2020届高中物理鲁教版高考第一轮专题复习第十章《交变电流 传感器》测试卷

一、单选题

1. 难度：中等

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈接入的交流电，下列说法正确的是

A.图中电压表的示数为6220 V

B.通过R₁的电流的频率为100 Hz

C.若减小R₂，则原线圈中电流I₁增大

D.若增大R₂，则R₃消耗的电功率减小

二、多选题

2. 难度：中等

如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I_H，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U_H满足：U_H＝，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于R_L，霍尔元件的电阻可以忽略，则（ ）

A. 霍尔元件前表面的电势低于后表面

B. 若电源的正负极对调，电压表将反偏

C. I_H与I成正比

D. 电压表的示数与R_L消耗的电功率成正比

3. 难度：中等

霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向的磁场，磁感应强度B＝B₀＋kz（B₀、k均为常数），将传感器固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图中箭头所示），当物体沿z轴方向移动时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向上的上、下表面的电势差U也不同。则（　　）

A.磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大

B.k越大，传感器灵敏度越大

C.若图中霍尔元件是电子导电，则上表面电势高于下表面电势

D.电流I取值越大，上、下表面的电势差U越小

三、单选题

4. 难度：中等

2013年4月9日，由清华大学薛其坤院士率领的实验团队对霍尔效应的研究取得重大的进展。如图是利用霍尔效应制成的污水流量计的原理图，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，有垂直上下底面的匀强磁场B，前后内侧面分别固定有金属板电极。流量Q的污水充满管道从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压。下列说法中正确的是（　　）

A.后表面比前表面电势低

B.污水流量越大，电压表的示数越小

C.污水中离子浓度越高，电压表的示数不变

D.增大所加磁场的磁感应强度，电压表的示数减小

5. 难度：中等

如图所示，理想变压器原线圈的匝数n₁=1000匝，副线圈的匝数n₂=100匝，R₀、R₁、R₂均为定值电阻，原线圈接入u=的交流电，开关S处于断开状态，则（ ）

A.电压表示数为22V

B.闭合开关S，电压表示数将变大

C.闭合开关S，电流表示数将变小

D.闭合开关S，变压器的输出功率将变大

6. 难度：中等

中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，不考虑其他因素的影响，则（）

A.输电电流变为原来的2倍

B.输电线上降落的电压将变为原来的

C.输电线上降落的电压将变为原来的2倍

D.输电线上损耗的电功率将变为原来的

7. 难度：简单

如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计．不称物体时，滑片P滑到A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量值，若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于电阻阻值R₀，已知两只弹簧的总弹力与形变量成正比，其比例系数为k，所称重物的重量G与电流大小I的关系为

A.G＝2kL＋ B.G＝2kL－

C.G＝＋kL D.G＝kIL

8. 难度：中等

如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R₀表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是

A.若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零

B.发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωt

C.当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动

D.当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高

9. 难度：中等

一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如图甲、乙所示．其中甲图中OO′轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同．则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为(   )

A.1∶

B.1∶2

C.1∶4

D.1∶1

10. 难度：中等

一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为_m，最大感应电动势为E_m，下列说法中正确的是（ ）

A.当磁通量为零时，感应电动势也为零

B.当磁通量减小时，感应电动势也减小

C.当磁通量等于0.5_m时，感应电动势等于0.5E_m

D.角速度等于E_m/_m

11. 难度：简单

把电热器接到110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q，现把它接到正弦交流电源上 ，每秒产生的热量为Q／2，则交流电压的最大值是

A.110V B.220V C.220V D.110V

12. 难度：中等

如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则

A.U=110V，I=0.2A B.U=110V，I=0.05A

C.U=110V，I=0.2A D.U=110V，I=0.2A

13. 难度：中等

如图为一理想变压器, 其原副线圈匝数比n₁∶n₂＝1∶10, 副线圈与阻值R＝20 Ω的电阻相连．原线圈两端所加的电压u＝20 sin100πt(V), 则）（   ）

A.交流电压表的示数为20V

B.副线圈输出交流电的频率为100 Hz

C.电阻R上消耗的电功率为2 kW

D.原线圈中电流的最大值为100 A

14. 难度：中等

作用在导电液体上的安培力能起到推动液体流动的作用，这样的装置称为电磁泵，它在医学技术上有多种应用，血液含有离子，在人工心肺机里的电磁泵就可作为输送血液的动力．某电磁泵及尺寸如图所示，矩形截面的水平管道上下表面是导体，它与磁感强度为B的匀强磁场垂直，并有长为的部分在磁场中，当管内充满血液并通以横穿管子的电流时血液便能向前流动．为使血液在管内不流动时能产生向前的压强P，电流强度I应为

A. B. C. D.

15. 难度：简单

如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d极板面积为S，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计气体流动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻R等于发电管内阻时，R两端的电压和通过R的电流分别为（　　）

A. B. C. D.

四、填空题

16. 难度：中等

光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以用j表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，，右图表示j与波长l之间的关系。当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长l_A＝625nm，B光由l_B1＝605nm和l_B2＝665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比I_B1:I_B2＝2:3，由图可知j_A＝__________；A光强度与B光强度之比I_A:I_B＝__________。

17. 难度：中等

如图所示的电路中，纯电阻用电器Q的额定电压为U，额定功率为P．由于给用电器输电的导线太长，造成用电器工作不正常．现用理想电压表接在电路中图示的位置，并断开电键S，此时电压表读数为U，闭合电键S，其示数为．则闭合电键后用电器Q的实际功率为____________，输电线的电阻为_______________．

18. 难度：中等

如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=___________．线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=_________．

五、实验题

19. 难度：简单

某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小事物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉字，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第二条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细胞挂一重物．

①为完成实验，下述操作中必需的是____________．

a．测量细绳的长度

b．测量橡皮筋的原长

c．测量悬挂重物后像皮筋的长度

d．记录悬挂重物后结点O的位置

②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验证，可采用的方法是_________

20. 难度：中等

为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：

照度（lx）	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
电阻(k)	75	40	28	23	20	18

①根据表中数据，请在给定的坐标系（见答题卡）中描绘出阻值随照度变化的曲线___________，并说明阻值随照度变化的特点_________．

②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路．给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图_________．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）

提供的器材如下：

光敏电源E(电动势3V，内阻不计)；

定值电阻：R₁=10k，R₂=20k，R₃=40k（限选其中之一并在图中标出）

开关S及导线若干．

21. 难度：中等

利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高.

(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变______(填“大”或“小”).

(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度.如果刻度盘正中的温度为20 ℃(如图甲所示)，则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的______(填“左”或“右”)侧.

(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路.(请在图乙中作图)______

22. 难度：中等

热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约10Ω．热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～10 Ω)、开关、导线若干．

(a)

(1)在图(a)中画出实验电路图．

(2)根据电路图，在图(b)的实物图上连线．

六、解答题

23. 难度：简单

某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为9KW,输出电压为500V,输电线的总电阻为10Ω,允许线路损耗的功率为输出功率的4%,求:

(1)村民和村办小企业需要220V电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)

(2)若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?

24. 难度：中等

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n₁:n₂=3:1，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干6 V、6 W的相同灯泡．输入端交变电压u的图象如图乙所示．

（1）求图甲中电压表的读数；

（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；

（3）为满足第（2）问要求，求可变电阻R应调到的电阻值．

25. 难度：中等

如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r．与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻．线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO'匀速转动，沿转轴OO'方向看去，线圈转动方向沿顺时针．

(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向．                                                           

(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时，经多长时间，通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零．

(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多少?