1、专题十三 交变电流传感器 考点 1交变电流的产生及其描述 揭秘热点考向揭秘热点考向 2019天津,8,6分,多选如图甲所示,单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂 直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图乙所示.下列说法正确的是 () A.时刻线框平面与中性面垂直 B.线框的感应电动势有效值为 C.线框转一周外力所做的功为 D.从t=0 到t= 过程中线框的平均感应电动势为 拓展变式拓展变式 1.2018 海南,7,5 分,多选如 图,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd,ab边与磁 场方向垂直,线框的电阻为R.使线框以恒定角速度绕
2、过ad、bc中点的轴旋转.下列说法正确 的是() A.线框abcd中感应电动势的最大值是BS B.线框abcd中感应电动势的有效值是BS C.线框平面与磁场方向平行时,流经线框的电流最大 D.线框平面与磁场方向垂直时,流经线框的电流最大 2. 2018 全国,16,6 分一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻 接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正.该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T, 如图所示.则Q方Q正等于 () A.1B.1C.12D.21 3.如图所示为一个经双向可控硅调节后加在电灯上的电压,正弦交流电的每一个二分之一周 期中,前面四分之一周期被
3、截去,则现在电灯上电压的有效值为() A.UmB.C.D. 4.多选图甲所示为风力发电的简易模型,在风力作用下,风叶带动与杆固定连接的永磁体转 动,磁体下方的线圈与电压传感器相连,在某一风速时,传感器显示的电压随时间变化的关系 如图乙所示,则() A.磁体的转速为 10 r/s B.线圈两端电压的有效值为 6V C.该交变电流的电压表达式为u=12sin 5t(V) D.该交变电流可以直接加在击穿电压为 9 V 的电容器上 5.如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.2 T,OCA导轨与OA直导轨分别在O 点和A点接一阻值为R1=8 、R2=8 且几何 尺寸可忽略的定值电阻,导轨
4、OCA的曲线方程为y=sinm.金属棒ab长 1.5 m,沿y轴方向 放置,以速度v=5.0 m/s 水平向右匀速运动,b点始终在x轴上,设金属棒与导轨的接触良好, 摩擦不计,电路中除了电阻R1和R2外,其余电阻均不计.求金属棒在导轨上从x=0 运动到x=3 m 的过程中,外力必须做多少功? 考点 2变压器、远距离输电 揭秘热点考向揭秘热点考向 1.2020 全国,20,6 分,多选在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为 220 V,理想变 压器原、副线圈的匝数比为 10:1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10 ,R3=20 ,各电表均为理 想电表.已知电阻R2中电流i2随时间t
5、变化的正弦曲线如图(b)所示.下列说法正确的是 () A.所用交流电的频率为 50 Hz B.电压表的示数为 100 V C.电流表的示数为 1.0 A D.变压器传输的电功率为 15.0 W 2.2020 浙江 7 月选考,11,3 分如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW,发电机 的电压U1=250 V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8 ,在用户端用降压变压器 把电压降为U4=220 V.已知输电线上损失的功率P线=5 kW,假设两个变压器均是理想变压器,下 列说法正确的是() A.发电机输出的电流I1=40 A B.输电线上的电流I线=625 A C.降压变
6、压器的匝数比n3n4=190:11 D.用户得到的电流I4=455 A 拓展变式拓展变式 1. 2017 北京,16,6 分如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sin 100t(V)的交流 电源上,副线圈接有R= 55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为 21,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确 的是() A.原线圈的输入功率为 220W B.电流表的读数为 1 A C.电压表的读数为 110V D.副线圈输出交流电的周期为 50 s 2.如图所 示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根足够长的平行光滑金属导轨(电阻不计),垂直导轨放置 金属棒ab,金属棒ab与导轨接触良好.N、Q端接
7、理想变压器的原线圈,理想变压器的输出端有 三组副线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.在水平金属导轨之间加竖直向下 的匀强磁场,若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断正确的是() A.在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR=0、IL=0、IC=0 B.在ab棒沿导轨匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,IR0、IL0、IC=0 C.若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动,则IR0、IL0、IC=0 D.若ab棒沿导轨在某一中心位置附近做往复运动,则IR0、IL=0、IC0 3.四川高考如图所示,图甲是远距离输电线路的示意图,图乙是发电机输
8、出电压随时间变化 的图像,则() A.用户用电器上交流电的频率是 100 Hz B.发电机输出交流电的电压有效值是 500 V C.输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定 D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小 4.在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中. (1)为了确保实验的安全,下列做法正确的是. A.为了保证人身安全,只能使用低压直流电源,所用电压不要超过 12 V B.连接好电路后,可不经检查电路是否正确,直接接通电源 C.因为使用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 D.为了保证交流电压表的安全,测电压时,应先用最大量程挡试测 (2)某实验
9、小组通过实验,记录的数据如下表: 原线圈匝数 n1(匝) 100 200 400 400 副线圈匝数 n2(匝) 400 400 200 800 原线圈两端的电 压U1(V) 1.9 6 4.9 0 8.0 0 4.8 6 副线圈两端的电 压U2(V) 7.8 0 9.7 6 3.9 0 9.6 4 通过分析实验数据可得出的实验结论是. 5.2020 广东六校第一次联考,多选如图所示,R为定值电阻,A、B、C为三个完全相同的灯泡, 灯泡正常工作时的电阻也为R,灯泡的额定电压为U0.理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、 n2,交流电源的电压为U.若A、B、C均正常发光,且流过R的电流为IR,流
10、过A的电流为IA,流 过B的电流为IB,则下列关系式中正确的是() A.IR=3IBB.U=4U0 C.IR=IA+IBD.n1n2=12 考点 3实验:传感器的简单使用 揭秘热点考向揭秘热点考向 2020 全国,23,9 分已知一热敏电阻当温度从 10 升至 60 时阻值从几千欧姆降至几百 欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系.所用器材:电源E、开关 S、滑动变阻 器R(最大阻值为 20 )、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为 100 ). (1)在虚线框中所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图. (2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和毫安表
11、的示数,计算出相 应的热敏电阻阻值.若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 5.5 V 和 3.0 mA,则此时热敏 电阻的阻值为k(保留 2 位有效数字).实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变 化的曲线如图(a)所示. (3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 2.2 k.由图 (a)求得,此时室温为(保留 3 位有效数字). (4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图(b)所示.图中,E为直流 电源(电动势为 10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过 6.0 V 时,便触发报警器(图 中未画出)报警.若要求开始报警时环境温度
12、为 50 ,则图中(填“R1”或“R2”)应使 用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为k(保留 2 位有效数字). 拓展变式拓展变式 1.2016 全国,23,10 分现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度 达到或超过 60 时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过 Ic时就会报警),电阻箱(最大阻值为 999.9 ),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻 器R1(最大阻值为 1 000 ),滑动变阻器R2(最大阻值为 2 000 ),单刀双掷开关一个,导线 若干. 在室温下对系统进行调节.已知U约为 18 V,Ic约为 10 mA;流过报
13、警器的电流超过 20 mA 时, 报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在 60 时阻值为 650.0 . (1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线. (2)电路中应选用滑动变阻器(填“R1”或“R2”). (3)按照下列步骤调节此报警系统: 电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为;滑动 变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是. 将开关向(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直 至. (4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用. 2.2019 全国,23,10 分 图(a)
14、某小组利用图(a)所示的电路,研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系, 图中和为理想电压表;R为滑动变阻器,R0为定值电阻(阻值 100 );S 为开关,E为电源. 实验中二极管置于控温炉内,控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出.图(b)是该小组在 恒定电流为 50.0 A 时得到的某硅二 极管U-t关系图线.回答下列问题: (1)实验中,为保证流过二极管的电流为 50.0 A,应调节滑动变阻器R,使电压表的示数为 U1=mV;根据图(b)可知,当控温炉内的温度t升高时,硅二极管正向电阻(填 “变 大”或“变小”),电压表示数(填“增大”或“减小”),此时应将R的滑片向
15、(填“A”或“B”)端移动,以使示数仍为U1. (2)由图(b)可以看出U与t呈线性关系.硅二极管可以作为测温传感器,该硅二极管的测温灵 敏度为=10 -3 V/(保留 2 位有效数字). 图(b) 3.如图甲为某磁敏电阻在室温下的特性曲线,其中RB表示有磁场时磁敏电阻的阻值,R0表示无 磁场时磁敏电阻的阻值.为测量某磁场的磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于该磁场中的阻 值. (1)某同学首先测量待测磁场中磁敏电阻的阻值,利用下面提供的器材,请将图乙中的导线补 充完整. 提供的器材如下: A.磁敏电阻(无磁场时阻值R0=140 ) B.滑动变阻器R(全电阻约 20 ) C.电流表(量程 2.5
16、 mA,内阻RA=100 ) D.电压表(量程 3 V,内阻约 3 k) E.直流电源E(电动势 3 V,内阻不计) F.开关 S,导线若干 (2)正确接线后.测量数据如表中所示,请利用表中数据在图丙中描点作图. 123456 U/V 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71 I/mA 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80 (3)根据U-I图像尽可能准确地求出磁敏电阻的阻值RB=,结合图甲可知待测磁场的磁 感应强度B=T. 答案 专题十三交变电流传感器 考点考点 1 1交变电流的产生及其描述交变电流的产生及其描述 BC由题-t图像可知, 时刻穿过线框的磁
17、通量最大,则线框位于中性面,A 错误;线框中产生 的感应电动势的最大值应为Em=NBS,又=,N=1,BS=m,则整理得Em=,因此感应电动 势的有效值为E=,B 正确;由功能关系可知线框转动一周外力所做的功等于线框中产 生的焦耳热,有W=T=,C 正确;0的过程中,线框中产生的平均感应电动势为 =,D 错误. 1.AC线框abcd中感应电动势的最大值是Em=BS,有效值为E=,选项 A 正确,B 错误; 线框平面与磁场方向平行时,穿过线框的磁通量为零,磁通量的变化率最大,根据法拉第电磁 感应定律可知,此时产生的感应电动势最大,流经线框的电流最大,选项 C 正确;线框平面与磁 场方向垂直时,穿
18、过线框的磁通量最大,磁通量的变化率为零,根据法拉第电磁感应定律可知, 此时产生的感应电动势为零,流经线框的电流为零,选项 D 错误. 2.D根据焦耳定律知热量与方波中的电流方向的变化无关,故Q方=T;正弦交流电电压的有效 值等于峰值的,故Q正=T= T,所以= ,D 正确. 3.D每个 周期正弦波形的有效值为,根据有效值的定义有T= 2+0,解得U=,D 正确. 4.BC交流电压的周期为T=0.4 s,故磁体的转速为n= =2.5 r/s,故 A 错误;通过题图乙可知, 线圈两端电压的最大值为 12 V,故其有效值U=V=6V,故 B 正确;T=0.4 s,则= rad/s=5 rad/s,故
19、电压的表达式为u=12sin 5t(V),C 正确;该交变电流的电压的最大值 为 12 V,大于电容器的击穿电压,故 D 错误. 5.0.075 J 解析:金属棒与导轨接触点之间的长度随时间变化,有效切割长度为L=sinm,且x=vt,所以 金属棒上的电动势为e=LBv=sinV,电动势最大值为Em=1 V,电动势有效值为E=V.又因 为电路总电阻为R=4 ,根据能量守恒,外力做功等于电路中产生的总热量 W=Q=t=0.075 J(t= =0.6 s). 考点考点 2 2变压器、远距离输电变压器、远距离输电 1.AD由变压器不会使交流电的周期改变和题图(b)可知所用交流电的周期为 210 -2
20、 s,可求 得所用交流电的频率为 50 Hz,选项 A 正确.由题图(b)可知通过R2的电流的有效值为 1 A,则由 串、并联电路特点可知通过R3的电流(即通过电流表的电流)为 0.5 A,故流过副线圈的电流为 I2=1.5 A;由欧姆定律可得副线圈两端的电压U2=110 V=10 V,则由变压器原、副线圈两端电 压比与原、副线圈匝数比的关系可得,原线圈两端的电压U1=n1=100 V;再根据原线圈电路的 串联关系可得R1两端的电压为UV=220 V-100 V=120 V,选项 B、C 均错误.根据变压器原理可得 变压器传输的电功率为P=U2I2=101.5 W=15.0 W,选项 D 正确
21、. 2.C发电机输出的电流I1=A=400 A,选项 A 错误.输电线上的电流I线= A=25 A,选项 B 错误.升压变压器的副线圈输出电压U2=V=410 3 V,输电线损耗电压 U=I线R=258 V=200 V,降压变压器的原线圈电压U3=U2-U=3 800 V,故降压变压器的匝数 比 =,选项 C 正确.降压变压器的副线圈的输出功率P4=P3=P-P线=95 kW,故用户得到的电 流I4=A431.8 A,选项 D 错误. 1.B由交流电压的表达式可知,原线圈两端所加的电压最大值为 220V,故有效值为U1=220 V,又= ,故副线圈两端电压的有效值为U2=110 V,输出功率P
22、2=220 W,再由输入功率等于输 出功率知,P1=P2=220 W,A 项错误;根据欧姆定律知,I2=2 A,又 = ,得I1=1 A,故电流表读数 为 1 A,所以 B 项正确;电压表的读数为有效值,即U2=110 V,C 项错误;由交流电压的表达式可 知,=100 rad/s, 又T=,解得T=0.02 s,所以 D 项错误. 2.A在ab棒匀速运动过程中,ab棒产生恒定的感应电动势,左边原线圈中产生恒定的电流, 右侧三个副线圈中没有感应电动势产生,所以IR=0、IL=0、IC=0,A 正确,B 错误;若ab棒沿导轨 在某一中心位置附近做往复运动,原线圈中产生交变电流,三个副线圈中都将有
23、感应电流产生, 故IR0、IL0、IC0,C、D 错误. 3.D根据题图乙可知,发电机输出的交流电的周期为 0.02 s,根据频率与周期的关系得发电机 输出的交流电的频率为 50 Hz,由于变压器在传输电能的过程中不改变交流电的频率,故用户 用电器上交流电的频率为 50 Hz,A项错误;根据题图乙可知,发电机输出的交流电的最大值为 500 V,由于该交流电是正弦式交变电流,根据正弦式交变电流的有效值与最大值的关系可得, 发电机输出的交流电的电压有效值为250V,B项错误;根据输电线上的电流与升压变压器的 输入电压U1和升压变压器的原、副线圈的匝数比 、降压变压器的原、副线圈的匝数比 及输 电线
24、上的电阻R线、 负载电阻R负的关系可得I线=I3=( ) 2 ,即I线=,可知I 线只由 决定的说法错误,C 项错误;根据焦耳定律可得,输电线上损失的功率P损= R线,又I线 =,即P损=,则当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率将 减小,D 项正确. 4.(1)D(2)变压器原、副线圈的电压比等于匝数比 解析:(1)变压器改变的是交流电压,因此为了保证人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电 源,所用电压不超过 12 V,A 错误;为保证人身安全及用电器安全,不能用手接触裸露的导线、接线柱,接通电路前应 先检查电路是否正确,B、C 错误;测电压时,先用最大量程挡试测,大致确定被测电压后
25、再选用 适当的挡位进行测量,故 D 正确. (2)分析每组实验数据,可知与 的值近似相等,可得出的实验结论是:变压器原、副线圈的电 压比等于匝数比. 5.ABD变压器输入电压等于灯泡A的电压U0,输出电压等于灯泡B、C串联的总电压 2U0,故原、 副线圈的匝数比 = ,D项正确;由于三个灯泡规格相同且都正常发光,故IA=IB=IC,分析可得 原线圈总电流为 2IB,故流过电阻R的电流为 3IB,A 项正确,C 项错误;因灯泡和电阻R的阻值均 相等,故电阻R两端的电压为 3IBR=3U0,电源电压为 3U0+U0=4U0,B 项正确. 考点考点 3 3实验实验: :传感器的简单使用传感器的简单使
26、用 (1)如图所示(2)1.8(3)25.5(4)R11.2 解析:(1)由于滑动变阻器的最大阻值比待测电阻的阻值小得多,因此滑动变阻器应用分压式 接法,由于电压表可视为理想电表,则电流表应用外接法,电路图如答图所示.(2)由欧姆定律 得R= =1.810 3 (或 1.8 k).(3)由题图(a)可直接读出热敏电阻的阻值为 2.2 k时,室温为 25.5 .(4)由题意可知随温度的升高R2两端的输出电压应增大,又由串联电路 的特点可知,R1的阻值应减小或R2的阻值应增大,而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,因此 R1应为热敏电阻;当环境温度为 50 时,热敏电阻的阻值为 0.8 k,则由串联
27、电路的特点有 =,解得R2=1.2 k. 1.(1)见解析(2)R2(3)650.0b若置于a端,接通电源后,流过报警器的电流会超过 20 mA,报警器可能会损坏c报警器开始报警 解析:(1)根据题述可知,应该采用滑动变阻器的限流接法,连接的电路如图所示. (2)根据题述可知,流过报警器的工作电流超过 10 mA 时,报警器就会报警,可知滑动变阻器的 最大阻值至少为R= =1 800 ,因此在电路中应选用最大阻值为 2 000 的滑动变 阻器R2. (3)电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为热敏电阻在 60 时的阻值为 650.0 ;滑片应置于使滑动变阻器接入电路的
28、阻值最大处,即b端附近,若 置于a端,则闭合开关后,报警器中电流将大于 20 mA,报警器可能会损坏.将开关向c端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至报警器开始 报警. 2.(1)5.00变小增大B(2)2.8 解析:(1)实验中硅二极管与定值电阻R0串联,由欧姆定律可知,定值电阻两端电压U1=IR0=50.0 A100 =5.00 mV;由图(b)可知,当控温炉内温度升高时,硅二极管两端电压减小,又图(b) 对应的电流恒为 50.0 A,可知硅二极管的正向电阻变小,由“串反”规律可知,定值电阻R0 两端电压增大,即电压表示数增大,应增大滑动变阻器接入电路的阻值以减小电路中的电流, 从而使电压
29、表示数保持不变,故应将R的滑片向B端移动.(2)由图(b)可知= V/ =2.810 -3 V/. 3.(1)如图 1 所示(2)如图 2 所示(3)1.410 3 1.2 图 1 图 2 解析:(1)由于滑动变阻器的最大阻值小于待测电阻的阻值,因此滑动变阻器应采用分压接法, 由于电流表的内阻已知,为了减小实验误差,电流表应采用内接法.(2)将表格中的实验数据描 绘在图像中,并用直线连接,使尽可能多的点落在直线上或均匀分布在直线两侧.(3)U-I图像 中,图像的斜率大小为磁敏电阻的阻值和电流表内阻之和,则RB=-100 =1.410 3 ,则=10,待测磁场的磁感应强度B=1.2 T. 专题十
30、三交变电流传感器 考点 1交变电流的产生及其描述 1.2021 浙江杭州重点中学检测新安江水电站交流发电机在正常工作时,电动势e=310sin 100t(V),若水轮机带动发电机的转速增加到原来的 1.2 倍,其他条件不变,则电动势为 () A.e=372sin 120t(V)B.e=310sin 120t(V) C.e=372sin 100t(V)D.e=310sin 100t(V) 2.一交流电源的输出电压表达式为u=Umaxsint,其中Umax=311 V,=100 rad/s,下列表述 正确的是() A.该电源输出的交流电的频率是 100 Hz B.该电源输出的交流电的周期是 0.0
31、5 s C.若用交流电压表测量这一电源的输出电压,电压表示数为 311 V D.若将一电阻为 50 的电热器接在这一电源上,电热器的电功率约为 968 W 3.2021 安徽合肥高三调研,多选某闭合金属线圈,在匀强磁场中绕与磁感线 垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示规律变化.已知线圈匝数为 100,总 电阻为 1 , 2取 10,则下列说法正确的是 () A.t=0 时,线圈中的感应电动势为零 B.t=1 s 时,线圈中的电流改变方向 C.t=3 s 时,线圈平面垂直于磁感线 D.4 s 内,线圈中产生的焦耳热为 125 J 4.2019 天津,8,多选单匝闭合矩形线框电阻为
32、R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转 动,穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图所示.下列说法正确的是() A.时刻线框平面与中性面垂直 B.线框的感应电动势有效值为 C.线框转一周外力所做的功为 D.从t=0 到t= 过程中线框的平均感应电动势为 5.2020 湖南郴州检测一个小型电热器若接在输出电压为 10 V 的直流电源上,消耗电功率为 P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变,则此交流电源 输出电压的最大值为() A.5 VB.5VC.10 VD.10V 6.2020 北京丰台区检测如图甲所示,R1和R2是材料相同、厚度相同、上下截面为正方形的导 体,
33、边长之比为 2 1,通过导体的电流方向如虚线箭头所示;现将R1、R2串联接入正弦交流电路, 如图乙所示;交流电源的电压u随时间t变化的情况如图丙所示,电源内阻不计,则下列说法正 确的是() A.导体R1和R2的阻值之比为 12 B.流过导体R1和R2的电流大小之比为 12 C.导体R1两端的电压最大值为 220 V D.导体R2两端的电压有效值为 110 V 考点 2变压器、远距离输电 1.2021 江西红色七校联考如图甲所示的变压器电路中,理想变压器原、 副线圈匝数之比为 1 2,a、b输入端输入如图乙所示的交变电流,电阻R1的功率是R2的功率的一半,电流表的示数 为 2 A, 电路中的电流
34、表、电压表都是理想电表.则() A.交流电压瞬时值的表达式为u=100sin(50t) V B.a、b端输入的功率为 600 W C.电压表示数为 100V,电阻R1的阻值为 50 D.通过电阻R1的电流为 4 A 2.2021 湖北武汉高三质量检测如图所示,正弦交流电源的输出电压为U0, 理想变压器的原、副线圈匝数之比为 51,电阻关系为R0R1R2=144,电压表为理想交流 电压表,示数用U表示,则下列说法正确的是() A.闭合开关 S 前后,电压表示数不变 B.闭合开关 S 前,U0U=51 C.闭合开关 S 后,U0U=152 D.闭合开关 S 后,电阻R0与R1消耗的功率之比为 41
35、 3.2021 贵州贵阳高三摸底,多选如图甲所示,三个完全相同的灯泡,功率均为 15 W,一个与理 想变压器的原线圈串联后接在图乙所示的交流电源上,另外两个并联后接在副线圈两端.闭合 开关 S 后,三个灯泡均正常发光.图中电表为理想电压表,则下列说法正确的是 () A.原、副线圈的匝数之比为 21 B.原、副线圈的匝数之比为 12 C.电压表的示数为 110V D.变压器传输的电功率为 30 W 4.2020 全国,19,多选特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成 功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采用 550 kV 的超高压向B处输电,输电线上 损耗的电功率为P
36、,到达B处时电压下降了U.在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不 变的条件下,改用 1 100 kV 特高压输电,输电线上损耗的电功率变为P,到达B处时电压下 降了U.不考虑其他因素的影响,则() A.P= PB.P= PC.U= UD.U= U 5.2018 江苏,2采用 220 kV 高压向远方的城市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的 功率减小为原来的 ,输电电压应变为() A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV 6.新角度6 分在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,已有下列图中器材、 开关和导线若干. ABCD (1)上述器材中不需要的是(填字
37、母),还需要的是(填名称). (2)对于匝数为na=100 和nb=200 的变压器,当副线圈处于空载状态(没有接负载)时,测量其原、 副线圈的电压,na对应的为U1,nb对应的为U2,实验测量数据如下表. U1/V1.802.803.804.90 U2/V4.006.018.029.98 根据测量数据可判断原线圈是(填“na”或“nb”). (3)保持原线圈匝数和交流电压均不变,给副线圈接上小灯泡,实验发现,随着副线圈匝数的增 加,小灯泡得到的电压反而减小,亮度减弱,出现这种情况可能的原因是. 考点 3实验:传感器的简单使用 1.生产生活实践问题情境电子体温计8 分感冒发热是冬春季节常见的疾
38、病,用电子体 温计测量体温既方便又安全.电子体温计的工作原理是利用热敏电阻阻值随温度的变化将温 度转化为电学量.某同学想利用一热敏电阻和一数字电压表制作一个电子体温计. (1)该同学用多用电表欧姆挡“10”倍率,粗测了一热敏电阻的阻值,测量结果如图甲所示, 则该热敏电阻此次测量的阻值为. (2)该同学用伏安法测该热敏电阻在不同温度t下的电阻Rt,得到如图乙所示的Rt-t图像,由图 像可知该热敏电阻在 34 的温度下的电阻为. (3)该同学利用这个热敏电阻和一数字电压表制作的电子体温计电路图如图丙所示,其中电源 电动势E=1.5 V,内阻不计,电压反馈电阻R1=32 ,R0为保护电阻,Rt为热敏
39、电阻,R2为定值电阻, 则温度越高,数字电压表的示数越(选填“大”或“小”);为了使温度从 35 变化到 42 时数字电压表的示数能从 0.35 V 变化到 0.42 V,则定值电阻的阻值R2=. 2.8 分甲、乙两个实验小组利用传感器研究电池组电动势和内阻及负载功率问题.已知两小 组所选用的定值电阻阻值相同,均为R0=1.0 . (1)甲小组利用电压传感器(相当于理想电压表)和电阻箱,实验电路图如图甲所示.改变电阻 箱接入电路的阻值,获得多组电压U与电阻R的值,根据P=在坐标纸上描出的P-R图像如图 乙所示.发现当R=1.5 时,电阻箱的功率P达到最大值 1.5 W. 定值电阻R0的作用是.
40、 可求出甲小组电池组电动势E1=V,内阻r1=.(结果均保留两位有效数字) (2)乙小组利用电压传感器(相当于理想电压表)、电流传感器(相当于理想电流表)和滑动变阻 器,实验电路图如图丙所示.移动滑动变阻器滑片,获得多组电压U与电流I的值,根据P=UI, 利用作图软件生成的P-U图像如图丁所示.发现当U=1.4 V 时,滑动变阻器的功率P达到最大 值 1.0 W. 可求出乙小组电池组电动势E2=V,内阻r2=.(结果均保留两位有效数字) 若乙小组的定值电阻R0未知,能否求出电池组内阻?(填“能”或“不能”) 一、选择题(共 12 小题,72 分) 1.如图甲所示为自耦变压器,原线圈接有图乙所示
41、的交流电源,副线圈两端电压有效值为 220 V, 灯泡和其他电阻受温度的影响忽略不计,开始时开关 S 断开,则下列说法正确的是() A.原、副线圈匝数比为 115 B.闭合开关 S 后,小灯泡微亮,P2上滑可使小灯泡恢复正常发光 C.滑片P1上滑,通过电阻R1的电流增大 D.向上滑动P3,变压器的输出功率增大 2.如图所示,虚线OO的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 2B,右侧有垂直纸面向 里的匀强磁场,磁感应强度为B,一总阻值为R的导线框ABCD以OO为轴做角速度为的逆时 针匀速转动,导线框的AB边长为 3L,BC边长为L,BC边到轴OO的距离也是L,以图示位置为 计时起点,规定导
42、线框内电流沿ABCDA流动时为电流的正方向.下列关于导线框中感 应电流的图像(图中I0=)正确的是() AB CD 3.电吹风是常用的家用电器,一种电吹风的内部电路如图所示,图中a、b、c、d为四个固定点. 可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点.已知电吹风吹冷风时的输入功率为 60 W,小风扇 的额定电压为 60 V,正常工作时小风扇的输出功率为 52 W,变压器为理想变压器,则 () A.当扇形金属触片P与触点c、d接触时,电吹风吹热风 B.当扇形金属触片P与触点a、b接触时,电吹风吹冷风 C.小风扇的内阻为 8 D.变压器原、副线圈的匝数比为 = 4.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的
43、轴匀速转动时,产生正弦式交变电流,其电动势的 变化规律如图(a)中图线所示.当调整线圈转速后,电动势的变化规律如图(a)中图线所示. 用此线圈给图(b)中原、副线圈匝数比为 21 的理想变压器供电.则 () A.t=0 时刻,线圈平面恰好与磁场方向平行 B.线圈先后两次转速之比为 23 C.转速调整前,图(b)中电压表的示数为 10V D.图线电动势的瞬时值表达式为e=40sintV 5.2020 江苏,2电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示.其原线圈匝 数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上,则电流互感器() A.是一种降压变压器 B.能测量直流电路的电流
44、 C.原、副线圈电流的频率不同 D.副线圈的电流小于原线圈的电流 6.如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为 101,电流表和电压表均为理想电 表,R是光敏电阻(其阻值随光强的增大而减小)、L是理想线圈、C是耐压值和电容都足够大的 电容器、L1是灯泡、K 是单刀双掷开关.当原线圈接入如图乙所示的正弦交流电时,下列说法正 确的是() A.开关 K 连通 1 时,若光照增强,电流表的示数变小 B.开关 K 连通 1 时,电压表的示数为 22 V C.开关 K 连通 2 时,灯泡 L1一定不亮 D.开关 K 连通 2 时,若光照增强,电压表的示数减小 7.2021 吉林长春高三质量监测,多
45、选远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈 的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的总电阻为R.变压器为 理想变压器,下列关系式中正确的是 () A. =B. =C.I2=D.U1I1 R 8.2021 四川成都毕业班摸底测试,多选教学用发电机能够产生正弦交变电流.如图所示,利 用该发电机(内阻不计)通过理想变压器向定值电阻R供电时,理想电流表 A 的示数为I,R消耗 的功率为P.则() A.仅将变压器原线圈的匝数变为原来的 2 倍,R消耗的功率将变为 B.仅将变压器原线圈的匝数变为原来的 2 倍,电流表 A 的示数仍为I C.仅将发电机线圈的转速
46、变为原来的 ,电流表 A 的示数将变为 D.仅将发电机线圈的转速变为原来的 ,R消耗的功率仍为P 9.2021 江西南昌高三摸底测试,多选如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 41,电 阻R1与R2阻值相等.a、b两端接电压恒定的正弦交流电源.则() A.流过R1、R2的电流的频率相同 B.R2、R1消耗的功率之比为 116 C.若滑动变阻器的滑片P向左滑动,R1消耗的功率将增大 D.若滑动变阻器的滑片P向左滑动,电源的输入功率将减小 10.多选如图所示为远距离交流输电的原理图.发电站经升压后输出电压U=900 V,两条输电 线的总电阻为r=2 ,在输电线与用户间连有一理想降压变压器,原、
47、副线圈的匝数比为n1 n2=41,用户端得到的电压为U2=220 V,则() A.输电线路上损失的功率为 0.4 kW B.发电站输送的功率是 9.0 kW C.用户端得到的功率是 8.8 kW D.若输出电压U保持不变,用户又并入一用电器,用户端电压保持不变 11.2021 安徽名校高三联考,多选如图所示,足够长的两条平行金属导轨竖直放置,其间有与 导轨平面垂直的匀强磁场,两导轨通过导线与检流计 G1、线圈M接在一起.N是绕在“”形铁 芯上的另一线圈,它与检流计 G2组成闭合回路.现有一金属棒ab沿导轨由静止开始下滑,下滑 过程中与导轨垂直且接触良好,在ab下滑的过程中() A.通过 G1的
48、电流是从左端进入的 B.通过 G2的电流是从右端进入的 C.检流计 G1的示数逐渐增大,达到最大值后恒定 D.检流计 G2的示数逐渐减小,最后趋于一不为零的恒值 12.多选如图所示为一台小型发电机结构示意图,线圈绕垂直匀强磁场方向的轴匀速转动, 通过电刷接有一盏小灯泡.已知线圈匝数为N,内阻为r,转动的周期为T,小灯泡的电阻为 9r, 理想电压表的示数为U,从图示位置开始计时,下列说法正确的是 () A.从开始到t= 过程中,通过灯泡的电荷量为 B.从开始到t= 过程中,灯泡消耗的电能为 C.线圈产生的电动势瞬时值表达式为e=Ucost D.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 二、非选择
49、题(共 3 小题,30 分) 13.9 分传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变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.某研究性学习小组设计了一种温度控制装置,温控开 关可采用热敏电阻来控制. (1)先通过实验探究某一热敏电阻的阻值Rt随温度t的变化关系.已知该热敏电阻在常温下的 阻值约 100 .现提供以下实验器材: A.控温箱(用以调节热敏电阻Rt的温度); B.电压表 V(量程 3 V,内阻约 1.0 k); C.电流表 A1(量程 50 mA,内阻r1=100 ); D.电流表 A2(量程 100 mA,内阻r2约为 40 ); E.滑动变阻器R(阻值
50、变化范围为 010 ,允许通过的最大电流为 2 A); F.直流电源E(电动势为 12 V,内阻很小); G.开关一只,导线若干. 要求用上述器材尽可能精确地测出热敏电阻在不同温度下的阻值,且尽可能多测几组数据,请 在图甲虚线框中画出符合要求的实验电路图,并标明所选择器材的符号. (2)学习小组测得热敏电阻的阻值随着温度变化的规律如图乙所示. 图甲 图乙图丙 根据图乙求出热敏电阻阻值随温度变化的函数关系为. (3)如图丙所示,当 1、2 两端所加电压增大至 2 V 时,控制开关会自动启动加热系统进行加热, 请利用下列器材设计一个简单电路,给 1、2 两端提供电压,要求当温度达到 80 时启动温
