第45讲 交变电流 传感器（复习讲义）（安徽专用）（学生版）

第45讲交变电流传感器目录TOC\o"1-3"\h\u01考情解码·命题预警 202体系构建·思维可视 403核心突破靶向攻坚 5考点一正弦式交变电流的产生和变化规律 5知识点一正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置 5知识点二正弦式交变电流的变化规律 5考向正弦式交变电流的产生及变化规律 6考点二交变电流有效值的计算 7知识点一交变电流有效值的求解 7知识点二几种典型的电流及其有效值 7考向1正弦式交变电流有效值的计算 8考向2非正弦式交变电流有效值的计算 9考点三交变电流的“四值”的比较 11知识点交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 11考向交变电流的“四值”的比较 12考点四理想变压器的工作原理和基本关系 13知识点一理想变压器的工作原理 14知识点二基本关系式中物理量之间的决定关系 14考向1变压器基本物理量的分析与计算 14考向2自耦变压器 15考向3含多个副线圈的变压器 17考向4副线圈电路含二极管的变压器 18考向5原线圈接负载的变压器问题分析 19考点五理想变压器的动态分析 20知识点两种基本理想变压器的动态分析 20考向理想变压器的动态分析 21考点六远距离输电 23知识点远距离高压输电的几个基本关系 23考向远距离输电 23考点七传感器的特性及应用 25知识点常见敏感元件 25考向传感器的特性及应用 2604真题溯源·考向感知 28考点要求考察形式2025年2024年2023年正弦式交变电流的产生和变,化规律选择题非选择题交变电流有效值的计算选择题非选择题交变电流的“四值”的比较选择题非选择题理想变压器的工作原理和基本关系选择题非选择题理想变压器的动态分析选择题非选择题安徽卷T8，4分远距离输电选择题非选择题传感器的特性及应用选择题非选择题考情分析：安微高考对交变电流的产生和描述、变压器和远距离输电等知识的考查不是特别的频繁，经常与变压器相结合一并考查，难度不是太大。注意理解变压器的原理和掌握变压器原、副线圈的电压、电流及功率的关系的计算，能够利用变压器的原理处理有关动态分析问题。在远距离输电内容中理解和掌握远距离输电的基本规律，多关注实际生活情境，把输电问题放到生活情境中去理解。①生活实践类：城市供电网络，家用电器适配，电压不稳定与电器保护；②学习探究类：变压器原理探究实验，高压输电效率计算，变压器故障分析。复习目标：目标一：理解正弦式交变电流的产生过程，有正确书写交变电流的函数表达式。目标二：理解并掌握交变电流图像的意义和交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值。目标三：知道变压器的工作原理，掌握变压器的规律，会公析变压器的动态变化问题。目标四：理解远距离输电的原理，会计算线路损失的电压、功率和输送的功率。考点一正弦式交变电流的产生和变化规律知识点一正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置图示位置中性面位置与中性面垂直的位置特点B⊥SB∥SΦ＝BS，最大Φ＝0，最小e＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝0，最小e＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nBSω，最大感应电流为零，方向改变感应电流最大，方向不变知识点二正弦式交变电流的变化规律瞬时值表达式图像磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝NBSωsinωt路端电压u＝Umsinωt＝eq\f(REm,R＋r)sinωt电流i＝Imsinωt＝eq\f(Em,R＋r)sinωt得分速记①线圈从中性面位置开始转动，则i－t图像为正弦函数图像，电流的瞬时值表达式为i＝Imsinωt。②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i－t图像为余弦函数图像，电流的瞬时值表达式为i＝Imcosωt。考向正弦式交变电流的产生及变化规律例（2025·湖北荆州·三模）随着科技的不断发展和环境保护意识的增强，中国的纯电动汽车市场正迅速壮大。相比传统燃油车，纯电动汽车能将汽车制动过程中的机械能转化为电能收集起来。如图甲所示，永磁铁在车轮和传动机构的带动下绕线圈旋转，在线圈中产生如图乙所示的感应电流i回充到蓄电系统，使永磁铁受到阻力阻碍汽车前行。关于该过程下列说法正确的是（）A．甲图示磁铁位置对应着乙图电流时刻B．甲图示位置电流的方向由P指向QC．制动过程中永磁铁受到的阻力大小恒定不变D．制动过程中交变电流的周期越来越大【变式训练1】（2025·山东临沂·二模）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（）A．在图中时刻线圈平面平行于匀强磁场B．线圈先后两次转速之比为C．图线a在时，穿过线圈的磁通量最小D．图线b的电压最大值为【变式训练2·变考法】如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，此时线圈平面与中性面垂直，下列说法正确的是（）A．在图示位置时，穿过线圈的磁通量最大B．在图示位置时，电流方向发生改变C．在图示位置时，AB边受安培力方向向上D．从图示位置转过90°时，线圈中电动势最大考点二交变电流有效值的计算知识点一交变电流有效值的求解(1)公式法利用E＝eq\f(Em,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))计算，适用于正弦式交变电流，其他交变电流一般不适用。(2)定义法(非正弦式电流)计算时要抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解，注意时间至少取一个周期或为周期的整数倍。知识点二几种典型的电流及其有效值名称电流(电压)图像有效值正弦式交变电流I＝eq\f(Im,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))正弦半波电流I＝eq\f(Im,2)U＝eq\f(Um,2)正弦单向脉动电流I＝eq\f(Im,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))矩形脉动电流I＝eq\r(\f(t1,T))I1U＝eq\r(\f(t1,T))U1非对称性交变电流I＝eq\r(\f(1,2)（Ieq\o\al(2,1)＋Ieq\o\al(2,2)）)U＝eq\r(\f(1,2)（Ueq\o\al(2,1)＋Ueq\o\al(2,2)）)考向1正弦式交变电流有效值的计算例1（2025·安徽蚌埠·二模）穿过某单匝闭合金属线框的磁通量，在一个周期内随时间的变化规律如图所示，图中时间内的图像和时间内的图像均按正弦规律变化，则线框中产生的交变感应电动势的有效值为（）A． B． C． D．【变式训练1】（2025·江苏常州·二模）一匝数为N的方形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，如图所示。已知磁通量的最大值为，则产生感应电动势的有效值为（）A． B． C． D．【变式训练2】（2025·湖北武汉·模拟预测）电阻为R的单匝线圈abc俯视图如图甲所示为正三角形，面积为S。O为ac中点，虚线OO’与bc垂直，在OO’右侧空间存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。线圈绕OO’以角速度匀速转动产生交变电流。将该交变电流作为电源接入图乙的变压器中，变压器原副线圈匝数比为3：1，电表均为理想电表，定值电阻的阻值也为R，下列说法正确的是（）A．电压表的示数为B．电压表的示数为C．电流表的示数为D．电流表的示数为考向2非正弦式交变电流有效值的计算例2（2025·江苏常州·模拟预测）将一发电机发出的电加在某电阻R两端，流过该电阻的电流随时间变化的图像如图所示，图中的和周期T均为已知。则下列说法中正确的是（）A．发电机发出的是直流电B．电流的有效值为C．一个周期内流过电阻的电荷量为D．一个周期内电阻上产生的焦耳热为(1)高中阶段可以定量求解有效值的只有正弦式交变电流(或其特定部分)、方波式电流及其组合。(2)交变电流一个周期内的图像为完整的或eq\f(1,2)周期正弦(余弦)函数图像，或者瞬时值从0或峰值开始的eq\f(1,4)周期的正弦(余弦)函数图像，则该交变电流的有效值，可根据交变电流有效值的定义及正弦式交变电流有效值的大小进行对比求解，例如正弦半波电流及正弦单向脉动电流有效值的求解。(3)正弦半波、矩形脉动等电流只能利用电流的热效应计算有效值。(4)其他情况的有效值一般不能进行定量计算，但有的可以与正弦式交变电流的有效值定性比较。如图1交变电流与如图2正弦式交变电流比较，可知其有效值小于eq\f(\r(2),2)Im。【变式训练1】（2025·河北保定·一模）如图所示为锯齿形交变电压，下列说法正确的是（）A．该交变电压的频率为B．该交变电压的有效值为C．将该交变电压接到阻值为R的定值电阻两端，可求出内流过定值电阻的电荷量D．将该交变电压接到阻值为R的定值电阻两端，内定值电阻产生的热量为零【变式训练2】（2025·广西·三模）有两个电热器，电热器A通入图甲所示的方波交变电流，电热器B通入图乙所示的正弦式交变电流，图甲、图乙中电流的最大值均为，周期均为。则通过、的电流有效值之比为（）A． B．C． D．考点三交变电流的“四值”的比较知识点交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt(适用于正弦式交变电流)计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em＝NBSω(适用于正弦式交变电流)Um＝eq\f(REm,R＋r)Im＝eq\f(Em,R＋r)讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))(适用于正弦式交变电流)(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)；(2)电器设备“铭牌”上所标的额定电流、额定电压一般是指有效值；(3)保险丝的熔断电流为有效值；(4)交流电压表和电流表的读数为有效值平均值交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值eq\o(E,\s\up6(－))＝Bleq\o(v,\s\up6(－))eq\o(E,\s\up6(－))＝neq\f(ΔΦ,Δt)eq\o(U,\s\up6(－))＝eq\f(R\o(E,\s\up6(－)),R＋r)eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(\o(E,\s\up6(－)),R＋r)计算通过电路导线横截面的电荷量考向交变电流的“四值”的比较例（2025·广西南宁·模拟预测）中国南鲲号是全球首个将波浪能发电、海水淡化、智能养殖功能集于一体的半潜式海上平台，2022年在广东珠海建成并投入使用。如图所示为向x轴正方向传播的海水t=0时刻的波动图像，周期为4s。发电机圆柱体浮杆定位于坐标值x=8m处，此时浮杆振动的速率为v。套于磁铁S极上的线圈可与浮杆同步振动，线圈又连接一个理想变压器。已知线圈共n匝，其圆半径为r，电阻忽略不计，N、S极产生的辐向磁场在线圈处的磁感应强度大小为B，理想变压器原副线圈匝数比为1:50。磁铁、变压器等固定不动，下列判断正确的是（）A．t=2s时刻浮杆正随海水向下振动B．t=0时刻发电机产生的电动势为2BπrvC．t=0时刻开始发电机产生电动势的表达式为e=2nBπrvsin0.5πtD．变压器副线圈输出电压的有效值为100nBπrv【变式训练1·变载体】（2025·湖南长沙·模拟预测）（多选）如图所示的正方形线框边长为，每边电阻均为，在垂直于纸面向里，磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，、两点与一阻值为的电阻相连，各表均可视为理想电表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是（）A．图示位置线圈的感应电动势最大B．当断开时，电压表的示数为C．当闭合时，线圈从图示位置旋转，通过电阻的电量为D．当闭合时，电流表的示数为【变式训练2】（2025·陕西宝鸡·三模）（多选）中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体成功产生42.02T的稳态磁场，打破世界纪录。现用该磁体作为匀强磁场用来发电，用外力使N=100匝的矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO'以恒定的角速度转动，转动一周的时间为T=0.4s，线圈电阻为R=0.1Ω，从如图所示的位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，线圈平面转过60°时线圈中的感应电动势的大小为E=0.2V，则下列说法正确的是（）A．线圈产生的电动势有效值为B．线圈转过90°的过程中通过线圈截面的电荷量为C．一个周期内线圈产生的热量为0.32JD．若线圈外接一个额定电压为的电容器，此电容器能正常工作考点四理想变压器的工作原理和基本关系知识点一理想变压器的工作原理知识点二基本关系式中物理量之间的决定关系制约关系电压原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2(当U1和匝数比不变时，不论负载电阻R变化与否，U2不会改变)功率副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入(可简记为“用决定供”)电流副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1频率原线圈电流频率f1决定副线圈电流频率f2考向1变压器基本物理量的分析与计算例1（2025·云南曲靖·模拟预测）（多选）一小型交流发电机的供电原理图如图甲所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，理想变压器原、副线圈分别与发电机和灯泡连接，灯泡上标有“8V

4W”字样且正常发光（除灯泡外不计其余电阻）。从某时刻开始计时，发电机输出端的电流随时间变化的图像如图乙，下列说法正确的是（

）A．当时，发电机内线圈平面与磁场方向平行B．发电机输出电流的瞬时值表达式为C．变压器原、副线圈的匝数之比为1:2D．发电机在1分钟内产生的电能为240J【变式训练1】（2025·山东菏泽·一模）（多选）交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是（）A．通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次B．改变滑片P的位置可以使电压表的示数为12VC．t=0.05s时发电机线圈平面与磁场方向平行D．自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻R热功率增大【变式训练2】（2025·安徽·模拟预测）（多选）第四代人工心脏是一种被广泛应用于心脏衰竭手术的医疗器械，它采用的无线充电技术从根本上解决了创口感染难题，是人工心脏技术一次革命性的进步。下图为无线充电原理图，由与人工心脏电池相连的受电线圈和与充电器相连的送电线圈构成。送电线圈连接的交流电，送电线圈与受电线圈匝数之比为55∶1.在工作状态下，受电线圈内的磁通量约为送电线圈的50%，下列关于人工心脏无线充电的说法正确的是（）A．受电线圈的输出电压有效值约为2VB．送电线圈可以接直流电源对人工心脏电池进行充电C．送电线圈与受电线圈中电流之比为1∶55D．送电线圈与受电线圈中交变电流的周期之比为1∶1考向2自耦变压器例2（2025·全国·模拟预测）如图，一理想的自耦调压变压器A、B之间的线圈总匝数为，在输入端A、B间加上的交流电压，输出端C、B间串联一个“12V、6W”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则B、P间线圈的匝数为（）A． B． C． D．【变式训练1】（2025·山东日照·三模）图甲为吸尘器的电路图，理想自耦变压器原线圈一端连接着图乙所示的正弦交流电。调节滑片P可形成四个不同挡位，1档吸尘力度最小，4档吸尘力度最大。当滑片P位于线圈图示位置时，原、副线圈的匝数比为1∶2，吸尘力度为2档，此时交流电源的输出功率为P0。已知电动机内阻为r，和电动机串联的电阻阻值为R。下列说法正确的是（）A．滑片P向上滑动，吸尘力度变大B．当吸尘力度为2档时，流过电动机电流为C．当吸尘力度为2档时，电动机的总功率为D．当吸尘力度为2档时，吸尘器的机械功率为【变式训练2】（2025·安徽·三模）（多选）如图为一种发电机的原理图，固定在圆盘边缘处的小圆柱随圆盘绕轴心O沿顺时针方向匀速转动，小圆柱通过竖槽带动T形绝缘支架运动，从而驱动导体棒在水平、光滑的平行导轨上运动。已知导体棒运动的速度随时间变化的关系为v=0.1sin2t（m/s），导轨间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场。导轨右端各用电器及电表连接如图所示，已知变压器的匝数n1=1000，n2=500，n3=200，定值电阻的阻值R1=R2，其他电阻不计。导体棒与轨道接触良好，各电表均为理想交流电表，变压器为理想变压器，各元件均未被烧坏。则（）A．圆盘转动的转速为B．电压表V1和V2的示数之比为2∶1C．电流表A1和A2的示数之比为29∶20D．在时间内，T形支架对导体棒做的功等于两个电阻消耗的焦耳热考向3含多个副线圈的变压器例3（2025·安徽合肥·模拟预测）如图所示为理想变压器，已知n1=100匝，n2=50匝。电阻R1=8Ω，R2=10Ω，R3=40Ω，理想交流电源的输入电压u=240sin100πt（V）。开关S1闭合S2断开时R2的电功率和开关S2闭合S1断开时R3的电功率相等。则线圈n3的匝数可能为（）A．500 B．250 C．200 D．50【变式训练1】（2025·山西·三模）如图所示的理想变压器电路中，原线圈的匝数为4n，副线圈甲、乙的匝数分别为5n、3n，原线圈所接的定值电阻的阻值为4R，甲、乙的上端用导线连接，甲、乙的下端之间接有阻值为R的定值电阻，此时电阻R两端电压为，电源输出有效值恒定的正弦交流电。下列说法正确的是（）A．原、副线圈中电流之比为B．原、副线圈中的定值电阻消耗的功率之比为C．原线圈两端电压为D．原线圈中的电流为【变式训练2】（2025·江苏盐城·模拟预测）如图所示为一理想变压器，已知正弦式交变电压有效值，匝，匝，匝。现将一个理想电压表分别接在、和任意两个端口间，则电表读数正确的是（）A．， B．，C．， D．，考向4副线圈电路含二极管的变压器例4（2025·安徽蚌埠·三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为k，原线圈所接正弦式交变电压的有效值为U，为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为的两倍，P为变阻器的滑片，电表均为理想电表，二极管为理想二极管。则P由最上端滑动到最下端的过程中（）A．电压表的示数保持为不变B．电流表示数增大，消耗的功率减小C．电流表示数减小，消耗的功率先增大后减小D．电流表示数减小，消耗的功率先增大后减小【变式训练1】（2025·宁夏吴忠·三模）（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈通过电阻与电压最大值为18V的正弦交流电相连。已知，，、为理想二极管，正向电阻为零，反向电阻无穷大，触点P位于副线圈三等分处，则下列说法正确的是（）A．电流流向恒为从右往左B．副线圈电流为顺时针时，两端电压的最大值为4VC．通过、电流的最大值之比为D．通过电流的有效值为【变式训练2】（2025·江苏南京·模拟预测）近几年来，中国在变压器制造领域已达到世界领先水平。如图所示为发电机和变压器的简化图，其中发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，电阻不计，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有理想二极管D、电阻和，当线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动时，求：(1)电压表的示数；(2)发电机的输出功率。考向5原线圈接负载的变压器问题分析例5（2025·安徽安庆·模拟预测）4个定值电阻、、和及理想变压器按如图所示连接，已知，变压器原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接正弦交流电源。四个电阻、、和的功率分别为、、和，则下列关系式正确的是（）A． B． C． D．【变式训练1】（2025·安徽·模拟预测）无线充电技术是一种通过电磁场传输能量，为电子设备充电的技术。某大学社团研究无线充电的规律设计了如图所示装置，无线传输装置中的变压器可以看成理想降压变压器，原线圈串接定值电阻，左侧接入电压的有效值为62V的正弦交流电。不计导线电阻，若副线圈所接电子设备获得的充电电压为15V，电流为4A，则下列说法正确的是（）A．变压器原线圈和副线圈匝数比为 B．变压器原线圈和副线圈电流比为C．电阻R消耗的功率为8W D．电源的输出功率为248W【变式训练2】（2025·河南南阳·模拟预测）某高中实验小组为了便于调整灯泡亮度设计了如图电路，a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为k＝2，灯泡L的电阻恒为，三个定值电阻的阻值恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为U。下列说法正确的是（

）A．S与a相连，灯泡两端的电压为 B．S与b相连，灯泡的电功率最大C．S与b相连，流过灯泡的电流为 D．S与c相连，灯泡的电功率为考点五理想变压器的动态分析知识点两种基本理想变压器的动态分析1．匝数比不变的情况(如图所示)(1)U1不变，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。2．负载电阻不变的情况(如图所示)(1)U1不变，eq\f(n1,n2)发生变化，U2变化。(2)R不变，U2变化，I2发生变化。(3)根据P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)和P1＝P2，可以判断P2变化，P1变化，因U1不变，故I1发生变化。考向理想变压器的动态分析例（2025·安徽安庆·二模）如图所示，原副线圈匝数比为n1:n2的理想变压器，原线圈接入电压为U的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。当变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（）A．电流表A1示数先增大后减小B．电流表A2示数的最大值为C．原线圈输入功率的最大值为D．定值电阻R消耗功率的最小值为原线圈电路含负载的变压器动态分析技巧图甲中当R2变化时如何判断原线圈中I1的变化情况？我们可以把图甲等效画成图乙。由eq\f(U1,I1)＝R，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，eq\f(U2,I2)＝R2，联立得：R＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(n1U2,n2I1)＝eq\f(n1I2R2,n2I1)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)R2这样若当R2变大时，知R变大，则U1变大，I1变小，方便极了。【变式训练1】（2025·安徽合肥·模拟预测）在如图所示的电路中，、两端输入的正弦式交流电。理想变压器的匝数比，定值电阻，，滑动变阻器的最大阻值为，所有电表均为理想电表。在滑片从端滑到端的过程中，电压表、电流表的示数变化量分别为、，则下列说法正确的是（）A．B．C．变压器的最大输出功率为D．变压器的输出功率先增大后减小【变式训练2】（2025·陕西西安·模拟预测）如图为“火灾警报系统”电路，理想变压器的原、副线圈接入电路的匝数n1，n2可通过滑动触头调节，R0为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为滑动变阻器。当通过报警器的电流超过某值时报警，若要使报警器报警的临界温度降低，以下操作可行的是（）A．只增大原线圈的输入电压B．通过调节副线圈的滑动触头，只减少副线圈匝数n2C．通过调节原线圈的滑动触头，只增加原线圈匝数n1D．只将R1的滑片P适当向下移动考点六远距离输电知识点远距离高压输电的几个基本关系(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3。(2)电压、电流关系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)，eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)＝eq\f(I4,I3)，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线。(3)输电电流：I线＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(P3,U3)＝eq\f(U2－U3,R线)。(4)输电线上损耗的电功率P损＝I线ΔU＝Ieq\o\al(2,线)R线＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P2,U2)))eq\s\up12(2)R线。当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的eq\f(1,n2)。考向远距离输电例（2025·河北·模拟预测）2025年2月24日11时36分，中广核广东陆丰核电项目1号机组完成核岛第一罐混凝土浇筑（FCD）。这标志着该机组主体工程正式开工，广东陆丰核电项目双三代核电机组建设全面拉开序幕。某电厂对用户进行供电的原理图如图所示。发电机的输出电压为，输出功率为，输电线的总电阻等效为。变压器视为理想变压器，其中升压变压器原、副线圈的匝数比为，用户获得的电压为。假设用户（负载）是阻值为的纯电阻。下列说法中正确的是（）A．若输送的总电功率恒为，则输电线上的电流为B．若输送的总电功率恒为，则降压变压器的原、副线圈匝数比为C．若增大、减小，和变压器的匝数比不变，则高压输电线的输电电流一定增大D．若将输送电压由300kV升级为2100kV的高压，输送电功率变为原来的3.5倍，不考虑其他因素的影响，输电线损失的功率变为原来的4倍解决远距离输电问题应注意下列几点(1)画出输电电路图。(2)注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等。(3)输电线长度等于输电距离的2倍。(4)计算线损功率一般用P损＝Ieq\o\al(2,线)R线。(5)分析远距离输电的动态问题时，可参照分析变压器动态问题的方法，将降压变压器及负载整体(或升压变压器、输电线、降压变压器及负载整体)等效成一个电阻，利用闭合电路的规律分析。【变式训练1】（2025·广东湛江·模拟预测）图甲是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图乙所示。如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，r表示输电线总电阻，下列说法正确的是（）A．若，则用户获得的电压U4＝U1B．若用户开启的用电器减少，则升压变压器输出的电压U2减小C．若用户开启的用电器减少，则降压变压器输入的电压U3减小D．若用户开启的用电器减少，则输电线消耗的功率减小【变式训练2】（2025·福建泉州·一模）（多选）如图，某实验小组在研究远距离输电时，由于输电线太长，他们将导线卷成相同的八卷来代替输电线路，其中理想变压器T1与学生电源相连，理想变压器T2与灯泡相连，保持电源的输出电压不变。若更换灯泡后，测得输电线中的电流变大，下列说法正确的是（）A．灯泡的电流变大 B．灯泡的电流变小C．T2的输入电压变大 D．T2的输入电压变小考点七传感器的特性及应用知识点常见敏感元件1．光敏电阻(1)特点：光照越强，电阻eq\x(\s\up1(01))越小。(2)原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能eq\x(\s\up1(02))差；随着光照的eq\x(\s\up1(03))增强，载流子增多，导电性变好。(3)作用：把eq\x(\s\up1(04))光照强弱这个光学量转换为eq\x(\s\up1(05))电阻这个电学量。2．热敏电阻和金属热电阻(1)热敏电阻热敏电阻一般由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显。如图甲所示为一种热敏电阻的阻值随温度变化的特性曲线，温度升高时，其电阻eq\x(\s\up1(06))减小。(2)金属热电阻有些金属的电阻率随温度的升高而eq\x(\s\up1(07))增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图乙所示为某金属导线电阻的温度特性曲线。(3)作用：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。注意：在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器。3．电阻应变片(1)电阻应变片的作用：电阻应变片能够把物体eq\x(\s\up1(08))形变这个力学量转换为eq\x(\s\up1(09))电阻这个电学量。(2)应变式电子秤的组成及敏感元件：由金属梁和电阻eq\x(\s\up1(10))应变片组成，敏感元件是eq\x(\s\up1(11))应变片。(3)应变式电子秤的工作原理考向传感器的特性及应用例（2025·安徽淮北·一模）PT100是热敏电阻，它的阻值随温度的变化而变化，被广泛应用于医疗、温度计算、阻值计算等高精温度设备。某兴趣小组探究某型号PT100的阻值随温度变化的关系，实验过程如下：（1）按如图甲所示连接电路。（2）PT100的温度T及其电阻Rx的测量。①将PT100的探测头放入恒温水杯中，静置少许，稳定后记录下温度T。②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置，记录两表的示数U和I1。③闭合S2，电压表的示数（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时PT100的电阻Rx=（用I1、I2和U表示）。④断开S1，调节恒温水杯中的温度，重复步骤②和③。记录温度并计算出相应的阻值，如下表所示。温度T/℃102030405060708090阻值Rx/Ω103.90107.79111.67115.54119.40123.24127.08130.90134.71（3）该电压表内阻对PT100电阻的测量值（选填“有”或“无”）影响。（4）图乙是根据实验记录的数据绘制的Rx−T图线。将该PT100的探头放入一水温未知的热水中，测得PT100的电阻Rx约为125.80Ω，则由图线可读出温度为℃，即为水的温度。【变式训练1】（2025·安徽合肥·模拟预测）如图甲所示为交警使用的某种酒精检测仪，其核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图乙所示。某同学利用该酒精气体传感器及以下器材设计了一款简易酒精检测仪。A．干电池（V，Ω）B．电压表V（量程0.6V，Ω）C．电阻箱（最大阻值9999.9Ω）D．电阻箱（最大阻值9999.9Ω）E.开关及导线若干(1)该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表V与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表，则应将电阻箱的阻值调为；(2)该同学将酒精气体浓度为零的位置标注在原电压表表盘上0.3V处，则应将电阻箱的阻值调为；(3)使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【变式训练2】（2025·河北·模拟预测）某实验小组研究门窗磁控防盗报警装置，该电路实现磁控功能的是干簧管，它相当一个磁控开关，磁铁靠近它时，它处于闭合状态，若磁铁远离它时，它处于断开状态。(1)他们首先用多用电表检测干簧管是否良好，将多用电表的选择开关旋置欧姆“×10”挡，检测前他们进行欧姆调零工作，将红、黑表笔短接，然后调整旋钮（填“A”或“B”）使指针指到（填“左侧”或“右侧”）的零刻度线，然后让红黑表笔分别和干簧管的两端连接，让磁铁靠近和远离干簧管，若表盘指针分别指在图乙中a、b位置，则可以判断该干簧管（填“可以”或“不可以”）正常使用；(2)后来他们查阅资料，找到了该门窗磁控防盗报警装置的电路图，如图丙所示，其中H为蜂鸣器，R为保护电阻，LED为发光二极管，SA为干簧管，虚线框内为继电器，相当一个单刀双掷开关，控制着c与a或b的接通情况。当门窗关闭时，报警系统处于正常工作状态，LED指示灯发光，蜂鸣器不报警，当门窗打开时，报警系统处于报警状态，LED指示灯熄灭，