交变电流传感器-精
第十章 交变电流 传感器10-2(新课标复习资料)
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区再用降压变压器降到所需的电压，基本电路如图所示． 降压变压器
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交变电流 传感器
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[解析] 根据理想变压器原、副线圈上电压、电流的决 定关系知：在输入电压 U1 不变的情况下，U2 不变．当保持 Q 的位置不动， 滑动头 P 向上滑动时， 副线圈上的电阻增大， 电流减小， 故输入电流 I 亦随着减小， 即电流表的示数变小， A 错误，B 正确；当保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时， U1 n1 由 ＝ 知，副线圈上匝数增大，引起副线圈上电压增大， U2 n2 即副线圈上电流增大，故原线圈上的电流亦随着增大，故电 流表的示数增大，C 正确，D 错误．
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n1 (1)U1 不变， 发生变化，故 U2 变化． n2 (2)R 不变，U2 改变，故 I2 发生变化． U2 2 (3)根据 P2＝ ，P2 发生变化，再根据 P1＝P2，故 P1 R 变化，P1＝U1I1，U1 不变，故 I1 发生变化． 3．分析动态问题的思路程序可表示为：
2022新亮剑高考物理总复习讲义第十一单元交变电流传感器课时2含解析x
2022新亮剑高考物理总复习讲义第十一单元交变电流传感器课时2含解析x含解析编辑：__________________时间：__________________1、16传感器课时2变压器远距离输电《自学听》P2031、理想变压器(1)构造:如所示,器是由合芯和在芯上的两个圈成的。
①原圈:与交流源接的圈,也叫作初圈。
②副圈:与接的圈,也叫作次圈。
(2)原理:流磁效、磁感(3)基本关系式①功率关系:P入=P出。
②关系:只有一个副圈,=有多个副圈,===③流关系:只有一个副圈,=由P入=P出及P=UI推出有多个副圈,U1I1=U2I2+U3I3+2、远距离输电(1)程(如所示)1、(2022湖北黄中学入学考)关于理想器,下列法正确的是()A。
器只化的流起作用,恒定流不起作用2、16B。
变压器不但能改变交变电流的电压,还能改变交变电流的频率C。
正常工作的变压器,当副线圈与用电器断开时,副线圈两端无电压D。
变压器副线圈并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之减小答案A2、(2022湖南宁远一中检测)(多选)图甲是远距离输电线路的示意图,图乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则()A。
发电机输出交流电的电压有效值是500VB。
用户用电器上交流电的频率是50HzC。
输电线中的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D。
保持升压变压器原线圈匝数不变,增加副线圈匝数,可减少输电线上损失的功率答案BD输电导线上的能量损失:主要是由输电线的电阻发热产生的,表达式Q=I2Rt。
电压损失U=U-U'②U=IR(4)功率损失P=P-P'②。
R=R(5)输送电流I=②I=-。
3、(2022浙江金华一中模拟)(多选)小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机的输出电压为200V,输电线的总电阻为r,升压变压器原、副线圈匝数分别为1、n2,降压变压器原、副线圈匝数分n别为n3、n4(变压器均为理想变压器),要使额定电压为220V的用电器正常工作,则()><C。
高中物理《交变电流》知识梳理
Rr
思考:线圈处于中性面及与中性面垂直的位置时,各物理量有什么特点?
剖析:线圈处于中性面即线圈平面垂直于磁场时,Φ最大, Φ =0,e=0,i=0,电
t
流方向将发生变化,一个周期内线圈中电流的方向改变两次;线圈处于与
中性面垂直的位置即线圈平面平行于磁场时,Φ=0, Φ 、e、i最大,电流出
222
6)平均值: E =n Φ ,I = E 。
t R
3.交变电流相关物理量的表达式及其图像
线圈在中性面位置开始计时
磁通量
函数表达式 Φ=Φm cos ωt=BS cos ωt
图像
电动势
e=Em sin ωt=nBSω sin ωt
电压 电流
u=Um sin ωt = REm sin ωt
Rr
高考 物理
课标专用
《交变电流》知识梳理
基础篇
考点一 交变电流的产生及描述
一、交变电流 1.交变电流的概念:电流和电压随时间做周期性的变化,这样的电流叫作 交变电流,简称交流。 2.几种常见的交流电
二、正弦式交变电流 1.产生:线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动。 2.描述交变电流的物理量 1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化所需要的时间。 2)频率(f):交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。 3)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。如电流的瞬时值i=Im sin ωt。 4)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值。 5)有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值。对正弦式交变电 流,其有效值和峰值的关系为:E= Em ,U=Um ,I= Im 。
A.电流表A1示数减小 B.电流表A2示数增大 C.原线圈输入功率先增大后减小 D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大
第十章 交变电流 传感器10-1(新课标复习资料)
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交流电的产生和变化规律
1.交变电流
方 大小和方向都随时间做周期性变化的电流．其中，方 大小 方向
向 向随时间变化是交变电流的最主要特征．
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考 技 案 例 导 析
2.正(余)弦式交流电 交变电流的产生有很多形式．常见的正(余)弦式交变
垂直 电流可由线圈在匀强磁场中绕垂直磁感应强度方向的轴转
高频 低频 直流 (2)作用：通高频、阻低频、隔直流.
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第十章 交变电流 传感器
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交变电流 传感器
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主 题
内 容 交变电流、交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达
要 求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
说 明
交变电流 式、峰值和有效值 理想变压器 远距离输电 传感器及其工作原理 传感器 传感器的应用 传感器的应用实例
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第1单元 交变电流的产生及描述
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【名师讲解】高三物理一轮复习：十 交变电流、传感器(36张PPT)
所以在本章的复习中要注意理解图象的意义，善于运用图
象分析解决有关的问题。高考也有把本章知识与其他章的
知识相联系的综合考查，如带电粒子在加有交变电压的平
行金属板间的运动问题就是高考的一个热点。
四、高考命题趋向
1.交变电流的知识在高考题中常以选择题的形式出现。 2．命题可能性较大的知识点有交变电流的规律，有效 值的定义和应用，变压器的电压比和电流比及输入功率 和输出功率的求解，和与交变电流的图象有关的题目。
B．e＝220cos 100πt(V) C．e＝314sin 100πt(V) D．e＝314cos 100πt(V)
【练习3】如图a所示，一矩形线圈 abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、 cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速 转动。若以线圈平面与磁场夹角为450 时（如图b）为计时起点，并规定当电 流自a流向b时电流方向为正。则下列 四幅图中正确的是（ D ）
3．交变电流与电学其他知识、力学知识相联系的考查，
特别应注意带电粒子在交变电场中的运动问题。
第一节 一、知识要点
交变电流
1．交变电流的产生 （1）交变电流：大小和方向均随时间作周期性变化的电 流． 其中， 方向随时间变化是交变电流的最主要特征． （2）交变电流的产生 ①矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时， 线圈中就会产生按正弦规律变化的交变电流，这种交变电 流叫正弦式交变电流． ②中性面：垂直于磁场的平面叫中性面。线圈位于中性面 位置时，穿过线圈平面的磁通量最大，但磁通量的变化率 为零，此位置线圈中的感应电动势为零，且线圈每经过中 性面位置一次，感应电流的方向就改变一次．线圈每转一 周，两次经过中性面位置，感应电流的方向改变两次．
第十章
交变电流、传感器
10-2 交变电流 传感器
图7
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下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 ( )
图8
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解析：副线圈的匝数与 P 移动的距离成正比，而 P 移动的距 离与时间成正比，因此副线圈的匝数与时间成正比，即 n2∝t，根 U1 n1 U1n2 U2 据变压规律 ＝ ，得 U2＝ ∝t，选项 C 正确；电流 I2＝ U2 n2 n1 RD t ∝ ，即图象的斜率表示灯泡的电阻的倒数，其随着电压的升高 RD 而减小，选项 B 正确；I1 应随时间变大，选项 A 错误；功率 N2 t2 ＝U2I2∝ ，图象应为曲线，选项 D 错误． RD
系——U2 由U1 和匝数比决定；I2 由U2 和负载电阻决定；I1 由I2 和
匝数比决定．
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变式2—1
(2010·全国卷Ⅱ)图7为一理想变压器，其原
线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，P为滑动头．现令 P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至 白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线 圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压， N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电 功率指平均值)．
磁通量的变化情况相同．
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5．几种常用的变压器：(1)自耦变压器——调压变压器
①电压互感器，用来把高电压变成低电压. (2)互感器 ②电流互感器，用来把大电流变成小电流.
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——要点深化—— 理想变压器原、副线圈基本量的关系 理想变压器 功率关系 (1)没有能量损失 (2)没有磁通量损失 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P
高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第二节 变压器 电能的输送课件
220×0.2 44
A＝1
A，C、D错误；原线圈和副线圈的匝数比nn12
＝II12＝51，A错误，B正确．
答案：B
2．用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变 压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则( )
A.变压器输入功率约为3.9 W B.输出电压的最大值是110 V C.变压器原、副线圈匝数比是1 2 D.负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100πt＋π2)A
第十章
交变电流 传感器
第二节 变压器 电能的输送
突破考点01 突破考点02 突破考点03
突破考点04 课时作业 高考真题
突破考点01
变压器
自主练透
1.构造和原理(如图所示)
(1)主要构造：由________、________和铁芯组成． (2)工作原理：电磁感应的________现象．
2.基本关系 (1)电压关系：UU12＝________. (2)电流关系：只有一个副线圈时：II12＝________. (3)功率关系：P入＝________. (4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相等．
(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，nn12发生变化，U2变化． (2)R不变，U2变化，I2发生变化． (3)根据P2＝UR22和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变 化，U1不变时，I1发生变化．
【例1】 如下图所示，理想变压器输入端PQ接稳定的交流 电源，通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表 及电流表皆为理想电表)，则下列说法中正确的是( )
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——也叫________变压器． (2)互感器 ①电压互感器，用来把高电压变成________； ②电流互感器，用来把大电流变成________．
选修3-2 第十章 交变电流 传感器(高考物理复习)
第十章 交变电流 传感器第一单元 交变电流的产生和描述,交变电流、交变电流的图象 Ⅰ(考纲要求)1.交变电流(1)定义： 和 都随时间做周期性变化的电流．(2)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图(a)所示．2．正弦交流电的产生和图象 (1)中性面①中性面：与磁场方向 的平面． ②中性面与峰值面的比较(2)产生：在匀强磁场里，线圈绕 方向的轴匀速转动．(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置时开始计时，其图象为正弦曲线．如图(a)(e)、(f)所示．正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 Ⅰ (考纲要求)1.周期和频率(1)周期(T )：交变电流完成 变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T ＝2πω. (2)频率(f )：交变电流在1 s 内完成周期性变化的 ．单位是赫兹(Hz). (3)周期和频率的关系：T ＝ 或f ＝ ．2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) (1)电动势e 随时间变化的规律：e ＝ ．(2)负载两端的电压u 随时间变化的规律：u ＝ ．(3)电流i 随时间变化的规律：i ＝ ．其中ω等于线圈转动的角速度，E m ＝ . 3.交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数.(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值，也叫最大值.(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E ＝ ，U ＝ ，I ＝ ．一、基础自测1.图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是( ).2.如图甲所示，一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ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t ＝π2ω时刻( ).A.线圈中的电流最大B.穿过线圈的磁通量为零C.线圈所受的安培力为零D.穿过线圈磁通量的变化率最大 3.如图所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内．下述说法正确的是( ).A.因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B.线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C.线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D.若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍4.某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流．现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是( ).5. (2012·扬州模拟)一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知( ).A.该交变电流的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin 25t (V)B.该交变电流的频率为25 HzC.该交变电流的电压的有效值为100 VD.若将该交流电压加在阻值为R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W6.(2012·广东江门市模拟)风速仪的简易装置如图甲在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化．风速为v 1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙；若风速变为v 2，且v 2>v 1，则感应电流的峰值I m 和周期T 的变化情况是( )A.I m 变大，T 变小B.I m 变大，T 不变C.I m 变小，T 变小D.I m 不变，T 变大二、高考体验1．(2010·广东理综，19) 右上图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )．A ．周期是0.01 sB ．最大值是311 VC ．有效值是220 VD ．表达式为u ＝220sin 100πt (V)2．(2011·安徽卷，19)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )．A.BL 2ω2RB.2BL 2ω2RC.2BL 2ω4RD.BL 2ω4R3．(2011·天津卷，4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )．A ．t ＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合C ．线框产生的交变电动势有效值为311 VD ．线框产生的交变电动势频率为100 Hz 4．(2011·四川卷，20)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ，那么( )．A ．线圈消耗的电功率为4 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πT tD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2πT t第二单元 变压器 电能的输送,理想变压器 Ⅰ(考纲要求)1．构造如图所示，变压器是由 和绕在铁芯上的 组成的． (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫 线圈． (2)副线圈：与 连接的线圈，也叫 线圈． 2．原理：电流磁效应、 ． 3．基本关系式(1)功率关系： ＝ ．(2)电压关系： ＝ ；有多个副线圈时，U 1n 1＝ ＝ ＝…． (3)电流关系：只有一个副线圈时，I 1I 2＝n 2n 1.由P 入＝P 出及P ＝UI 推出有多个副线圈时，U 1I 1＝ ＋ ＋…＋ ． 4．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器：用来把高电压变成低电压Ｗ.电流互感器：用来把大电流变成小电流Ｗ.远距离输电 Ⅰ(考纲要求)1.输电过程(如右下图所示)2.输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热 产生的，表达式为Q ＝ ．3.电压损失 (1)ΔU ＝U －U ′；(2)ΔU ＝4.功率损失(1)ΔP ＝P －P ′；(2)ΔP ＝ ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2R 5.输送电流(1)I ＝P U ；(2)I ＝U －U ′R. 说明：对理想变压器的理解(1)理想变压器：①没有能量损失②没有磁通量损失(2)基本量的制约关系一、基础自测1.一输入电压为220 V ，输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V ．按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( ).A.1 100，360 B ．1 100，180 C.2 200，180 D ．2 200，3602.一台理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，当原线圈两端输入u 1＝2202sin 314t (V)的交变电压时，下列说法正确的是( ). A.副线圈两端电压为12 2 V B.副线圈接一10 Ω电阻时，原线圈中的电流为1 A C.副线圈接一10 Ω电阻时，原线圈中输入功率为10 W D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是220 2 V3.(2012·江西重点中学联考)照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时( ). A.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低 B.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D.供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小 4.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L 1、L 2和L 3，输电线的等效电阻为R ，原线圈接有一个理想的电流表，交流电源的电压大小不变．开始时开关S 接通，当S 断开时，以下说法正确的是( ).A.原线圈两端P 、Q 间的输入电压减小B.等效电阻R 上消耗的功率变大C.原线圈中电流表示数变小D.灯泡L 1和L 2变亮 5.(2010·福建理综)中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( ). A.P 4 B.P2 C ．2P D ．4P 二、高考体验（一）理想变压器基本关系的应用(高频考查)1.(2011·浙江卷，16)如右上图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )． A ．2.0 V B ．9.0 V C ．12.7 V D ．144.0 V 2．(2011·广东卷，19)图(a)左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R ＝55 Ω，○A 、○V 为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V ，下列表述正确的是( )．A ．电流表的示数为2 AB ．原、副线圈匝数比为1∶2C ．电压表的示数为电压的有效值D ．原线圈中交变电压的频率为100 Hz3．(2011·山东卷，10)为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图，保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压，某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示，以下正确的是( )．A ．u 1＝1902sin (50πt ) VB ．u 2＝1902sin (100πt ) VC ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移4．(2011·海南卷，11)如图，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b.小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________，流过灯泡b 的电流为________A. （二）理想变压器的动态分解(中频考查)5．(2010·天津理综，7)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L 1、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S 闭合后( )． A ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值不变 B ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值变大 C ．V 2示数变小，V 1与V 2示数的比值变大 D ．V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变 6．(2011·福建卷，15)图10220甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝5∶1，电阻R ＝20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关，原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示．现将S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的是( )．A ．输入电压u 的表达式u ＝202sin (50πt ) VB ．只断开S 2后，L 1、L 2均正常发光C ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D ．若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W 三、远距离输电(中频考查) 7．(2009·山东，19)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )．A.n 2n 1>n 3n 4 B. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 C.n 2n 1<n 3n 4D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 8．(2010·江苏单科，7)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )．A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大第三单元 实验十一 传感器的简单应用 ,热敏电阻传感器【例1】 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5 Ω.将热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V 、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 k Ω)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关、导线若干．(1)在图(a)中画出实验电路图．(2)根据电路图，在图(b)所示的实物图上连线． (3)简要写出完成接线后的主要实验步骤．,光敏电阻传感器【例2】 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R P 在不同照度下的阻值如下表：(1)根据表中数据，请在图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．(2)如右上图所示，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，请利用下列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： 光敏电阻R P (符号，阻值见上表) 直流电源E (电动势3 V ，内阻不计)；定值电阻：R 1＝10 k Ω，R 2＝20 k Ω，R 3＝40 k Ω(限选其中之一并在图中标出)；开关S 及导线若干．【例3】 一中学生为发射的“神舟七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化为如图所示．连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动触头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值．关于这个装置在“神舟七号”载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判断正确的是( )．A.飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数仍为正B.飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数为负C.飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零D.飞船在圆轨道上运行时，电压表示数所对应的加速度大小应约为9.8 m/s 2【例4】 如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知( )． A ．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B ．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C ．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D ．如果用带了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作 自我检测1．(2011·江苏卷)美国科学家Willard S ．Boyle 与George E ．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD 是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )．A ．发光二极管B ．热敏电阻C ．霍尔元件D ．干电池2．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”，基于巨说法中，错误的是()．A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用3.如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明()．A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小C．半导体材料温度升高时，导电性能变差D．半导体材料温度升高时，导电性能变好4.如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变化是________，发生这一现象的主要原因是________(填字母代号)．A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化5．(2010·全国高考Ⅱ)如图所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内；○A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～20 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃.c．把电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．d．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录______．e．将R T的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________．g．逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤e、f.6．(2011·嘉兴模拟)一台臭氧发生器P的电阻为10 kΩ，当供电电压等于24 V时能正常工作，否则不产生臭氧．现要用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100 Ω、黑暗时为1 000 Ω、允许通过的最大电流为3 mA；电源E的电压为36 V、内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值为0～100 Ω、允许通过的最大电流为0.4 A；一个开关S和导线若干．臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如右图所示．设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B(电路图画在下面空白处)．第一单元交变电流的产生和描述补练【典例1】如图(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时如图(b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是().——关于交变电流图象的题目分为两类一类是给出图象，求解有关的物理量；另一类是通过计算，将结果用图象表示出来.【变式1】图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( ). A.在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B.线圈先后两次转速之比为3∶2 C.交流电a 的瞬时值为u ＝10sin 5πt (V) D.交流电b 的最大值为203V考点二 对交变电流的“四值”的比较和理解【典例2】如图所示，N ＝50匝的矩形线圈abcd ，ab 边长l 120.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO ′轴以n ＝3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝9 Ω，t ＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里. (1)在图中标出t ＝0时感应电流的方向； (2)写出感应电动势的瞬时值表达式； (3)线圈转一圈外力做多少功？(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R 的电荷量是多少？【变式2】电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图．现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是( ) A.线圈转动的角速度ω＝100 rad/s B.在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大 C.电热丝两端的电压U ＝100 2 V D.电热丝此时的发热功率P ＝1 800 W【典例3】 (2011·皖南八校联考)如图，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比W 甲∶W 乙为( ). A.1∶ 2 B ．1∶2 C.1∶3 D ．1∶6——求交变电流有效值的“三同”原则交变电流的有效值是根据电流通过电阻时产生的热效应定义的，即让交变电流和直流电通过相同的电阻，在相同的时间里若产生的热量相同，则交变电流(电压)的有效值就等于这个直流电流(电压)的值，即求解交变电流有效值问题必须在相同电阻、相同时间、相同热量的“三同”原则下求解.【变式3】一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( )A.2×10－5 AB.6×10－5 AC.22×10－5 AD.322×10－5 A 建立模型.“电动机、发电机”模型 (1)模型概述“电动机”模型和“发电机”模型是高考题中时常出现的凡在安培力作用下于磁场中运动的通电导体均可看作电动机模型，在外力作用下于磁场中做切割磁感线运动的导体均可看作发电机模型，此模型综合考查了磁场力的作用、电磁感应、恒定电流、交流电、能量转化与守恒等知识．【例1】 如图所示为电动机的简化模型，线圈abcd 可绕轴O 1O 2自由转动．当线圈中通入如图所示的电流时，顺着O 1O 2的方向看去，线圈将( ). A.顺时针转动 B.逆时针转动 C.仍然保持静止D ．既可能顺时针转动，也可能逆时针转动【例2】 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r ＝0.10 m 、匝数n ＝20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)．在线圈所在位置磁感应强度B 的大小均为B ＝0.20 T ，线圈的电阻为R 1＝0.50 Ω，它的引出线接有R 2＝9.5 Ω的小电珠L .外力推动线圈框架的P 端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠．当线圈向右的位移x 随时间t 变化的规律如图丙所示时(x 取向右为正)．求：(1)线圈运动时产生的感应电动势E 的大小； (2)线圈运动时产生的感应电流I 的大小；(3)每一次推动线圈运动过程中作用力F 的大小； (4)该发电机的输出功率P .第二单元 变压器 电能的输送 补练考点一 理想变压器基本关系的应用(1)基本关系式中U 1、U 2、I 1、I 2均指交流电的有效值.(2)只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比，多个副线圈的变压器没有这种关系. (3)理想变压器变压比公式和变流比公式中的电压和电流均采用峰值时，公式仍成立. 【典例1】 (2010·海南高考题)如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是( ).A.若电压表读数为6 V ，则输入电压的最大值为24 2 VB.若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C.若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D.若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍 【变式1】 (2012·三亚模拟)如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n 1，次级线圈的匝数为n 2，初级线圈的两端a 、b 接正弦交流电源，电压表V 的示数为220 V ，负载电阻R ＝44 Ω，电流表A 1的示数为0.20 A ．下列判断中正确的是( ). A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1 B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1 C.电流表A 2的示数为1.0 A D.电流表A 2的示数为0.4 A 考点二 理想变压器动态分析问题 1.匝数比不变的情况：如图1所示：(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2也不变.(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化.(3)I2变化引起P 2变化，由P 1＝P 2，故P 1发生变化.2.负载电阻不变的情况 如图2所示：(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化.(2)R 不变，U 2改变，故I 2发生变化. 图1 图2(3)根据P 2＝U 22R，P 2发生变化，再根据P 1＝P 2，故P 1变化，P 1＝U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化.【典例2】 (2011·宝鸡模拟) 如图的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V 1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L 和滑动变阻器R ，R 上并联一只理想电压表V 2.下列说法中正确的是( ) A.若F 不动，滑片P 向下滑动时，V1示数变大，V 2示数变小 B.若F 不动，滑片P 向下滑动时，灯泡消耗的功率变小 C.若P 不动，滑片F 向下移动时，V 1、V 2的示数均变小 D.若P 不动，滑片F 向下移动时，灯泡消耗的功率变大【变式2】如图所示是原、副线圈都有中间抽头的理想变压器，在原线圈上通过一个单刀双掷开关S 1与一只电流表A 连接，在副线圈上通过另一个单刀双掷开关S 2与一个定值电阻R 0相连接，通过S 1、S 2可以改变原、副线圈的匝数．在原线圈上加一电压为U 1的交流电后：①当S 1接a ，S 2接c 时，电流表的示数为I 1；②当S 1接a ，S 2接d 时，电流表的示数为I 2；③当S 1接b ，S 2接c 时，电流表的示数为I 3；④当S 1接b ，S 2接d 时，电流表的示数为I 4，则( ). A.I 1＝I 2 B ．I 1＝I 4 C ．I 2＝I 3 D ．I 2＝I 4 考点三 远距离输电问题 解决远距离输电问题时应注意 1.首先画出输电的电路图：如图右上所示2.分析三个回路：在每个回路中变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源.3.综合运用下面三个方面的关系求解 (1)能量关系，P ＝U 1I 1＝U 2I 2＝P 用户＋ΔP ，ΔP ＝I 22R ，P 用户＝U 3I 3＝U 4I 4 (2)电路关系，U 2＝ΔU ＋U 3，ΔU ＝I 2R(3)变压器关系，U 1U 2＝I 2I 1＝n 1n 2，U 3U 4＝I 4I 3＝n 3n 4.。
交变电流、传感器、分子动理论(综合)
高2016级交变电流、传感器、分子动理论练习题1说法正确的是( )A．大量分子的无规则运动遵循一定的统计规律B．当物体温度升高时，每个分子运动都加快C．气体的体积等于气体分子体积的总和D．温度高的物体是指各个分子的平均温度高2观察布朗运动时，下面说法正确的是（）A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的运动B．布朗运动是指液体分子的运动C．布朗运动是液体分子运动的反映D．布朗运动是固体分子无规则运动的反映3.说法正确的是( )A．质量相等的0℃的水比0℃的冰含有较多的内能B．物体的温度升高时，分子平均动能可能不变C．物体的温度升高时，每个分子动能都增大D．减速运动的物体一定发生了机械能向内能转化4．如图所示，甲分子固定在坐标原点0，乙分子位于r轴上距原点r3的位置，虚线分别表示分子间斥力f斥和引力f引的变化情况，实线表示分子斥力与引力的合力f的变化情况。
若把乙分子由静止释放，且只受甲对它的分子力，则乙分子是( )A．从r3到r1做加速运动，从r1到ro做减速运动B．从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速运动C．从r3到r1，分子力先减少后增加D．从r3到ro分子势能先减小后增加5.街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（）A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三特性都利用了6.若超导体线圈连接在电路中，则（）A.超导体线圈中有较小的电流通过B.有强大的电流通过线圈，不能产生强大的磁场C.电流通过超导体线圈，能产生强大的磁场D.电流在超导体线圈中，会有部分能量消失7.下列电子元件中，由半导体材料制成的是（）A.电容器B.镇流器C.光控开关D.滑动变阻器8.下列说法不正确的是（）A.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断C.电子秤所使用的测力装置是力传感器D.热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量9.如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是A.L 1、L 2、L 3亮度都不变B.L 2变暗，L 2不变、L 3变亮C.L 1变暗、L 2变亮、L 3不变D.L 1变亮、L 2变暗、L 3不变 10.下列关于低频扼流圈和高频扼流圈的阻碍作用的说法中，正确的有A.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大B.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就较小C.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就更大D.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就较小11.下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是（ ）12.如图11所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电建S ，下列说法正确的是 A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大13.有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。
10-1交变电流 传感器
第十章
交变电流
传感器
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课前自主学习
课堂讲练互动 随堂巩固训练 课时作业
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考纲展示 内容 要求
交变电流、交变电流的图象
正弦交变电流的函数表达式，峰值 和有效值 理想变压器 远距离输电 传感器及其工作原理 传感器的应用 传感器应用实例
[答案]
B
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题后反思 根据图象可以确定的物理量
(1)电流最大值；
(2)周期T和频率f； (3)不同时刻交流电的瞬时值；
(4)线圈处于中性面和最大值对应的时刻；
(5)任意时刻线圈的位置和磁场的夹角．
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变式1—1
某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电 )
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复习策略 交变电流的重点是：交变电流的产生及其变化规律、表 征交变电流的物理量和变压器原理．难点是交流电有效值的意 义及变压器原理．这一章所学的交流电的知识，是前面学过的 电和磁的知识的发展和应用，并与生产和生活有着密切的关 系．与直流电相比，交流电有许多优点，这是由交流电具有随 时间做周期性变化的特点而决定的．利用变压器升、降电压， 实现了远距离送电，交流电动机也具有结构简单，使用方便等 特点．交流电的特点是分析本章问题的基础，在复习过程中应 注意培养把物理知识运用于实际的能力．“理论联系实际的能 力”是高中物理教学的重要目标之一，在复习本章知识时，应 注意这方面能力的培养．
[解析]
由题图知流过 R2 交流电电流的最大值 I2m＝
0．6 2A，故选项 C 错误；由 U2m＝I2mR2＝12 2 V 知，选 项 D 错误；因串联电路电流处处相同，则 I1m＝0.6 2 A，电流的 有效值 I1＝ 正确． I1m ＝0.6 A，故 A 错误；由 U1＝I1R1＝6 V，故选项 B 2
高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 1 第一节 交变电流的产生和描述课件
(1)感应电动势的最大值； (2)从图示位置起转过14周的时间内负载电阻 R 上产生的热量； (3)从图示位置起转过14周的时间内通过负载电阻 R 的电荷量； (4)电流表的示数． [审题指导] 线圈转动产生感应电动势，最大值为 NBSω，热 量按有效值进行计算，电流表示数也为有效值，而电荷量用平 均值计算即 q＝ΔRΦ.
第二十六页，共六十一页。
迁移 3 交变电流的图象分析 3．(多选)(2017·高考天津卷)在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合 矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线 圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为 2 Ω，则( )
第二十七页，共六十一页。
A．t＝0 时，线圈平面平行于磁感线 B．t＝1 s 时，线圈中的电流改变方向 C．t＝1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大 D．一个周期内，线圈产生的热量为 8π2 J 解析：选 AD.t＝0 时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行， A 正确；当磁感线与线圈平面平行时，磁通量变化率最大，感 应电动势最大，画出感应电动势随时间变化的图象如图，由图 可知，t＝1 s 时，感应电流没有改变方向，B 错误；t＝1.5 s
【迁移题组】 迁移 1 交变电流的产生过程分析 1．(2019·南京、盐城模拟)图甲是小型交流发电机的示意图， 在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转 动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发 电机线圈内阻为 10 Ω，外接一只电阻为 90 Ω 的灯泡，不计电 路的其他电阻，则( )
第十七页，共六十一页。
பைடு நூலகம்
[审题指导] 从线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间 t 内转过角度 ωt，瞬时感应电动势 e＝Em·sin ωt，其中 Em＝ NBSω.线圈平面处于与中性面成 φ0 夹角位置时开始计时，要 注意此时线圈的初相位．计算线圈转动一周电阻 R 上产生的 焦耳热，要用有效值进行计算．
物理学案 人教版高考一轮复习第11章交变电流传感器学案及实验教学
第1讲交变电流的产生和描述[目标要求]核心知识素养要求1.交变电流及其描述通过实验认识交变电流。
能用公式和图象描述正弦交变电流。
2.变压器电能的输送通过实验探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
了解从变电站到用户的输电过程，知道远距离输电时用高电压的道理。
了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。
认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。
3.传感器知道非电学量转化成电学量的技术意义。
4.常见传感器的工作原理及应用通过实验，了解常见传感器的工作原理。
能列举传感器在生产生活中的应用。
5.实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系通过实验，了解变压器结构，知道列表处理数据的方法。
6.实验：利用传感器制作简单的自动控制装置通过实验，了解自动控制装置的电路设计及元件特性。
第1讲交变电流的产生和描述授课提示：对应学生用书第210页一、交变电流、交变电流的图象1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。
2．正弦式交变电流的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线。
如图甲、乙、丙所示。
二、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T ＝2πω。
(2)频率(f)：交变电流在1 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 ＝1f 或f ＝1T。
2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) (1)电动势e 随时间变化的规律：e ＝E m sin_ωt。
(2)负载两端的电压u 随时间变化的规律：u ＝U m sin_ωt。
(3)电流i 随时间变化的规律：i ＝I m sin_ωt。
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第十二章 交变电流 传感器 单元质检十二
单元质检十二交变电流传感器(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(河北石家庄二中高二月考)目前,传感器已经广泛应用于生产、生活、科学研究等各个领域,关于传感器的应用,下列说法正确的是( )A.自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器B.走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器C.发光二极管是一种常用的光传感器,其作用是将光信号转换为电信号D.霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电阻这个电学量答案:A解析:自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器,A正确;在天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中既有声音传感器,又有光传感器,但红外报警装置是应用了红外线传感器,B错误;发光二极管不是光传感器,C错误;霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量,D错误。
2.(海南卷)图甲、乙分别表示两种电流的波形,其中图乙所示电流按正弦规律变化,分别用I1和I2表示甲和乙两电流的有效值,则( )A.I1∶I2=2∶1B.I1∶I2=1∶2C.I1∶I2=1∶√2D.I1∶I2=√2∶1答案:D解析:对题图甲的交变电流分析,可知一个周期内交变电流的电流方向变化,而电流的大小不变,故题图甲的电流有效值为I1=I0;对题图乙的交变电流分析可知,其为正弦式交变电流,故其有效值为I2=0,故I1∶I2=√2∶√21,故选D。
3.在变电站里,经常要用交流电表监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器,如图所示,能正确反映其工作原理的是( )答案:A解析:电流互感器把大电流变成小电流,测量时更安全,据变压器原理,I1I2=n2n1,I2=n1n2I1,所以要求线圈匝数n2>n1,原线圈要接在火线上,故本题只有A正确。
4.(广东东莞中学模拟)如图甲所示为理想自耦变压器,原线圈A、B端的输入电压随时间的变化规律如图乙所示,电表均为理想交流电表,则当此滑动变压器工作时,以下说法正确的是( )A.若滑片P处于某一确定位置,当滑动变阻器R的滑片下滑时,电流表示数变小B.若滑片P处于某一确定位置,当滑动变阻器R的滑片上滑时,电压表示数增大C.若滑片P和滑动变阻器R的滑片同时上移,则电流表示数一定变大D.若滑动变阻器最大阻值为100 Ω,且滑动变阻器R的滑片置于最上端,则在滑片P滑动的过程中,电流表的示数变化范围为0~2.2 A答案:D解析:本题考查自耦变压器的动态分析。
高考专题复习第10单元-交变电流 传感器-物理
第44讲 │ 要点探究
[点评] 本题考查对交流电图象的解读能力，要求考生能够通 过交流电图象找出周期、最大值并计算有效值，写出交流电表达 式．对交流电有效值的计算要看交流电是否为正弦(余弦)交流 Im Um 电，若是，则直接应用I＝ ，U＝ 求解；若只有部分是，则 2 2 1 Im Um 具有完整的 周期整数倍的波形可直接应用I＝ ，U＝ 关系， 4 2 2 并结合焦耳定律求解；若完全不是正弦式交流电，则根据有效值 的定义和焦耳定律求解，如变式题就不是正弦交流电．
第十单元 │ 使用建议 使用建议
1. 本单元复习是根据交变电流的产生——交变电流的 描述——交变电压的改变——交变电流的输送这条主线编排 的． (1)突出主干知识：通过复习，要求学生能根据法拉第电 磁感应定律理解交变电流的产生及其变化规律 ．不仅要求对 产生交流电的具体模型有明确认识 ，而且能根据实际模型确 定交流电的变化规律——数学表达式、图象或根据图象确定 相应的物理模型．
第44讲 │ 考点整合 考点整合
一、正弦式交变电流的产生 电磁感应 1.产生原理：__________原理(如图 44－1 所示，匀速旋转线圈时， ab、cd 将切割磁感线产生周期性变化的电流)．
图 44－1
第44讲 │ 考点整合
2.两个位置 最大 (1)中性面位置(通过的磁通量______、感应电动势为 0、电流方向发 生改变的位置)．
第44讲 │ 要点探究
3．图象体现了函数关系，反映了交变电流的瞬时变化关系， 故图象是书写交变电流瞬时值表达式的依据． 4.交变电流的表达式与线圈平面初始位置有关，由图象可以确 定线圈的初始位置， 即从中性面的位置开始计时， 交变电流的图象 为正弦图象； 从垂直中性面的位置开始计时， 交变电流的图象为余 弦图象.
最新-创新大课堂2021届高三物理一轮复习课件：第十章 交变电流 传感器 实验11 精品
弱中
强
无光照射
阻值(Ω)
结论：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强电 阻变小，光照减弱电阻变大．
三、实验改进 对于热敏电阻的特性，可用下面的实验进行探究： 1.实验装置：如图所示，RT为热敏电阻，多用电表调至 欧姆挡．
2.实验步骤 (1)按如图连接电路，将多用电表的选择开关置于 “欧 姆”挡，并让其两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT的两端相 连，这时表针指在某一刻度．
2．几种常见的电容式传感器 电容器的电容C决定于极板正对面积为S、板间距离d以及 极板间的电介质这几个因素，如果某一物理量(如角度θ、位移 s、深度h等)的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电 容的变化．那么，通过测定电容器的电容就可以确定上述物理 量的变化．做这种用途的电容器称为电容式传感器．
(2)因天色渐暗、照度降低至1.0 lx时启 动 照 明 系 统 ， 此 时 光 敏 电 阻 阻 值 为 20 kΩ，两端电压为2 V，电源电动势为3 V， 故应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为 10 kΩ，即选用R1，此电路的原理图如图 所示．
[答案] 见解析
频考 传感器的原理 1．(2016·广东揭阳高三模考)2007年度诺贝尔物理学奖授 予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效 应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被 认为是纳米技术的第一次真正应用．在下列有关其他电阻应用 的说法中，错误的是( ) A．热敏电阻可应用于温度测控装置中 B．光敏电阻是一种光电传感器 C．电阻丝可应用于电热设备中 D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
[答案] (1)A、B 端 (2)260
考向二 力传感器的应用 典例2 在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物 体的质量，如图所示，为电子秤的原理图，托盘和弹簧的电阻 与质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘 中没有放物体时，电压表示数为零．设变阻器的总电阻为R， 总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为 R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为 理想表，当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时 称量物体的质量．
2013届高考物理考纲专项复习课件：交变电流 传感器(17张PPT)
1/31/2013
2.交变电流“四值”的比较
物理量 瞬时值 峰值 物理意义 交变电流某一刻 的值 最大的瞬时值 重要关系 e=Emsint i=Imsint Em=nBS 对正弦式 交变电流 Em
2 Um U 2 E
适用情况及说明 计算线圈某时刻的电流情况和感应电 动势情况，该式是从中性面开始计时 讨论电容器的击穿电压 ①计算与热效应有关的物理量 ②铭牌上额定电压或额定电流值，交 流电表的读数 ③保险丝的熔断电流
时，电阻R两端的电压值。 2
1/31/2013
【解析】(1)沿O′O方向看去，磁场分布的侧视图如 图所示。 由图可知，图示时刻cd边的切割方向与磁场平行， 故有e=0,i=0 (2)t=/200时，线圈转过90°，cd边切割方向恰与磁 场垂直，e=n· v Bl· 其中，v=l/2 得e=(1/2)nBl2 i=e/(R+r)=nBl2/[2(R+r)] U=iR=nBl2R/[2(R+r)]
1/31/2013
学案1 交 变 电 流
考点1 交变电流的产生和变化规律
1.正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
电压
=mcost=BScost
e=Em· t=nBS· t sin sin u=Um· t=REm/(R+r)· t sin sin i=Im· t=Em/(R+r)· t sin sin
R R 3 R 3
代入已知数据，解得Ｕ= 50 2 Ｖ
Im Um I 公式 U 和 2 只适用于正弦式交变电流，对于非正弦 2 式交变电流的有效值，则应根据电流的热效应求解。
1/31/2013
2
多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现的， 缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的 转速。现在的调光灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现的，如图所 示为经过一个可控硅调节后加在电灯上的电压。即在正弦交变电流的每 一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，调节台灯上的旋钮可 以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压。那么现在电灯上的电压为 多少？
年物理一轮复习第11章交变电流传感器第2讲变压器电能的输送学案
第2讲变压器电能的输送知识点理想变压器Ⅱ1．构造：如图所示。
变压器主要由错误!闭合铁芯和错误!绕在铁芯上的两个线圈组成.(1)原线圈：指与交流电源连接的线圈,03初级线圈。
（2）副线圈：指与负载连接的线圈，也叫错误!次级线圈。
205互感现象。
3．理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入＝P出。
(2)电压关系:错误!＝错误!,若n1>n2，为错误!降压变压器；若n1〈n2，为错误!升压变压器。
（3)电流关系：只有一个副线圈时，I1I2＝错误!错误!；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋U n I n. 4．几种常用的变压器(1）自耦变压器（也叫调压变压器）。
(2)互感器①电压互感器:可以把错误!高电压降为错误!低电压；②电流互感器：可以把错误!强电流降为错误!弱电流.知识点远距离输电Ⅰ1．减少输电电能损失的两种方法减少输电电能损失的理论依据：P损＝I2R。
(1）减小输电线的电阻:根据电阻定律R＝ρlS,要减小输电线的电阻R，在保证输电距离情况下，可采用减小材料的错误!电阻率、增大导线的错误!横截面积等方法。
（2）减小输电导线中的电流:在输电功率一定的情况下,根据P＝UI，要减小电流，必须提高错误!输电电压。
2．远距离高压输电的分析（1）输电过程(如图所示）(2)输送电流①I＝PU＝错误!.②I＝错误!。
(3）电压损失①ΔU＝U－U′。
②ΔU＝错误!IR。
(4）功率损失①ΔP＝P－P′.②ΔP＝错误!I2R＝错误!错误!2R＝错误!。
一堵点疏通1．变压器不但可以改变交流电压，也可以改变稳恒直流电压。
（）2．理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。
（)3．高压输电的目的是增大输电的电流。
（)4．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输送过程中损失的功率越小。
（)5．变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。
() 6．变压器副线圈中的电压由原线圈中的电压决定。
（）答案 1.×2。
高三物理学法巧手指交变电流和传感器知识点分析
准兑市爱憎阳光实验学校物理：学法巧手指17——交变电流和传感器1.交变电流义：例题1.如图1所示的A、B、C、D四个图象中，哪一个能正确反映交变电流的变化规律？答案：A C D知识链接：①大小和方向均随时间而作周期性变化的电流叫做交变电流。
上面的四个图象中，很容易看出其中的A、C、D画出了一个或两个周期内i----t或e----t 变化关系图象，图象都能中反映出电流i或电动势e的大小和方向确实是随时间作周期性变化的；但对于图象B来说，虽然形式像是正弦曲线，但仔细看一下就会发现，它反映出的只是电压的大小随时间作周期性变化，方向并没有变化，不符合交变电流的义。
②随时间按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，像图1中的A。
这里需要注意的问题就是，正弦交流电的图象也并非一是正弦曲线，余弦曲线反映的也是正弦交流电的变化规律，也叫正弦交流电。
其实，正弦曲线和余弦曲线只是坐标原点选取的不同而已。
2.交变电流的产生及描述交变电流的物理量：例题2.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为mϕ，最大感电动势为m E，那么以下说法中正确的选项是A.当穿过线框的磁通量为零时，感电动势也为零B.当穿过线框的磁通量减小时，感电动势在增大C.当穿过线框的磁通量于mϕ5.0时，感电动势于m E5.0D.线框转动的角速度mmEϕω/=解析：根据正弦交流电的产生及其变化规律:当磁通量最大时，感电动势为零；当磁通量减小时，感电动势在增大；磁通量为零时，感电动势最大。
由此可知，选项A错误，B正确。
设线框从中性面开始计时，那么有式中ωBSEm=因BSm=ϕ所以mmEϕω/=，选项D正确。
再设mEe5.0=，那么为了求出此时穿过线框的磁通量ϕ，可画出如图2所示的示意图，并将磁感强度B沿着平行于线框平面和垂直于线框平面的方向分解出1B和2B，那么有26sin1BBB ==π，236cos2BBB==π量由于1B对产生磁通量没有奉献，故磁通23232mBSSBϕϕ===＞mϕ5.0可见，选项C是错误的。