第45讲 交变电流 传感器（安徽专用）（教师版）

第45讲交变电流传感器目录TOC\o"1-2"\h\u01课标达标练 2题型01正弦式交变电流的产生和变化规律 2题型02交变电流有效值的计算 4题型03交变电流的“四值”的比较 6题型04变压器基本物理量的分析与计算 9题型05含多个副线圈的变压器 12题型06副线圈电路含二极管的变压器 15题型07原线圈接负载的变压器问题分析 18题型08理想变压器的动态分析 21题型09远距离输电 25题型10实验：探究变压器原、副线圈电,压与匝数的关系 30题型11传感器的特性及应用 33题型12实验：利用传感器制作简单的自动控制装置 3602核心突破练 4303真题溯源练 5601正弦式交变电流的产生和变化规律1．如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为e=10sin（100πt）V。下列说法错误的是（）A．该交流电的频率为50HzB．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0VC．线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为20V【答案】B【详解】A．该交流电的频率为，故A不符合题意；B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B符合题意；C．线圈转到图示位置时，根据右手定则，线圈中的电流方向B→A→D→C，由左手定则可知，此时AB边受到的安培力方向向上，故C不符合题意；D．由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为20V，故D不符合题意。故选B。2．（25-26高三上·安徽·开学考试）匝数为、总电阻为的闭合线圈，绕匀强磁场中固定的轴转动，产生正弦交流电的最大值，磁通量与时间的关系图像如图，则交流电的周期为（

）A． B． C． D．【答案】B【详解】由图像可知因为、联立解得故选B。3．（2025·甘肃白银·一模）（多选）我市某兴趣小组利用地磁场探究交变电流的规律如图甲所示，线圈在地磁场中匀速转动，转轴OO'沿东西方向水平放置，产生的交变电流i随时间t变化关系图像如图乙所示。已知地磁场方向斜向下。则（）A．0时刻，线圈在竖直面内B．时刻，线圈在水平面内C．若仅增加转速，Im变大D．若仅将转轴沿南北方向水平放置，Im变小【答案】CD【详解】A．0时刻，由乙图可知，感应电流为0，此时穿过线圈的磁通量最大，线圈处于与磁场方向垂直的平面，故A错误；B．时刻，由乙图可知，感应电流最大，此时穿过线圈的磁通量最小，线圈处于与磁场方向平行的平面，故B错误；C．若仅增加转速，线圈产生的感应电动势最大值增大，则Im变大，故C正确；D．若仅将转轴沿南北方向水平放置，则地磁场水平分量一直与线圈平面平行，只有地磁场的竖直分量穿过线圈，所以线圈产生的感应电动势最大值变小，则Im变小，故D正确。故选CD。02交变电流有效值的计算4．（25-26高三上·安徽·开学考试）将如图所示的交流电加在阻值为的电阻两端，横轴上方为三角形脉冲电压，下方为正弦交流电压。已知三角形脉冲电压的峰值为有效值的倍，则在内电阻产生的焦耳热为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】选取一个周期，根据有效值的定义解得则在内电阻产生的焦耳热故选B。5．R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，R2两端的电压随时间周期性变化的规律如图乙所示，其中每段曲线都是四分之一正弦曲线，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为（）A．3∶1 B． C． D．4∶3【答案】A【详解】根据有效值的定义，设图甲电压的有效值为U1，则有解得设图乙电压的有效值为U1，则有解得接在阻值大小相等的电阻上，因此有故选A。6．深圳市试点投放了无线充电石墩，方便市民为手机充电。其原理是石墩发射线圈中通有交变电流，手机接收线圈感应出电动势。某款手机接收线圈有20匝，单匝线圈有效面积是15，石墩发射线圈的磁场随时间变化规律为（T）。假设完全耦合，≈3.14，则手机接收线圈中感应电动势的有效值最接近（）A．3.1V B．6.2V C．8.8V D．12.4V【答案】B【详解】手机接收线圈中感应电动势的峰值为其中，，，联立，解得有效值为故选B。7．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ象限和第Ⅳ象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小也为B的匀强磁场。一半径为L、电阻为R、圆心角为的扇形闭合线圈在纸面内绕O点逆时针匀速转动，角速度为，时，半径OA与x轴重合。线圈转动一周的过程中产生的感应电流的有效值为（）A． B． C． D．【答案】A【详解】半径OC切割磁感线产生的感应电动势为只有半径OC切割磁感线产生的感应电流为根据有效值的定义，有所以故选A。03交变电流的“四值”的比较8．（2025·四川巴中·模拟预测）位于四川凉山的德昌风电场是四川首座风力发电场，也是中国首个山谷风力发电场。某科研小组模拟的风力发电机发电简易模型如图所示，风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速为，其中矩形线圈匝数为匝，面积为，线圈总电阻，小灯泡电阻，电流表、电压表均为理想表。下列说法正确的是（）A．图示时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．线圈从图示位置转过180°的过程中，线圈磁通量改变量为0C．图示时刻电压表的示数为80VD．线圈从图示位置转过60°过程中，通过电流表的电荷量为0.2C【答案】D【详解】A．图示时刻通过线圈的磁通量最大，但通过线圈的磁通量变化率为0，故A错误；B．磁通量是标量，但有正负，线圈从图示位置转过180°的过程中，线圈磁通量改变量不为0，故B错误；C．电动势的最大值为又解得电动势有效值为电压表的示数为路端电压的有效值，可知电压表的示数为，故C错误；D．从图示位置开始，线圈转过60°过程中，磁通量的变化量大小为线圈从图示位置转过60°过程中，通过电流表的电荷量为代入数据解得，故D正确。故选D。9．（2025·天津武清·二模）（多选）如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100，线圈的总电阻r=5.0Ω，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO′以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是（）A．线圈匀速转动的角速度为100rad/sB．线圈中产生感应电动势的最大值为200VC．由图甲处转过圈，通过电阻R的电量q=0.01CD．由图甲处转过圈，电阻R上产生的热量Q=J【答案】BC【详解】A．由图乙知，线圈转动周期根据角速度公式，A错误；B．感应电动势最大值而代入数据得，B正确；C．通过电阻R的电荷量转过圈则，C正确；D．感应电动势有效值电路中电流有效值转过圈的时间电阻R上产生的热量，D错误。故选BC。10．（24-25高三下·安徽芜湖·阶段练习）（多选）如图为小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，线圈转过45°角时电流的瞬时值大小为。下列判断正确的是（）A．图示位置线圈磁通量的变化率最大B．经过图示位置，流过线圈的电流方向发生改变C．发电机产生的交变电流的有效值为D．线圈由图示位置转过90°过程中，流过线圈的电量大小为【答案】AD【详解】A．在图示位置，穿过线圈的磁通量为0，感应电动势最大，因此线圈磁通量的变化率最大，故A正确；B．线圈每经过中性面1次，电流方向改变1次，图示位置与中性面垂面，故B错误；C．由图示位置开始计时，电流的瞬时值表达式为转过45°时的电流电流的有效值故C错误；D．线圈由图示位置转过90°过程中，流过线圈的电荷量又联立解得故D正确。故选AD。04变压器基本物理量的分析与计算11．（2025·安徽阜阳·三模）如图所示，理想变压器的原线圈接入电压为7200V的交变电压，输电线的等效电阻r=5Ω，电器RL的规格为“220V880W”，已知该电器正常工作，由此可知（）A．原、副线圈的匝数比为30∶1B．原线圈中的电流为AC．副线圈中的电流为2AD．变压器的输入功率为800W【答案】A【详解】C．由电器RL正常工作，可得通过副线圈的电流I2=A=4A故C项错误；A．输电导线上的电压损失Ur=4×5V=20V副线圈两端的电压U2=220V+20V=240V因此原、副线圈的匝数比A项正确；D．又P1=P2=U2I2=240×4W=960W故D项错误；B．原线圈中的电流I1=A=AB项错误。故选A。12．某理想变压器如图甲所示，图中电流表为理想交流电表，灯泡上标有“3V

1.5W”的字样，且灯泡正常发光，R为定值电阻，变压器原线圈两端电压随时间变化的图像如图乙所示，电流表的示数为1.5A，则（）A．交流电的周期为0.2sB．定值电阻的阻值为1ΩC．原、副线圈的匝数之比为4∶1D．原、副线圈功率之比为8∶1【答案】A【详解】A．由题图乙可知交流电的周期为0.2s，故A正确；B．R与灯泡并联，灯泡正常发光，故通过R的电流则，故B错误；C．原线圈的最大电压为，故电压的有效值则，故C错误；D．根据理想变压器原理可知，原、副线圈功率相同，故D错误。故选A。13．某同学制作了一个发电装置，线圈在圆柱体磁极内沿轴线左右往复运动切割磁感线而产生感应电动势，将此装置与一理想变压器的原线圈连接，如图甲所示。已知线圈运动的速度随时间的变化如图乙所示呈正弦波形变化，线圈（阻值不计）的截面周长为，匝数为50，所处位置的磁感应强度大小为，定值电阻的阻值为，额定电压为的小灯泡的阻值恒为，恰好能正常发光。则变压器原、副线圈的匝数比等于（

）A． B． C． D．【答案】D【详解】线圈切割磁感线的速度感应电动势瞬时值表达式为变压器初级电压有效值次级电压有效值则故选D。14．（2025·广东·一模）图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（）

A．电流表示数变大 B．电流表示数变小C．电压表示数变大 D．电压表示数变小【答案】A【详解】CD．单刀双掷开关从a切换到b，由题知，变压器原线圈的电压不变，故电压表的示数不变，故CD错误；AB．由题知，变压器原线圈的电压和匝数不变，单刀双掷开关从a切换到b，，则副线圈的匝数增加，根据原副线圈的电压之比等于匝数比，可知变压器副线圈的电压变大，则副线圈的电流变大，故变压器的输出功率变大，根据变压器两端功率不变，可知输入功率也变大，根据可知原线圈的电流增大，即电流表的示数变大，故A正确，B错误。故选A。05含多个副线圈的变压器15．（2025·浙江宁波·一模）如图所示，交流发电机的线圈输出的交变电压为。理想变压器原、副线圈的匝数比，副线圈中分别接有灯泡和灯泡，灯泡上标有“”，灯泡上标有“”。图中电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，交流发电机线圈的电阻忽略不计。当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是（）A．仅闭合开关时，电阻上消耗的功率为B．若仅闭合开关，则灯泡恰好能正常发光C．若均断开，则电压表的示数为0D．若均闭合，则原线圈中的电流表示数为【答案】B【详解】A．当仅闭合开关时，灯泡恰能正常发光，此时根据，解得，电阻上消耗的功率为故A错误；B．若仅闭合开关，假设灯泡恰好能正常发光，则根据解得根据A选项分析此时则满足所以假设成立，故B正确；C．若均断开，根据变压器原理可知，副线圈两端电压不为零，所以电压表的示数不为零，故C错误；D．由于，若均闭合时原线圈的电流为3A，则电阻R分到的电压为3×16.5V=49.5V>U=20V，这是不可能的，故D错误。故选B。16．（2025·湖北武汉·模拟预测）远距离输电模拟电路如图所示，交流电源是输出电压为6V的正弦交流电，定值电阻，小灯规格一样，均为“6V，6W”，灯泡电阻可视为恒定不变。理想变压器原、副线圈的匝数比分别为和。初始开关断开，分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时（）A．流经电流大于流经的电流B．灯和消耗功率之比为C．电路Ⅱ稳定后把闭合，灯变亮D．电路Ⅱ稳定后把闭合，则消耗的功率为【答案】D【详解】AB．小灯泡电阻若开关接ab端，则流经灯的电流若开关接cd端，升压变压器输出电压设为，由，得降压变压器原线圈等效电阻输电线上的电流流经灯的电流所以流经灯的电流大于则流经灯的电流，根据P=I2R，可知灯和消耗功率之比为，选项A错误，B错误；C．电路Ⅱ稳定后闭合，负载电阻变小，通过原线圈的电流变大，所以功率变大。由于损失电压变大，则变小，变小，小灯泡功率变小，亮度变暗。选项C错误；D．电路Ⅱ稳定后闭合，同理可得降压变压器原线圈等效电阻输电线上的电流消耗的功率为，选项D正确。故选D。17．（2025·甘肃白银·三模）（多选）如图所示是一理想变压器示意图，原线圈n1=1100匝，其中一副线圈n2=500匝，两端接阻值R=250Ω的电阻；另一副线圈n3=150匝，两端接有额定值为“30V，15W”的灯泡L。原线圈接入交变电压后，灯泡L恰能正常发光。则下列说法正确的是（）A．电阻R的电压为100V B．电阻R的电功率为20WC．原线圈的电流为0.25A D．原线圈的功率为110W【答案】AC【详解】A．因灯泡L正常发光，所以，由代入数据，可得由代入数据，可得，选项A正确；B．电阻R的电功率为，选项B错误；CD．因为理想变压器有，即则有解得原线圈中的电流为，原线圈的功率，C正确、D错误。故选AC。06副线圈电路含二极管的变压器18．（25-26高三上·安徽阜阳·开学考试）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈匝数比为，二极管是理想二极管，具有单向导电性，在原线圈两端加上的正弦交流电压，灯泡刚好正常发光，已知灯泡的额定功率为，则通过灯泡的电流有效值为（）A． B． C． D．【答案】A【详解】原线圈两端电压的有效值，由解得副线圈两端电压二极管单向导电时，灯泡两端电压则灯泡的额定电流由于二极管具有单向导电性，电流随时间变化的规律只有一半，根据电流的热效应有解得通过灯泡的电流有效值为，故A正确。19．如图所示电路中，理想变压器原线圈接输出电压有效值恒为、频率为的交流电源，且原、副线圈匝数相等。已知、均为理想二极管（正向导通时电阻为零，反向截止时电阻无限大），为定值电阻，连接端的导线位于副线圈中点，则（）A．流经的电流方向始终为B．两端的电压有效值为C．两端的电压有效值为D．两端的电压变化周期为【答案】A【详解】AD．由于二极管的单向导电性，结合交流电的性质，可知两端的电压随时间变化的图像如图所示可知：流经的电流方向始终为，是直流电，根据分析图可知其变化周期为0.01s，故A正确，D错误；BC．根据结合题意可知两端的电压有效值为。故BC错误。故选A。20．（2025高三·全国·专题练习）（多选）图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝5∶1。原线圈接入如图甲所示的正弦交流电，电路中电表均为理想电表，定值电阻R1＝R2＝4Ω，D为理想二极管（该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大），则（）A．电阻R2两端的电压频率为50HzB．电流表的示数为5AC．原线圈的输入功率为150WD．将R1摘掉，电压表的示数不变【答案】ACD【详解】A．由题图甲可知，交流电的周期为0.02s，故频率为50Hz，而变压器及二极管均不会改变交流电的频率，故电阻R2两端的电压频率为50Hz，故A正确；B．经变压器后，输出电压为＝20V，因二极管的单向导电性，只有一半时间内有电压加在R2两端，则由有效值的定义可得U＝10V，则电流表的示数为2.5A，故B错误；C．原线圈输入功率等于副线圈输出的功率，输出功率，故C正确；D．因输出电压由输入电压决定，故将R1摘掉，电压表的示数不变，故D正确。故选ACD。07原线圈接负载的变压器问题分析21．（25-26高三上·安徽·开学考试）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，所接电阻，，变压器原线圈连接处连接正弦交流电，电路稳定后，则（

）A．通过电流有效值为2A B．消耗的功率为32WC．消耗的功率为16W D．、两端电压之比为1∶4【答案】C【详解】A．设通过电流有效值为I1，则原线圈两端电压副线圈两端电压副线圈中的电流又解得I1=1A，故A错误；B．消耗的功率，故B错误；C．消耗的功率，故C正确；D．、两端电压之比为，故D错误。故选C。22．（2025·安徽马鞍山·模拟预测）在图甲所示的交流电路中，输入端a、b所接电源电压u随时间t的变化关系如图乙所示。原线圈电路中接有“8V，4W”的小灯泡L1，副线圈电路中接有“20V，W”的小灯泡L2和定值保护电阻R1=30Ω。滑动变阻器的触头滑到适当位置时，两个灯泡恰好都正常工作。假设变压器是理想变压器。下列说法正确的是（）A．通过灯泡L1的电流方向每秒改变25次B．电源的输出功率是WC．变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=8:3D．滑动变阻器接入电路的电阻为11.25Ω【答案】C【详解】A．由图乙可知，交流电压的周期为，一个周期内电流方向改变2次，则通过灯泡L的电流方向每秒改变50次，故A错误；B．两个灯泡恰好都正常工作，则原线圈电流为电源电压有效值为则电源的输出功率为，故B错误；C．两个灯泡恰好都正常工作，则副线圈电流为根据变流比可知，，故C正确；D．原线圈两端电压为由可得副线圈输出电压为故副线圈的总电阻为所以滑动变阻器接入电路的电阻为，故D错误。故选C。23．（2025·山东济南·模拟预测）一理想变压器与定值电阻R1和电阻箱R2组成如图所示电路，其中该理想变压器的原、副线圈匝数之比为3∶1，a、b间接输出电压有效值恒定的交变电源。当电阻箱阻值为9Ω时，电阻箱消耗的电功率最大。则满足该条件的R1阻值为（）A．81Ω B．27Ω C．9Ω D．3Ω【答案】A【详解】将原线圈输入端等效为电阻Rx，则有因为整理得当R1=Rx时，Rx功率最大，即电阻箱消耗的电功率最大，即电阻箱阻值R2=9Ω时，Rx=81Ω，此时R1等于81Ω。故选A。24．（2025·江西新余·模拟预测）如图所示，交流电源输出电压的有效值为，定值电阻的阻值为.理想变压器的匝数比，两电阻箱的阻值分别调为，，则两理想电流表、的示数分别为（

）A．0.50A、0.50A B．1.75A、3.50A C．1.75A、0.70A D．2.50A、0.50A【答案】A【详解】将变压器和副线圈看成一个等效电阻，则有等效电阻与并联后的阻值为根据欧姆定律可得交流电源输出电流为则两端电压为可得两端电压为则电流表的示数为副线圈的输出电压为则电流表的示数为故选A。08理想变压器的动态分析25．（2025·安徽·模拟预测）某新农村供电系统采用智能调压装置，其核心为自耦变压器。已知线圈总匝数n1=100匝，a、P间接入有效值为220V的交流电源，a、b间连接智能路灯系统，如图所示。电流表、电压表均为理想交流电表，变压器为理想变压器，R是光敏电阻其阻值随照射光强度增大而减小。下列说法正确的是（

）A．保持照射R的光强度不变，滑片P下滑时，电压表示数变小B．保持照射R的光强度不变，滑片P下滑时，灯泡变得更亮C．保持滑片P位置不变，照射R的光强度减小时，电压表示数变大D．保持滑片P位置不变，照射R的光强度减小时，灯泡消耗功率变大【答案】B【详解】AB．R阻值不变，滑片下滑原线圈匝数减少，副线圈的电压变大，副线圈电流变大，电压表示数变大，灯泡更亮，故A错误，B正确；C．照射R的光强度减小时，其阻值变大，副线圈的电流减小，灯泡两端的电压减小，则电压表示数变小，故C错误；D．灯泡两端的电压减小，则灯泡的功率变小，故D错误。故选B。26．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为，定值电阻的阻值为，两端接电压有效值恒为的正弦交流电源，电压表、电流表均是理想交流电表，下列结论正确的是（）A．若滑动变阻器接入电路的电阻，则电流表示数为B．若滑动变阻器接入电路的电阻，则电压表示数为C．若滑动变阻器滑片向下移动，则的功率逐渐增大D．若改变滑动变阻器接人电路的阻值，则的功率最大时，【答案】D【详解】AB．将变压器与负载等效为一个定值电阻，则等效电阻为若滑动变阻器接人电路的电阻，则等效电阻为根据闭合电路欧姆定律，可得电流为即电流表的示数为0.6A；则两端的电压为即电压表的示数为3.6V，故AB错误；C．若滑动变阻器滑片向下移动，的有效阻值增大，则等效电阻也增大，根据闭合电路欧姆定律可知电流减小；根据可知的功率逐渐减小，故C错误；D．将看成电源的内阻，当与有效电阻相等时的功率最大，则有解得，故D正确。故选D。27．（2025·辽宁朝阳·三模）如图甲所示，一自耦变压器的原线圈与有效值不变的正弦交流电源相连接，副线圈中通过输电线接有3只灯泡、和，输电线等效电阻为；如图乙所示，一总阻值为的滑动变阻器与有效值不变的正弦交流电源相连接，通过输电线接有3只灯泡、和，输电线等效电阻为，、均可视为理想电表。下列分析判断正确的是（）A．当滑动触头向上移动一段后，灯泡、和都变亮B．当滑动触头向下移动一段后，灯泡、和都变亮C．当滑动触头向下移动一段后，原线圈中电流表的示数增大D．当滑动触头向下移动一段后，电流表的示数减小【答案】C【详解】AC．此自耦变压器为升压变压器，滑动触头向下移动，输入电压不变，输出电压增大，等效电阻R、灯泡、和消耗的功率都变大，原线圈中电流表示数变大，相反，若向上移动，则灯泡、和消耗的功率都变小，灯泡、和都变暗，A错误，C正确；BD．当滑动触头向下移动一段后，电路中的总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增大，通过灯泡、和所在支路电流减小，所以灯泡、和变暗，BD错误。故选C。28．（2025·河北唐山·模拟预测）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，，接一输出电压恒为的正弦式交流电源，其中，为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。在滑片向下缓慢滑动的过程中，用，分别表示电流表、示数变化量的绝对值，用，分别表示电压表，示数变化量的绝对值，下列判断正确的是（）A．电阻与消耗功率的比值变大 B．C．， D．当时，消耗的功率最大【答案】BC【详解】A．理想变压器原、副线圈电流和匝数的关系为电阻与消耗功率的比值，不会发生变化，故A错误；B．由可得，故B正确；C．根据得，根据得则，故C正确；D．将原电路等效为如图所示电路，又将、等效到电源内阻，当时，即当时，消耗的功率最大，故D错误。故选BC。09远距离输电29．（2025·安徽淮北·二模）白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程。单机容量世界第一，额定电压世界最高，被誉为水电巅峰之作。如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，降压变压器的原、副线圈匝数分别为、。保持发电机输出电压及输电线路上的总电阻不变。如果将输送电压由240kV升级为1000kV，输送的总电功率变为原来的2倍，则（）A．变为原来的B．输电线上的电流变为原来的C．输电线上损失的功率变为原来的D．如果用户两端电压不变，应变小【答案】A【详解】A．不变，如果将输送电压由240kV升级为1000kV，变为原来的，根据，所以变为原来的，故A正确；B．根据可知，因变为原来的2倍，变为原来的，则输电线上的电流变为原来的，故B错误；C．根据可知变为原来的，故C错误；D．总功率变大，损失的功率变小，则用户端功率变大，因用户端电压不变，则变大，又变小，，则变大，故D错误。故选A。30．（2025·浙江湖州·一模）高铁运行中供给动力车厢线路的结构原理如图所示。通过牵引变电所的理想变压器把电压U1降到U2，动力车厢内的理想变压器再将U3降到U4后，为动力系统提供电能。两个理想变压器两端的匝数、电压和电流如图所示，输电线路电阻的阻值为r，则（）A． B．C． D．输入动力系统的功率为【答案】A【详解】A．根据变压器电流与匝数关系有，又因为整理得，故A正确；B．根据变压器电压与匝数关系有，又因为联立解得，故B错误；C．输电线路电阻的阻值为，故C错误；D．根据能量守恒，可知输入动力系统的功率为，故D错误。故选A。31．（2025·广西贵港·模拟预测）某水电站的电能输送示意图如图所示，已知发电机线圈ABCD的匝数，线圈AB长为0.32m、BC长为，线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，角速度，匀强磁场的磁感应强度大小，输电导线的总电阻为，理想升压变压器原、副线圈匝数比，理想降压变压器原、副线圈的匝数比。已知理想交流电流表的示数，降压变压器副线圈两端电压，发电机线圈电阻r不可忽略。下列说法正确的是（

）A．输电线路上损耗的电功率为3kWB．升压变压器副线圈两端电压为8.8kVC．交流发电机线圈电阻r上消耗的电功率为6kWD．当用户增多时，用户得到的电压增大【答案】C【详解】A．降压变压器副线圈电流由匝数比得输电线上损耗功率，A错误；B．降压变压器原线圈电压升压变压器副线圈电压，B错误；C．发电机电动势有效值升压变压器副线圈电压由匝数比得升压原线圈电压由解得线圈电阻消耗功率，C正确；D．用户增多，总电阻减小，降压副线圈电流增大，输电电流增大，损耗电压增大，降压原线圈电压减小，用户电压减小，D错误。故选C。32．（2025·陕西榆林·模拟预测）（多选）某发电厂向距离较远的某工地多个宿舍供电，使用了两个变压器n1和n2，n1为升压变压器，n2具备可调节匝数比的变压器。输电线的电阻等效为r，如图所示。假设发电厂的输出电压保持不变，且每间宿舍的电器设备相同，同时忽略电器设备电阻的变化以及宿舍间导线的电阻，下列说法正确的是（）A．当发电厂输出功率越大，导线消耗的功率越小B．保持变压器n2滑片不动，当所有宿舍总电阻减小时，工地宿舍的两端电压一定越小C．保持变压器n2滑片不动，当所有宿舍总电阻减小时，宿舍消耗的总功率一定越大D．当宿舍总电阻不变时，变压器n2的滑片向下滑动，输电线电阻r消耗的功率减小【答案】BD【详解】A．由于发电厂输出电压恒定，根据公式可得当输出功率越大，通过导线r的电流越大，根据消耗的功率越大，故A错误；B．当n2的匝数不变时，根据变压的匝数比k和分压关系可知U2为n2原线圈的电压，U2′为副线圈的电压，升压变压器的输出电压U不变，宿舍电阻减小，通过导线r的电流越大，U2越小，则U2′越小，故B正确；C．导线电阻与用电器电阻的关系为发电厂输出功率最大，故C错误；D．当宿舍的用户电阻不变，变压器n2滑片向下移动，等效电阻变大，导线电阻分压减小，消耗功率减小，故D正确。故选BD。33．（2025·四川巴中·三模）（多选）2025年某高层住宅的智能供电系统采用一套应急交流发电系统，该系统由理想交流发电机与副线圈匝数可调的变压器组成。发电机的线圈可绕轴OO'在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈电阻不计；滑动触头P可在副线圈上下移动，以调节用户端电压。输电线电阻为R0。以下说法中正确的是（）A．当线圈平面与磁场方向垂直时，发电机输出电动势瞬时值为0B．若触头P下移，副线圈输出电压增大，输电线电流将减小C．若发电机转速减半，用户获得的功率减为原来的D．用户数量增加时，为保持用户端电压稳定，应将触头P向下调节【答案】AD【详解】A．当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈平面处于中性面位置，此时产生的感应电动势为零，故A正确；B．若触头P下移，副线圈匝数增大，而原线圈的输入电压、原线圈匝数不变，由可知，副线圈输出电压增大，在用户不变时，输电线电流将增大，故B错误；C．发电机产生的感应电动势的最大值为又,故发电机线圈的转速减为原来的一半，则有效值变为原来的，而变压器的匝数比不变，故副线圈的电压变为原来的，副线圈的电流也变为原来的，根据可知，用户获得的功率减为原来的，故C错误；D．当用户数目增多时，因用户之间为并联关系，所以用户电阻减小，用户分得的电压减小，为使用户端电压稳定，应增大副线圈两端的电压，根据可知，应增大，即应将触头P向下调节，故D正确。故选AD。10实验：探究变压器原、副线圈电,压与匝数的关系34．（2025·广西南宁·模拟预测）某同学利用如图所示装置在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，选择匝和匝两组线圈进行实验，表格中记录了实验时两组线圈两端电压的数据。5.864.933.942.911.9011.9010.108.206.104.00(1)关于实验器材和实验过程，下列说法正确的有_____；A．变压器的铁芯可以用整块金属B．本实验采用了控制变量法C．测量副线圈电压时应当用交流电压表D．因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱(2)与相对应的线圈两端的电压是（选填“”或“”）。(3)进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因（至少写出两条）。【答案】(1)BC(2)(3)有漏磁、铁芯发热、导线发热等【详解】（1）A．为了降低涡流造成的损耗，变压器的铁芯是用相互绝缘的薄硅钢片叠合而成，故错误；B．为便于探究，可以采用控制变量法，故B正确；C．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用交流电压表，故C正确；D．虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可减小实验误差，避免发生危险，故D错误。故选BC。（2）由于电压与匝数成正比，，则，所以与相对应的线圈两端的电压是。（3）有漏磁、铁芯发热、导线发热等。35．（2025·福建南平·模拟预测）学生电源的功能之一是将交流电转变为低压恒定直流电。小明同学因而想在实验室用可拆变压器模拟学生电源的功能，并用它测量一未知电源的电动势。(1)小明同学将可拆变压器原线圈与36V低压交流电源相连接，副线圈与定值电阻和交流电压表相连接，原、副线圈匝数比为6∶1。①他在组装时不小心将可拆变压器铁芯错开了一点，若有10%的漏磁，其它损耗不计，则交流电压表的示数为V；②发现问题后将铁芯闭合，变压器的损耗减小到可以忽略不计。之后，他在副线圈处接入一个二极管，将交流电整流成直流电，其电路图如图（b）所示。则交流电压表的示数为V（保留2位有效数字）；③实验发现经过二极管整流得到的是单向脉动性的直流电，不是恒定电压。他经过技术处理，将电压整流成恒定电压，得到了一个电动势的恒压源。(2)获得了上述恒压源后，小明同学利用长为粗细均匀的电阻丝cd、刻度尺、灵敏电流计和恒压源，测量某一未知电源的电动势，电路图如图（c）所示。①图（d）为实验所需器材，请按原理图补充连接成完整的实验电路；②闭合开关S1、S2，调节夹子P的位置，直至灵敏电流计示数为0，此时用刻度尺测得夹子P到d端的距离为，则待测电源的电动势为V。【答案】(1)5.44.2(2)4.5【详解】（1）①[1]由理想变压器的工作原理是原副线圈互感可得：当存在10%漏磁时，通过副线圈的磁通量只有通过原线圈磁通量的90%，则Δt内副线圈的磁通量变化量也只有原线圈磁通量变化量的90%，可得：即②[2]铁芯闭合后，变压器漏磁可以忽略不计，则副线圈接入二极管后，在交流电的一个周期内有半个周期电流与二极管导通方向相反，二极管截止。由有效值的定义有解得（2）①[1]由电路图可知，还缺少的连线一是由电流计的正接线柱连接到夹子P，二是导线c端连接到开关S1或S2。注意这里导线连接到开关S1或S2都可，但是必须连接到开关的左端。②[2]闭合开关S1、S2，调节夹子P的位置，直至灵敏电流计示数为0时，此时电流计两端电势差为0，金属丝上被夹子夹住的位置与待测电源Ex负极电势相等，金属丝c端与待测电源Ex正极电势相等，且则待测电源Ex所在回路电流为0，则待测电源Ex电动势与恒压源电路中金属丝cP两点间电势差相等。则有11传感器的特性及应用36．（2025·重庆·模拟预测）某热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图1所示，图2是由热敏电阻作为传感器制作的温度自动报警器电路图。则（）A．滑片P不动，温度越低，通电螺线管中的磁场磁感应强度越强B．为了使温度过高时报警器响，单刀双掷开关c应接在a端C．若达到报警温度没有报警，应将滑动变阻器滑片P向左端移动D．若要使启动报警的温度提高，应将滑动变阻器滑片P向右端移动【答案】B【详解】A．滑片P不动，则滑动变阻器接入电路的阻值不变，温度越低，的阻值越大，则螺线管所在回路中的总电阻越大，电流越小，通电螺线管中的磁场磁感应强度越弱，故A错误；B．温度过高时，的阻值减小，螺线管所在回路中的总电阻减小，电流增大，此时衔铁会被吸引到a端，则若要使报警器响，单刀双掷开关c应接在a端，故B正确；C．若达到报警温度没有报警，应使螺线管中的电流增大，使螺线管把衔铁吸引到a端，故应减小滑动变阻器接入电路的阻值，即将滑动变阻器滑片P向右端移动，故C错误；D．若要使启动报警的温度提高，即达到报警温度使报警器不报警，则应使螺线管中的电流减小，故应使滑动变阻器接入电路的阻值增大，即应将滑动变阻器滑片P向左端移动，故D错误。故选B。37．（多选）光敏电阻完成光信号向电信号的转变，晶体三极管将电流进行放大，同时具有完成断路和接通的开关作用，发光二极管LED模仿路灯，电路设计如图甲。为了能够驱动更大功率的负载，需用继电器来启、闭另外的供电电路如图乙所示。下列说法正确的是（）A．光较强时，光敏电阻阻值小，三极管不导通，继电器断路，处于常开状态，小灯泡L不亮B．光较弱时，光敏电阻阻值变大，三极管导通，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合，点亮小灯泡LC．为节省用电，调节增大，天黑更晚些，电灯亮D．为节省用电，调节减小，天黑更晚些，电灯亮【答案】ABC【详解】A．当光较强时，光敏电阻的阻值很小，回路中电流较大，三极管不导通，发光二极管或继电器所在的回路相当于断路，即二极管不工作，继电器处于常开状态，小灯泡不亮，A正确；B．当光较弱时，光敏电阻阻值变大，电路中电流较小，三极管导通，且获得足够的基极电流，产生较大的集电极电流，点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L，B正确；CD．为节省用电，调节增大，由串联电路的特点可知，光敏电阻分得电压减小，因此到天黑更晚些，光线会更弱一些，光敏电阻的阻值更大一些，这样光敏电阻分得电压增大，才能使三极管导通，获得足够的基极电流，才能点亮二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L，C正确，D错误。故选ABC。38．（25-26高三上·河北唐山·开学考试）（多选）如图1所示，理想变压器原线圈接电压有效值恒为的正弦交流电源，副线圈通过保护电阻连接负载电路，负载电路由电阻和光敏电阻并联组成。已知变压器的原副线圈匝数比，电表均为理想交流电表，光敏电阻阻值随环境光照强度变化的关系如图2所示。将环境光照强度从10lx升至40lx的过程中，下列说法正确的是（

）A．电压表V的示数将变小 B．电流表A的示数最大值为5AC．保护电阻的功率最大值为245W D．光敏电阻的功率最大值为【答案】ABC【详解】A．电源电压和原副线圈匝数比不变，则副线圈电压不变，环境光照强度从10lx升至40lx的过程，光敏电阻的阻值逐渐减小，所以与的并联电阻变小，其分压减小，电压表示数将减小，故A正确；B．由题意有，又电流表电流整理得由图2可知，401x时取值最小值为，代入可得此时电流取到最大值5A，故B正确；C．当取值最小时，流过的电流最大，此时其功率最大，有，故C正确；D．将B选项代入光敏电阻的功率整理可得当，即时，有最大值，但，因此当时，有最大值100W，故D错误。故选ABC。12实验：利用传感器制作简单的自动控制装置39．（2025·安徽合肥·模拟预测）某兴趣小组利用铜片、锌片和苹果制作了苹果电池（电动势约），分别用图1、图2所示的两种实验电路测量其电动势和内阻。(1)图1中多用电表的电压读数为U，电阻箱读数为R；图2中电流表读数为I，电阻箱读数为Rs。利用实验数据在图3所示的同一坐标系内，分别绘制图1的U-和图2的IR-I图像。则图3中，直线（填“ab”或“cd”）是依据图1电路所测数据绘制的。(2)若测量时苹果电池的电动势和内阻的变化可忽略，综合图3中的两条直线，消除电表内阻带来的误差可得苹果电池的电动势应为V，内阻应为kΩ。（结果均保留2位有效数字）(3)小组成员用同样方法测得某电源电动势为3V，内阻为18Ω，并利用该电源和热敏电阻RS和一定值电阻设计一个如图4所示的自动控制电路。当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动加热系统，已知热敏电阻RS的阻值随温度的变化如图5所示，不考虑控制开关对所设计电路的影响，提供的定值电阻有：R1=6Ω，R2=12Ω，R3=22Ω，要求当环境温度降到10℃时启动加热系统，定值电阻R应选（填“R1”“R2”或“R3”）；不考虑测量的偶然误差，若选择R1，当加热系统启动时，环境温度（填“高于”“低于”或“等于”）10℃。【答案】(1)cd(2)0.802.5(3)高于【详解】（1）（1）对图1，根据闭合电路欧姆定律可得变形可得对图2，根据闭合电路欧姆定律可得变形可得由此可知，图1电路所对应的图线的斜率较小，纵截距较小，故直线cd是依据图1电路所测数据绘制的。（2）[1]使用图2进行实验，电动势测量值没有系统误差，更接近真实值，内阻的测量值为电源内阻与电流表内阻之和，内阻测量值偏大，故若使电动势的测量值更接近真实值选图线ab，则[2]使用图1做实验，电动势和内阻的测量误差来源于电压表分流，会导致测量值都偏小，实际测量的电源内阻可以等效看成电压表与电源内阻并联之后的阻值，因为电压表内阻比电源内阻大很多，故选图线cd短路电流的测量值更接近真实值，则（3）[1]由图5所示图像可知，10℃时热敏电阻阻值由欧姆定律可知，热敏电阻两端电压代入数据解得则定值电阻R应选择[2]定值电阻若选择，热敏电阻两端电压代入数据解得由图5所示图像可知，此时环境温度高于10℃。40．（2025·云南文山·模拟预测）农作物充分的进行光合作用能够提升种植的产量和品质。某兴趣小组决定利用光敏电阻来设计一个简易补光照明系统，以便农业大棚在光照不足时自动补充光照，保证农作物的光合作用。(1)图甲为多用电表示意图，在利用多用电表粗测自然光照情况下光敏电阻的阻值时，下列关于实验操作的描述错误的是________；A．将旋钮S调至合适位置进行机械调零，再将旋钮K拨至合适挡位B．欧姆调零时，将两表笔短接，旋动旋钮T，使指针对准电阻的“0刻线”C．每次更换欧姆挡后，必须先将红黑表笔短接，旋动旋钮S再次进行机械调零D．测量完毕后将旋钮K拨至“OFF”挡(2)将旋钮K拨至“”，正确操作后，若指针如图乙所示，则该光敏电阻在自然光照下的阻值Ω；(3)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性，提供的器材有：待测光敏电阻、干电池2节（每节电动势1.5V、内阻小于1Ω）、电压表（量程0~3V、内阻约2kΩ）、电流表（量程0~10mA、内阻约10Ω）、滑动变阻器R（最大阻值20Ω）、开关一个、导线若干。①请在丙图中画线完成电路实物连接；②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线，其中a、b、c三条图线所对应的光照强度依次减弱，则该光敏电阻的阻值随其表面受到光照的减弱而（选填“增大”、“减小”或“不变”）；(4)该兴趣小组设计出的补光照明系统电路图如图戊所示，在实验测试过程中发现当外界光照强度降低到预设值时补光灯却没有启动照明，则应将滑动变阻器的滑片P向（填“左”或“右”）端调节直到补光灯启动照明。【答案】(1)C(2)300(3)见解析增大(4)左【详解】（1）A．将旋钮S调至合适位置进行机械调零，再将旋钮K拨至合适挡位，A正确；B．欧姆调零时，将两表笔短接，旋动旋钮T，使指针对准电阻的“0刻线”，B正确；C．机械调零只在使用前进行一次，更换欧姆挡后不在进行机械调零，C错误；D．测量完毕后将旋钮K拨至“OFF”挡，D正确。选描述错误的，故选C。（2）将旋钮K拨至“”，由图可知RP=30Ω×10=300Ω（3）①[1]由于光敏电阻的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，因此采用分压式，由于电流表的电阻远小于光敏电阻的阻值，因此电流表采用内接法。电路连接如图所示②[2]由图像可知因a、b、c三条图线所对应的光照强度依次减弱，故该光敏电阻的阻值随光照的减弱而增大；（4）若光照强度降低到预设值补光灯却没有启动照明，说明Rp两端电压没有达到预设值，由电路的分压作用，需将R1电阻减小，从而使Rp两端电压变大。41．（2025·陕西咸阳·模拟预测）某科技小组想设计一个报警装置，该实验用到的主要器材如下：恒压电源E＝3V（内阻不计）、电源E'、NPN型三极管VT、热敏电阻、报警灯、电阻箱R'、定值电阻、滑动变阻器、两个理想电压表、、开关S和若干导线。(1)探究热敏电阻的特性：①小组成员组装电路如图1所示，虚线框表示温控室，温度可以调节，闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应滑向（填“A”或“B”）端。②将温控室的温度调为某一值，调节的滑片，、的示数分别为2.0V、3.0V，则＝Ω。③多次调节温控室的温度，测得-t的关系图像如图2所示。(2)组装报警装置：图3为利用热敏电阻、报警灯、三极管（当b、e间电压时e与c之间相当于用导线直接接通，此时c所在支路获得比b所在支路大得多的电流）等元件设计的电路。在进行实物图连线时，发现图3电路的电源极性未给出，经分析判断，恒压电源左端应为（填“正”或“负”）极；在报警灯报警的同时，还需要一个电动机（作用是驱动降温装置）进行工作，且与报警灯互不干扰，则对电动机接入电路的操作是。(3)调试报警装置：为了保证温控室的温度达到：53℃时报警系统开始工作，则电阻箱R'接入电路的阻值调为Ω（结果保留2位有效数字）。为了让该系统在更低的温度下报警，可采取的措施是（填一种即可）。【答案】(1)A45(2)正将电动机与报警灯并联(3)3.0将电阻箱接入电路的阻值适当增大或将一定值电阻与热敏电阻并联【详解】（1）[1]在图1中，滑动变阻器为分压式接法，闭合开关之前，应使滑片位于电表示数为零的位置，故应将滑片移到A端。[2]由于、串联，根据串联电路特点则有代入数据解得（2）[1]根据三极管的特性，要使报警灯工作，b点电势高于e点电势，故恒压电源左端为电源正极；[2]要使电动机与报警装置工作互不影响，需将电动机与报警灯并联。（3）[1]根据题意可知，此时报警灯的电阻根据欧姆定律则有解得[2]要使系统在更低的温度下报警，可采取将电阻箱接入电路的阻值适当增大或将一定值电阻与热敏电阻并联。42．（2025·河北沧州·模拟预测）工人操作机床工作时，稍有不慎就会伤及操作工人的手。某实验小组设计了一个光控继电器自动切断电路。如图甲所示，光电二极管在有光照的时候二极管导通（电阻为0），没光照时，二极管截止（电阻无穷大）。K为电磁继电器的线圈，S为它的常开触点，通过电磁继电器可启、关闭机床的供电电路。二极管D提供继电器自感电流释放的通路，从而保护其它元件。当三极管b、e之间电压大于0.7V时，c、e之间电阻可认为近似为零，当b、e之间电压小于0.7V时，c、e之间电阻可认为是无限大。无论b、e之间电压为多大，均可认为电流不会从b流向f。系统工作时，当工人不慎将手伸向危险区域时，由于遮挡光线，光控继电器衔铁立即切断机床的供电电路。(1)该实验小组探究不同电压下二极管D的电阻变化规律，图乙为测量电路图，按图乙接好电路；滑动变阻器滑片先置于（填“a”或“b”）端，再接通开关，多次改变滑动变阻器滑片的位置，记录对应的电流表示数I和电压表示数U；根据实验数据得到如图丙所示曲线，从曲线可知，电压在范围内，二极管D的电阻随电压的增大而（填“增大”或“减小”）。(2)为了实现自动控制，请在图丁中用笔画线代替导线，把电磁继电器接入到图甲所示电路中的相应节点上，a、c、h、i对应节点已经在图丁中标出。(3)已知定值电阻阻值为，则应选最大阻值为（填“”“”或“”）的滑动变阻器；控制电路和工作电路接通正常，没有遮挡，机床无法正常工作，应把（填“调大”或“调小”）【答案】(1)a减小(2)(3)调大【详解】（1）[1]实验电路中滑动变阻器采用分压式接法，为了保护用电器，开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于a端，使测量部分电路两端电压为0；[2]根据欧姆定律可知，二极管电阻随电压增大而迅速减小。（2）当正常工作时，衔铁被电磁铁吸下，机床电路处于接通状态。当光电二极管被遮挡时，b、e之间电压迅速减小，电磁铁电流减小，衔铁被弹簧拉起，机床停止工作。故电路如图所示（3）[1]机床正常工作时，b、e之间电压应大于0.7V，分压小于5.3V，所以接入电路的电阻应大于，故选用最大阻值为的滑动变阻器。[2]当没有遮挡时，光电二极管电阻为零，电磁继电器无磁性，说明两端的电压小于0.7V，为使此时电压大于0.7V，需要调大。1．（2025·广东佛山·模拟预测）某科技展上展出了一款“创意灯花”装置，其原理如图甲所示。灯花底部装有受电线圈，将其放置在内置供电线圈的展示台上时，灯自动点亮。供电线圈中的电流随时间变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（）A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大B．t=0.01s时两线圈之间的相互排斥C．受电线圈中电流的最大值一定为ImD．受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次【答案】D【详解】AB．由图乙可知t=0.01s时供电线圈的电流最大，此时电流变化率为0，受电线圈的磁通量变化率为0，此时受电线圈中感应电流为0，则此时两线圈之间的作用力为0，故AB错误；C．由于不清楚受电线圈与供电线圈的匝数关系，所以受电线圈中电流的最大值不一定为Im，故C错误；D．由图乙可知周期为，一个周期内受电线圈中的电流方向改变2次，所以受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次，故D正确。故选D。2．（2025·湖北恩施·模拟预测）传统电流表测电流时需要把待测载流导线切断串入电流表，既麻烦又不安全。钳表是一种新型感应电流表，见图甲，机械开合器可以控制钳形铁芯（硅钢片制成）张开或闭合，钳口打开后夹入一根待测载流导线后，闭合钳口（见图乙）。铁芯钳子与表内固定硅钢片组成闭合磁路，如图丙所示，载流导线相于当在铁芯上缠绕了1匝原线圈，而在内部隐藏铁芯上缠绕了接有电流表的多匝副线圈，通过电流表的感应电流值，就可计算载流导线上电流I的大小。若钳表上连接电流表的副线圈缠绕了n=10匝，下列说法正确的是（）A．钳表既能测交流电流，又能测直流电流B．钳表只能测火线上的电流，不能测零线上的电流C．若图乙中电流表示数为5mA，则载流导线上待测电流I=50mAD．若图乙中钳表同时夹住零线和火线两根导线，则电流表的读数将加倍【答案】C【详解】A．钳表测电流利用了电磁感应现象，所以钳表不能测直流电流，故A错误；B．由于通过零线上的电流也是变化的，所以钳表也能测零线上的电流，故B错误；C．若图乙中电流表示数为5mA，根据可得载流导线上待测电流为，故C正确；D．若图乙中钳表同时夹住零线和火线两根导线，由于零线和火线两根导线的电流大小相等，方向相反，则通过的副线圈的磁通量一直为0，电流表的读数为0，故D错误。故选C。3．（2025·湖北武汉·模拟预测）氮化镓充电器是一种新型的快速充电器，其体积更小、功率更大、发热量更少、安全性更高，因而被广泛运用于快充领域。充电器工作原理可简化为：通过电子开关及整流电路产生如图所示的高频方波电压，该电压信号输入至变压器原线圈，从副线圈输出同频、相同占空比的方波电压，再经滤波电路后输出至用电器。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（）A．若占空比为，输入电压的有效值为B．若占空比为，输入电压的有效值为C．若仅增大输入电压占空比，则输出电压的有效值增大D．若仅增大输入电压占空比，则输出电压的有效值减小【答案】C【详解】AB．若占空比为，根据有效值的定义，有可得，故A、B错误；CD．若仅增大输入电压占空比，则输入电压的有效值增大，同理输出电压的有效值也增大，故C正确，D错误。故选C。4．（2025·辽宁盘锦·三模）如图所示为一含有理想变压器的电路，三个灯泡完全相同，电阻箱示数为0时，三个灯泡均在额定电压U下工作。已知电路的输入电压恒为U0，变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，忽略灯泡电阻的变化。下列说法正确的是（）A．n1∶n2=1∶2B．U0=3UC．其他条件不变，若灯泡L1断路，则L2两端电压峰值较之前变小D．其他条件不变，增大电阻箱示数，L3的电功率增大【答案】B【详解】A．设灯泡正常工作的电流为I，则原线圈上的电流为I，副线圈上的电流为2I，则原、副线圈匝数之比为2∶1，故A错误；B．原、副线圈两端的电压满足，可得根据闭合电路欧姆定律可知，故B正确；C．设副线圈两端电压为U2，副线圈所有负载总电阻为R，则有L1断路，R增大，U2增大，可知L2两端电压峰值较之前变大，故C错误；D．若增大电阻箱示数，R增大，U2增大，则原线圈两端电压增大，L3两端电压减小，其电功率减小，故D错误。故选B。5．（2025·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测）在如图所示的电路图中，a、b端接入的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值为，二极管为理想二极管。闭合开关后，下列说法正确的是（）A．该交流电周期为B．电压表测得的电压大小为C．电流表测得的电流大小为D．定值电阻消耗的电功率为【答案】B【详解】A．该交流电的周期，A错误；B．a、b端交流电压的有效值为由于电路中存在二极管，电路中的电压只有半周期存在，设电阻两端电压的有效值为U，由热量相等可知解得所以电压表的示数为，B正确；C．电流表测得的电流大小为，C错误；D．电阻消耗的功率为，D错误。故选B。6．（2025·安徽芜湖·模拟预测）某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2绕有200匝线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中ω为摩擦小轮转动的角速度。线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为6Ω，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出电压可视为正弦交流电压。则（）A．小灯泡正常发光时ω=750rad/sB．自行车的速度v=10m/sC．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为【答案】A【详解】A．根据可得，灯泡电阻R=24Ω，因为灯泡正常发光，所以电路中的电流根据闭合电路欧定律，发电机的电动势对于正弦式交流电，电动势的最大值由法拉第电磁感应定律Em=NBSω又因为Φm=BS，N=200则Em=NΦmω可得ω=750rad/s，故A正确；B．已知摩擦小轮半径r=2cm=0.02m，因为摩擦小轮与轮胎间不打滑，自行车的速度v=rω=15m/s，故B错误；C．若自行车的速度减半，则摩擦小轮转动的角速度ω减半，由Em=NΦmω可知，电动势的最大值Em减半，电动势的有效值E也减半。根据可知电流I减半，由P=I2R可知，小灯泡的功率P变为原来的，故C错误；D．发电机输出电压可视为正弦式交流电压，灯泡正常发光时，其两端电压的有效值为12V，磁铁处于图2位置时，，小灯泡两端的电压为瞬时值为零，故D错误。故选A。7．（2025·安徽合肥·二模）图示为手摇发电机的示意图，正方形金属线框的边长为L，匝数为n，位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，并以恒定角速度绕轴转动。阻值为R的电阻两端分别与换向器的两个电刷相连，其余电阻不计，A为理想电表。若从线框平面平行于磁场开始计时，则在线框转动一周的过程中，下列说法正确的是（）A．AB边中的电流方向保持不变B．时电流表示数为0C．AD边始终不受安培力作用D．通过电阻R的电荷量为【答案】D【详解】A．线框与磁场垂直时，线框中的电流为零，线框中的电流方向发生改变，在线框转动一周的过程中，AB边中的电流方向改变两次，故A错误；B．电流表的示数为电流的有效值，所以时电流表示数不为0，故B错误；C．AD边中有电流且与磁场不平行时受安培力作用，故C错误；D．线圈转动周过程中通过电阻R的电荷量为又,联立得线框转动一周的过程中，通过电阻R的电荷量为故D正确。故选D。8．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）风能是一种可再生清洁能源，如图甲所示为一风力发电机，其叶片转动时可形成半径为r的圆面，每立方米空气质量为，某时间内该地区的风速为v，且风向恰好跟叶片转动的圆面垂直。图乙是该地区学生实验小组模拟风力发电、输电的简易装置，已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可等效为一个定值电阻。当用户端接入一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（）A．每秒冲击叶片圆面的气流质量大小为B．每秒冲击叶片圆面的气流的动能为C．风速增加，若转子角速度增加为，则上消耗的功率为D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为【答案】C【详解】A．每秒冲击叶片圆面的气流质量大小为，故A错误；B．每秒冲击叶片圆面的气流的动能为，故B错误；C．等效电路图如图所示设降压变压器的原副线圈匝数比为，电压分别为、，用户电流为根据电压关系，其中，电流关系根据，联立得输电线上的电流为转子在磁场中转动时产生的电动势当转子角速度增加为，则升压变压器原副线圈两端电压变为3倍，输电线上的电流变为原来的3倍，故上消耗的电功率变为原来的9倍，故C正确；D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻变为原来一半，输电线上的电流为由数学知识，且故上消耗的功率为，故D错误。故选C。9．（2025·广东·模拟预测）（多选）某小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd共有N匝，总电阻为r，线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间线圈以角速度绕垂直磁场方向的轴OO'匀速转动，图乙是穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像，则（）A．图甲所示时刻，线圈中的电流方向为adcbaB．t1时刻，电流表的示数为0C．电阻R两端的电压有效值为D．t1到t2时间内，流过电阻R的电荷量为【答案】AD【详解】A．图甲所示时刻，ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，根据右手定则可得，线圈中的电流方向为adcba，故A正确；B．电流表测量的是电流的有效值，所以t1时刻，电流表的示数不为0，故B错误；C．线圈产生的感应电动势的最大值为则电动势有效值为电阻R两端的电压有效值为，故C错误；D．t1到t2时间内，通过电阻R的电荷量为，故D正确。故选AD。10．（2025·四川绵阳·二模）（多选）如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为，原线圈与阻值的电阻串联后接在匝的线圈上，线圈电阻不计，线圈处于竖直向下的匀强磁场中，线圈面积，转速为，线圈从中性面开始转动并计时。副线圈连接电感器、电容器和电阻的灯泡，电压表为理想电压表，则（）A．电容器和滑动变阻器所在支路始终无电流B．电压表的示数为C．时，每匝线圈的磁通量变化率为零D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，变压器输出功率将增大【答案】CD【详解】A．变压器副线圈输出的是交流电，通过的电流发生变化，由于电感器自感对交流电的阻碍效果，不能视为导线，电容器由于两极板电压不断改变，所在支路存在充放电流，所以滑动变阻器并不会被短路，电容器和滑动变阻器所在支路始终存在电流，故A错误；B．线圈转动产生的感应电动势最大值为由于线圈电阻不计，则电压表示数等于感应电动势的有效值，所以示数为故B错误；C．线圈转动的周期为由于线圈从中性面开始转动并计时，所以时线圈和中性面重合，此时每匝线圈的磁通量为最大值，磁通量变化率为零，故C正确；D．根据欧姆定律有根据理想变压器变压、变流规律可得，解得将发电线圈、变压器原、副线圈整体视为一个等效电源，则该等效电源的电动势和内阻分别为，设变压器副线圈所接回路总电阻为，则变压器输出功率为根据数学知识可知当时，P随的减小而增大；由于，所以一定大于，仅将滑动变阻器滑片向上滑动时，滑动变阻器接入回路的阻值减小，即减小，此时变压器输出功率将增大，故D正确。故选CD。11．（2025·北京·模拟预测）(1)某同学欲将量程为200μA的电流表改装成量程为2.0V的电压表。已知电流表的内阻为300Ω，需要（选填“串联”或“并联”）R=Ω的电阻。(2)在测量重力加速度的实验中，某同学用一根细线和一均匀小铁球制成单摆。他已经测得此单摆20个周期的时间为t，从悬挂点到小铁球顶端的线长为l，还需要测量的物理量为。将g用测得量表示，可得g=。(3)原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代电话会将听筒电路与话筒电路分开，改进设计的电路原理示意如图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，R0=1.2kΩ，R=3.6kΩ，Rx为可变电阻。当Rx调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时Rx=kΩ。【答案】(1)串联9.7×103(2)小球直径d(3)1.8【详解】（1）[1][2]将量程为200μA的电流表改装成量程为2.0V的电压表，需要串联定值电阻分压，由可得（2）[1]根据单摆周期公式可得可知还需要测量的物理量为小球直径d；[2]测得此单摆20个周期的时间为t，则周期为联立可得（3）话筒是一个声电转换装置，声音信号通过话筒后转换成的电信号从线圈I和线圈Ⅱ两个支路走，两个支路的电流方向相反，若要听筒中听不到话筒的声音要求这两个电流必须大小相等，这样话筒连接的线圈中磁通量为零，听筒连接的线圈中就没有感应电流；由电路图可得代入数据解得12．（2025·河北·模拟预测）电子体温计（图甲）正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻，某物理兴趣小组先探究了某种热敏电阻的电压随电流变化情况，然后制作了一个简易电子体温计。(1)兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图乙所示，那么他们选用的应该是图电路