（江苏专用）2020届高考物理一轮复习专题十一交变电流传感器课件.pptx

专题十一 交变电流 传感器,高考物理 (江苏省专用),考点一 交变电流的产生及描述,A组 自主命题江苏卷题组,五年高考,1.(2017江苏单科,7,4分)(多选)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也 有低频成分,则 ( ) A.电感线圈L1的作用是通高频 B.电容器C2的作用是通高频 C.扬声器甲用于输出高频成分 D.扬声器乙用于输出高频成分,答案 BD 电感线圈具有“阻高频通低频”的特性,电容器具有“通交流隔直流”“通高频 阻低频”的特性,当输入端既有高频成分,也有低频成分时,低频成分通过电感L1,到达扬声器 甲,高频成分通过电容C2,到达扬声器乙,选项B、D正确。,规律总结 分析电路,识记电感、电容的特性。,2.(2012江苏单科,13,15分)某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示。在磁极和圆柱状铁芯 之间形成的两磁场区域的圆心角均为 ,磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的 边长ab=cd=l、bc=ad=2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。在磁 场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的 总电阻为r,外接电阻为R。求: (1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em; (2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F; (3)外接电阻上电流的有效值I。,答案 (1)2NBl2 (2) (3),解析 (1)bc、ad边的运动速度v= 感应电动势Em=4NBlv 解得Em=2NBl2 (2)电流Im= ,安培力F=2NBIml 解得F= (3)一个周期内,通电时间t= T R上消耗的电能W= Rt且W=I2RT 解得I=,3.(2019江苏单科,1,3分)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为110,当输入电压增加20 V 时,输出电压 ( ) A.降低2 V B.增加2 V C.降低200 V D.增加200 V,考点二 变压器 远距离输电 传感器,答案 D 本题考查变压器原理内容,有利于培养学生理解能力,体现了核心素养中的科学态 度要素。 依据理想变压器原、副线圈的电压比与匝数比关系公式可知, = ,则U2= U1,得U2= 200 V,故选项D正确。,4.(2018江苏单科,2,3分)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 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV,答案 C 本题考查电能的输送。由P送=U送I线和P损= R线得,P损= R线。因为P送和R线一 定,要使P损= P损,结合上式得,U送=2U送=440 kV,C项正确。,规律总结 输电线路功率损失的计算方法 (1)P损=P送-P,P送为输送的功率,P为用户得到的功率。 (2)P损= R线,I线为输电线路上的电流,R线为输电线电阻。 (3)P损= ,U为输电线路上损失的电压,R线为输电线电阻。 (4)P损=UI线,U为输电线路上损失的电压,I线为输电线路上的电流。,5.(2016江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中 ( ) A.U2U1,U2降低 B.U2U1,U2升高 C.U2U1,U2降低 D.U2U1,U2升高,答案 C 由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因 = ,则U2U1;在将滑动触 头从M点顺时针转到N点的过程中,n2减小,U2降低,选项C正确,选项A、B、D错误。,考查点 本题考查变压器变压的规律和变压器动态变化的分析,情景简单,考查的是最基础 的知识,属于简单难度题。,友情提醒 自耦变压器的原理与我们熟悉的“回”字形铁芯的变压器的原理相同。,6.(2015江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为 ( ) A.200 B.400 C.1 600 D.3 200,答案 B 由理想变压器的变压比等于匝数比,即 = ,解得n2= n1=400,选项B正确。,考查点 本题考查考生对理想变压器电压与匝数关系的理解与应用,属于简单难度题。,易错警示 有少数考生把 = 的比例关系记反了,从而错选C,真是遗憾啊!,7.(2014江苏单科,3,3分)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n 1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列 关系式中正确的是 ( ) A. = B.I2= C.I1U1= R D.I1U1=I2U2,答案 D 由理想变压器可知 = ,选项A错;I2= ,而U2=UR+U3,故I2 ,B错;P入=P出,即U1I1= U2I2,而U2I2R,C项错,D项正确。,考查点 本题考查考生对远距离输电、理想变压器的理解,以及对欧姆定律、电功率等知识 的应用,属于中等难度题。,错解分析 易错选B和C,原因是没有真正理解远距离输电的过程、原理,而将升压变压器的 副线圈后面的电路当成了纯电阻电路。,8.(2011江苏单科,6,4分)(多选)美国科学家Willard S.Boyle与George E.Smith因电荷耦合器件 (CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖。CCD是将光学量转变成电学量的传感器。 下列器件可作为传感器的有 ( ) A.发光二极管 B.热敏电阻 C.霍尔元件 D.干电池,答案 BC 传感器是能够把一些非电学量转换成电学量的元件。发光二极管是通电能够发 光的元件,A错误;热敏电阻是温度变化引起电阻变化的元件,B正确;霍尔元件是磁场能够引起 电压变化的元件,C正确;干电池是把化学能转化成电能的器件,D错误。,评析 本题属于简单题,考查传感器的定义。这就要求同学们在复习的时候不能忽视任何一 个知识点,对课本的复习要全面细致。,9.(2013江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有 ( ) A.向下滑动P B.增大交流电源的电压 C.增大交流电源的频率 D.减小电容器C的电容,答案 BC 向下滑动P,变压器副线圈电压降低,灯泡变暗,A错误;增大交流电源电压,副线圈 电压升高,灯泡变亮,B正确;增大交流电源频率,电容器容抗减小,电流变大,灯泡变亮,C正确;减 小电容器的电容,容抗增大,电流减小,灯泡变暗,D错误。,考查点 本题考查变压器的原理、电容器对交变电流的影响、闭合电路欧姆定律等知识,属 于中等难度题。,易错警示 易漏选C,原因是不知道交变电流的频率越高,电容器对电流的阻碍作用越小。,10.(2012江苏单科,7,4分)(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由 火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质 开关K,从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有 ( ),A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零 B.家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变 C.家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起 D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起,答案 ABD 电路正常或短路时,火线和零线中通过的电流大小相等、方向相反,故L1中火线 与零线中电流产生的磁场相抵消,铁芯中的磁通量为零,L2中无感应电流产生,电磁铁中也就无 电流,开关K不会被吸起。由上述分析可知,A、B项正确,C项错误。当地面上的人接触火线发 生触电时,火线与零线中的电流大小不再相等,则L2中产生感应电流,电磁铁也就能把开关K吸 起,即D正确。,11.(2011江苏单科,13,15分)图甲为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一 个接头,原线圈输入正弦式交变电压的uab-t图像如图乙所示。若只在ce间接一只Rce=400 的 电阻,或只在de间接一只Rde=225 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80 W。,甲,乙,(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式; (2)求只在ce间接400 电阻时,原线圈中的电流I1; (3)求ce和de间线圈的匝数比 。,答案 (1)uab=400 sin 200t (V) (2)0.28 A(或 A) (3),评析 本题综合考了交流电与变压器问题,抓住 = 、P1=P2及P=UI等重要关系是解题的 关键。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组 考点一 交变电流的产生及描述,1.(2018课标,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.1 B. 1 C.12 D.21,答案 D 本题考查交变电流的有效值及焦耳定律。根据交变电流有效值的定义及焦耳定律 可得,Q方= + = T,Q正= T= T,故 = ,选项D正确。,易错点拨 正弦式交变电流的有效值是其峰值的 ,其他交流电的有效值和峰值间一般不 存在该关系。,2.(2015四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁 场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边 和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压 ( ) A.峰值是e0 B.峰值是2e0 C.有效值是 Ne0 D.有效值是 Ne0,答案 D 发电机输出电压峰值是2Ne0,A、B错误;有效值是 2Ne0= Ne0,C错误,D正确。,答案 BC 本题考查了交变电流的产生和描述,以及考生对交流电产生过程、有效值的确 定、平均感应电动势及安培力做功的分析和判断能力,是核心素养中能量观念的体现。 由-t图像可知,在 时刻穿过线框的磁通量最大,线框处于中性面位置,选项A错误;交变电流 感应电动势的最大值为Em=BS= ,有效值E= Em= ,选项B正确;线框匀速转一周 时外力所做的功等于克服安培力所做的功,W= T= ,选项C正确;从t=0到t= 的过程中 平均感应电动势 = = = ,选项D错误。,审题指导 感应电动势最大值表达式中的BS即磁通量的最大值,虽然题中没有给出B、S,但 可以从图像中获取相关的数据信息m,从而求得感应电动势的最大值;线框匀速转动是确定 外力做功的关键。,4.(2017天津理综,6,6分)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,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正弦规律变化。设线圈总电阻为2 , 则 ( ) A.t=0时,线圈平面平行于磁感线 B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向 C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为82 J,答案 AD 本题考查正弦交流电的产生、有效值,焦耳热。由-t图可知,t=0时,=0,则线圈 平面平行于磁感线,选项A正确;t=1 s时=0,此时电动势最大,t=0.5 s和t=1.5 s时,最大,此时电 动势为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动势的最大值Em=nBS=nm =4 V,有效 值E= Em=2 V,一个周期内线圈产生的热量Q= T=82 J,D正确。,疑难突破 由E=n 知随时间按正弦规律变化,则E随时间按余弦规律变化。电流改 变方向的时刻在E=0时刻,即最大时刻。计算电流产生的焦耳热应使用电动势的有效值。,5.(2016课标,21,6分)(多选)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线 框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有 一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸 面且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则 ( ) A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.在t= 时,两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等,答案 BC 本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故A项错误;两 导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同,B项正确;在t= 时,两导线框切割磁感线 的导线长度相同,且切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等,均为E= BR2,C项正确;两 导线框中感应电流随时间变化的图像如图所示,故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项 错误。,疑难突破 设M导线框中的电流有效值为IM,则 rT=2 r ,得IM= ;设N导线框中 电流有效值为IN,则 rT=2 r ,得IN= ,故IM= IN。,6.(2018天津理综,4,6分)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略) 通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读 数分别为I、U,R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的 ,则 ( ) A.R消耗的功率变为 P B.电压表V的读数变为 U C.电流表A的读数变为2I D.通过R的交变电流频率不变,考点二 变压器 远距离输电 传感器,答案 B 本题考查正弦交流电的产生原理、理想变压器。由正弦交流电的产生原理可知, 其电动势的最大值Em=NBS,而=2n,有效值E= Em,线圈转速变为原来的 ,则U1=E变为原 来的 。由 = 知U2变为原来的 ,电压表读数变为原来的 ,选项B正确;R消耗的功率P= ,故R消耗的功率变为原来的 ,选项A错误;由P入=P出得,U1I1= ,故I1变为原来的 ,即电流表 读数变为原来的 ,选项C错误;变压器不改变交变电流的频率,故通过R的交变电流频率变为 原来的 ,选项D错误。,解题关键 正弦交流电的最大值与转速的关系,理想变压器的电流、电压及功率的决定关系, 是解答此题的关键。,7.(2016课标,16,6分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 , 为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S 断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 ( ) A.2 B.3 C.4 D.5,答案 B 设原、副线圈匝数比为n,根据能量守恒,当S断开时,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);当S闭合 时,4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,联立解得n=3,所以B正确。,误区警示 变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路,不能在含有线圈的电路中应用 欧姆定律。要计算原线圈上消耗的功率,只要计算出副线圈电阻上消耗的功率即可。,C组 教师专用题组 考点一 交变电流的产生及描述,1.(2014天津理综,7,6分)(多选)如图1所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转 速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图2中曲线a、b所示,则 ( ) A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合 B.曲线a、b对应的线圈转速之比为23 C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V,答案 AC 由题图2知t=0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零,故A正确。由图2知两次转 动所产生的交变电动势的周期之比TaTb=23,再由周期与转速的关系n= 得nanb=32,故 B错误。因Ta=410-2 s,故fa= =25 Hz,C正确。因Ema=15 V,而Em=NBS= ,故Emb= Ema=1 0 V,Eb= =5 V,D错误。,评析 本题考查了交变电动势的产生及描述,涉及交变电动势的四值及其图像。条件设置较 为隐蔽,陷阱设置比较巧妙,对考生的分析能力要求较高,试题难度中等。,2.(2016四川理综,2,6分)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将 原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则 ( ) A.小灯泡变亮 B.小灯泡变暗 C.原、副线圈两端电压的比值不变 D.通过原、副线圈电流的比值不变,考点二 变压器 远距离输电 传感器,答案 B 由 = 得U2= U1 由 = 得 U2= U1 由/得: = = ,因为n2n1,所以 1,即U2U2,故小灯泡变暗,B正确,A 错。由以上分析过程可以看出,C错。由 = 和 = 可见,D错。,疑难突破 审题要细心。原、副线圈减少相同匝数,不是减少相同的倍数。 比较两个代数式的大小,有“做差”和“做商”两种思路,要视代数式的特征而定。,3.(2015福建理综,15,6分)图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的 原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Um sin t的交流电源,若输送电 功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为 ( ) A.( ) B.( ) C.4( )2( )2r D.4( )2( )2r,答案 C T的输入电压U1= ,则P=U1I1,I1= = ,又因为 = ,所以I2= I1= ,则 输电线上损失的电功率P损= 2r=4( )2( )2r,C项正确。,4.(2016课标,19,6分)(多选)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯均能正常发光,下列说法正确的是 ( ) A.原、副线圈匝数比为91 B.原、副线圈匝数比为19 C.此时a和b的电功率之比为91 D.此时a和b的电功率之比为19,答案 AD 由题意知U=10U灯,a、b均正常发光,则变压器输入电压U1=9U灯,而输出电压U2=U 灯,所以原、副线圈匝数比n1n2=U1U2=91;而I1I2=n2n1=19,所以两灯功率之比PaPb =U灯I1U灯I2=19,选项A、D正确。,审题指导 两灯均正常发光,Ua=Ub=U灯,U=Ua+U1=10U灯,则U1=9U灯。,5.(2014广东理综,19,6分)(多选)如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的 输入电压U1不变,闭合电键S,下列说法正确的是 ( ) A.P向下滑动时,灯L变亮 B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变 C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小 D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大,答案 BD 对于理想变压器U2= U1,U1不变则U2不变,与调节P无关,故B正确。又UL=U2,所以 灯的亮度不变,A错。P向上滑动时RP减小,则R总减小,P出= 增大,P入=P出=U1I1,所以I1增大,可知 C错误,D正确。,6.(2014山东理综,17,6分)(多选)如图,将额定电压为60 V的用电器,通过一理想变压器接在正弦 交变电源上。闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数 分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是 ( ) A.变压器输入功率为484 W B.通过原线圈的电流的有效值为0.6 A C.通过副线圈的电流的最大值为2.2 A D.变压器原、副线圈匝数比n1n2=113,答案 BD 对于理想变压器,P入=P出,所以输入功率P入=602.2 W=132 W,A错。I1= = A =0.6 A,B正确。通过副线圈的电流的最大值I2m= I2=2.2 A,C错误。变压器原、副线圈匝 数比n1n2=U1U2=113,D正确。,7.(2015天津理综,6,6分)(多选)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线 圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动 变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则 ( ) A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大 B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小 C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大 D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小,答案 BC 保持Q位置不动,则副线圈两端电压U2不变,P向上滑动,则R增大,副线圈电流I2减 小,由P1=UI1=U2I2,可知I1减小,电流表读数减小,A错误,B正确。保持P位置不动,则R不变,Q向上 滑动,n2变大,根据 = 得,U2= U,则U2增大,由I2= ,知I2增大,由UI1=U2I2,U不变,知I1增大, 电流表读数变大,所以C正确,D错误。故选B、C。,评析 本题考查变压器的工作原理,难度较小。,A组 20172019年高考模拟考点基础题组 考点一 交变电流的产生及描述,三年模拟,1.(2019江苏南通启东高二期末,3)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 ,外接R=9.0 的电阻。闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=10 sin 10t(V), 则 ( ) A.该交变电流的频率为10 Hz B.该电动势的有效值为10 V C.外接电阻R所消耗的电功率为9 W D.电路中理想交流电流表的示数为 A,答案 C 正弦式交流电电动势瞬时表达式为e=Em sin t,由此可知Em=10 V,=10 rad/s,则 该交变电流的频率f= =5 Hz ,故A错误;该电动势的有效值为E= =10 V,故B错误;电路 中理想交流电流表的示数I= = A=1 A,外接电阻R所消耗的电功率:P=I2R=129 W=9 W,故C正确,D错误。,思路点拨 正弦式交流电电动势瞬时表达式为e=Em sin t,对照e=10 sin (10t)V可知该题 中交流电的最大值和角速度,根据=2f可得该交变电流的频率;正弦式交流电电动势的有效 值E= ,理想交流电流表的示数为电流的有效值,利用闭合电路欧姆定律可得理想交流电流 表的示数,再利用P=I2R计算外接电阻R所消耗的电功率。,解题关键 本题考查了交变电流电动势瞬时值表达式,解题的关键是根据正弦式交流电电动 势瞬时表达式为e=Em sin t找出Em和,再结合欧姆定律、有效值等概念进行计算即可。但要 特别注意交流电表的示数是有效值,计算电功率也是用有效值。,答案 C 图甲、图乙均表示交流电,故A错;图甲表示正弦式交流电,周期为21 s,则= =100 rad/s,所以电压的瞬时值表达式为u=311 sin (100t) V,故C选项正确;图甲和图乙电压的 有效值并不相同,故B错;变压器只能改变交流电的电压,不能改变交流电的频率,故D错。,答案 D bc边向上切割时,感应电流方向为cb;bc边向下切割时,感应电流方向为bc;故线 圈连续转动,流过电阻R的电流是交流电,但电流的大小不变,则产生的不是正弦式交流电,故A 错误;从图示位置开始转过90角时,电流方向不发生改变,故B错误;bc边切割磁感线时,穿过线 圈的磁通量变化率不为0,bc边不切割磁感线时,穿过线圈的磁通量不变,变化率为0,故C错误; 一个周期内,电阻上通有电流的时间为:t= T= T,R上消耗的电能为:W= t,Um=2B2L =2BL2,且有:W=I2(R+r)T,解得电路中通过的电流有效值为:I= ,故D正确。,4.(2018江苏扬州摸底,7)(多选)图甲为一台小型发电机构造示意图,内阻r=5 ,外电路电阻R=9 5 ,电路中其余电阻不计。发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁 场方向的固定轴转动,线圈匝数N=100。转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦 规律变化,如图乙所示,则 ( ) A.t=3.141 s时,该小型发电机的电动势为零 B.该小型发电机电动势的最大值为200 V C.电路中电流最大值为2 A D.串联在外电路中的交流电流表的读数为2 A,答案 BC t=3.1410-2 s时,磁通量的变化率最大,该小型发电机的电动势有最大值,选项A错 误;从-t图像可以看出,max=1.010-2 Wb,T=3.1410-2 s,= ,感应电动势的最大值Emax=N max=200 V,选项B正确;电路中电流最大值Imax= =2 A,选项C正确;交流电流表读数是交变电 流的有效值,即I= =1.4 A,选项D错误。,考点二 变压器 远距离输电 传感器 5.(2019江苏海安高级中学月考,2)下列说法中不正确的是 ( ) A.传感器担负着信息采集的任务,是力、温度、光、声、化学成分转化为电信号的主要工具 B.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号 C.干簧管是一种磁敏感元件 D.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制 电路的通断,答案 B 传感器担负着信息采集的任务,是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的 主要工具,故A说法正确;干簧管是一种磁敏感元件,能够将磁信号转化为电信号,故C说法正确; 话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声音信号转换为电信号,故B说法错误;电熨斗能够自 动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器,这种传感器的作用是控制电路的通断,故D 说法正确。,知识链接 传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,通常由敏感 元件和转换元件组成,它是实现自动检测和自动控制的首要环节。,6.(2019江苏南京月考,2)2018年1月28日,江苏南京遭遇近10年来最大降雪,高压线上冻起厚厚 的冰霜,导致部分电线负重增大而断裂,有人想出通过增大输电线上损耗功率的融冰方案。假 设输电电压是220 kV,当输送功率保持不变,为使输电线上损耗的功率增大为原来的4倍,输电 电压应变为 ( ) A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV,答案 B 根据输电功率公式I= 和损耗功率的公式P=I2R线= R线,可以看出,要使P增大 为原来的4倍,则在P和R线不变的情况下,应使电压U变为原来的 ,所以输电电压变为110 kV,故 B正确,A、C、D错误。,7.(2019江苏南通、泰州、扬州等七市二模联考,2)可调式理想变压器示意图如图所示,原线圈 的输入电压为U1,副线圈输出电压为U2,R为电阻。将原线圈输入端滑动触头P向下移动时,下 列结论中正确的是 ( ) A.输出电压U2增大 B.流过R的电流减小 C.原线圈输入电流减小 D.原线圈输入功率不变,答案 A 由公式 = 知,当n1减小时,由于U1、n2不变,所以U2增大,因此流过电阻R的电流 增大,根据 = 知,I1增大,而P1=U1I1,所以P1增大,因此A正确,B、C、D均错。,解题关键 输入电压U1不变,但输入功率P1随输出功率P2改变而改变。,8.(2019江苏泰州中学、宜兴中学等校三模联考,7)(多选)在如图甲所示的电路中,变压器为理 想变压器,定值电阻R1=5 、R2=10 、R3=2.5 ,流过副线圈的电流随时间的变化关系如图乙 所示,已知电阻R2和R3消耗的功率相等,则 ( ) A.变压器原、副线圈的匝数比为21 B.流过变压器原线圈的电流有效值为1 A C.流过电阻R1的电流有效值为 A D.电阻R1消耗的功率为5 W,甲,乙,答案 AC 设R2、R3两端电压分别为U2、U3,由 = 得 = ,而 = ,故A正确。由乙 图可知,流过副线圈的电流有效值为I3= A,由 = 得I原= A,故B错误。U3=I3R3= V,则U2=5 V,流过R2的电流有效值为I2= = A,流过R1的电流有效值为I1=I2+I原= A,故 C正确。R1消耗的动率P1= R1=10 W,故D错。,9.(2019江苏大联考,7)(多选)如图1所示,理想变压器原线圈的匝数n1=2 200、副线圈的匝数n2= 100,变压器的原线圈A、B端接有图2所示的交变电压u,流过小灯泡的电流为0.3 A,且小灯泡正 常发光。则以下说法中正确的是 ( ),图1,图2,A.图2所示交变电压瞬时值表达式为u=220 sin 50t(V) B.副线圈两端电压的有效值为10 V C.小灯泡的额定功率为3 W D.将滑动变阻器的滑片P稍微下移,变压器的输入功率变大,答案 BC 题图2所示的交变电压的瞬时值表达式为u=220 sin 100t(V),故A错误;根据变 压器原、副线圈的匝数比等于电压比,可得副线圈电压的有效值为10 V,故B正确;小灯泡的额 定功率为P=UI=3 W,故C正确;将滑动变阻器的滑片稍微下移,滑动变阻器接入电路的有效阻 值变大,副线圈回路中总电阻变大,总电流变小,变压器输出功率变小,输入功率也就相应变小, 故D错误。,B组 20172019年高考模拟专题综合题组 时间:30分钟 分值:50分 一、单项选择题(每小题3分,共21分),1.(2019江苏泰州中学、宜兴中学等三模联考,1)遥控器能调换电视机频道,利用的是光传感 器。下列也属于应用这类传感器的是 ( ) A.红处报警装置 B.金属电阻温度计 C.电子电路使用的“干簧管” D.霍尔元件,答案 A 金属电阻温度计利用的是温度传感器,“干簧管”和霍尔元件利用的均是磁传感 器,红外线为不可见光,则红外报警装置利用的是光传感器,故只有A正确。,2.(2019江苏宿迁月考,2)驱动中国2018年6月19日消息,京东的智慧物流有20余台配送机器人 上阵,开启了全球首次全场景常态化配送运营。该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道 路障碍和来往车辆、主动礼让行人。机器人主动礼让行人,是利用了 ( ) A.力传感器 B.光传感器 C.温度传感器 D.声传感器,答案 C 人体是有温度的,机器人主动礼让行人利用了温度传感器的工作原理,故C正确,A、 B、D错误。,3.(2019江苏名校联考,2)变压器线圈中的电流越大,所用的导线应当越粗。街头见到的变压器 是降压变压器,假设它只有一个原线圈和一个副线圈,则 ( ) A.副线圈的导线应当粗些,且副线圈的匝数少 B.副线圈的导线应当粗些,且副线圈的匝数多 C.原线圈的导线应当粗些,且原线圈的匝数少 D.原线圈的导线应当粗些,且原线圈的匝数多,答案 A 小区附近居民用电的变压器是降压变压器,可知原线圈的匝数比副线圈的匝数多, 由于功率相同,而原线圈中电压较大,所以原线圈中的电流比副线圈中的电流要小,副线圈中的 电流大,导线要用粗的;原线圈中的电流小,导线要用细的。故A正确,B、C、D错误。,4.(2019江苏南通启东、前黄中学等七校联考,5)某电容式话筒的原理示意图如图所示,E为电 源,R为定值电阻,薄片P和Q为两相互绝缘的金属极板。当对着话筒说话时,P振动而Q可视为 不动,在P、Q间距增大过程中 ( ) A.P、Q两板构成的电容器的电容增大 B.P板电荷量增大 C.M点的电势比N点高 D.P、Q两板间的场强增大,答案 C 电容式话筒与电源串联,电压U保持不变;在P、Q间距增大过程中,根据电容决定式 C= 可知电容减小,又根据电容定义式C= 得知电容器所带电荷量减小,则P板上电荷量 减小,电容器放电,放电电流通过R的方向由M到N,那么M点的电势比N点高,根据场强E= 可知 P、Q两极板间的场强变小,综上所述,A、B、D错误,C正确。,解题关键 本题关键掌握电容的决定式C= 、电容的定义式C= 和电场场强公式E= , 要熟悉各个物理量之间的关系,抓住不变量进行分析。,5.(2019江苏苏锡常镇四市二模,3)如图所示,理想变压器原线圈接有正弦式交流电,R为滑动变 阻器,C为平行板电容器, 为交流电流表,下列措施能使 示数增大的是 ( ) A.仅减小交流电的频率 B.仅将滑片P向上移动 C.仅减小C两板间距离 D.仅增大原线圈的匝数,答案 C 减小交流电的频率,电容器的容抗增大,电流表的示数减小,故A错。滑片P上移,副 线圈两端的电压不变,电流表的示数也不变,故B错。减小电容器板间距离,电容增大,容抗减 小,电流表示数增大,故C正确。由U2= U1可知,增大原线圈的匝数,U2减小,则电流表示数减小, 故D错。,6.(2019江苏南京、盐城二模联考,4)如图所示,理想变压器原线圈输入电压u=Um sin t,副线圈 电路中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,理想交流电压表 和 的示数分别为U1和U2,理想交流 电流表 和 的示数分别为I1和I2。下列说法正确的是 ( ) A.U1和U2是电压的瞬时值 B.I1、I2之比等于原、副线圈的匝数之比 C.滑片P向上滑动过程中,U2变大,I1变大 D.滑片P向上滑动过程中,U2不变,I1变小,答案 D U1和U2是电压的有效值,选项A错误;I1、I2之比等于原、副线圈的匝数的倒数之比, 选项B错误;因输入电压U1和匝数比n一定,则U2不变,滑片P向上滑动过程中,因R变大,I2减小,则I1 变小,选项C错误,D正确。,答案 D 由图(2)可知,电动势的周期为0.02 s,则交变电流的频率:f= =50 Hz,故原线圈输入 电压的瞬时值表达式为u=72 sin 100t(V),选项A错误;交流电的频率为50 Hz,在一个周期内电 流方向改变2次,可知变压器副线圈中的电流方向每秒改变100次,选项B错误;变压器输入电压 有效值为U1= V=36 V,由原、副线圈的匝数比为21可知,输出电压的有效值为18 V,则灯泡不能正常发光,选项C错误;灯泡电阻为R= =32.4 ,则灯泡实际功率:P2= = W=20 W,所以理想变压器输入功率为20 W,选项D正确。,温馨提示 本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识,要具备从图像中获得有用 信息的能力。 根据交流电的图像确定交流电瞬时值表达式;交流电的方向一周改变2次;根据变压器匝数比 求解次级电压从而判断灯泡的发光情况;变压器的输入功率等于输出功率。,8.(2019江苏盐城中学阶段测试,7)如图所示,理想变压器原线圈接电压为220 V的正弦式交变 电流,开关S接1时,原、副线圈的匝数比为111,滑动变阻器接入电路的阻值为10 ,电压表和 电流表均为理想电表。下列说法中正确的有 ( ) A.变压器输入功率与输出功率之比为11 B.1 min内滑动变阻器上产生的热量为40 J C.仅将滑动变阻器的滑片向下滑动,两电表示数均减小 D.仅将S从1拨到2,电流表示数减小,二、多项选择题(每小题4分,共12分),答案 AD 根据理想变压器的工作特点可知,变压器的输入功率与输出功率之比为11,故A 正确;原、副线圈的电压与匝数成正比,所以副线圈两端电压为U2= U1= 220 V=20 V,则1 min内滑动变阻器上产生的热量为Q= t= 60 J=2 400 J,故B错误;仅将滑动变阻器滑片向 下滑动,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电流表的读数变小,但对原、副线圈两端的电压无 影响,即电压表的读数不变,故C错误;若只将S从1拨到2,副线圈的电压减小,副线圈电流减小,输 出功率减小,原线圈电流即电流表示数减小,故D正确。,思路点拨 交流电压表和交流电流表读数为有效值,根据理想变压器电压与匝数成正比,电流 与匝数成反比,输入功率等于输出功率求得结论。,9.(2019江苏南通启东高二期末,9)如图所示电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2= 21,原线圈所接交变电压表达式为U=25 sin 100t(V),C为电容器,L为自感线圈,开关S断 开。则 ( ) A.交流电压表示数为12.5 V B.只增加交变电流的频率,灯泡变暗 C.只增加交变电流的频率,电压表读数变大 D.闭合开关S,待稳定后灯泡的亮度不变,答案 AB 由题可知,原线圈电压有效值为25 V,根据变压器的电压与匝数关系可知,开关闭 合前,交流电压表示数为:U2= U1=12.5 V,故A正确;交流电的频率越大,电感线圈对交流电的 阻碍作用就越大,所以流过灯泡的电流会减小,灯泡的亮度要变暗,故B正确;交流电的频率对变 压器的变压作用没有影响,故C错误;开关闭合后灯泡与电容器并联,流过自感线圈的电流增大, 自感线圈对电路中电流的阻碍作用增大,则自感线圈上分担的电压增大,所以灯泡比闭合前暗, 故D错误。,解题关键 掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系,最大值和有效值之间的关系即可解 决本题,并且要知道电感在电路中的作用。,10.(2018江苏镇江一模,7)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=225,电阻R1=R2= 25 ,D为理想二极管,原线圈接u=220 sin (100t) V的交流电,则 ( ) A.此交流电的频率为100 Hz B.电阻R1两端的电压为50 V C.通过电阻R2的电流为 A D.变压器的输入功率为150 W,答案 BCD 根据表达式可知=100,根据=2f得交流电的频率为f= = Hz=50 Hz,故 A错误;原线圈电压有效值为U1= =220 V,则根据变压器匝数比可得副线圈电压U2= U1= 220 V=50 V,选项B正确;二极管具有单向导电性,流过二极管的交流电只有半个周期可以通 过,根据电流的热效应得 = T,解得U=25 V,根据欧姆定律得通过R2的电流为I2= = A= A, 故C正确;电阻R1消耗功率为P1= = W=100 W,电阻R2消耗功率为P2= R2 =( )225 W=50 W,则原线圈输入功率为P入=P出= P1+P2=(100+50) W=150 W,故D正确。,难点突破 本题的难点在于理解二极管会使得反向电流不能通过,要根据电流热效应求通过 R2电流的有效值。,11.(2019江苏南通启东期末,15)(17分)如图为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,图示 位置矩形线圈平行于磁感线。矩形线圈的长度ab=0.25 m,宽度bc=0.20 m,共有m=100匝,总电 阻r=5.0 ,可绕与磁场方向垂直的对称轴OO转动。线圈处于磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场 中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 V,1.8 W”的灯泡,当线圈以角速度匀速转动 时,小灯泡恰好正常发光,求: (1)线圈转动的角速度; (2)图示位置时cd边所受的安培力的大小和方向; (3)线圈从图示位置转过90过程中流过灯泡的电荷量和线圈产生的电能。,答案 (1)3 rad/s (2)4.8 N 方