12.4交变电流传感器综合练（原卷版）-2023年高考物理一轮复习提升核心素养

这是一份12.4交变电流传感器综合练（原卷版）-2023年高考物理一轮复习提升核心素养，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大
D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
2．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电
D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电
3．（2022·北京·101中学三模）如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A．曲线a表示的交变电动势有效值为15V
B．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz
C．曲线a、b对应的线圈转速之比为
D．时刻穿过线圈平面的磁通量均为零
4．（2022·江苏·扬州中学模拟预测）如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴OO′匀速转动。已知线框电阻R，转动周期T，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图，如图乙所示。则下列说法错误的是（ ）
A．时刻，线框平面与中性面垂直
B．感应电流的有效值为
C．到过程中，线框中平均感应电动势为零
D．线框转动一周，线框中产生的热量为
5．（2022·湖北·模拟预测）如图所示，单匝闭合矩形导线框abcd电阻为R，ef为线框与磁场边界的交点， 。线框绕过ef的轴以角速度匀速转动，从图示位置开始计时，若匀强磁场的磁感应强度为B，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻，回路中电流
B．回路中电流的最大值
C．回路中感应电动势的有效值
D．前周期内，回路中平均电动势
6．（2022·湖南·宁乡市教育研究中心模拟预测）光滑导轨间距d＝0.5m，导轨间有一足够宽的磁场，磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，导轨两端分别接有电阻R＝3Ω的电阻和阻值为RL＝6Ω的小灯泡，t＝0时，一电阻r＝2Ω的导体棒MN处在磁场的左边界处，之后在外力作用下以速度v＝4sin10πt恰好能在磁场两边界间往返运动，导轨的电阻不计，导体棒与导轨接触良好，在导体棒MN以后的运动中（ ）
A．导体棒MN从磁场左边到右边过程中，通过的电量为0.4C
B．导体棒在磁场中做匀变速运动
C．小灯泡的功率为W
D．导体棒运动到磁场中间位置时，电阻R的电流为A
7．（2022·河南·模拟预测）在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，定值电阻，，在a、b两端输入一有效值恒定的正弦式交流电，结果理想电流表A1、A2的示数之比为，则为（ ）
A．B．C．D．
8．（2022·浙江·丽水第二高级中学模拟预测）如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，已知发射、接收线圈匝数比，C，D端输出电流，则A、B端输入电流的（ ）
A．频率为B．周期为
C．有效值为D．最大值为
9．（2022·广东·江门市新会东方红中学模拟预测）如图甲为教室的挂扇，图乙为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上。若在A、B端输入电压按规律变化的交流电，在B、C间接风扇。下列表述正确的是（ ）
A．接入风扇的交流电频率为100Hz
B．触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为110V
C．触头P顺时针旋转时，A、B间输入电流增大
D．触头P顺时针旋转时，风扇的转速加快
10．（2022·广东茂名·模拟预测）手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。当ab间接入如图丙所示的正弦交变电流后，受电线圈中产生电流实现给手机充电。这时手机两端的ef间电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，二极管视为理想元件，则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s时电流表示数为0
B．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=44：1
C．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=22：1
D．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中也将产生恒定电流
11．（2022·江苏·泰州中学模拟预测）埃及的古夫（Khufu）金字塔内有一条狭窄通道，尽头处被一块镶有两个铜制把手的石块堵住，如图所示。考古学家曾利用一台机器人来探测石块后面隐藏的秘密，该机器人上配备的探测设备有：（甲）超声波回声探测器、（乙）导电性传感器、（丙）可穿透石块的雷达。机器人沿着通道到达石块前，进行了以下探测工作：
（1）两个铜把手在石块背面是否彼此连接；
（2）石块是否能够移动；
（3）在石块后面是否还有其他物体；
（4）石块的厚度。
针对上述各项探测工作，下表中哪一选项内所选的探测设备最合适（ ）
A．AB．BC．CD．D
12．（2022·北京·101中学三模）某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0；当电压示数为时，电子称量物体质量为m，设变阻器总电阻R，电源电动势为E，电源内阻r可忽略不计，限流电阻阻值为R0，且R=R0，不计一切摩擦和其他阻力（ ）
A．当电压示数为时电子秤称量物体质量为2m
B．当电压示数为时电子秤测量物体质量为3m
C．该电子秤可称量物体的最大质量为4m
D．该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的
13．（2022·北京海淀·二模）如图所示，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。物体位置变化时，电容器电容也会发生变化。从图中位置开始计时，关于物体的运动则下列说法正确的是（ ）
A．电容增大，说明物体在向右运动
B．电容减小，说明物体在向左运动
C．电容均匀增大，说明物体在向左匀速运动
D．电容均匀减小，说明物体在向左匀速运动
14．（2022·广东·开平市忠源纪念中学模拟预测）随着国家的发展和人们生活水平的提高，我国人民汽车的拥有量逐年提升，交通管理的压力越来越大，电子眼在交通管理中的运用，为交管部门减轻了很多的工作强度。电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照。则红灯亮时（ ）
A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流
B．车轮经过感应线的过程中，电容器先放电后充电
C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增大后减小
D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照
二、多选题
15．（2022·四川·模拟预测）在匀强磁场中，匝数N=100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.5×10-2 s时，线圈平面与中性面重合
B．t=1×10-2 s时，线圈中磁通量变化率最大
C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10-3 Wb
D．线圈转动的角速度为100π rad/s
16．（2022·黑龙江·佳木斯一中三模）如图所示，面积为S、匝数为N、内阻不计的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始计时，绕水平轴以角速度匀速转动。矩形线圈通过滑环连接理想变压器。理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可变电阻R，电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（ ）
A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B．当P位置不变，R阻值不变，增大矩形线圈转动角速度时，电压表示数和电流表示数都变大
C．当P位置不变，线圈转动角速度不变，R阻值增大时，电压表示数增大
D．当线圈转动角速度不变，R阻值不变，P位置向下移动时，电流表示数变大
17．（2022·贵州贵阳·模拟预测）如图是风力发电机的简易模型。时刻，发电机线圈所在平面与磁场方向垂直，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈以每秒n转的转速转动。已知发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出电压的有效值为
B．发电机输出交变电流的频率为
C．副线圈输出电压的有效值为
D．发电机产生的瞬时电动势
18．（2022·山西省翼城中学校模拟预测）某无级充电装置的原理如图所示，该装置主要由供电线圈和受电线圈组成，可等效为一个理想变压器，从受电线圈输出的交流电经过转化装置变为直流电给电池充电。已知供电线圈匝数大于受电线圈匝数，供电线路中保护电阻R=50Ω，其余电阻不计。充电时，供电线圈接有效值的正弦交流电，受电线圈cd端的输出电压、输出电流，下列说法正确的是（ ）
A．cd端电压的最大值为
B．供电线圈和受电线圈匝数比为10：1
C．充电时，ab端的输入功率为80W
D．若输入端ab接220V直流电，也能进行充电
19．（2022·甘肃·永昌县第一高级中学模拟预测）如图所示为某水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向远距离用户供电，总功率为P。用户端理想变压器原、副线圈匝数分别为和，为输电线总电阻，为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻），电压表和电流表均为理想电表。当可变用户电阻R增大时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数将变大
B．电压表示数将变大
C．输电线路上损耗的功率为
D．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
20．（2021·广东·揭阳市教育局教育装备中心模拟预测）如图甲所示为某钳形电流表的工作原理图。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表G指针会发生偏转，不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2=1000匝，下列说法正确的是（ ）
A．用该表测交流电时，G中通过的是交变电流
B．若G中通过的电流为50mA，则导线中的被测电流为50A
C．若导线中通过的是图乙所示矩形脉冲交流电，G无示数
D．当用该表测量400Hz的电流时，测量值比真实值偏小
21．（2022·广东·模拟预测）利用如图所示的实验装置可以测量磁感应强度，其中2为力敏传感器，3为数字电压表，5为底部长为L的线框。当外界拉力作用于力敏传感器的弹性梁上时，数字电压表上的读数U与所加外力F成正比，即U=KF，式中K为比例系数。用绝缘悬丝把线框固定在力敏传感器的挂钩上，并用软细铜丝连接线框与电源，当线框中电流为零时，输出电压为U0；当线框中电流为I时，输出电压为U。则下列说法不正确的是（ ）
A．线框受到的安培力为
B．线框受到的安培力为
C．磁感应强度的大小为
D．磁感应强度的大小为
三、解答题
22．（2022·上海市杨浦高级中学模拟预测）如图（a）所示，虚线（磁场边界）左侧有一竖直向下、磁感应强度的匀强磁场，一边长的正方形线框从最低位置绕水平轴O顺时针匀速转动，进入磁场区域。线框中产生的感应电流i随时间t变化的图线如图（b）所示。
（1）求线框匀速转动的角速度；
（2）求线框的回路电阻R；
（3）类比是我们研究问题常用的科学方法。请从学过的知识出发，运用类比分析并求出内流过线框的电流平均值。
23．（2018·四川·攀枝花市第十二中学校一模）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为，输出电压为，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用高压输电，最后用户得到“”的电能，求：
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比；
（2）输电线路导线电阻；
（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比。
24．（2018·河南·汝州市实验中学一模）风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图所示的风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为10Ω。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%。
（1）画出此输电线路的示意图；
（2）求在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）求用户得到的电功率。
25．（2019·江西赣州·一模）一座小型水电站，水以3.0m/s的速度流入水轮机，而以1.0m/s的速度流出．流出水位比流入水位低1.6m，水的流量Q=1.0m3/s．如果水流能量的75%供给发电机，20%用于水温升高．求：
（1）若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？
（2）发电机的输出电压为240V，输电线路电阻为50/3Ω，允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？画出远距离输电过程示意图．（变压器为理想变压器，g取10m/s2 ）
选项
探测工作
A
B
C
D
（1）
乙
丙
乙
甲
（2）
丙
乙
甲
乙
（3）
乙
甲
丙
乙
（4）
甲
丙
甲
丙