2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）
第五部分交变电流
一、选择题
1. （2020江苏四市调研一）传感器是智能社会的基础元件。如图为电容式位移传感器的示意图，观测电容 C的变化即可知道物体位移x的变化，表征该传感器的灵敏度。电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为-L/2≤x≤L/2。下列说法正确的是 A. 电容器的电容变大，物体向-x方向运动
B. 电容器的电容变大，物体向+x方向运动
C. 电介质的介电常数越大，传感器灵敏度越高
【参考答案】AC版税计算
【名师解析】根据平行板电容器的决定式，可知，进入电容器极板之间的电介质多，电容器的电容变大，物体向-x方向运动，选项A正确B错误；在进入电容器极板之间△x相同的情况下，电介质的介电常数越大，电容器电容增加量△C越大，传感器灵敏度越高，选项C正确；电容器电容与电容器的板间电压无关，所以传感器灵敏度与电容器的板间电压无关，选项D错误。
2.（2020辽宁大连双基测试）自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是 A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小
B.图乙中霍尔元件的电流I一定是由正电荷定向运动形成的
C.自行车的车速越大，霍尔电势差越高
D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小
【参考答案】AD
【名师解析】根据题述，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压，因此根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小，选项A正确；霍尔元件的材料是半导体材料，N型半导体是自由电子导电，P型半导体是空穴导电，选项B错误；自行车的车速越大，单位时间内的脉冲数增加，但不会导致霍尔电势差增大，选项C错误；如果长时间不更换传感器的电源，电池内阻增大，导致传感器中电流减小，自由电荷定向移动的速度减小，霍尔电势差将减小，选项D正确。
3.（2019广东深圳三模）电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现
的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲。永久磁铁的左右两侧分别为N、S极，开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压，已知电压与车速关系如图丙，以下关于“霍尔转把”叙述正确的是（）
A. 为提高控制的灵敏度，应该使永久磁铁的上下端分別为N、S极
全部视频列播放表本站B. 按图甲顺时针转动电动车的右把手（手柄转套），车速将变快
C. 图乙中从霍尔器件的前后面输出控制车速的霍尔电压
D. 若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
【参考答案】BC
【名师解析】
根据题意，结合图乙的示意图，那么永久磁铁的N、S极可能在左、右侧面，或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的电势差，不一定在霍尔器件的左右侧面，也可能在前后表面，故A错误；当按图甲顺时针转动把手，导致霍尔器件周围的磁场增加，那么霍尔器件输出控制车速的电势差增大，因此车速变快，故B正确；由于在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上下端分别为N、S 极
时，磁场与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，那么霍尔器件不能输出控制车速的电势差，故C正确；当霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出控制车速的电势差正负号相反，但由图丙可知，不会影响车速控制，故D错误；
【关键点拨】密集书架
根据霍尔元件的工作原理，当磁场强弱变化时，导致电子受到的洛伦兹力大小变化，从而出现不同的霍尔电势差，进而导致车速变化。考查霍尔元件的工作原理，掌握“霍尔转把”结构图，理解霍尔器件能输出控制车速的电势差与什么因素有关，注意图丙中电势差的正负，不会影响车速。
4.（2019江苏常熟中学三模）科学技术在生产、生活中有广泛的应用，下列装置中运用了电磁感应的原理
和规律的是（）
A．电子霍尔元件B．位移传感器
C．回旋加速器D．运输中的电流表
【参考答案】BD
【名师解析】霍尔元件和回旋加速器都利用了磁场对带电粒子的作用，没有电磁感应现象，故AC错误；
位移传感器中铁芯插入线圈的长度不同，线圈的自感系数不同，对交流的阻碍作用的大小不同，自感是一种电磁感应现象，故B正确；运输中的电流表两极短接，利用电磁阻尼来防止指针的摆动，也是利用了电磁感应现象，故D正确。
5.（2018广东韶关二模）电容式加速度传感器的原理结构如图，质量块右侧连接轻质弹簧，左侧连接
电介质，弹簧与电容器固定在外框上。质量块可带动电介质移动改变电容。则
A. 电介质插入极板间越深，电容器电容越小
B. 当传感器由静止突然向右加速瞬间，电路中有顺时针方向电流
C. 若传感器原来向右匀速运动，突然减速时弹簧会伸长
D. 当传感器以恒定加速度运动时，电路中有恒定电流
【参考答案】B
【名师解析】
根据电容器的电容公式，当电介质插入极板间越深，即电介质增大，则电容器电容越大，故A错误；当传感器由静止突然向右加速瞬间，质量块要向左运动，导致插入极板间电介质加深，因此电容会增大，由于电压不变，根据，可知，极板间的电量增大，电容器处于充电状态，因此电路中有顺时针方向电流，故B正确；若传感器原来向右匀速运动，突然减速时，因惯性，则继续向右运动，从而压缩
弹簧，故C错误；当传感器以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，则电容器的电容不变，因两极的电压不变，则电容器的电量不变，因此电路中没有电流，故D错误；
6.传感器在各种领域中有着广泛应用，是自动控制设备中不可缺少的元件。如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是：（）
蛋白精
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【名师解析】
A图是可变电容器，通过改变电介质，来改变电容器的电容，A不符合题意；
B图，电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，B不符合题意；
C图是通过改变极板间的距离，改变电容器的电容，C符合题意．
D图，电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容器的电容，D不符合题意；
防卫器【思路分析】利用题目中“改变电容器两极间距离”的条件，结合图中的电容器进行分析即可。
7.温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示图线分别为某金属导体和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则（）
A. 图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
B. 图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C. 图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系
D. 图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
【参考答案】C,D
【名师解析】金属导体的电阻随温度的升高而增大，半导体材料的电阻随温度的升高而减小，故选项C、D 符合题意。
【思路分析】普通金属材料导体当温度升高时，导体的电阻变大，其实是由于金属的电阻率随温度增
大而增大；对于半导体材料随着温度升高，反方向电阻逐渐减小而失去半导体特性，是由于半导体材料电阻率随温度升高而减小。
8．（2018洛阳一模）在如图所示的含有理想变压器的电路中，变压器原、副线圈匝数比为20：1，图中电表均为理想交流电表，R为光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），L l和L2是两个完全相同的灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（）
A．交流电的频率为50Hz
mesh设备B．电压表的示数为22V
C．当照射R的光强增大时，电流表的示数变大
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