1、此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 单元训练金卷高三物理(B)卷第十二单元 交变电流 传感器 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12小题，每小题6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81
2、2题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则()A乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B乙图中c时刻对应甲图中的C图C若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次D若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz2如图为某发电站电能输送示意图.已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器匝数均不变，若用户电阻R0减小，下列说法正确的是()A发电机的输出功率减小B输电线上的功率损失减小C用户得到的电压减
3、小D输电线输送电压减小3一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是51，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，各元件正常工作，一个理想二极管和一个滑动变阻器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51B电压表的读数约为44 VC若滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，则1分钟产生的热量为2904 JD若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大4如图所示，单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为m，线框中的最大感应电动势为Em，从线框平面与磁场平行时刻开始计时，下面说法不正确的是
4、()A当穿过线框的磁通量为的时刻，线框中的感应电动势为B线框中的电流强度随时间按余弦规律变化C线框转动的角速度为D线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积随时间按正弦规律变化5如图所示，图a中变压器为理想变压器，其原线圈接在u12sin 100t (V)的交流电源上，副线圈与阻值R12 的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表。图b中阻值为R232 的电阻直接接到u12sin 100t (V)的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则()A通过电阻R1的交流电的频率为0.02 HzB电阻R1消耗的电功率为9 WC电流表的示数为6 AD变压器原、副线圈匝数比为416先后用不同的交流电源给同一
5、盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是()A第一次，灯泡两端的电压有效值是B第二次，灯泡两端的电压有效值是C第一、第二次，灯泡的电功率之比是29D第一、第二次，灯泡的电功率之比是157如图甲所示，自耦理想变压器输入端a、b接入图乙所示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为R40 的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表.当滑片位于原线圈中点位置时，开关S处于断开状态，下列说法正确的是()At0.01 s时，电压表示数为零Bt0.015 s时
6、，电流表示数为5.5 AC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 A8如图所示，图a是远距离输电线路的示意图，图b是用户得到的电压随时间变化的图象，已知降压变压器的匝数比为101，不考虑降压变压器与用户间导线的电阻，则()A发电机输出交流电的频率是50 HzB升压变压器的输出电压为2 200 VC输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小9如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为201，A、B端输入电压为U1220sin 100t(V)，对于输
7、出端CD(OD为副线圈的中心抽头)()A输出电压的有效值为11 VB输出电压的有效值为5.5 VCCD端的输出功率和AB端的输入功率之比为12DCD端的输出功率和AB端的输入功率之比为1110如图所示，N匝矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。电流表的示数为I，二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是()A导线框转动的角速度为B导线框转动的角速度为C导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零D导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大11
8、图甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈全部匝数n2之比为51，副线圈接有两个电阻，R110 ，R25 。现在原线圈输入稳定的正弦式交变电流，将滑动触头P置于副线圈的中点，a、b两端接示波器，检测a、b两端的电压如图乙所示。设电流表A为理想电流表，导线电阻不计。则下列判断正确的是()A原线圈上电压变化的频率为50 HzB电流表的示数约为0.14 AC只将滑动触头P向上移动一些，电流表示数可能减小D只将a、b两端用导线连接，原线圈的输入功率为45 W12如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为101，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)
9、，电压表和电流表均为理想电表，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是()AR处出现火警时电压表示数不变BR处出现火警时电流表示数减小C图乙中电压的有效值为220 VD电压表的示数为11 V二、(本题共2小题，共38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) 13(18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P=30 kW，输电线的总电阻为4 。(1)若
10、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?14(20分)如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过周期的时间内负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过周期的时间内通过负载电阻R的电荷量；(4)求出电流表的示数。单元训练金卷高三物理(B)卷第十二单元 交变电流 传感器 答 案一、
11、(本题共12小题，每小题6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812题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1【答案】A2【答案】C3【答案】C【解析】理想二极管的特点是正向的电流通过时电阻很小，反向的电流通过时电阻很大，认为断路，理想二极管的作用是只允许正向的电流通过。由于原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比，所以电流之比为15，A选项错误；原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比，所以副线圈两端电压为U244 V，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有T，从而求得电压表两端电压有效值为U22 V，B选项错误；1 min产生的热
12、量为Qt2 904 J，C选项正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变大，所以D选项错误。4【答案】A【解析】设线框转动的角速度为，根据题意，线框中的感应电动势的瞬时值表达式为eEmcos t，其中Emm，所以，选项B、C正确；当穿过线框的磁通量为的时刻，t30，所以线框中的感应电动势为eEmcos 30，选项A错误；计时开始时刻，线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积为零，所以以后该面积随时间按正弦规律变化，选项D正确。5【答案】D【解析】由交流电瞬时值表达式u12sin 100t (V)可知，100 rad/s2
13、f，则该交流电的频率为f50 Hz，周期为0.02 s，变压器不改变交流电的频率，所以通过电阻R1的交流电的频率为50 Hz，选项A错误.由题图b可知，阻值为R232 的电阻两端电压的有效值为U12 V，电阻R2消耗的电功率为P24.5 W.根据题述，电阻R1与R2消耗的电功率相等，可知电阻R1消耗的电功率为P1P24.5 W，选项B错误.由P1I2R1，解得电流表的示数为I1.5 A，选项C错误.变压器副线圈两端电压U2IR13 V，变压器原、副线圈匝数比为n1n2UU212341，选项D正确。6【答案】D【解析】第一次，灯泡两端电压的有效值为U1，功率P1。第二次，设灯泡两端电压的有效值为
14、U2，则T，解得U2 U0，功率P2，则P1P215，故A、B、C错误，D正确。7【答案】D【解析】交流电压表和电流表示数均为有效值，因而t0.01 s时，副线圈两端电压有效值U2440 V，选项A错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数为11 A，选项B错误；副线圈电压取决于原线圈电压和匝数比，闭合开关S后，电压表示数不变，选项C错误；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I133 A，而I1n1I2n2，故I216.5 A，选项D正确。8【答案】AD【解析】根据题图b所示的用户得到的电压随时间变化的图象，可知该交变电流的电压最
15、大值为220 V，周期T0.02 s，频率f50 Hz。由于变压器不改变正弦交变电流的频率，所以发电机输出交流电的频率是50 Hz，选项A正确；用户得到的电压为U220 V，则降压变压器的输入电压为2200 V。由于输电线上有电压损失，所以升压变压器的输出电压一定大于2200 V，选项B错误；根据变压器的功率关系，输出功率决定输入功率，输电线的电流不但与降压变压器原、副线圈的匝数比有关，还与用户的电功率有关，匝数比一定时，用户使用的电功率越大，输电线中电流就越大，选项C错误；当用户用电器的总电阻增大时，用户使用的电功率减小，输电线上电流减小，输电线上损失的功率减小，选项D正确。9【答案】BD【
16、解析】由于OD为副线圈的中心抽头，AB与CD线圈匝数之比为401，则线圈CD间电压的最大值为 V，而本题中的两个二极管相当于把CD之间的交变电压的负半部分对称地变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V，A错误，B正确。变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率，因而C错误，D正确。10【答案】AC【解析】导线框产生的最大感应电动势EmNBS；根据二极管的特点可知，在一个周期内有半个周期回路中有电流，根据交流电电流的热效应可知2RI2RT，解得，故A正确，B错误；导线框转到图示位置时，导线框位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故C正确，
17、D错误。11【答案】BD【解析】由题图乙知，交变电流的周期为0.04 s，所以频率为25 Hz，A项错误；因为a、b两端电压有效值为Uab5 V，则副线圈中的电流为I2 A，根据，解得I1 A0.14 A，B项正确；将滑动触头P向上移动，根据可知，副线圈两端电压U2增大，副线圈消耗功率增大，原线圈中输入功率增大，所以电流表示数增大，C项错误；只将a、b两端用导线连接，副线圈消耗的功率为P245 W，原线圈的输入功率P1P245 W，D项正确。12【答案】AD【解析】R处温度升高时，阻值减小，电压表示数不变，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故A、B
18、错误；设将此电压加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为Um，电压的有效值为U，T，代入数据得图乙中电压的有效值为110 V，故C错误；变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是101，所以电压表的示数为11 V，故D正确。二、(本题共2小题，共38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) 13(18分)【解析】(1)输电线上的电流输电线上损耗的功率P损 = I2R =22.5 kW。(2)输电线上损耗的功率P损=P3%=900 W变压器副线圈的电流等于输电线上的电流，副线圈两端的电压应为则升压变压器原、副线圈的匝数比为14(20分) 【解析】(1)线圈绕轴转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。此交变电流的最大值为EmBSB2n2Bnr2。(2)在转过周期的时间内，线圈一直切割磁感线，则产生的热量Q。(3)在转过周期的时间内，电动势的平均值通过R的电荷量qtt。(4)根据电流的热效应，在一个周期内：QI2RT故电流表的示数为I。
