2020届高考物理一轮复习 第11章 交变电流传感器章末过关检测（十一） 8页

第11章 交变电流传感器 章末过关检测(十一)　‎ ‎ (建议用时：60分钟　满分：100分)‎ 一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)‎ ‎1．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电压e＝220sin 100πt(V)，那么(　　)‎ 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＝ s时，e最大 D．该交变电流电动势的有效值为220 V 解析：选C.线圈的角速度为100π rad/s，故其频率f＝＝50 Hz，有效值为220 V，A、D错误；当t＝0时，e＝0，所以线圈平面恰好处于中性面，B错误；当t＝ s时，e有最大值220 V，C正确．‎ ‎2．如图甲所示，自耦变压器输入端a、b接入如图乙所示的交流电源，副线圈两端接入一个二极管和两个阻值均为R＝40 Ω的负载电阻．当滑片位于线圈中点位置时，开关S处于断开状态，下列说法正确的是(图中电表均为理想交流电表)(　　)‎ A．t＝0.01 s时，电压表示数为零 B．t＝0.015 s时，电流表示数为‎22 A C．闭合开关S后，电压表示数增大 D．闭合开关S后，电流表示数为‎16.5 A 解析：选D.副线圈两端电压的有效值为440 V，选项A错误；根据欧姆定律可知，电流表示数为‎11 A，选项B错误；副线圈两端电压取决于原线圈两端电压及原、副线圈匝数比，闭合开关S后，电压表示数不变，选项C错误；原线圈两端电压有效值为U1＝220 V，滑片位于原线圈中点位置时，副线圈两端电压有效值为U2＝440 V，闭合开关S后，副线圈在一个周期内消耗的能量等于原线圈一个周期内消耗的能量，即·＋·＝U1I1T，代入数据解得：I1＝‎33 A，而I1n1＝I2n2，故I2＝‎16.5 A，选项D正确．‎ ‎3．(2018·吉林长春质检)如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有‎0.5 A的保险丝L 8‎ ‎(电阻忽略不计)，原线圈匝数n1＝600，副线圈匝数n2＝120.当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接(　　)‎ A．阻值为12 Ω的电阻 B．并联两盏“36 V　40 W”的灯泡 C．工作频率为10 Hz的用电设备 D．耐压值为36 V的电容器 解析：选B.根据题图乙可知，原线圈输入的交变电压的最大值U‎1m＝180 V，有效值U1＝180 V，周期T1＝0.02 s，频率f1＝＝50 Hz，又因为n1∶n2＝5∶1，所以副线圈的输出电压的最大值为U‎2m＝36 V，有效值U2＝36 V，周期T2＝T1＝0.02 s，频率f2＝f1＝50 Hz，故选项C错误；若副线圈两端接阻值为12 Ω的电阻，则I2＝＝‎3 A，I1＝＝‎0.6 A＞‎0.5 A，即流过保险丝的电流超过了其熔断电流，选项A错误；若并联两盏“36 V　40 W”的灯泡，流过保险丝的电流I1＝＝0.2I2＝0.2×2× A＝ A＜‎0.5 A，故选项B正确；电容器的耐压值指的是允许加在电容器两端的最大电压值，副线圈输出电压的最大值为U‎2m＝36 V＞36 V，即超过了电容器的耐压值，故选项D错误．‎ ‎4．(2018·安徽黄山模拟)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．灯L1、L2都能正常发光 B．原线圈的输入功率减小 C．原、副线圈的电流比增大 D．电阻R消耗的功率增大 解析：选D.断开S时，L1正常发光，当闭合S后，总电阻减小，回路中总电流增大，R两端电压变大，灯泡两端电压减小，两灯不能正常发光，A项错误；由P入＝P出＝，且R总减小，U2不变，则P入增大，B项错误；由＝可知，因线圈匝数比不变，则原、副线圈的电流比不变，C项错误；电阻R的功率P＝I2R，因I增大，R不变，则P增大，D项正确．‎ 8‎ ‎5．(2018·湖南长沙模拟)如图所示，负载电阻R接在理想变压器的副线圈上，虚线部分可以用一个电阻R1来等效替代，R1称为等效电阻，这里的等效，是指输入电路的电压、电流、功率不变．若理想变压器的原、副线圈的匝数之比为n1∶n2，则有(　　)‎ A．R1＝R　　　　　 B．R1＝R C．R1＝R D．R1＝R 解析：选B.设副线圈中的电流为I，则副线圈两端的电压为U2＝IR，根据＝，得U1＝IR，由＝，得I1＝I，等效电阻R1＝＝＝R，故选项B正确．‎ 二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)‎ ‎6．(2018·河南开封模拟)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1 400座．变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝200 sin 100πt(V)，电压表、电流表都为理想电表．则下列判断正确的是(　　)‎ A．输入电压有效值为200 V，电流频率为50 Hz B．S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大 C．S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小 D．若变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小 解析：选AD.输入电压的最大值U‎1m＝200 V，有效值U1＝ V＝200 V，由瞬时值知，角速度ω＝100π rad/s，电流频率f＝＝ Hz＝50 Hz，故A正确；S打到a处，变阻器的滑片向下滑动时，由＝，知U2不变即V2示数不变，副线圈接入电路的电阻减小，所以电流表A2的示数变大，故B、C错误；若变阻器的滑片不变，S由a处打到b处，副线圈匝数减少，输入电压不变，输出电压减少，电压表V2示数减少，输出功率P2＝减少，‎ 8‎ 根据输入功率等于输出功率，P1＝U1I1减少，U1不变，则I1减少，即电流表A1的示数减小，故D正确．‎ ‎7．如图所示，理想变压器的副线圈接有规格为“44 V　44 W”的灯泡和线圈电阻为r＝1 Ω的电动机M，原线圈上接有u＝220sin 100πt(V)的正弦交流电压，此时灯泡和电动机都正常工作，且原线圈中的理想交流电流表示数为‎1 A，不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化，则下列说法正确的是(　　)‎ A．变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1‎ B．电动机的输出功率为176 W C．电动机的热功率为16 W D．若电动机被卡住，灯泡仍正常发光，则电流表示数将变为‎9 A，此时应立即切断电源 解析：选CD.原线圈电压有效值为U1＝220 V，副线圈灯泡正常工作，故电压有效值U2＝44 V，原、副线圈的匝数的比值＝＝5，选项A错误；根据U1I1＝U2I2，得副线圈电流有效值I2＝‎5 A，灯泡电流IL＝＝‎1 A，则通过电动机的电流IM＝I2－IL＝‎4 A，电动机输入功率P入＝U2IM＝176 W，内耗热功率P热＝Ir＝16 W，输出功率为P出＝P入－P热＝160 W，故选项C正确，B错误；若电动机被卡住，灯泡仍正常发光，则通过电动机的电流变为I′M＝＝‎44 A，副线圈中电流变为I′2＝I′M＋IL＝‎45 A，原线圈中电流变为I′1＝I′2＝‎9 A，电路中消耗的功率增大，此时应立即切断电源，选项D正确．‎ ‎8．如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W．现闭合开关，灯泡正常发光，则(　　)‎ A．t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零 8‎ B．线框的转速为50 r/s C．变压器原线圈中电流表示数为‎1 A D．灯泡的额定电压为220 V 解析：选BC.由题图乙知t＝0.01 s时e＝0，此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，A错；周期T＝0.02 s，所以n＝＝50 r/s，B对；由理想变压器原理得：＝，其中U1＝ V，得UL＝220 V，IL＝＝‎0.1 A，而＝，得I1＝‎1 A，C对；灯泡的额定电压为交流电压的有效值 220 V，D错．‎ ‎9．(2018·湖北八市联考)一理想变压器原、副线圈的匝数比为44∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是(　　)‎ A．副线圈输出电压的频率为100 Hz B．副线圈输出电压的有效值为5 V C．P向左移动时，变压器原、副线圈的电流都减小 D．P向左移动时，变压器的输入功率增加 解析：选BC.交流电的频率为f＝＝ Hz＝50 Hz，选项A错误；副线圈输出电压的有效值为U2＝U1＝× V＝5 V，选项B正确；P向左移动时，电阻变大，则副线圈电流减小，根据I1n1＝I2n2可知，原线圈电流也减小，则变压器的输出功率和输入功率均减小，故选项C正确，D错误．‎ ‎10．(2018·河北衡水中学联考)理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦式交流电压，副线圈接一个R＝55 Ω的负载电阻，电流表、电压表均为理想电表，则下述结论正确的是(　　)‎ A．副线圈中电压表的读数为110 V B．副线圈中输出交流电的频率为0.02 Hz C．原线圈中电流表的读数为‎0.5 A 8‎ D．原线圈中的输入功率为220 W 解析：选AD.由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为220 V，所以原线圈的电压有效值为220 V，再根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为110 V，即电压表的读数为110 V，故A正确；变压器不会改变电流的周期，电流的周期为T＝0.02 s，则频率为50 Hz，故B错误；副线圈的电流为I2＝ A＝‎2 A，根据电流与匝数成反比可得，原线圈的电流大小为‎1 A，故C错误；变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的功率为P＝ W＝220 W，所以原线圈中的输入功率也为220 W，故D正确．‎ 三、非选择题(本题共3小题，共40分，按题目要求作答．计算题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．(8分)如图，把一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6 mA，内阻RA为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻不计；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．已知RT在‎95 ℃‎时的阻值为150 Ω，在‎20 ℃‎时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～‎20 ℃‎之间的多个温度下RT的阻值．‎ ‎(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．‎ ‎(2)完成下列实验步骤中的填空．‎ ‎①依照实验原理电路图连线．‎ ‎②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为‎95 ℃‎.‎ ‎③将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．‎ ‎④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________________．‎ ‎⑤将RT的温度降为T1(‎20 ℃‎