第33课变压器传感器

1、.第33课 ·变压器传感器1变压器a互感现象是变压器的工作根底1多项选择经典题，6分某同学设计的家庭电路保护装置如下图，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，以下说法正确的有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解析：由于火线和零线并行绕制，所以在家庭电路正常工作时，火线和零线的电流大小相等，方向相反，因此合磁通

2、量为零，L2中的磁通量为零，故A项正确。当家庭电路中使用的电器增多时，火线和零线的电流仍然大小相等，方向相反，L2中的磁通量不变，故B项正确。家庭电路发生短路时，火线和零线的电流同时增大，合磁通量仍然为零，因此开关K不会被电磁铁吸起，故C项错误。当地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流突然变大，即L1中的磁场发生变化，导致L2中的磁通量变化，L2中产生感应电流，电磁铁将开关K吸起，故D项正确。b理想变压器根本规律、P1P2的应用22019北京理综，6分如下图，理想变压器的原线圈接在u220 sin 100tV的交流电源上，副线圈接有R55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，电流表、电压表

3、均为理想电表。以下说法正确的选项是A原线圈的输入功率为220 WB电流表的读数为1 AC电压表的读数为110 VD副线圈输出交流电的周期为50 s答案：B解析：原线圈所接交流电源的最大值为220 V，那么原线圈两端电压有效值为220 V。电表的读数均为有效值，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数关系可知副线圈两端电压有效值为110 V，故C项错误。根据欧姆定律I可知流过电阻R的电流为2 A，那么负载电阻R消耗的功率PUI220 W，根据理想变压器功率关系可知原线圈的输入功率也为220 W，故A项错误。由PUI可知，电流表的读数为1 A，故B项正确。由交流电源的瞬时表达式u220sin 10

4、0 tV可知100 rad/s，周期T0.02 s，故D项错误。32019全国，6分一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值一样的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如下图。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，那么AU66 V，k BU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k答案：A解析：由题意知，副线圈的电流为I2，那么原线圈的电流为I1I2，与原线圈串联的电阻的电压为URI1R，由变压器的匝数比可知，原线圈的电压为3U，所以有3U220 V，解得U66 V。原线圈回路中的电阻的功率为P1IR，副

5、线圈回路中的电阻的功率为P2，所以k，故A项正确，B项、C项、D项均错误。42019天津理综，6分普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，那么Aab接MN、cd接PQ，Iab<Icd Bab接MN、cd接PQ，Iab>IcdCab接PQ、cd接MN，Iab<Icd Dab接PQ、cd接MN，Iab>Icd答案：B解析：根据变压器中电流与匝数成反比可知，变压器中匝数较多一边电流较小，所以ab上的电流大于cd上

6、的电流，故A、C项均错误。根据题意，高压线中电流较大，不能用普通交流电流表直接测量其电流，要通过电流互感器来连接，即要求通过电流表的电流小于高压线上的电流，所以ab接MN而cd接PQ，故B项正确，D项错误。c以电流“副制约原为打破点分析负载变化的动态问题52019天津理综，6分如下图，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。以下说法正确的选项是A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D假设闭合开关S，那么电流表A1示数变大，A2示数变大答案：B解析：当滑

7、动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R的阻值变大，变压器的次级电压不变，那么次级电流减小，那么R1两端电压及消耗的功率均变小，电压表的示数等于变压器次级电压减去R1两端的电压，因此电压表的示数变大，故A项错误，B项正确。由于当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，次级电流减小，因此初级电流也减小，电流表A1示数变小，故C项错误。假设闭合开关S，那么变压器的次级电阻减小，次级电流变大，R1的电压变大，那么电压表V示数减小，那么R2两端电压减小，电流表A2示数减小；次级电流变大，那么初级电流变大，那么电流表A1示数变大，故D项错误。 6多项选择2019全国，6分如下图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n

8、1、n2。原线圈通过一理想电流表 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，那么AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍答案：BD解析：二极管的单向导电性使交流电只有一半时间通电，电压的有效值与正弦交流电压的正常有效值不相等。副线圈两端电压的有效值为U2，由于二极管的单向导电性，交流电压表的读数为电压的有效值，由有效值的定义，有T·，那么UcdU2。对于

9、理想变压器 ，那么，故A项错误。负载电阻R增大时，副线圈输出的功率减小，那么原线圈输入的功率减小，而输入电压不变，因此原线圈电流减小，电流表示数变小，故B项正确。cd间电压的大小取决于原线圈输入的电压大小，与负载电阻及阻值的大小无关，故C项错误。二极管短路后，输出功率加倍，那么输入功率加倍P入IU1，因为U1不变，所以I1加倍，电流表的示数加倍，故D项正确。 d以电压“原制约副为打破点分析匝数比变化的动态问题7多项选择2019改编，6分如下图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220

10、V降至110 V。调节前后A副线圈中的电流比为122019广东理综B副线圈输出功率比为212019广东理综C副线圈的接入匝数比为212019广东理综D原线圈输入功率比为122019广东理综E原线圈中的电流比为41答案：CE解析：输出电压的有效值由220 V降到110 V，在原线圈的输入电压和匝数不变的情况下，根据原、副线圈电压之比等于匝数比，可以知道副线圈的匝数变为原来的一半，故C项正确。负载电阻不变，电压减半，根据欧姆定律，电流随之减半，故A项错误。由PUI可知，副线圈输出功率变为原来的，故B项错误。根据输入功率等于输出功率可知，原线圈的输入功率也变为原来的，故D项错误。原线圈的输入功率变为

11、原来的，接入电压不变，由PUI可知，原线圈的电流变为原来的，故E项正确。82019江苏单科，3分一自耦变压器如下图，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AU2>U1，U2降低 BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低 DU2<U1，U2升高答案：C解析：由题图知自耦变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，根据变压规律可知，U2<U1，故A项、B项均错误。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的

12、过程中，副线圈的匝数减少，所以U2降低，故C项正确，D项错误。2电能的输送a通过减小输电线电阻、输电电流增大输电电压减少输电电能的损失9多项选择经典题，6分如下图为远间隔 高压输电的示意图，关于远间隔 输电，以下表述正确的选项是A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好答案：ABD解析：增加输电导线的横截面积能减小电阻，根据P损I2R，减小电阻，有利于减少输电过程中的电能损失，故A项正确。根据PUI知，高压输电是通过减小输

13、电电流来减少电路的发热损耗，故B项正确。在输送电压一定时，输送的电功率越大，那么输电线上流过的电流越大，输电过程中的电能损失越大，故C项错误。高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好，故D项正确。b利用P损I2R或P损R计算输电线上的功率损耗102019福建理综，6分如下图为远间隔 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uUmsin t的交流电源，假设输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，那么输电线上损失的电功率为A. B.C4r D4r答案：C解析：原线圈电压有效值U1，根据可得U2

14、3;。根据I，可知输电线上电流I，那么输电线上损失的电功率为P损I2·2rP2·2·2·2r42·2r，故A项、B项、D项均错误，C项正确。11经典题，6分通过一理想变压器，经同一线路输送一样电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，假设将副线圈与原线圈的匝数比进步到nk，线路损耗的电功率为P2，那么P1和分别为A.， B.R，C.， D.R，答案：D解析：当副线圈与原线圈的匝数比为k时，输电电压为kU，输送功率PkUI，所以P1I2R2R。当副线圈与原线圈的匝数比为nk时，

15、输电电压为nkU，输送功率PnkUI，所以P2I2R2R，故A项、B项、C项均错误，D项正确。c根据三个回路间U、I、P的关系分析远间隔 输电的综合问题122019四川理综，6分如下图，图a是远间隔 输电线路的示意图，图b是发电机输出电压随时间变化的图像，那么图a图bA用户用电器上交流电的频率是100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是500 VC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答案：D解析：由题图b知交变电流的周期为T0.02 s，那么频率为f50 Hz，故A项错误。发电机输出的最大电压为500 V，故B项错误。输电线的电

16、流由负载用户决定，故C项错误。当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，输入的电流减小，故输电线上损耗的功率PI2R减小，故D项正确。13多项选择经典题，6分一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R1 k。到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡220 V、60 W。假设在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，那么AT1原、副线圈电流分别为103 A和20 ABT2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VCT1和T2的变压比分别

17、为150和401D有6×104盏灯泡220 V、60 W正常发光答案：ABD解析：由PUI可得，升压变压器输入电流I1 A1×103 A，由P损IR得，升压变压器的输出电流I2 A20 A，故A项正确。由得，根据得，升压变压器的输出电压U2U150×4 000 V2×105V，输电线上的电压损失U损I2R20×1 000 V2×104 V，降压变压器的输入电压U3U2U损2×105 V20×1 000 V1.8×105V，用户得到的电压即为降压变压器的输出电压U4220 V，由可知B项正确。降压变压器的匝

18、数为，由知C项错误。用户得到的功率P3P210%P20.9×4 000 kW3 600 kW。可供灯泡正常发光的盏数n6×104，故D项正确。普查讲33 传感器及其应用3传感器的应用a利用温度升高、阻值减小这一特性分析有关热敏电阻的问题142019北京理综，6分热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。如下图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电才能_选填“增强或“减弱；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更_选填“敏感或“不敏感。答案：增强3分敏感3分解析：题图中横轴表示温度，纵轴表示电阻，随着温度的增加，金属

19、热电阻的阻值略微增大，而热敏电阻的阻值显著减小，所以这种热敏电阻在温度上升时导电才能增强。相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的影响更敏感。152019江苏单科，10分某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图a所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15 mA时，衔铁被吸合，加热器停顿加热，实现温控。继电器的电阻约为20 ，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示：t/30.040.050.060.070.080.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.1提供的实验器材有：电源E13 V，内阻不计、电源E26 V，内

20、阻不计、滑动变阻器R10200 、滑动变阻器R20500 、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱0999.9 、开关S、导线假设干。为使该装置实现对3080 之间任一温度的控制，电源E应选用_选填“E1或“E2，滑动变阻器R应选用_选填“R1或“R2。图a实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，那么应将如图b所示的选择开关旋至_选填“A“B“C或“D。图b合上开关S，用调节好的多用电表进展排查，在图a中，假设只有b、c连续路，那么应发现表笔接入a、b时指针_选填“偏转或“不偏转，接入a、c时指针_选填“偏转或“不偏转。排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50 时被吸合，以下

21、操作步骤正确顺序是_。填写各步骤前的序号a将热敏电阻接入电路b观察到继电器的衔铁被吸合c断开开关，将电阻箱从电路中移除d合上开关，调节滑动变阻器的阻值e断开开关，用电阻箱交换热敏电阻，将阻值调至108.1 答案：E2R24分C2分不偏转 1分偏转1分edbca2分解析：由表格数据知，当温度为30 时，热敏电阻阻值为199.5 ，继电器的阻值R020 ，当电流为15 mA时，EIRtR03.3 V，所以电源选E2。80 时，热敏电阻阻值Rt49.1 ，那么E2IRtR0R，此时滑动变阻器阻值R330.9 ，所以滑动变阻器选R2。多用电表做电压表测量电压，旋钮旋至直流电压挡，因为电源电动势为6 V

22、，所以选择开关应旋至C处。假设只有b、c连续路，表笔接入a、b时，整个回路断路，电表指针不偏转，接入a、c时电流流经电表，故电表指针偏转。50 时，热敏电阻阻值为108.1，所以应将电阻箱阻值调至108.1，调节滑动变阻器，使衔铁吸合，再将电阻箱换成热敏电阻，故顺序为edbca。b利用光照强度增强、阻值减小这一特性分析有关光敏电阻的问题16经典题，8分为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关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lx0.20.40.6

23、0.81.01.2电阻k754028232018根据表中数据，请在给定的坐标系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。如下图，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统，请利用以下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 lx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3 V，内阻不计；定值电阻：R110 k，R220 k，R340 k限选其中之一并在图中标出；开关S及导线假设干。答案：光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图a所示。特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小4分电路原理图如图b所示4分图a图b解析：控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.01x时启动照明系统，即此光阴敏电阻阻值为20 k，两端电压为2 V，电源电动势为3 V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10 k，即选用R1。c根据平行板电容器的决定式C判断电容式传感器的类型17经典题，6分传感器是自动控制