第45讲 交变电流 传感器（专项训练）（四川专用）（学生版）

第45讲交变电流传感器目录TOC\o"1-2"\h\u01课标达标练题型01交变电流题型02传感器题型03实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系02核心突破练03真题溯源练01交变电流1.（2025·四川成都·高三月考）如图甲为小型交流发电机的原理图，阻值为r=1Ω的单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，通过导线给一阻值为R=9Ω的电阻供电。从A．线圈转动的角速度为100B．t=0时刻，线圈平面与磁感线平行C．线圈的最大磁通量为2D．线圈的热功率为92.（2025·四川遂宁·高三月考）一小型交流发电机，N匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动（如图甲），穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，线圈转动周期为T。则（）A．线圈产生的电动势有效值E=NB．在t=TC．在t=TD．在T43.（2025·四川乐山·高三月考）如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图像，根据图像可知（）A．t=0.01sB．t=0.02sC．此感应电动势的瞬时表达式为e=200D．此感应电动势的瞬时表达式为e=2004.（2025·四川成都·高三月考）图甲是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，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为1Ω，外接一只阻值为10Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（）A．电流表的示数为2.83A B．该交变电流每秒电流方向改变100次C．0.01s时线圈平面与磁场方向平行 D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热为1.6J5.如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化（如图乙所示）。已知线圈的匝数为100匝，下列说法正确的是（）A．交流电的频率为0.2HzB．t=0.2sC．发电机的电动势的有效值为πD．若电路总电阻为5Ω，则发电机的功率为6.（2025·四川遂宁·高三月考）如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴OO′匀速转动。已知线框电阻R，转动周期T，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图，如图乙所示。则下列说法正确的是（）A．T2B．感应电流的有效值为2π⋅C．T4到3D．线框转动一周，线框中产生的热量为27.（2025·四川·高三月考）目前我国的海上核电站已经开始建设，海上核电站的工作原理是反应堆产生蒸汽推动涡轮机转动，带动发电机发电。一不计电阻的闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化的规律如图甲所示，同时把此电源接入如图乙所示的电路。下列说法正确的是（）A．此交流电的周期为0.01sB．定值电阻R上的电流方向每秒钟改变100次C．理想电压表V的示数为2202D．定值电阻R两端的电压uR随时间t变化的规律为u8.（多选）（2025·四川绵阳·高三月考）阻值为R的电阻通以正弦交流电，阻值为2R的电阻通以方波交流电，两种交流电电流的最大值相等，如图所示，则是（）A．正弦交流电与方波交流电电流有效值之比为1∶2B．正弦交流电与方波交流电电流有效值之比为1∶2C．R与2R的热功率之比1∶22D．R与2R的热功率之比1∶49.如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，ab中点和cd中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场磁感应强度为B，只计外接电阻R，不计线圈电阻。线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO'轴匀速转动，则（）A．线圈中感应电动势瞬时值表达式为e=B．线圈中感应电动势瞬时值表达式为e=BC．图示位置线圈中感应电动势为BD．线圈从图示位置转动半圈通过R的电荷量为B10.（2025·四川绵阳·高三月考）已知三角脉冲电压（锯齿波）的峰值是有效值的3倍。现测得一个阻值为1000Ω的电阻的两端电压变化如图所示，其中UA．3.0 mA B．4.5 mA C．5.0 mA11.如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V，输送功率为1×105W。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8ΩA．升压变压器副线圈两端的电压U2为B．输电线损失的电压为200C．用户得到的功率为5×D．降压变压器的输入电压U3为12.如图为含有理想变压器的电路，图中电流表均为理想电表，三个灯泡电阻相同且不变。变压器原线圈两端接入有效电压为18V的正弦交流电，开关S闭合时，均能发光。当开关S断开后，电流表A1示数改变了0.3A，A2示数改变了0.6A，则下列说法正确的是（）A．变压器原副线圈的匝数比为1︰3 B．开关S断开后，副线圈两端的输出电压变大C．开关S断开后，灯泡L1的功率变大 D．开关S断开后，灯泡L2的功率变大13.如图，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接u=2202sin100πtV的正弦交流电源，副线圈接有电阻A．副线圈中交流电的频率为100Hz B．电流表A1C．电压表V1、V2的示数之比为2:1 D．开关14.如图所示的交流电路中，a、b两端接正弦交流电源u=2202sin100πtV。理想变压器原、副线圈的匝数比为k=10，定值电阻R1A．2A B．2C．22A15.随着科技的发展进步，手机、智能手表的无线充电方式开始流行。如图，是手机无线充电器原理图，通过充电器的发射线圈和手机上的接收线圈传递能量。在发射线圈接上220V、50Hz的正弦交变电流，手机的接收线圈就会产生交变电流，该电流经过整流电路转化为直流电给手机充电。两线圈均可看做理想线圈，且无漏磁，接收线圈两端电压的峰值为102A．发射线圈中电流的有效值为1B．接收线圈中电流的有效值为2C．发射线圈与接收线圈的匝数比为11D．接收线圈中的电流方向每秒变化50次16.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u=220sin100πtV，设理想交流电压表V1、V2的示数分别是A．电压表V2的示数UB．滑片P向a端滑动过程中，U2变大、IC．滑片P向b端滑动过程中，U1不变、RD．通过原、副线圈的交变电流频率之比为10∶117.（多选）如图所示为远距离输电的简化电路图。发电厂的输出电压恒为U1，升压变压器的输出电压为U2，输电线路中的电流是I，降压变压器原线圈的端电压是U3，副线圈的端电压为U4。输电过程只考虑输电线路造成的电压损失，变压器均为理想变压器。输电线上损失的电压为ΔU，损失的功率为ΔP，发电厂输出的功率为P1，用户获得的功率PA．ΔP=IU2B．ΔU=U2－U3C．用户增多，ΔU增加D．用户增多，U2增加18.（多选）同一座城市在不同季节，在工作日与节假日，在白天与夜晚，对电力的需求量差异很大，会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差，利用储能站可以将用电低谷时段部分电能储存起来。某节能储能输电网络示意图如图所示，发电机的输出电压U1=600V，输出功率P1=800kW，降压变压器原、副线圈的匝数比n3A．发电机的输出电流为2000AB．输电线上损失的功率为16kWC．升压变压器原、副线圈的匝数比nD．输送给储能站的功率为334kW19.（多选）互感器主要与交流测量仪表配合使用，它也是一种变压器，常用的有电压互感器和电流互感器。如图，在电路中接入互感器A、B，原、副线圈的匝数比分别为kA、kA．kB．甲为电流表C．B为电流互感器D．互感器可以用来测量直流电路的电流和电压20.（多选）如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P3是可移动的滑动触头，A、B端与滑动变阻器R1串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的灯泡L1、L2和滑动变阻器R2，P1、P2为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，输入端接u=2202cos100πtV，P1、PA．流过灯泡L1的电流方向每秒改变100次B．AB两端电压为220VC．若仅将P1向左移动，L1将变暗D．先将P1移至最左端，然后将P3逆时针转动的过程中适当将P2向右移动，L1亮度可能不变21.如图所示为某小型发电站高压输电示意图，发电站输出的电压U1不变；升压变压器输出电压为U2，输电线电流为I2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为UA．①为电流表，②为电压表B．电厂输送的电功率为UC．若U3D．若输送距离增加一倍，则输电线上的损耗功率增加一倍02传感器22.（多选）如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表。闭合开关S稳定后，增大照射光强度，则（）A．小灯泡变亮 B．电压表的示数减小C．电容器上的电荷量减少 D．光敏电阻两端的电压减小23.图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为定值电阻，滑动变阻器R0A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化B．定值电阻R1C．R0D．原线圈输入功率减小24.图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为定值电阻，滑动变阻器R0用于设定报警温度。当流过R1的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（）A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化B．定值电阻R1两端电压减小C．原线圈输入功率减小D．R0滑片上移一点可以提高报警温度25.（多选）下列关于传感器的说法中，正确的是（）A．测温枪是应用红外线传感器测量体温B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为热信号C．指纹识别器的原理与双金属片传感器类似D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量26.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，现将光敏电阻R、数字电流表A、电源E按图连接，闭合开关S，当太阳光直接照射光敏电阻R时，电流表示数为I1；当用课本挡住直射到光敏电阻R上的太阳光时，电流表的示数为I2；当用黑纸把光敏电阻R完全包裹起来时，电流表的示数为I3，则I1、A．I1>I2>I3 B．03实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系27.刘同学探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系，实验用的可拆变压器如图甲所示。(1)为了减小涡流在铁芯中产生的热量，变压器的铁芯由相互绝缘的硅钢片叠成，对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于______。A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd(2)在实验中，该同学故意将上端的铁芯卸掉，将12.0V的交流学生电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，将交流电压表接在副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间，则交流电压表的实际示数可能是______。A．6.5V B．6.0V C．3.5V D．0(3)该同学正确组装变压器后，在保持原、副线圈不变的情况下进行了多次实验，实验中正确操作，并将测得的几组数据记录在下表中。则Ub是变压器U1.802.803.804.90U4.006.018.029.98(4)图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与变压器的原线圈连接，可变电阻R与该变压器的副线圈连接，当R=19R28.某学校高二物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲，乙所示。(1)下列说法正确的是（）A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12VD．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好(2)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（）A．abcd B．abfe C．abgℎ D．aeℎd(3)一位同学实验时，发现两个线圈的导线粗细不同。他选择的原线圈为800匝，副线为400匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“6V”挡位，测得副线圈的电压为3.2V。则下列分析正确的是（）A．原线圈导线比副线圈导线粗B．学生电源实际输出电压大于标注的“6V”C．原线圈实际匝数与标注的“800”不符，应大于800D．副线圈实际匝数与标注的“400”不符，应小于400(4)如图所示的电路中，电压为U0的交流电源通过阻值为R0的定值电阻与一理想变压器的原线圈连接，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。若保持U0不变，将可变电阻R的阻值增大，则流经原线圈的电流（选填“增大”“减小”或“不变”）；当可变电阻R的阻值为时（用n1、29.（2025·四川内江·高三月考）如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化图像如图乙所示，若外接电阻R=20Ω，线圈电阻r=5A．0.03s末穿过线圈的磁通量最大B．该交流电电流方向每秒改变25次C．电阻R在1分钟内产生的热量为1.92×D．从t=0时刻转过60°的过程中，通过线圈某截面的电荷量为130.（多选）（2025·四川绵阳·高三月考）如图所示，线圈abcd的面积是0.1m2，共100匝，线圈的总电阻为1Ω，外接电阻R=19A．从如图所示的位置开始计时，线圈产生的电动势瞬时值的表达式为e=100B．1s内，通过R的电流方向变化10次C．电路中，电压表的示数为5D．线圈转过13031.（2025·四川成都·高三月考）如图甲，线圈的匝数为n=50匝、面积为S=0.04m2、电阻为r=1.0Ω，其输出端c、d间接一电阻为R=1.0Ω的定值电阻。线圈内存在垂直于线圈平面向上的匀强磁场，一个周期（0.04s）内磁场的磁感应强度大小B随时间A．线圈中产生的感应电动势的有效值为4VB．在t=0.005s时刻，线圈中产生的感应电动势为0C．在0~0.04s内，电阻R上产生的焦耳热为0.08JD．在0~0.01s内，通过电阻R的电荷量为0.02C32.（多选）（2025·四川眉山·高三月考）如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，若图示位置为初始时刻，则（）A．感应电动势的最大值是EB．从图示位置转过一圈的时间内，负载电阻R上产生的热量Q=C．从图示位置起转过14转的时间内通过负载电阻R的电荷量为D．电流表的示数为π33.（多选）如图，均匀磁场中有一个半径为r的半圆弧及其直径构成的导线框，线框总电阻为R，半圆直径与磁场边缘重合，磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线从如图所示位置，绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动，在线框中产生感应电流。下列说法正确的是（

A．线框转动一周产生的感应电动势有效值为2B．线框从起始位置到转动180°的过程中，经过线框的电荷量为BC．若将线框改为绕过直径的轴转动，线框转动一周产生的总热量为πD．若将线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔ34.如图所示，理想变压器原副线圈分别与R1、R2连接，R1=R2。现通过移动滑片P来改变原线圈的匝数。令原副线圈匝数分别为n1、n2，电压表、电流表均为理想电表。已知交流电源电压瞬时值表达式为u=2202A．理想变压器原副线圈上电流频率不相等B．当滑片P向下移动时，原副线圈上电流之比变小C．当滑片P向下移动时，电流表的示数一定变小D．当移动滑片P使n135.如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11：2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，下列说法正确的是（）A．t=0.01s时，电压表的示数是0B．变压器输出电压的最大值是40VC．变压器副线圈输出的交流电的频率为0.5HzD．若电流表的示数为1A，变压器的输入功率为40W36.如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为3:1，三个电阻R1、R2、R3阻值相等。原线圈的ab端接在电压为30V的正弦式交流电源上，以下说法不正确的是（）A．当开关S断开时，R3两端的电压为9VB．当开关S断开时，R1、R3消耗的功率之比为1:9C．当开关S闭合时，R1、R3电压之比为10:1D．开关S断开时与开关S闭合电流表的读数之比是19:10037.（2025·四川德阳·三模）如图所示，阻值为r、面积为S、匝数为N的矩形线圈abcd通过换向器与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与两个阻值均为R的相同小灯泡L1、L2相连，变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=m:1，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO'匀速转动，当线圈转动的角速度为ω时。两小灯泡LA．小灯泡的额定电压为2B．线圈每转动一个周期电流方向改变1次C．若灯泡L1的灯丝烧断，灯泡L2的亮度不变D．若线圈静止在图示位置，磁感应强度随时间均匀增大，则灯泡可能正常发光38.（多选）如图所示的电路中，交流电源的电动势为9V、内阻可忽略不计，定值电阻R1=R2=12Ω，小灯泡L1、L2的规格均为“6V

6W”，理想变压器T1A．L2比L1更亮 B．L2C．R2的电功率比R1的小 D．R2的电功率与R1相等39.（多选）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表，R和D分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）和灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（）A．电压的频率为125B．原线圈中电压的瞬时值表达式为u=44C．用光照射R时，电流表的示数变大D．用光照射R时，电压表的示数变大40.（多选）互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称，常用于测量或保护系统。如图所示，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，T1的原、副线圈匝数比为1:20，交流电压表的示数为A．a是交流电压表，b是交流电流表B．T2的原、副线圈匝数比为C．高压线路输送的电流为20D．高压线路输送的电功率为8.8×41.（多选）电流互感器和电压互感器如图所示，其中n1、nA．A为电流互感器，且n1<nB．A为电压互感器，且n1>nC．B为电流互感器，且n3<nD．B为电压互感器，且n3>n42.（多选）如图甲所示为一可调压式自耦变压器，线圈AB均匀绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，拨动滑动触头P就可以调节输出电压。图中变压器视为理想变压器，两电表均为理想交流电表，R1=8Ω、R2=5Ω。

A．当变压器滑动触头P逆时针转动时，电流表，电压表示数均变大B．当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电压表读数不变，电流表读数变小C．若电压表与电流表示数分别是5V和1A，变压器原副线圈匝数比为12:7D．若变压器滑动触头P拨至PB间线圈匝数是AB间线圈匝数的一半的位置，电压表示数是18V43.（2025·四川成都·高三月考）某学校高二（9）班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。(1)除变压器外，下列器材中还需要的是（填仪器前的字母）；A．干电池 B．低压交流电源 C．多用电表 D．直流电压表(2)关于实验操作，下列说法正确的是。A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B．测量副线圈电压时，先用中间挡位的量程试测，大致确定后再选用适当的挡位C．研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数(3)变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是。A．减小涡流，提高变压器的效率B．增大涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量(4)一位同学实验时，发现两个线圈的导线粗细不同。他选择的原线圈为800匝，副线为400匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“6V”挡位，测得副线圈的电压为3.2V。则下列分析正确的是。A．原线圈导线比副线圈导线粗B．学生电源实际输出电压大于标注的“6V”C．原线圈实际匝数与标注的“800”不符，应大于800(5)如图乙所示，若操作过程中横铁芯没有与竖直铁芯对齐，原线圈输入电压为U1=4V，匝数为n1=200匝，改变副线圈匝数n2，测量副线圈两端的电压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”）。44.（2025·广东·高考真题）如图所示。某光伏电站输出功率1000kW、电压400V的交流电，经理想变压器升压至10kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5Ω。下列说法正确的是（

A．变压器原、副线圈匝数比为1:100B．输电线上由R造成的电压损失为500VC．变压器原线圈中的电流为100AD．变压器原、副线圈中电流的频率不同45.（2025·安徽·高考真题）某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1:n2=1:3，A为理想交流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压u=122sin(100πA．电阻箱R的阻值调为18Ω B．副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的C．输入端电压调为u=122sin(5046.（2025·北京·高考真题）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=10sinA．该交流电的频率为100HzB．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0C．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1047.（多选）（2025·湖北·高考真题）在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是（）A．仅增加用户数，r消耗的功率增大 B．仅增加用户数，用户端的电压增大C．仅适当增加n2，用户端的电压增大 D．仅适当增加n2，整个电路消耗的电功率