（新高考）2022届高中物理一轮复习 第十二单元 交变电流 传感器 训练卷 B卷 学生版

这是一份（新高考）2022届高中物理一轮复习 第十二单元 交变电流 传感器 训练卷 B卷 学生版，共7页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
     （新高考）2022届高三一轮单元训练卷第十二单元 交变电流  传感器（B）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、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．把发光颜色不同的两个二极管并联（该类二极管具有单向导电性，导通时发光），使两者正负极方向不同。当摇动如图所示的手摇发电机时，两个二极管交替发光，则流过其中一个二极管的电流是(　　)A．交流电               B．直流电C．恒定电流             D．涡流2．两人在赤道上站立，各自手握金属绳OPO'的一端，绕东西方向的水平轴沿顺时针方向匀速摇动，周期为T，将金属绳连入电路，闭合回路如图所示，取金属绳在图示的最高位置时为t＝0时刻，则下列说法正确的是(　　)A．电路中存在周期为T的变化电流B．t＝0时刻，回路磁通量最大，电路中电流最大C．t＝时刻，电流向左通过灵敏电流计D．t＝时刻，回路磁通量最小，电路中电流最大3．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是(　　)      4．为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图如图甲所示，矩形交流发电机匝数n＝50，线圈、导线的电阻均不计，在匀强磁场中以矩形线圈中轴线OO′为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Ф随时间t的变化图像如图乙所示，Ф＝。并与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，变压器为理想变压器，假设额定电压为220 V的医疗设备恰能正常工作。下列说法正确的有(　　)A．电压表的示数为50 VB．假如给变压器输入端接入电压U＝50 V的直流电，医疗设备能正常工作C．变压器的匝数比为5∶22D．从t＝0开始计时，变压器的原线圈两端的电压u＝50sin100 πt（V）5．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压U1和输电线上的电阻R均保持不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(　　) A．升压变压器的输出电压U2增大B．降压变压器的输出电压U4增大C．输电线上损耗的功率减小D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大6．如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡L和交流电风扇电动机D，电动机线圈电阻为r。接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I，则下列说法正确的是(　　)A．理想变压器的输入功率为B．灯泡L中的电流为C．风扇电动机D输出的机械功率为(I－)D．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为7．传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永久磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动永久磁铁在C形软铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形图中正、负尖峰电压分别为Um和－Um，两个相邻正、负尖峰电压所对应的时间差为Δt，发电机线圈匝数为n。下列判断正确的是(　　)A．驱动轴转动的角速度为B．线圈电压的有效值为UmC．穿过线圈磁通量变化率的最大值为UmD．相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值为Um8．如图所示，匝数为N，内阻为r的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度ω匀速转动。该线圈中感应电动势的峰值为Em，闭合回路中两只完全相同的灯泡均能正常发光，此时它们的电阻均为R。下列说法中正确的是(　　)A．从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcos ωtB．穿过线圈的最大磁通量为C．从图中位置开始计时，周期内通过灯泡A1的电荷量为D．增大角速度ω时，灯泡A1变暗，A2变亮二、多项选择题:本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．水力发电站和火力发电站都采用旋转磁极式发电机，但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机，A、B、C、D均为线圈；火力发电站常采用图乙所示原理的发电机，A、B、C、D均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时，某同学在两图中标示了电流方向，下列说法正确的是(　　)A．图甲中A、C线圈电流标示方向正确B．图甲中B、D线圈电流标示方向正确C．图乙中A、B导线电流标示方向正确D．图乙中C、D导线电流标示方向正确10．电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器(　　)A．是一种降压变压器B．能测量直流电路的电流C．原、副线圈电流的频率相同D．副线圈的电流小于原线圈的电流11．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0。某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中（　　）A．物体处于失重状态B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动12．如图所示电路中，电源电压u＝311sin (100πt) V，A、B间接有“220 V，440 W”的电暖宝、“220 V，220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是(　　)  A．交流电压表的示数为220 VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．抽油烟机1 min消耗的电能为1.32×104 J13．如图所示，导线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e＝111sin100 πt（V），导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电。输电线路的电流为2 A，输电线路总电阻为25 Ω，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220 V，电动机内阻为8.8 Ω，电动机的机械效率恒为80%，导线框及其余导线电阻不计，不计一切摩擦，则(　　)A．该发电机的电流方向每秒钟改变50次，图示位置线圈的磁通量变化率为0B．不计摩擦，线框转动一圈过程中，克服安培力做功24 JC．保持线框转速不变，若电动机突然卡住，输电线上的损耗功率将增加D．若线框转速变为25 r/s，电动机的机械功率将变为220 W14．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，发电机取两种不同的转速，使其电动势随时间的变化规律如图乙中a、b所示，则下列说法正确的是(　　)A．曲线b表示的交变电流的电动势有效值为10 VB．曲线a、b对应的线圈角速度之比为3∶2C．线圈转速不变，将原线圈滑片P向上滑动时，灯泡变暗D．P位置不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，变压器的输入功率变大 三、非选择题：本题共4小题，共52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。15．(9分)某同学要把电压表改装成可直接测量压力的仪表，设计的电路如图甲所示。实验器材如下：待改装电压表（量程0～3 V，可视为理想电压表），定值电阻R0，压敏电阻Rx，电源（4 V，内阻不计），开关S，导线。选用的压敏电阻阻值Rx随压力F变化的规律如图乙。(1)实验中随着压力F的增大，电压表的示数_______。（选填“变大”“不变”或“变小”）(2)为使改装后仪表的量程为0～160 N，且压力160 N对应电压表3 V刻度，则定值电阻阻值R0＝______Ω，压力0 N对应电压表_______V刻度。16．(13分)如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。求：(1)线圈转一圈外力做的功；(2)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。 17．(14分)如图所示，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量约为98550 kW·h的太阳能光伏发电系统，供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105 W。求：(1)按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？(2)假若输出电压250 V，现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。用户获得220 V电压，求应选用匝数比多大的升压变压器和降压变压器？    18．(16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10∶1，两个相同的灯泡L1和L2的电丝的电阻值均为R＝40 Ω，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。          
（新高考）2022届高三一轮单元训练卷第十二单元（B）答案一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．【答案】B【解析】交流电是指大小和方向发生周期性变化的电流，直流电的方向不变，恒定电流的大小与方向均不变，涡流是感应电流；手摇发电机产生的是交流电，因为该类二极管具有单向导电性，所以通过每个二极管的电流方向不变，为直流电。2．【答案】A【解析】用类比法，如线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生周期性变化的交变电流，所以这个电路中存在周期为T的变化电流，故A正确；由于地磁场方向等效为由南指向北，则t＝0时刻，回路磁通量最大，电路中电流最小为0，故B错误；t＝时刻，第一次经过水平位置，这个过程磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流方向向右通过灵敏电流计，故C错误；t＝时刻，回路磁通量最小，电路中电流最小，故D错误。3．【答案】D【解析】对于A图正弦式电流，有效值I1＝Im＝ A；根据焦耳定律得Q1＝IRT1＝()2RT1＝2RT1；对于B图正弦式电流，有效值I2＝Im＝ A，根据焦耳定律得Q2＝IRT2＝()2RT2＝2RT2；对于图C形式电流，根据焦耳定律得Q3＝IRT2＝2.25RT2；对于图D形式电流，根据焦耳定律得：Q4＝IR·＋I′R·＝2RT1＋2RT1＝4RT1，其中T1＝2T2；故在相同时间内电阻产生热量最大的是D。4．【答案】C【解析】根据图像可得T＝0.02 s，线圈的角速度，线圈产生的电动势，根据Um＝nФmω＝50 V，则电压表的示数位U＝＝50 V，变压器的匝数比，A错误，C正确；根据变压器的原理，变压器输入端接入电压U＝50 V的直流电，变压器不工作，医疗设备不能正常工作，C错误；t＝0时，磁通量为0，则变压器的原线圈两端的电压u＝50cos 100 πt（V），D错误。5．【答案】D【解析】由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以根据＝可知升压变压器的输出电压U2不变，故A错误；由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U2不变，根据P＝UI可输电线上的电流I线增大，根据U损＝I线R可知输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3＝U2－U损，可得降压变压器的输入电压U3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压U4减小，故B错误；升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流，则输电线中的电流增大，根据P损＝I2R知输电线上损失的功率增大，故C错误；输电线上损耗的功率占总功率的比例为，因为输电线上的电流增大，则电压损失增大，U2不变，所以输电线上损耗的功率占发电厂输出总功率的比例增大，故D正确。6．【答案】D【解析】理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为U的交流电源，则输出端电压为，灯泡L中的电流为，而电动机的输入功率为，故A、B项错误；电动机D的输入功率为，而电动机的线圈电阻消耗的功率为I2r，则电动机D的机械功率为－I2r，故C项错误；若电风扇由于机械故障被卡住可视为纯电阻，两电阻并联，则根据欧姆定律变压器原理＝可知，通过原线圈的电流为，故D项正确。7．【答案】C【解析】已知两相邻正、负尖峰电压对应时间差为Δt，可得交变电流的周期T＝2Δt，驱动轴转动的角速度，A错误；交变电流不是按正弦规律变化的，电压最大值与有效值的关系不是Um＝U，B错误；由法拉第电磁感应定律得，感应电动势与磁通量变化率成正比，有Um＝nkm，穿过线圈磁通量变化率的最大值，C正确；相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值，线圈转过一个完整周期，磁通量变化量为0，电压平均值为0，D错误。8．【答案】B【解析】题图中位置，线圈处于中性面位置，磁通量最大，感应电动势为零，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e＝Emsin ωt，而Em＝NBSω，则穿过线圈的最大磁通量，A错误，B正确；从图中位置开始计时，四分之一周期内，磁通量的变化量，则通过干路的电荷量，本题中总电阻无法确定，故通过灯泡A1的电荷量无法确定，C错误；根据电动势最大值公式Em＝NBSω可知，增大线圈转动角速度ω时，频率变大，感应电动势的峰值Em变大，同时由于电感线圈对交流电有阻碍作用，交流电的频率越大，该阻碍作用越大；电容器对交流电也有阻碍作用，交流电频率越大，阻碍越小，故灯泡A1变亮；由于感应电动势变大，故灯泡A2明亮程度未知，D错误。二、多项选择题:本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．【答案】AC【解析】题图甲中，A、B、C、D线圈中磁场均减弱，根据磁场减弱方向，结合楞次定律和安培定则，可知A、C线圈电流标示方向正确，B、D线圈电流标示方向错误，A正确，B错误；题图乙中，磁铁运动，导线切割磁感线产生电流，由右手定则可知，A、B导线电流标示方向正确，C、导线电流标示方向错误，C正确，D错误。10．【答案】CD【解析】原线圈匝数较少，电流互感器是一种降电流的变压器，A错误；电流互感器的工作原理是电磁感应中的互感现象，只可以测量交变电流，B错误；电流互感器不会改变电流的频率，只改变电流，故原、副线圈电流的频率相同，C正确；原线圈匝数较少，电流互感器是一种降电流的变压器，副线圈的电流小于原线圈的电流，D正确。11．【答案】BD【解析】因为压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，由题图乙知，此过程中电路中的电流大于静止时的电流且稳定，故压敏电阻受到的压力大于静止时受到的压力，物体处于超重状态，超重状态为加速速向上，故有可能是向下减速运动和向上加速运动，故B、D正确，A、C错误。12．【答案】AD【解析】由电源电压u＝311sin (100πt) V可知该交变电压的有效值为220 V，故交流电压表的示数为220 V，A正确；电路正常工作时，电路的总功率为660 W，故对应的电流有效值为3 A，保险丝的额定电流为交变电流的有效值，B错误；抽油烟机为非纯电阻用电器，故不能直接利用功率的大小比较电暖宝与抽油烟机的发热功率，C错误；抽油烟机1 min消耗的电能为W＝Pt＝1.32×104 J，D正确。13．【答案】BCD【解析】依题意，可知交变电流的频率，线圈每转一圈，电流方向改变两次，所以该发电机的电流方向每秒钟改变100次，图示位置为中性面，线圈的磁通量变化率为最大，故A错误；电动机的机械效率恒为80%，有，可知流过电动机的电流I＝5 A，回路中消耗的总电功率P总＝I线2R线＋UI＝1200 W，根据能量守恒，线框转动一周过程中，克服安培力做功W＝P总t＝24 J，故B正确；若电动机突然卡住，电动机变成纯电阻电路，流过电路的电流增加，导致输电线的电流增加，输电线上的损耗功率增加，故C正确；由题可知，原来的转速，线圈产生的电动势有效值E＝nBSω，可知，若线框转速变为25 r/s，其有效值要减半，所有用电器的电压和电流都变为原来的一半，对电动机P入＝UI＝275 W，产生热的功率P热＝I2R＝55 W，电动机的机械功率将变P机＝P入－P热＝220 W，故D正确。14．【答案】BC【解析】由图乙知a的周期为4×10－2 s，b的周期为6×10－2 s，则由T＝可知，角速度与周期成反比，故角速度之比为3∶2，选项B正确；曲线a表示的交变电动势最大值是15 V，根据Em＝nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是10 V，则有效值为V，选项A错误；将原线圈滑片P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式＝，输出电压减小，灯泡会变暗，选项C正确；P位置不变，副线圈电压不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，输出功率P＝变小，输入功率也变小，选项D错误。三、非选择题：本题共4小题，共52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。15．(9分)【答案】(1)变大    (2)240    1.5    (每空3分)【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数，由图乙可知，压力越大Rx越小，U越大，故电压表的示数变大。(2)由图乙可知，当F1＝160 N时，Rx1＝80 Ω，此时电压表的示数U1＝3 V，由得R0＝240 Ω；当F2＝0时，Rx2＝400 Ω，此时电压表的示数，可见压力0 N对应电压表1.5 V刻度。16．(13分)【解析】(1)，所以由角速度与转速关系  (2分)感应电动势最大值Em＝nBSω≈314 V   (2分)电动势有效值线圈匀速转动的周期  (2分)线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即   (2分)代入数据，解得。   (2分)(2)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。   (3分)17．(14分)【解析】(1)该发电系统一年能输出的电能，由P＝1.0×105 W，t＝365×6 hE＝Pt＝2.19×105 kW·h＝7.884×1011 J。   (3分)(2)依题意作出如图输电示意图，升压变压器原线圈中的电流I1＝＝A＝400 A   (1分)当输电线上损失的电功率为输送电功率的5%时，输电线中的电流为I2，则I22R线＝5%×P  (1分)解得I2＝25 A  (1分)升压变压器T1的匝数比为＝＝   (2分)降压变压器T2副线圈中电流I4，即为提供给所有用户的总电流I总，用户获得的总功率为P用＝P－5%×P＝95%×P  (1分)又P用＝U4I总＝U4I4  (1分)解得I4＝431.8 A  (1分)其原线圈中电流I3＝I2＝25 A  (1分)降压变压器的匝数比为。   (2分)18．(16分)【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值U1＝200 V　(1分)由＝得U2＝20 V　(2分)开关S闭合时，两灯泡的并联电阻R并＝＝20 Ω　(2分)电流表A2的示数I2＝＝1 A　(2分)变压器的输入功率P1等于输出功率P2故P1＝P2＝U2I2＝20×1 W＝20 W。　(3分)