单元检测(十五) 交变电流 传感器-【衡水真题密卷】2025年高考物理单元过关检测（冀粤辽黑赣桂吉晋豫陕青宁蒙新藏A版）

2024一2025学年度单元过关检测（十五） 物理·交变电流传感器 (考试时间75分种，感分100分) 一、选择题：本题共10小愿，共杯分，在每小题蛇出的四个选项中，第1一T题只有一项特 合额目要求，每小题4分：第等一10额有多项符合题目要求，每小题6分，金部进对的得 6分，选对但不全的得3分，有选的得0分。 题号12345 6了8 910 答案 1,为探究于摇式发电机的工你原理，两同学来到宾验室设计了知图甲，乙所示的两个实验 装置，由于两装蟹中仅使用的滑环有所不同，使得甲装置产生了直茂电（知图丙），乙装 置产生了交流电《如图丁)。若两装置中线概以相同角速度在相同句强延场中同步进行 匀速转动。潮下列说法正确的是 甲 A两装置在图示位置新产生的爵时电流均为零 B两装置中所产生的电流变化藏期不相同 C在0~2：。内，两装置中电阻R产生的热耳热不同 D,在0-2，内，两装暨中通过电阻R的电背量相同 2.如图所示，acd为一个单维闭合矩形金属线屁，已知b的长崖L1-10cm,c的长度 L:一20cm,线根电阳R一0.10，图中虚线O,O:为匀数磁场的右边界《壁场左边界是 够运)，0，O:与线起的山边平行，且将加边等分，磁场的酷感应强度大小BQ1T 方向垂直于线根平面向里。1一0时线框由图示位置开始烧山边以角速度一 100x/%匀速转动，下列关于线相中感应电流随时间变化的图绿可能正确的是图像 中只面了一个周别，图线均为正弦值线，实线表示实际电流，应线表示没有电流)〔) x×x×x0 单元过关检测（十五】物理第1页（共8西） 衡水真 班圾 a功 之6 姓名 得分 C 0 a,如图所示，理想变压器的原，副线围原数比，·上一2·1，原线圈电路中接人正弦交流 电压u一220,2a(100)V,电流表为理想交流电表。已知R1一8n,R:一R,开关s 闭合前，后电流表示数之比为3·4.则电路中定值电阻R,和R,的阻值为《》 A.In 且2n C.sn Din 4,一个理想的白属资压器左機通过定值电阻R。和电流表接交变电潭，电源电压随时问变 化的关系为1=220,2n100(V),右接人如图所不电路，R,,R,为定值电阻，R, 为滑动变阻器，电压表和电花表均为理想交流电表.R。=0?,R,=5,R,的最大电 阻也为5几，不计导线的电阻。下列说法正疏的是 如每 h A.该白湖变压器国于升压变压器 B滑动变阻器R,的触头向上滑动时，电压表的示数减小 C,当自阑变压普的可动道时针转动到，电流表的示数增大 D带动变阻器R,的触头调至最上瑞，当电流表示数I=2A,电压表示数U=1nV时， 空压器原、图线陶的匝数比为22：5 5.加图甲所示，理想变压器原.刚线圈的匝数比1：一5：】，原线圈接人知图乙所示 的正装交流电压，制线圈接火灾拟警系统（报奢播未国出》，R,为定值电烈，L为电 阻何定的指示灯，R,为阻值随湿度升高面减小的热敏电阻，图中电表均为理想交流电 表。则 密西 单元过关检测（十五）物理第2页（共8页} A 012 A通过热敏电的交变电流舰率为100H五 B若L.的灯丝烧斯，则电压表的示数仍为4科V C当R:处发生火实时，电流表的示数变小 当RT处爱生火实时，指示灯L变亮 6.22?年6月底投运的杭州柔柱低额交流输电示范工程实现了杭州市富阳民，着山区同 大负传中心互联互通，为杭州亚近金主场馆所在区规提供了最大功率为观8万千瓦的 灵活电使支撑，该输电工程的原理箭图如图所示，海上风力发电站输出电压U一 880V,经升压变压器转换为20V的高压后送人近臣离输电线路，到达杭州电力中心 通过席瓜变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，降压变压器原副线圈的臣数 比为n,·m41n一200：1￥2。下列说法正减的是 ( 富阳负有中心 第角有中心 开压变压器 降振交压器 A升压变压器原刚线圆的匝数之比为n1:n:=1:25 五通过R的电流与通过富阳负背中心的电流之比1·200 C仅考富用负栈中心负载增如时，萧山负黄中心获得的电压增大 D,.当换用传统电同输电时，远距离恰电线路等效电阻R增大。若萧山和高阳负背中心 负载不变，知海上风力发电站输山功率减小 7,如图所示，理想变压荐源线阁与阻值R1=5?的定值电阻半联后接在输出电压恒定的 正弦交流电蒙ab两域，副线阁电路中定值R电肌R,一100，R为可变电烈，电黄表 A,A:和电压表V、V均为理恩电表，理想变压器原.刚线圆匝数之比为k=5。改变 可变电阻的阳值，电流表A,A,和电压表V,V的示数变化量的地对值分别为△， △1：、，功，下列关系式正确的是 ( -250 -0n AU 1 N 1 D 3/:-100 IA 单元过关检测（十五】物理第3页（共8西） 衡水真 8电容式加速度传摄器是常见的手机够成装置，结构如图所云。质量块的上端连接轻爱 弹簧，下南连接电介质，弹簧与电容器周定在外框上，置量块带动电介质移动改变电容， 则下列说法正确的是 A.当传感器处于静止状态时，电容器不糟电 且电介质插入极板地深，电容器所带电荷量魅多 C、当传站器由静止突然向前加速时，会有电德由：流向b D当传感器以恒定加违度向葡运动，达别稳定后电流表指针不偏转 B.简化的某种旋转磁极式发电机原理图如图所示，定子是仅单数舞不同的两线湖，：> 1二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到兆拍线交点0韵距离相等，且均连接 肌值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线 圈输出正弦式交变电流：不计规圈电阻、自感及两线圆间 的相互影响，下列说法正确的是 A两线圈产生的电动势的有效值相等 4 B两线圈产生的交变电花频率相等 C两线图中交流电的相差恒为 利 口两电阻清耗的电功率相等 1血，手机无线充电技术塘米越背及，图甲是某款于机无线充电装置，其工作原理如周乙所 示，其中送电线圆和受电线周的臣数比：：：=5：1，两个线面中所接电阻的图值均 为R.当6同接上w=220w2n100m(V)的正弦式交变电源后，受电线圆中产生交 变电流实残给手机快速充电，此时手机两端的电压为5V,充电电流为2A,若把两线 圈模为理想变压器，媒下列说达正确的是 送电线 密在 单元过关检测（十五）物理第4页（共8页） A瓷过送电线周与受电疑圆的电流之比为1三5 我a山间输人的交变电流方向每秒变化动次 C在一QQ5。时，穷过受电线圈的陆通量的变化率最小 快渔充电时，线而d两端的输出电压为44V 二，非选择题：本题共5小题，共54分。 11.《8分)用如图甲所承的电路研究压植电闲应变片R,的振阳效应。电原的电动势为 3V,内阻忽略不计. 除图甲中的器材外，实验室还提供了如下器材可侯选泽： 电压表V(量程为0一15V,内L的为20k0.其读数用U表承》 电表A(量程为心一gGA,内阻r:=L,80,其读数用I:表示) 电流表八，（量程为0~06A,内阻钓为2n,其读数用11表示） 于房0 14 《1)请在达好馨材后完成图印中度线配内的部分电路。 ()在电阻R,上施加压力F,阳合开关S,尼下电表读数，该电路测量电阻尺。阻催的 表达式为R,一《用题目中给出的字母表示)。放变压力下，得到不同的只， 值，记录数据井绘成R。-F图像如图乙所示。 (?)一司学想把电流表改或简号压力表，能仍然使用原案的表量，只是把表盘上标示的 数学”，2，，4，品，6”改为相应的压力值，实验采用的电路如图丙所示。他在表登上 表示0.1A的刻发线处标上数字0，则电路中滑动变阻器的阻值成为R,一 2:此压力表表盘上Q.2勿A的刻度线处标上的压力值为N。 12.(10分)某实验小组为测量一个热蟹电阻的阻值（可变范围15一-1002）阅面度变化的 关系，利用下列仪器设计了如图甲所示的电路图： A电额E(电动劳12V,内阻的为10) B电辰表V(量程为6V,内m的为3kQ) C电压表V:量程为15V,内阻的为5k) B电流计G(量程为100mA,内阻为0 单元过关检测（十五】物理第5页（共8页） 衡水真见 滑功变阻器R,(最大阻值为10？，额定电流为3A) E.定值电1R,-10n 电醇 《1》斯开开关S,周合开关号，调节滑动变图器薄出较低祖度时的热敏电阻阻值 (2)陆着热敏电阻祖皮升高，所测电流也逐渐增大，当通过热敏电阻电速即将短过 100m4时，闭合开关S,相当于将电流计改装为量程为mA的电流表，并 继候进行电阻的测量。 (3)为减小实验误差，庞保证电表示数超过量程的三分之，则电压表应选择 (砖填V"或“V:, (4)经过测量得出热敏电图的阻值R与温度：的关系图像如图乙所示，该小组利用此 热敏电阻？与继电器组成一个简单园祖箱湿控电路如图丙所示，当线圈的电流达 到一定值时，能电器的衔以被爱合，图中“电源”是恒置箱加热带的电源，辉复箱 的都热器应接在（遗填“A,君”或C,D”)璃：若要提高但盟箱内的退度，应 〔选填”调大或“国小)可变电阻器R的阻值。 13.(10分)如图所示，矩形线圈d重数为N,总电用为R,6边和d边长分料为L和 配.，O.O为线面上两点，OO与d边平行且与d边的距离为L.OY左制空同有垂直 于纸面向里的匀强磁居，感落皮强度大小为B。现使线圈绕)以角速度m匀速转 动，求： (1)从图示位置开始转过如过程中通过导线裁面电薪量？： (2)线圈在转动一周过程中产生的焦耳热Q 密程 单元过关检测（十五）物理第6页（共8页} IA 14.12分》环影变压路广泛应用于计算机，医疗设备，家电设备和灯光顺明等方面，环形变 15,(14分)一交流发电机的原理示查图知图所示。矩形线圈d可绕过你，4d边中点且 压蓉与传统力形变压普相此，漏磁和能量数耗都很小，可祝为理思变压器，息线图所接 垂直于匀强磁场方向的水平轴0了匀速转动。线圈的山边连在金属棉环K上，d边 的交流发电机产生电动势为=2202m10型(V),刚线图接了11只12V22W 连在金属滑环L上：那导体敏的再个电房E,F分别压在两个滑环上，线图在转动过型 相同的照明电灯，原，削线圈匝数比”1：：=33：2，示意图如图所示，图中电连表为理 中可以通过滑环和电例保持其两端与外电路的定值电阻R连接。已知更形线圈b 思交宽电表，照明电灯均恰好正常发光。求： cd-50cm,c一ad一20cm,厦数彩一100i,线周的总电阳r一5.0n,线圈转动的角 《1)电流表A的示数： 速度w=282d/,外电路的定值电阻R一5口，匀函跨场的磁感应强度B=QQ5T, (2)发电机内阻 2=1,41。从线圈经过周示位置开始计时，求： (1)线医内的电薰随时间变化的厨数关系式： (2)线圈转动0时电压表的示数： 发电机 (3)在线圆转过0的过程中，通过线圈导线某规面的电背量 o IA 单元过关检测（十五】物理第7页（共8西） 衡水真蹈密在 单元过关检测（十五）物理第8页（共8面}衡水真题密卷 2024一2025学年度单元过关检测( 一、选择题 1,B【解析】由图甲、乙可知线圈初始时刻处于与 中性面垂直的平面，则两装置在图示位置所产生 的瞬时电流达到最大值，A错误；由图丙、丁可 知，甲装置所产生的电流变化周期为T甲=t。,乙 装置所产生的电流变化周期为T乙=210，故两装 置中所产生的电流变化周期不相同，B正确：在 0~21。内，两装置中电阻R产生的焦耳热相同， 均为Q(信》 RX2to,C错误；根据q=I·△t= E 千，·出=架，由于在0~24，内，两装置中 △Φ 的磁通量的变化量不同，故在0一2。内，两装置 中通过电阻R的电荷量不同，D错误。 2.A【解析】当线框从图示位置转过90°时，线框 中的感应电动势和感应电流最大，且最大感应电 动势E。=BSa=0.2πV,最大感应电流Im= E=2xA,线框转动周期T-2红=0.02s,在线 框从图示位置转动的一个周期中，在最初转过的 60和最后转过的60，所对应时间为最初的哥和 最后的日时间内，由于线框在磁场方向的投影面 积不变，即穿过线框的磁通量保持不变，因此在 这两段时间内线框中没有感应电流，而在一个周 期内中间的号时同内，感应电流接正孩规律安 化，A正确。 3.A【解析】由题可知，设R2=R:=R,当开关S 断开时，副线圈的负载电阻为2R;当开关闭合 时，副线圈的负载电阻为R;将理想变压器的原、 副线圈和负载电阻等效为一个电阻，画出电路的 等效电路图，如图所示，根据理想变压器电阻等 效法，得R=(但)R,因此当开关断开时 R-(侣)×2R=8服，当开关用合时R= (侣)'×R=R,根据闭合电路欧姆定律，可知等 U 效电路中电流表示数I一十R军故山 8+8R山，' 220 3平识7-是屏释R=10A 正确。 1A ·16 单元过关检测 十五)物理·交变电流传感器 A 4.C【解析】该自耦变压器的原线图匝数为整个 线圈的总臣数，副线圈的臣数为可动端与线圈下 端之间的臣数，原线圈匝数大于副线圈臣数，是 降压变压器，A错误：设右端电路的总电阻为R,在 功率不变的前提下，自耦变压器及右侧的电路可等 效为一接在原线圈电路的电阻RD,有I,RD= I2R,原、副线圈的电流关系n1I1=n2I2,则 R-(侣)R,当泽动支租器R,的微共向上滑 nz 动时，R增大，RD增大，所以RD分得的电压增 大，即原线图两端电压增大，所以副线圈两端电 压增大，电压表的示数增大，B错误；当自耦变压 器的可动端逆时针转动时，n2增大，R。减小，原 线图电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示 数增大，C正确；滑动变阻器R,的触头调至最上 端时，R:=5D,Rg与R2并联电阻为2.52，电 压表示数为10V,故并联电路的总电流为4A, 则==2，D错误。 11 5.B【解析】由图乙知该交流电的周期为0.02s, 则频率为50Hz,变压器不改变交流电的频率，A 错误：原线图电压U,=“二=3Y=220V,电 √2√2 压表的示数u-U=号×20V=4V,制 线圈电压由原线图电压和匝数比决定，与负载电 阻无关，因此电压表示数不变，B正确：当R,处 发生火灾时，R,阻值减小，副线图电流变大，输 出总功率变大，输入总功率变大，而输入的电压 不变，所以输入电流增大，因此电流表的示数变 大，C错误；当R,处发生火灾时，Rr阻值减小， 副线圈电流变大，R。两端电压变大，根据串联分 区可知指示灯两瑞的电压变小，由P只可知 指示灯变暗，D错误。 6.D【解析】升压变压器原副线圈的匝数之比为 n_U1=880 m2U220X10一250，A错误；根据变压器 1 ,U3_s 的功率关系有U1,=U1,+U1,又元 ·物理· -,整理得ml=1,十nsls,可见通过R Us ns 的电流与通过富阳负荷中心的电流之 13书 ,200B错误：当富阳负荷中心负载增加时， 41 功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原 线圈中的电流增大，输电线损耗的电压增大，降 压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中 心获得的电压将减小，C错误：当换用传统电网 输电时，发电站输出功率P出=U出I,设萧山和 富阳负荷中心负载为R黄，则有U=I(R十 R),由于远距离输电线路等效电阻R增大， 则输电的电流I变小，则发电站输出功率减小， D正确。 7.C【解析】在原线图回路中，根据欧姆定律有 U=U-1,R1,则有=R,=50,A,B错 △I, 误；由理想变压器电压、电流与匝数的关系，可得 器尽-号 n,C正确，D错误 8BD【解析】当传感器处于静止状态时，电容器 带电，左极板带正电，右极板带负电，且两极板之 间电势差大小U恒等于电源电动势，A错误：根 据电容器的定义式C=吕。可知，电介质插入极 板越深，电客器电容C越大，电容器电压不变， 则电容器所带电荷量越多，B正确：当传感器由 静止突然向前加速时，向上弹力增加，弹簧会伸 长，电介质插入极板深度增加。根据电容器的决 定式C-eS 4k,可知电容器电容增大，根据电容 器的定义式C=吕，可知，电客器也压不文，电客 增大，则两极板电荷量增大，会有电流由b流向 a,C错误；当传感器以恒定加速度向前运动，达 到稳定后禅簧弹力不变，电介质插入极板深度不 变，则电容器电容不变，极板电荷量也不变，故电 流表中没有电流通过，指针不偏转，D正确。 △Φ 9.BC【解析】根据E=n 可得两线圈中磁通 量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应 电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据 P、 一R可知，两电阻的电功率也不相等，A,D错 误：因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两 .T 参考答案及解析 线图产生的交流电的频率相等，B正骑：当磁铁 的磁极到达一线图附近时，一个线圆的磁通量最 大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量 最小，感应电动势最大，相位差为受，又因为且两 线圈的转逸相同故相位差不变，恒为受，C正确。 10.AC【解析】根据理想变压器的工作原理，原、 副线圈的电流与匝数成反比，则流过送电线圈 与受电线图的电流之比为1：5，A正确：由题 意得。=100，文变电流的频率f=元 50Hz,由于正弦式交变电流每个周期内电流 方向改变两次，所以每秒变化100次，B错误： 在t=0.05s时，电压u=220V2sin100x× 0.05(V)=0,由法拉第电磁感应定律E= 口吧可知，穿过受电线圈的磁通量的变化率录 小，C正确：根据理想变压器电压和电流与匝数 关系有U:-U=号U山-兴1，=号A,又 7h1 机t Ub=U1十IR,U2=1,R十Uk,整理可得 20=5U,十号R,U,=2R+5,联立解得Uu= U2=42.5V,D错误。 二、非选择题 11.1)见解析图(2)- 11r1 (3)10.57.5 【解析】(1)电源的电动势为3V,实验所给电 压表量程为0~15V,读数误差较大，不宜使 用。由于电流表A内阻已知，则可用电流表 A1作电压表使用，如图所示。 A (2)根据并串联电路规律和欧姆定律可得，该电 1r1 路测量电阻R阻值的表达式为R,=,一。 (3)根据闭合电路欧姆定律有E=I(R。十r1十 R),由题可知，当1=0.1A时，压力为零，结 合图乙可知R,=18n,代入数据解得R。= 10.5Ω，由图乙可知，R,与所受压力F成一次 1A 衡水真题密卷 函数关系，两者关系为R,=18一2F,则根据闭 E 3 合电路欧姆定律有1一R,+71+R30一2F' 可知当I=0.2A时，可得此时压力值为F 7.5N. 12.(2)200(3)V1(4)A、B调大 【解析】(2)闭合开关S2,电流计与R。并联，则 相当于将电流计改装为电流表的量程为I一 1+0-2a0mA (3)由于电源电动势为12V,减小实验误差，电 表示数超过量程的三分之一，电压表应选 择V1。 (4)由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小， 当线图的电流达到一定值时，掂电器的衔铁被 吸合，电源不再给恒温箱加热器通电，故应该把 恒温箱内的加热器接在A、B端。根据闭合电 E 路欧姆定律可得I一R+R+R。,若恒温箱内 的温度保持在更高的数值，热敏电阻的阻值变 小，则可变电阻R'的值应增大。 13.(1)NBL (2)5rw(NBL) R 2R 【解析】(1)设线图转过60°的过程中产生的感 应电动势为E,经历的时间为△，由法拉第电 磁感应定律有E=NA如 △t 其中磁通量的变化量△p=2BL2一2BL2c0s60°= BL2 E 通过导线截面的电荷量g一 L2 联立解得q=R (2)线图在磁场中转动时产生的电动势随时间 变化的规律如图所示，设ab边、cd边在磁场中 转动产生电动势的最大值分别为E1m、Em,有 效值分别为E1、E:,则 e Eln E2m 父 3π2π 201 -E2m 2位 -Eim E-2NBL'0 √2 1A 1 单元过关检测 E;=NBL' 2 产生的热量Q=R·。十R0 联立解得Q=5mw(NBL2)2 2R 14.(1)1.2A(2)182 【解析】(1)副线图接了11只“12V22W”相 同的照明电灯且均恰好正常发光，每只灯泡的 电流为I-号-号A 剥制线周中的息流为1，=11=1会A 原副线圈中电流与匝数成反比，可得电流表A 的示数为1-是：-号A12A (2)副线圈两端电压为12V,原副线圈电压与 匝数成正比，可得U,-U,=198V 发电机电动势有效值为E一万 _E=220V 由闭合电路欧姆定律可得E=U1十I1r 代入数据解得r=18n。 15.(1)i=2.82cos282t(A)(2)90V (3)0.01C 【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，电动势 的瞬时值为e=nBL1L2 wcos wt 电流的醉时值为一R十， e 由以上两式解得i=2.82cos282t(A) (2)由上式可知Em-141V 外电压承大值U。R尽 有效值U= 2 由以上各式解得U=90V △Φ (3)电动势的平均值E=n 转过00的时同△山一品 平均电流=R中 E 电荷量q=I·△ 由以上各式解得电荷量q=0.01C。