第45讲 交变电流 传感器（复习讲义）（四川专用）（学生版）

第45讲交变电流传感器目录01TOC\o"1-3"\h\u考情解码·命题预警 202体系构建·思维可视 303核心突破·靶向攻坚 4考点一交变电流的产生及变化规律 4知识点交变电流的产生及变化规律 4考向交变电流的产生及变化规律 5考点二交变电流的描述 8知识点1交变电流的描述 8知识点2交变电流“四值”的理解与应用 8考向交变电流的描述 9考点三变压器 13知识点1变压器的工作原理与基本关系 13知识点2实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 14知识点3理想变压器的动态分析问题 14考向1变压器 15考向2实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 19考点四特殊变压器与特殊处理方法 23知识点1两类特殊变压器 23知识点2等效电阻与等效电源法分析变压器问题 24考向1两类特殊变压器 25考向2等效电阻与等效电源法分析变压器问题 29考点五电能的输送 34知识点电能的输送 34考向电能的输送 34考点六传感器 38知识点1传感器原理 38知识点2常见传感器的结构图和电路符号 39知识点3传感器的其他种类 39考向传感器 4004真题溯源·考向感知 42考点要求考察形式2025年2024年2023年交变电流选择题非选择题\全国甲卷T6,6分\传感器选择题非选择题\\\考情分析：1．四川高考对交变电流的产生和描述部分考查不多，主要侧重于考查相关概念、规律及应用，题型以选择题为主，整体难度中等偏易。2．从命题思路上看，试题情景为常以交变电的正弦图像和导线框在磁场中的转动为背景出题，也会结合科技类题型，如发电机的工作原理等进行考查，注重考查学生对基本概念和规律的理解及应用能力。复习目标：目标一：深入理解正弦式交变电流的产生原理，能清晰阐述线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时的过程，准确说出中性面和与中性面垂直位置的特点，包括磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、电流等物理量在这两个位置的大小和方向变化情况。目标二：掌握描述交变电流的各物理量，明确最大值、有效值、周期、频率的物理意义，能准确进行它们之间的换算，尤其要掌握有效值的计算方法，知道不同类型交变电流（如正弦式、方波式等）有效值的求解思路。目标三.：根据线圈转动的情况正确书写交变电流的表达式，包括感应电动势、电流的瞬时值表达式，且能结合图像信息写出对应的表达式。考点一交变电流的产生及变化规律知识点交变电流的产生及变化规律1.产生：线圈绕于磁场方向的轴匀速转动。2.两个特殊位置的特点（1）中性面：S⊥B，Φ，ΔΦΔt＝0，e＝，i＝（2）与中性面垂直：S∥B，Φ＝0，ΔΦΔt最，e最，i最3.电流方向的改变：一个周期内线圈中电流的方向改变次。4.图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从经过中性面位置开始计时，则其图像为曲线，如图所示。5.变化规律（线圈从经过中性面位置开始计时）（1）电动势e随时间变化的规律：e＝。（2）路端电压u随时间变化的规律：u＝Umsinωt＝。（3）电流i随时间变化的规律：i＝Imsinωt＝，其中Em＝。6.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置图示特点B⊥SB∥SΦ＝BS，最大Φ＝0，最小e＝nΔΦΔt＝e＝nΔΦΔt＝电流为零，方向改变电流最大，方向不变7.交变电流瞬时值表达式（1）确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式Em＝nBSω求出相应峰值。（2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。①线圈在中性面位置开始计时，则i-t图像为正弦函数图像，函数表达式为i＝Imsinωt。②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i-t图像为余弦函数图像，函数表达式为i＝Imcosωt。考向交变电流的产生及变化规律例1（多选）（2025·四川成都·高三月考）某风力发电机的原理如图所示，在图示位置时线圈ABCD所在平面与磁感线平行，线圈所处空间可视为匀强磁场，AB、CD边通过滑环分别与电刷E、F相连。则线圈ABCD转至图示位置时（）A．穿过线圈的磁通量最小B．穿过线圈的磁通量的变化率最大C．流过电阻R的电流方向为右→左D．AB边受到的安培力方向垂直线圈平面向下【变式训练1】图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴OO'匀速转动，A为电流传感器（与计算机相连），R为定值电阻，线圈电阻为r，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像。下列说法中正确的是（）A．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势为0，对应图乙中t2或tB．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大，对应图乙中t2或tC．t1、tD．t2、t【变式训练2】在同一匀强磁场中，两个相同的矩形金属线圈a、b分别绕线圈平面内且与磁场垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图所示，（不计线圈的阻值）则（）A．线圈a的转速是b的2B．t=0.01s时，线圈aC．将一只交流电压表接在线圈b两端，电表的示数为5D．将电阻值相同的两个电阻分别与线圈a、b串联，在6s内两电阻上产生的热量之比为4【变式训练3】（2025·四川绵阳·高三月考）某同学在研究交变电流的变化中得到以下图像，图中各图线中不表示交流电的是（）B．C． D．【变式训练4】下列图像中不属于交变电流的是（

）A． B．C． D．考点二交变电流的描述知识点1交变电流的描述1.周期和频率（1）周期T：交变电流完成一次周期性变化（线圈转动一周）所需要的时间，国际单位是秒（s）。（2）频率f：交变电流在s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。（3）周期和频率的关系：T＝1f2.峰值：Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。3.有效值让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的相等，就把这一恒定电流的数值叫作这一交变电流的。4.正弦式交变电流的有效值E＝，U＝，I＝。知识点2交变电流“四值”的理解与应用物理量表达式适用情况及说明瞬时值e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况最大值（峰值）Em＝nBSωIm＝E讨论电容器的击穿电压有效值对正弦式交变电流有E＝Em2；U＝Um2（1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）；（2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值；（3）保险丝的熔断电流为有效值；（4）电表的读数为有效值平均值E＝BLv；E＝nΔΦΔt；计算通过电路横截面的电荷量考向交变电流的描述例1（2025·四川攀枝花·高三月考）如图所示为某交流电的电流i随时间t变化的关系图像，其周期为3t0，A．I0 B．I02 C．I0【变式训练1】（2025·四川南充·高三月考）风能是一种清洁的可再生能源，小型风力交流发电机，其原理可以简化为图甲，发电机线圈电阻r=2Ω，外接电阻R=10Ω，其余电阻不计，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（）A．t=0.1s时，电压表的示数为10VB．t=0.2s时，线圈恰好转到图示位置C．通过电阻R的电流方向每秒改变10次D．若将电阻R换成击穿电压为10V的电容器，电容器不会被击穿【变式训练2】（2025·四川达州·高三月考）半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流，将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（）A．该输出电压频率为100B．一个标有“200V，100μF”的电容器并联在电阻C．该输出电压有效值为220D．若电阻R=10Ω，则10s内R【变式训练3】（2025·四川绵阳·高三月考）如图所示是风力交流发电机的示意图，已知发电机线圈面积0.5m2，匝数10匝，线圈处在磁感应强度大小为0.8TA．发电机产生电动势的瞬时值表达式为e=200πB．时间1sC．发电机产生电动势的峰值为100D．线圈转动一圈，产生电动势的平均值为100【变式训练4】（2025·四川绵阳·高三月考）在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的浮船上下做受迫振动。如图，船下方通过长为L的绝缘轻杆连接着质量为m，长度为d的水平金属棒MN，位于纸面内。已知整个系统在竖直方向近似做简谐运动，浮船的运动速度随时间变化的关系式v=Aωsin(ωt+φ)。若将海面下地磁场的水平分量视为磁感应强度大小为B、垂直于纸面向里的匀强磁场，忽略金属棒MN的电阻，金属棒MN两端电压的最大值设为UmA．Um=2C．U=22BdAω【变式训练5】（多选）某款发电机示意图如图所示，矩形线框置于水平向右的磁感应强度为B的匀强磁场中，中心轴OO′与磁场垂直，E、F端分别接在相互绝缘的两个半圆环上，让半圆环和线框一起以角速度ω顺时针匀速转动，两个半圆环在转动过程中先后分别和两个固定电刷C、D接触，初始时刻线框平面与磁场平行，矩形线框面积为S电阻为r，电刷C、D之间接有一阻值为A．初始时刻磁通量变化率最大B．流过电阻R的电流变化周期为2πC．线圈从图示位置转动一周的过程中通过电阻R的电荷量为0D．线圈从图示位置转动一周的过程中电阻R产生的热量为π考点三变压器知识点1变压器的工作原理与基本关系1.构造和原理（1）构造：如图所示，变压器是由和绕在铁芯上的组成的。（2）原理：利用电磁感应的现象。2.基本关系式（1）功率关系：。（2）电压关系：只有一个副线圈时，；有多个副线圈时，U1n1＝U2n（3）电流关系：只有一个副线圈时，；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。（4）频率关系：f1＝f2（变压器不改变交变电流的频率）。知识点2实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1.实验原理（1）实验电路图（如图所示）（2）实验方法：控制变量法①n1、U1一定，研究n2和U2的关系。②n2、U1一定，研究n1和U2的关系。2.实验器材学生电源（低压交流电源，小于12V）1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干。3.实验过程（1）保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响。①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应先选择交流电压挡的最大量程进行试测，再选择适当量程。②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压。（2）保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数n1对副线圈电压U2的影响。重复（1）中步骤。4.数据处理由数据分析变压器原、副线圈两端的电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系。5.注意事项（1）在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作。（2）为了人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱。（3）为了多用电表的安全，使用交流电压挡测量电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。知识点3理想变压器的动态分析问题1、匝数比不变、负载变化的变压器的动态分析思路（1）U1不变，根据U1U2＝n1n2，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R（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、匝数比变化的变压器动态分析思路（1）U1不变，n1n2发生变化，U（2）R不变，U2变化，I2发生变化。（3）根据P2＝U22R和P1＝P2、P1＝U1I1，可以判断P2变化时，P1发生变化；U1不变，I考向1变压器例1（2025·四川广安·高三月考）如图所示，理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为2：1，ab端接交流电源，此时电路消耗的总功率为P。若只将电阻R0与电阻R互换位置，其他条件不变，此时电路消耗的总功率为3P，则R0与R的比值为（）A．1：11 B．11：1 C．2：7 D．7：2【变式训练1】图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并将其加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、nA．交变电流的周期是0.02sB．原、副线圈通过交变电流的频率之比为nC．电压表示数为5D．若原副线圈匝数比为1:900，可以使燃气灶点火【变式训练2】如图所示是一种电力变压器的铭牌中的部分信息。根据上面标示的信息，下列说法正确的是（）A．额定容量指的是电荷量B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C．正常工作时，副线圈输出直流电压400VD．正常工作时，副线圈中电流比原线圈中电流小【变式训练3】家用燃气灶的脉冲点火器如图甲所示，其内部需要一节干电池供电，工作原理如图乙所示，转换器可以将直流电压转化为如图丙所示的周期为T（周期极短）的脉冲电压（波形可认为按正弦规律变化）），峰值为5V，将其加在理想升压变压器的原线圈上，当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，钢针和金属板就会产生电火花，进而点燃燃气灶，则（）A．图乙中理想电压表的示数为5VB．图乙中理想电压表的示数为5C．变压器原、副线圈的匝数比应满足nD．点火器正常工作时，单位时间内的放电次数为2【变式训练4】（2025·四川遂宁·高三月考）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T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器T′的原、副线圈匝数分别为n3、n4，其中电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源，用户电阻为R（纯电阻），若用户消耗功率为P，输电线的总电阻为r，不考虑其他因素的影响，输电线上损失的电功率P损，下列说法错误的是（）A．电压表V的示数U=B．电流表A2的示数IC．电流表A1的示数ID．接入的用户越多，输电线上损失的电压越大考向2实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系例1（2025·四川眉山·高三月考）某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。(1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是_____；A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 D．微元求和法(2)学习小组中小明先将图1中的零件组装成图2中的变压器，再将原线圈接在交流电源上，之后再将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈输出电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，小明可能在t1~t2时间内进行的操作是_____；A．减少了原线圈的匝数 B．拔掉了变压器铁芯QC．减小了交流电源的频率 D．增大了原线圈的输入电压(3)学习小组中的小华在实验过程中，选择不同的变压器的原、副线圈匝数，利用电压传感器测量相应电压（N1、N2上电压分别为U1、U2），记录如图4所示，由数据可知N1一定是线圈的匝数（填“原”或“副”）；N1/匝100100200200N2/匝200400400800U1/V1.502.124.985.66U2/V2.958.329.9222.58图4(4)学习小组中的小文在实验室中找到了一只标有“220V/11V”的变压器，如图5所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗。在没有相应的说明书情况下，他应该把引线接交流“220V”（选填“a、b”或“c、d”）；(5)学习小组中的小雨拆开一理想变压器后，如图6所示，把一个定值电阻R0与变压器的原线圈连接，把一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2.在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当RR0=时，【变式训练1】（2025·四川遂宁·高三月考）某同学在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆式变压器如图甲所示，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×200”的匝数。(1)关于变压器，下列说法正确的是____A．为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源B．变压器中铁芯是整块硅钢C．变压器的工作原理是互感现象D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈(2)左边线圈“0”和“1”接线柱接电源的同时，右边线圈接线柱依次接“0”和“2”、“0”和“8”、“0”和“16”，上述探究右边线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是____A．等效法 B．控制变量法C．转换法 D．类比法(3)如图乙所示，操作过程中横铁芯没有与竖直铁芯对齐，左边线圈输入电压为U1=4V，匝数为n1=200匝，改变右边线圈匝数n2，测量右边线圈两端的电压U2，得到U2−n2图像如图丙所示，则可能正确的是图线（选填“a”“b”或“c”）。【变式训练2】某同学想为一台小型收录机自制一个电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台二手的220V转6V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，却没标哪边是输入220V。(1)他不知道接法，也没有相应的说明书，他想着反正输出只有6V，就用220V分别接ad和bc看看两种接法哪个输出是6V就可以判断输入端了，这样做是否有安全风险？；（选填“有”或“没有”）(2)进一步观察发现a、d引线比b、c引线粗。你能帮他判断正确的接法是ad端接；（选填“220V”或“6V”）(3)接好电路后，经检验，变压器输出总比6V小，下列可能的原因不正确的是。A．变压器线圈中有电流通过时会发热B．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失C．原线圈输入电压发生变化D．铁芯在交变磁场的作用下会发热考点四特殊变压器与特殊处理方法知识点1两类特殊变压器1、自耦变压器自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压（如图甲所示）也可以降压（如图乙所示），变压器的基本关系对自耦变压器同样适用。2、互感器互感器电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在交流电路中串联在交流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式U1UI1n1＝I2n2知识点2等效电阻与等效电源法分析变压器问题1.等效电阻的建立在只有一个副线圈的理想变压器电路中，设原线圈、副线圈的匝数之比为n1n2＝k，负载电阻为R，则变压器和负载电阻整体可以等效为一个新电阻，其阻值R'＝k证明：如图甲所示，设原线圈两端的电压为U1、电流为I1，副线圈两端的电压为U2、电流为I2，副线圈所接负载为R，变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。由欧姆定律可知U2I2＝R，令原线圈、副线圈的匝数之比n1n2＝k，根据理想变压器规律可知U1U2＝n1n2＝k，2.等效电源的建立理想变压器中与原线圈串联的定值电阻为R0，交流电源输出电压为U，设原线圈、副线圈的匝数之比为n1n2＝k，则变压器、定值电阻R0与原交流电源整体可等效为一个新电源，新电源的电动势E'＝Uk，新电源的内阻证明：如图丙所示，设原线圈两端的电压为U1、电流为I1，副线圈两端的电压为U2、电流为I2，副线圈所接负载为R，与原线圈串联的定值电阻为R0，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。将变压器、定值电阻R0与原交流电源看成一个整体，等效为一个新的电源，令新电源的电动势为E'，新电源的等效内阻为r'，作出等效后的电路图如图丁所示。对图丙，由串联电路的规律得U1＝U－I1R0，令n1n2＝k，则U1U2＝k，I2I1＝k，联立可得U2＝Uk－I2R0k2。对图丁，由闭合电路欧姆定律得U2＝E'考向1两类特殊变压器例1如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，从AB端输入正弦交流电压u=2202sin100πt（V），L1和L2为相同的灯泡，电阻R=110Ω且恒定不变，定值电阻的阻值R0为灯泡阻值的12。当滑片P处于如图所示位置时，ABA．灯泡正常发光的电流为1AB．灯泡正常发光的电功率为55WC．S1、S2均闭合时，将P沿逆时针方向转动，L1一定变亮D．断开S1，闭合S2，将P沿逆时针方向转动，定值电阻消耗的电功率一定变大例2为实时监测高压输电线的电压和电流，需要测量出输电线上的电压和电流的大小。因高压输电线的电压和电流很大，可采用互感器进行测量。如图所示，电压互感器K1和电流互感器K2分别连接在高压线上，设两个互感器的原、副线圈的匝数比分别为k1、k2，两个互感器所连的电表的示数分别为A．k1a，bk2 B．k1a，bk2 C．【变式训练1】如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和1A，已知甲图中原副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，则（）

A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB．甲图是电流互感器。输电电流是100AC．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000VD．乙图是电流互感器，输电电流是100A【变式训练2】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cd间接定值电阻R．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．U2>U1，U2降低 C．变压器输入功率增大 D．变压器输入功率减小【变式训练3】如图所示的四个图中，哪一种仪器代表电压互感器结构。（

）A． B．C． D．【变式训练4】如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1000：1和1：100，已知电压表的示数为22V，电流表的示数为1A，则线路输送的电功率是（）A．220W B．22kWC．220kW D．2200kW考向2等效电阻与等效电源法分析变压器问题例1（2025·四川内江·高三月考）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶3，原线圈接入有效值电压不变的正弦交流电源，改变滑动变阻器的阻值，得到多组理想电表的示数，并绘制出U−I图像，下列说法正确的是（）A．交流电源电压的有效值为12VB．定值电阻R1的阻值为C．当滑动变阻器的阻值为36Ω时，其消耗的最大功率为D．当电流表示数为3A时，电阻R1和例2（2025·四川成都·高三月考）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:3，在a、b端输入电压为U的正弦交流电，灯泡L的电阻恒为R0A．当滑动变阻器滑片上移时，电压表的示数不变B．当滑动变阻器滑片下移时，灯泡L变亮C．当滑动变阻器接入电路的阻值为R0D．当滑动变阻器接入电路的阻值为9R【变式训练1】如图所示，交流电电压u=311sin100πtV，滑动变阻器R2（阻值0∼100Ω）的滑片处于某一位置时，理想交流电压表示数U1=200V，灯泡L1（100A．变压器输出电压频率为100HzB．若将滑动变阻器R2触头向a端移动，灯泡LC．变压器原副线圈匝数比nD．电阻R【变式训练2】（2025·四川眉山·高三月考）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4，正弦交流电源的电压有效值恒为U＝12V，电阻R1=2Ω，R2=2Ω。若滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω，则（）A．当R3接入电阻为30Ω时，R2和R3的总功率达最大值B．通过R1的电流为6AC．若向上移动P，电压表读数将变大D．若向上移动P，滑动变阻器消耗的电功率将变大【变式训练3】（多选）如图甲为风力发电的简易模型，发电机接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值r=8Ω的电阻，原、副线圈匝数之比n1:A．风速减半时，发电机两端电压的瞬时值表达式为u=50B．将滑动触头从最下端滑到接近最上端的过程中，电压表V读数不变C．移动滑动触头，当R=3ΩD．滑动变阻器的阻值为R=2Ω考点五电能的输送知识点电能的输送如图所示，发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P'，用户端的电压为U'，输电电流为I，输电线总电阻为R。1.输电电流I＝PU＝U2.电压损失（1）ΔU＝；（2）ΔU＝IR。3.功率损失（1）ΔP＝P－P'＝；（2）ΔP＝I2R＝。4.降低输电损耗的两个途径（1）减小电阻法由R＝ρLS知，可加大导线的，采用小的材料做导线①采用电阻率ρ较小、密度较小（减轻重量）且材料丰富的铝做远距离输电的导线。②采用多股铝线绞在一起作为输电线，以增大导线的横截面积S。（2）升压法：由ΔP＝I2R线＝PU2R线知，在输电功率一定的情况下，可通过提高，减小输电电流，考向电能的输送例1（2025·四川达州·高三月考）达州市地处山区，有非常丰富的水资源，其独特的地理优势为建造小型水电站提供了得天独厚的条件，如图甲为某小型水电站向外供电示意图，发电机的内部原理简化图如图乙所示。升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2（变压器均为理想变压器）。则下列说法正确的是（）A．减小n2B．若用户端用电器增多，输电线上损耗的电功率会增大C．图乙中的线圈处于中性面状态，磁通量变化率最大D．增大图乙中线圈转动的角速度，发电站产生交流电的频率会增大，有效值会减小【变式训练1】（多选）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。有一条河流，河水的流量Q=2m3/s，落差h=5m，河水的密度ρ=1.0×103kg/m3，现利用其发电，若发电机的总效率η1=50%，输出电压U1=240V，输电线的总电阻R=30Ω，用户获得220V的电压，输电线上损失的电功率与发电机输出电功率的比值η2=6%，假定所用的变压器都是理想变压器，g取10m/s2。下列说法正确的是（）A．发电机的输出功率P总=5×104WB．输电线中的电流I=100AC．降压变压器的原、副线圈的匝数比250∶11D．如果输送的电能供“220V、100W”的电灯使用，能够正常发光的电灯盏数为470盏【变式训练2】某实验电路如图所示，交流发电机经过两个理想变压器对负载供电。已知交流发电机输出电压有效值恒定，两变压器间串有电阻r，负载为纯电阻。当升压变压器原、副线圈匝数比为n时，电阻r的功率为P，对负载的输电效率为η；若调节升压变压器原、副线圈匝数比为0.1n，则（）A．电阻r的功率变为100P B．电阻r的功率变为C．对负载的输电效率变为10η D．对负载的输电效率变为100η【变式训练3】如图为某小型发电厂向用户供电的线路示意图，已知发电厂的输出功率为100kW，输出电压为500V，用户端电压为220V，输电线总电阻R线=10Ω，升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶20，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（）A．升压变压器原线圈的电流为1AB．输电线上损耗的功率为100WC．用户端的电流为450AD．降压变压器的匝数比n3∶n4=500∶11【变式训练4】输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为10W；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（）

A．r=10Ω B．r=5ΩC．P=45W D．P=25W考点六传感器知识点1传感器原理知识点2常见传感器的结构图和电路符号知识点3传感器的其他种类传感器类型举例温度传感器热敏电阻、双金属片、热电偶亮度传感器光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管气体传感器半导体型气体传感器、固体电解质气体传感器、催化剂燃烧型气体传感器味觉传感器味觉电化学传感器力传感器金属应变片式力体传感器、压阻式力体传感器、压电式力体传感器湿度传感器湿敏电阻、电容式湿度传感器磁场强度传感器干簧管、霍尔元件声压传感器驻极体话筒、动圈式话筒、电容式话筒考向传感器例1如图所示，图1为热敏电阻的R−t曲线，图2为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势A．由图1知该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大B．恒温箱内的加热器应接在C、D端C．要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的值应调节为D．为使恒温箱内的温度保持在更高的数值，可变电阻R′【变式训练1】如图所示为某种光电式烟雾报警器的原理图。在无烟雾时，光源发出的光沿直线传播，光电管接收不到光，报警器处于静默状态；当烟雾通过烟雾入口时，烟雾颗粒会散射光源发出的光，散射的光被光电管接收，从而产生光电流。干簧管是一个磁控开关，用于控制报警电路的通断。当通过烟雾入口的烟雾达到一定浓度时，报警电路被激活，蜂鸣器就会发出报警声。电键S处于闭合状态，下列说法正确的是（）A．干簧管是否导通与E3B．减小R₁的阻值可以提高该报警器的灵敏度C．增加干簧管外缠绕线圈的匝数可以降低该报警器的灵敏度D．烟雾达到报警浓度时，干簧管外缠绕的线圈中一定无电流【变式训练2】如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时（电流表内阻不计，电源内阻A．R1两端的电压增大 C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱【变式训练3】光照传感器在辽宁大棚种植中得到了广泛的应用，技术人员通过光敏电阻设计了如图所示的光控电路，增加植物光照时间，有效地提高了作物的产量。电阻箱阻值调整为R1A．光照减弱的过程中电流表示数增大B．光照减弱的过程中电压表和电流表示数比值不变C．光照减弱的过程中电压表和电流表变化量绝对值的比值变大D．若电阻箱阻值大于R11.（2025·河北·高考真题）2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水