2020版高考物理一轮复习（练习·新人教版）第十一章+交变电流传感器综合检测 12页

交变电流　传感器综合检测 ‎(时间:90分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)‎ ‎1.如图所示,矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与交流电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,图中线框平面处于竖直面内.下述说法正确的是(　D　)‎ A.因为线框中产生的是交变电流,所以电流表示数始终为零 B.线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大 C.线框通过图中位置瞬间,通过电流表的电流瞬时值最小 D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的有效值也增大一倍 解析:交流电流表测量的是有效值,所以电流表有示数,故A错误;线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量为零,感应电动势最大,感应电流也最大,通过电流表的电流瞬时值最大,故B,C错误;根据Em=NBSω可知,ω增大一倍,Em也增大一倍,根据I==可知,通过电流表电流的有效值也增大一倍,故D正确.‎ ‎2.教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I,U,R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的,则(　B　)‎ A.R消耗的功率变为P ‎ B.电压表V的读数变为U C.电流表A的读数变为2I ‎ D.通过R的交变电流频率不变 解析:发电机线圈的转速变为原来的,由E=知,原线圈中输入电压U1变为原来的 ‎,交变电流的频率f变为原来的,D错误;根据=,则副线圈的输出电压U2变为原来的,即U2=U,B正确;R消耗的功率P2==P,A错误;副线圈中的电流I2变为原来的,根据=知,原线圈中的电流I1变为原来的,即电流表A的读数变为,C 错误.‎ ‎3.小型手摇发电机线圈共有N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为E0,该发电机外接负载电阻,则(　D　)‎ A.当线圈处于中性面位置时磁通量的变化率最大 B.线圈从中性面位置转过180°过程中,线圈中磁通量的变化量为零 C.线圈转动过程中电动势的有效值为NE0‎ D.线圈转动过程中电动势的最大值为2NE0‎ 解析:图示位置穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,A错;线圈从中性面位置转过180°过程中线圈中磁通量的变化量不为零,B错;每匝线圈产生的电动势的最大值为2E0,故N匝线圈转动过程中电动势的最大值为2NE0,有效值为NE0,所以C错,‎ D对.‎ ‎4.已知某交变电流在一个周期内的波形如图所示,则该电流通过一阻值为10 Ω的电阻时的发热功率是(　D　)‎ A.16 W B.18 W C.22.5 W D.28 W 解析:由电流热效应可得2×(12×R×0.2+22×R×0.3)=I2R×1,解得I2=2.8 A2,‎ 电阻的热功率P=I2R=28 W.‎ ‎5.如图(甲)所示,为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度.给该台灯接220 V的正弦交流电压后加在灯管两端的电压如图(乙)所示,则此时交流电压表的示数为(　C　)‎ A.220 V B.110 V C.110 V D.55 V 解析:设电压表示数即灯管两端电压的有效值为U,将交流电压与直流电压分别加在电阻R两端,分析一个周期内产生的热量,交流电压产生的热量Q=×+×=T,直流电压产生的热量Q=T,解得U=110 V.‎ ‎6.如图(甲)所示,阻值为r=4 Ω的矩形金属线框与理想电流表、理想变压器原线圈构成回路,标有“12 V　36 W”字样的灯泡L与理想变压器的副线圈构成回路,灯泡L恰能正常发光,理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1,矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图(乙)所示,则(　D　)‎ A.理想变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=40sin 100πt(V)‎ B.理想电流表A的示数为 A C.t=0.01 s时,矩形金属线框平面与磁场方向平行 D.灯泡L与理想变压器的副线圈构成的回路中的电流方向每秒改变100次 解析:灯泡正常发光,故副线圈两端的电压为U2=12 V,根据=得U1=U2=36 V,输入端的最大电压为Em=36 V,又ω== rad/s ‎=100π rad/s,故原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=36sin 100πt(V),故A错误;通过副线圈的电流为I2== A=3 A,根据=得,I1=1 A,故电流表的示数为1 A,故B错误;t=0.01 s时,由(乙)图可知,产生的感应电动势最小,线框在中性面位置,即矩形金属线框平面与磁场方向垂直,故C错误;由(乙)图可知,周期为0.02 s,在一个周期内电流方向改变2次,则1 s内电流改变的次数为100次,故D正确.‎ ‎7.在如图所示的理想变压器的电路中,变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,电阻R1=R2,电流表和电压表均为理想电表,若电流表的示数为0.5 A,电压表的示数为5 V,则电阻R1‎ 的大小为(　D　)‎ A.10 Ω B.15 Ω C.20 Ω D.25 Ω 解析:电压表的示数为5 V,则副线圈中的电流I2=;原线圈中的电流I1=I2=;原线圈电压U1=U2=10 V;R1的电流IR1=;由题意可知+=0.5,解得R=25 Ω,故选D.‎ ‎8.冬季雨雪冰冻天高压电线容易覆冰,为清除高压输电线上的冰凌,有人设想利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热损耗功率为ΔP;除冰时,输电线上的热损耗功率需变为4ΔP.输电功率和输电线电阻认为是不变的,则除冰时(　CD　)‎ A.输电电流为 B.输电电压为2U C.输电电压为 D.输电电流为2I 解析:根据ΔP=I2r,输电线上的热损失功率变为原来的4倍,电流增加为原来的2倍,即为2I;由P=UI知,输送电压变为,故C,D正确.‎ ‎9.如图所示,将一根电阻为R的绝缘硬金属导线弯成一个标准的正弦曲线形状,其两端a,b通过小金属环保持与长直金属杆有着良好但无摩擦的接触,导线与杆相交处二者绝缘,金属导线两端a,b间距离为2d,最高点到ab连线的距离为L,金属杆电阻忽略不计,空间中存在有理想边界的匀强磁场,宽度为d,方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B,磁场的边界与金属杆垂直,M和N位于磁场区域的边界上,在外力的作用下,导线以恒定的速度v向右匀速运动,从b位于M左侧的某一位置运动到a位于N右侧的某一位置,则在此过程中,以下说法正确的是(　BD　)‎ A.导线上有电流通过的时间为 B.导线上有电流通过的时间为 C.外力所做的功为 D.金属导线所产生的焦耳热为 解析:‎ 由题意得,电流的产生时间b到M开始,a到N结束,则导线上有电流的时间t=,故A错误,B正确;在导线穿过磁场的过程中规定电流沿金属杆从a到b为电流的正方向,产生的电流随时间变化的图象如图所示.热量Q的计算式为Q=()2·R·t+()2·R ‎·t,又t=,解得Q=,由功能关系可知,外力做功W=Q=,故C错误,D正确.‎ ‎10.如图所示,一理想变压器原线圈匝数n1=500,副线圈匝数n2=‎ ‎100,原线圈中接一交流电源,交流电源电压u=220sin 100πt(V),副线圈中接一电动机,内阻为10 Ω,电流表A2示数为1 A.电表对电路的影响忽略不计,则下列说法正确的是(　CD　)‎ A.此交变电流的频率为100 Hz B.此电动机输出功率为44 W C.电流表A1示数为0.2 A D.如果电动机被卡住而不损坏,则电源的输出功率变为原来的4.4倍 解析:ω=100π rad/s,频率f== Hz=50 Hz,故A错误;原线圈两端电压的有效值为U1= V=220 V,由=,得U2=U1=×220 V=44 V,输给电动机的电功率P入=U2I2=44×1 W=44 W,电动机内阻消耗的功率P损=r=12×10 W=10 W,电动机的输出功率P出 ‎=P入-P损=34 W,故B错误;根据变压器输入功率等于输出功率即U1I1=U2I2,得I1== A=0.2 A,故C正确;如果电动机被卡住而不损坏,电源输出功率P2== W=193.6 W,电源的输出功率为原来的=‎ ‎4.4倍,故D正确.‎ ‎11.如图所示,理想变压器为降压变压器,原线圈通过灯泡L1与正弦式交变电流相连,副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连,开始时开关S处于断开状态.当S闭合后,所有灯泡都能发光.下列说法中正确的是(　AB　)‎ A.灯泡L1和L2中的电流有效值可能相等 B.灯泡L2两端的电压变小 C.灯泡L1变亮,灯泡L2的亮度不变 D.变压器原线圈的输入功率不变 解析:降压变压器n1>n2,则I1