【物理】2020届一轮复习人教版交变电流传感器作业

【物理】2020届一轮复习人教版交变电流传感器作业

‎2020届一轮复习人教版 交变电流传感器 作业 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。1～5题为单选，6～8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)‎ ‎1.(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt (V)，对此电动势，下列表述正确的有(　　)‎ A.最大值是50V B.频率是100Hz C.有效值是25V D.周期是0.02s 答案　CD 解析　电动势的最大值Em＝50 V，A错误；频率f＝ Hz＝50 Hz，B错误；有效值E＝V＝25V，C正确；周期T＝s＝0.02s，D正确.‎ ‎2.(2018·江苏百校12月大联考)某一电子设备所加正弦交流电的电压随时间的变化规律如图1所示，则(　　)‎ 图1‎ A.交流电的频率为50Hz B.交流电压的有效值为100V C.交流电压瞬时值表达式为u＝100cos25t (V)‎ D.此交流电压不可以直接加在耐压值为80V的电容器两端 答案　D ‎3.(多选)(2018·锦屏中学模拟)一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，从线框平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则(　　)‎ A.交变电动势的最大值为nπBS B.交变电动势的有效值为nπBS C.从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBS D.感应电动势瞬时值表达式为e＝2nπBSsin2nπt 答案　BD ‎4.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图2所示，由图可知(　　)‎ 图2‎ A.该交变电流的电压的瞬时值表达式为u＝100sin25πt (V)‎ B.该交变电流的频率为4Hz C.该交变电流的电压的有效值为100V D.若将该交变电压加在阻值为R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W 答案　D 解析　由题图可知，该交变电压的周期T＝4×10－2s，则频率f＝＝25Hz，电压的最大值Um＝100V，则有效值U＝＝50V，瞬时值表达式u＝Umsint＝100sin50πt (V)，选项A、B、C错误；将该交变电压加在R＝100 Ω的电阻两端时，电阻消耗的功率P＝＝50W，选项D正确.‎ ‎5．(2018·重庆一诊)如图所示，电源电动势E，内阻恒为r，R是定值电阻，热敏电阻RT的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器。闭合开关S，带电液滴刚好静止在C内。在温度降低的过程中，分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值。关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是(　D　)‎ A.、、一定都变大 B.和一定不变，一定变大 C．带电液滴一定向下加速运动 D．电源的工作效率一定变大 ‎[解析]　根据电路知识知，V3测路端电压，V2测热敏电阻RT两端的电压，V1测定值电阻R两端的电压，由U3＝E－Ir，得＝r，由U2＝E－I(R＋r)得＝R＋r，U1＝IR得＝R，故A、B错误；带电液滴在电容器中受到竖直向上的电场力和竖直向下的重力而处于平衡状态，在温度降低的过程中，热敏电阻RT的阻值变大，回路中电流变小，路端电压增大，由于流过定值电阻R的电流变小，所以R分的电压也就变小，而路端电压增大，故V2读数增大，平行板间的电场强度也增大，导致带电液滴向上运动，故C错误；η＝＝ ‎，由于路端电压增大，所以电源的工作效率一定变大，故D正确。‎ ‎6．(2018·江苏镇江一模)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，电阻R1＝R2＝25Ω，D为理想二极管，原线圈接u＝220sin100πt(V)的交流电，则(　BCD　)‎ A．此交流电的频率为100Hz B．电阻R1两端的电压为50V C．通过电阻R2的电流为A D．变压器的输入功率为150W ‎[解析]　根据表达式可知ω＝100π，根据ω＝2πf得，交流电的频率为f＝＝Hz＝50Hz，故A错误；原线圈电压有效值为U1＝＝220V，则副线圈电压为U2＝U1＝×220V＝50V，故B正确；二极管具有单向导电性，二极管中的交流电只有半个周期可以通过，根据有效值的定义得·＝T，解得U′＝25V，根据欧姆定律得通过R2的电流为IR2＝＝A＝A，故C正确；电阻R1消耗功率为PR1＝＝100W，电阻R2消耗功率为PR2＝I2R2R2＝50W，则原线圈输入功率为P1＝PR1＋PR2＝100W＋50W＝150W，故D正确。‎ ‎7．(2019·青岛调研检测)理想变压器原线圈a的匝数n1＝100匝，副线圈b的匝数n2＝50匝，线圈a接在u＝50sin314t(V)的交流电源上，“12V　6W”的灯泡恰好正常发光，电阻R2＝24Ω，电压表为理想电表。下列说法正确的是(　CD　)‎ A．交变电流的频率为100Hz B．原线圈两端的电压为50V C．电压表的示数为24V D．R1消耗的功率是0.5W ‎[解析]　由公式可知，角速度ω＝100π，则f＝＝50Hz，故A错误；灯泡正常发光，故副线圈中电流为I＝＝A＝0.5A，所以电压表示数为：U2＝12＋IR2＝12＋0.5×24＝24V，故C正确；根据理想变压器电压比：＝，可得原线圈两端的电压为：U1＝48V，故B错误；输出端电压为48V，R1两端的电压为U′1＝50－48＝2V，根据电流之比等于匝数的反比可得：I1＝0.25A；则功率P＝U′I＝2×0.25＝0.5W，故D正确。‎ ‎8．(2018·吉林长春模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶10，接线柱a、‎ b接在电压u＝10sin100πt(V)的正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为100Ω，R2为用半导体材料制成的热敏电阻(阻值随温度升高而减小)。下列说法中正确的是(　AC　)‎ A．t＝s时，a、b之间电压的瞬时值为5V B．t＝s时，电压表的读数为50V C．在1min内电阻R1上产生的热量为6000J D．当R2的温度升高时，电压表示数变大，电流表示数变大 ‎[解析]　t＝s时，a、b之间电压的瞬时值U＝10sinV＝5V，所以A正确；输入电压的最大值为10V，其有效值U1＝＝10V，根据变压器的原、副线圈的电压比等于匝数比，即＝＝，得U2＝100V，即电压表读数为100V，所以B错误；计算热量用有效值，R1两端的电压有效值为100V，所以在1min内电阻R1上产生的热量Q＝t＝×60J＝6000J，所以C正确；当R2的温度升高时，R2的电阻减小，电路的总电阻减小，所以副线圈电路中的总电流将会增大，所以原线圈中的电流也增大，电流表示数变大；由于电源电压的有效值不变，原、副线圈的匝数比也不变，所以电压表的示数不变，所以D错误。‎ 二、非选择题(共2小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分)‎ ‎9．(22分)(2018·湖北黄冈调研)图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。‎ ‎(1)简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因：电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大(长度、横截面积变化只要提到其中一点即可)。‎ ‎(2)小明找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力变化的图象如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E约15V，内阻约2Ω；灵敏毫安表量程为0～10mA，内阻约5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作。‎ a．滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数I时，读出电阻箱的读数R1；‎ b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；‎ c．调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出此时电阻箱的读数R2；‎ d．算得图乙直线的斜率k和截距b；‎ 则待测重物的重力G的表达式为G＝(用以上测得的物理量表示)，测得θ＝53°(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)，R1、R2分别为1052Ω和1030Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力G＝132N(结果保留三位有效数字)。‎ ‎(3)(多选)针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是CD。‎ A．将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表 B．将毫安表换成量程为0～10μA的微安表 C．将电阻箱换成精度更高的电阻箱 D．适当增大A、B接线柱之间的距离 ‎[解析]　(1)电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大。‎ ‎(2)根据等效替代法测电阻，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。‎ 由其阻值随拉力变化的图象可得k＝＝＝0.2Ω·N－1，由平衡条件得2ΔFcosθ＝G，由等效替代法测电阻得ΔR＝R1－R2，联立解得G＝，可得待测重物的重力G＝N＝132N。‎ ‎(3)为了提高测量重量的精度，将电阻箱换成精度更高的电阻箱，适当增大A、B接线柱之间的距离，根据闭合电路欧姆定律得电流I＝只有几毫安，所以不能将毫安表换成量程为0～10μA的微安表，即不能将毫安表换成其他量程，故选C、D。‎ ‎10．(30分)(2018·安徽江南联考)如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R＝4Ω的定值电阻，两导轨在同一平面内，与水平面的夹角θ＝30°，质量m＝‎ ‎0．2kg、长L＝1m的导体棒ab垂直于导轨放置，使其从靠近定值电阻处由静止开始下滑。已知靠近定值电阻处到底端距离s＝7.5m，导体棒电阻r＝1Ω，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒从开始滑动一直运动到底端的v－t图象如图乙所示。g 取10m/s2，求：‎ ‎(1)磁感应强度的大小；‎ ‎(2)ab棒在整个运动过程中产生的感应电流的有效值。‎ ‎[答案]　(1)1T　(2)A ‎[解析]　(1)由v－t图象知导体棒匀速运动的速度 v＝5m/s，此时mgsinθ－BIL＝0，I＝ 解得B＝1T ‎(2)ab棒下滑到底端的整个过程中，由能量守恒有 mgs·sinθ－mv2＝Q总 设感应电流的有效值为I0，Q总＝I(R＋r)t 解得I0＝A