本题共 4 小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。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) 二、(本题共 4 小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。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) 14(10 分)如图所示，在匀强磁场中有一个矩形线圈abcd，ab边与磁场垂直，MN边始终与金 属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、电流表 A、定值电阻R、金属滑环K通过 导线串联。使矩形线圈绕bc、ad中点的轴以角速度10 rad/s 匀速转动，线圈共 20 匝，线圈 的总电阻r5 ，ab0.2 m，bc0.5 m，定值电阻R45 ，磁感应强度B 8 T。 (1)写出从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式； (2)电阻R在 0.05 s 内产生的热量。 15(12 分)图甲为交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO'匀速转动， 线圈的匝数n100、 电阻r10 ， 定值电阻R90 与线圈连接成回路。 在t0 时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t的关系如图乙所示。 求： (1)交流发电机产生的电动势的最大值； (2)线框中感应电动势的瞬时值表达式； (3)电路中交流电压表的示数。 16(12 分)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，发电 机的输出电压为 400 V，输送的电功率P30 kW，输电线的总电阻为 4 。 (1)若发电机直接对用户输电，则输电线上损耗的功率为多少? (2)若要求输电线上的损耗刚好占总功率的 3%， 则所用升压变压器原、 副线圈的匝数比应为多大? 17(14 分)图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加电压随时间变化的关系 图象，已知原、副线圈的匝数比为 101，两个相同的灯泡 L1和 L2的电丝的电阻值均为R40 ， 图中电压表和电流表均为理想电表。试求： (1)开关 S 闭合时，变压器的输入功率和电流表 A2的示数； (2)闭合 S 开关，待电路稳定后，再将开关 S 断开，定性分析电路中三只电表的示数变化情况。 单元训练金卷·高三·物理(A)卷 第十二单元 答 案第十二单元 答 案 一、 (本题共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一 项符合题目要求，第 813 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 0 分) 一、 (本题共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一 项符合题目要求，第 813 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 0 分) 1【答案】C 【解析】在中性面时，通过线圈平面的磁通量为最大，但此时的磁通量的变化率为零，感应电 动势为零，选项 A、B 错误；线圈通过中性面时，电流的方向发生改变，选项 C 正确；通过线圈的磁 通量为零时，线圈平面与磁感线平行，此时感应电动势最大，选项 D 错误。 2【答案】A 【解析】由电器RL正常工作，可得通过副线圈的电流IA4 A，故选项 C 错误；副线 圈导线上的电压损失Ur4×5 V20 V， 副线圈两端的电压U2220 V+20 V240 V， 因此原、 副线圈 的匝数比，选项 A 正确；又P1P2U2I2240×4 W960 W，故选项 D 错误；原 线圈中的电流I1 A， 选项 B 错误。 3【答案】C 【解析】0t1内，电压表读数大于 U0，可知压敏电阻 B 的阻值增大，则所受的压力小于 A 的重 力， 物块 A 失重， 所以电梯不可能匀加速上升， 选项 A 错误 ；t1t2内， 电压表读数大于 U0保持不变， 则压敏电阻的阻值不变且大于静止时的阻值， 说明物块 A 失重， 则电梯可能匀减速上升， 选项 B 错误， C 正确 ；t2t3内电压表读数大于 U0，说明压敏电阻阻值大于原来静止时的值，则物块 A 失重，则电 梯加速度向下，选项 D 错误。 4【答案】D 【解析】线框产生交变电动势的最大值EmBS2nBab，产生的感应电动势的瞬时值为e 2nBabsin 2nt，选项 A 错误、D 正确；该线框产生交变电动势的有效值EnBab，选 项 B 错误；线框中的平均感应电动势E4nBab，选项 C 错误。 5【答案】B 【解析】 线圈转速为正常时的一半， 据2n知， 周期变为正常时的 2 倍， 又据EmNBS 知，最大值变为正常时的一半，我国电网交流电的周期为 0.02 s，最大电压为 220 V，则此发电 机发出交流电的周期为 0.04 s，最大电压为 110 V，选项 B 正确。 6【答案】B 【解析】由PUI可得输电电流为 6×103 A，选项 A 错误；由 UIr可得，输电线上由电阻 造成的损失电压为 1.5×104 V，选项 B 正确；输电线上损失的功率不可能比输出的总功率还高，选 项 C 错误；输电线上损失的功率P，选项 D 错误。 7【答案】B 【解析】由可得输送电压U1·U21.1×105 V； 由可得输送电流I1·I2 500 A；所以输电线的输送功率PU1I15.5×107 W，选项 B 正确。 8【答案】AB 【解析】线圈在匀强磁场中以较小的角速度转动，可以认为电流表的示数反映了感应电流的大 小、 方向的变化 ； 线圈转动一周， 电流的方向变化两次， 故电流表的指针将左右摆动， 选项 A 正确、 D 错误；线圈转动的周期越大，即转动越慢，线圈中产生的感应电流越小，选项 B 正确；线圈转动的 角速度越大，线圈中产生的感应电流越大，选项 C 错误。 9【答案】BD 【解析】依据输电原理，电路中的功率损耗 PI2R线，而R线，由PUI来看在输送功 率一定的情况下， 输送电压U越大， 则输电电流越小， 功率损耗越小， 选项 A、 C 错误， 选项 B 正确 ； 输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，也会增加架线成本， 因此并不是输电电压越高越好，选项 D 正确。 10【答案】BC 【解析】当Q不变，P下移时，n1减小，U2增大，电压表的示数增大，滑动变阻器上消耗的功 率变大，则变压器的输入功率增大，原线圈的电流I1也增大，电流表的示数增大，选项 A 错误；同 理可分析得，选项 B 正确 ； 当P不动时，n1不变，由知U2不变，电压表的示数不变，Q上移，R 减小，原、副线圈的电流都增大，故选项 C 正确，同理可分析得，选项 D 错误。 11【答案】ABD 【解析】 原、 副线圈的电压与匝数成正比， 故副线圈两端的电压U255 V， 由P入P出， 即U1I1 U2I2，得，选项 A、B 正确；由Q×606050 J，选项 C 错误；将滑动变阻器的滑片向下滑 动，接入电路中的阻值变大 ，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的示数不变，副线圈中 的电流变小，则电流表的示数变小，选项 D 正确。 12【答案】AC 【解析】由所给的电压的表达式知，副线圈两端电压的有效值为 220 V，电流I440 A，输 电线电流I3I48 A， 选项 C 正确 ； 升压变压器的输出电压U2U线+U3I3R+U41180 V， 选项 A 正确；升压变压器的输入功率PP线+R+9440 W，选项 B 错误；当用电器的电阻R0减 小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项 D 错误。 13【答案】CD 【解析】 电压表的示数是有效值，UR×9 V5.4 V， 选项 A 错误 ；t0.005 s 时， 感应电动势最大，穿过线圈的磁通量为零，选项 B 错误 ； 原来线圈的转速n50 r/s，当 线圈的转速改为 25 r/s 时，感应电动势的最大值Um V3 V，有效值为 3 V，选项 C 正确； 若 线圈的转速改为 25 r/s，通过灯泡的电流为 0.3 A，选项 D 正确。 二、(本题共 4 小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。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) 二、(本题共 4 小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。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) 14【解析】(1)在图示位置，线圈甲的磁通量为零，产生的感应电流最大 感应电动势的最大值EmnBS160 V (2 分) 故瞬时值的表达式eEm·cos t160cos (10t) V。 (3 分) (2)电流的有效值I A (2 分) 所以 0.05 s 内R上产生的热量 QI2Rt11.52 J。 (3 分) 15【解析】(1)交流发电机产生的电动势的最大值EmnBS (2 分) 而mBS、，由-t图线可知m2.0×10-2 Wb，T6.28×10 -2 s (2 分) 所以，Em200 V。 (2 分) (2)线框中感应电动势的瞬时值表达式eEmcost200cos 100t (V)。 (2 分) (3)电动势的有效值 EEm100 V (1 分) 由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值I A (1 分) 交流电压表的示数为UI R90 V127 V。 (2 分) 16【解析】(1)输电线上的电流I A75 A (2 分) 输电线上损耗的功率P损'I2R22.5 kW。 (2 分) (2)输电线上损耗的功率P损P×3%900 W (2 分) 变压器副线圈的电流等于输电线上的电流，I2 A15 A (2 分) 副线圈两端的电压应为U2 2000 V (2 分) 则升压变压器原、副线圈的匝数比为。 (2 分) 17【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U1200 V (1 分) 由得U220 V (2 分) 开关 S 闭合时，两灯泡的并联电阻R并20 (2 分) 电流表 A2的示数I21 A (2 分) 变压器的输入功率P1等于输出功率P2 故P1P2U2I220×1 W20 W。 (3 分) (2)将开关 S 断开后，U2不变，即电压表的示数保持不变 (1 分) 由于负载减少，负载总电阻增大，电流表 A2的示数减小； (1 分) 副线圈的输出功率减小，原线圈的输入功率随之减小，电流表 A2的示数减小。 (2 分)