1、45分钟单元能力训练卷(十)考查范围：第十单元分值：120分一、选择题(每小题6分，共48分)1正弦交流电的电压随时间变化的规律如图D101所示，由图可知()图D101A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin25t VB该交流电的频率为25 HzC该交流电的电压的有效值为100 VD若将该交流电压加在阻值R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W2如图D102所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲W乙为()图D102A1B12C13 D163如图D103所示，理想变
2、压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1220 sin100t V，则()图D103A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 VB当t s时，c、d间的电压瞬时值为110 VC单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器的滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 图D1044如图D104所示，理想变压器原副线圈的总匝数之比为12，其原线圈与一电压有效值为220 V的交流电源相连，P为滑动头现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始沿副线
3、圈缓慢匀速上滑，直至“220 V60 W”的白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止U1表示副线圈两端的总电压，U2表示灯泡两端的电压，用I1表示流过副线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流(这里的电流、电压均指有效值)图D105中能够正确反映相应物理量的变化趋势的是() ABC D图D1055如图D106所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1 ，连接一理想电流表；副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头Q调节，副线圈接有灯泡L和光敏电阻R(光照加强时，R的阻值会变小)，则()A原副线圈电流之比为n1n2B只使Q向上滑动，灯泡变亮C只加强光照，电流表读数变大D只加强光照，原线圈的输入功率变小图D106图
4、D1076如图D107所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R. 开始时开关S断开，当S接通后()A副线圈两端M、N的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R两端的电压降增大C通过灯泡L1的电流减小D原线圈中的电流减小7如图D108所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u311sin314t V的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，所有电表均为理想电表，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻当传感器R2所在处出
5、现火情时，以下说法中正确的是()图D108AA1的示数增大，A2的示数减小BA1的示数增大，A2的示数增大CV1的示数增大，V2的示数增大DV1的示数不变，V2的示数减小8如图D109所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)经实际试验，灯的亮灭的确能反映门的开、关状态门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比()图D109A红灯亮，UR2变大B绿灯亮，UR2变大C绿灯亮，UR2变小D红灯亮，UR2变小二、填空题(共16分)9(8分)传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变
6、化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用如图D1010所示是一种测定液面高度变化的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况那么当实验仪表显示的电容C在增大时，表示液面的高度h_.图D1010图D101110(8分)有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图D1011所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表A(实际是理想电流表)设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 ，电阻R随压力F变化的函数式为R300.02F(F和
7、R的单位分别是N和)则该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表A刻度盘_ A刻度处；某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为0.6 A，则其质量为_ kg.三、计算题(共56分)11(26分)三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v13 m/s的速度流入水轮机后以v21 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低10 m，水流量为Q103 m3/s.水轮机效率为75%，发电机效率为80%，试问：(1)发电机的输出功率是多少？(2)如果发电机输出电压为240 V，用户所需电压为220 V，输电线路中能量损耗为5%，输电线的电阻共为12 ，那么所需用升、降压变压器的原副线圈匝数比分别是多
8、少？12(30分)如图D1012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)从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量；(2)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量；(3)电流表的示数图D101245分钟单元能力训练卷（十）1BD解析 由图象知，此交流电的周期为0.04 s、交流电压的峰值为Um100 V，所以该交流电的频率为f25 Hz，电压有效值U50 V，选项C错误、B正确；交变电压的角频率50 rad/s，
9、电压瞬时值的表达式为u100sin50t V，选项A错误；功率P50 W，选项D正确2C解析 计算电功时，I要用有效值计算图甲中，由有效值的定义得()2R21020()2R2102IR6102，得I1 A；图乙中，I21 A，由WUItI2Rt可得W甲W乙13.3A解析 当单刀双掷开关与a连接时，U2U1220 V22 V，选项A正确；当t s时，u110 V，选项B错误；滑片P向上移动，电压表示数不变，电阻变大，电流表示数变小，选项C错误；单刀双掷开关由a到b，原线圈匝数减少，副线圈电压升高，电压表和电流表的示数均变大，选项D错误4ABD解析 变压器副线圈两端电压有效值U1440 V保持不变
10、，选项A正确；P匀速上滑过程中，与电灯并联部分的副线圈的匝数随时间均匀增多，所以灯泡两端的电压随时间均匀增大，通过电灯的电流也随时间均匀增大，选项BC正确5BC解析 根据变压器原副线圈功率相等得，原副线圈电流之比，选项A错误；Q向上滑动时，副线圈匝数增多，副线圈两端电压增大，所以灯泡功率增大，选项B正确；光照加强时，R的阻值会变小，副线圈两端电压不变，所以电流增大，副线圈功率增大，因原副线圈功率相等，原线圈的输入功率随之增大，选项C正确、D错误6BC解析 由变压器原副线圈电压与匝数的关系知，副线圈两端M、N的输出电压不变，当S接通后，总电阻减小，副线圈电流增大，所以等效电阻R两端的电压降增大，
11、灯泡L1两端电压减小，通过灯泡L1的电流减小；因副线圈电流增大，原线圈电流也增大7AD解析 电表均为理想电表，故原线圈电压不会发生变化，选项C错误；副线圈输出电压取决于输入电压和原、副线圈匝数比，故副线圈输出电压不变，当出现火情时，传感器电阻减小，故整个电路的总电阻减小，由欧姆定律可知输出电流增大，因而R3两端电压增大，故R2两端电压减小，即V2示数减小，选项D正确；R1不变，其两端电压减小，故通过R1电流减小，选项B错误；副线圈输出电压不变，输出电流增大，故输出功率变大，所以变压器输入功率增大，因输入电压不变，故输入电流变大，选项A正确8D解析 当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，从而使
12、并联电路电阻减小，总电阻减小，总电流I增大，R2两端电压UR2U并EI(R1r)减小，R2中电流IR2减小，所以R3中电流IR3IIR2增大，线圈产生的磁场增强，吸引衔铁，红灯亮，故选项D正确9增大解析 据电容器电容的定义式c，结合传感器示意图可知，介电常数及电介质厚度一定，电容的变大只可能是极板正对面积变大导致，故判断结果应是液面高度增大100.37560解析 踏板空载时，压力传感器电阻R30 ，此时电流表A的示数I00.375 A；当电流I0.6 A时，压力传感器的电阻Rr18 ，解得F600 N，人的质量为m60 kg.11(1)6.24105 W(2)15105301解析 (1)水轮机
13、的输出功率即发电机的输入功率，设为P1，根据能量守恒定律得mghmvmv解得P17.8107 W发电机的输出功率P02P1 P180%6.24107 W(2)发电机输出的电流I12.6105 A输电线路损失的功率PP05%6.24107 W0.053.12106 W输电线路中的电流I2510 A所以升压变压器T1的原副线圈匝数比降压变压器T2的输出功率PP0P5.93107 WT2的输出电流I3 A2.7107 A所以降压变压器T2的原副线圈匝数比.12(1)(2)(3)解析 线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流，此交变电动势的最大值为EmBSB2n2Bnr2(1)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的有效值为E电阻R上产生的热量Q2R(2)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的平均值为通过R的电荷量qtt(3)设此交变电动势的有效值为E由电流的热效应得T解得E故电流表的示数为I
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