2021届高考物理总复习练习专题十一交变电流、传感器
2021版高考物理一轮复习单元质检十一交变电流传感器
单元质检十一交变电流传感器(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~9题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.(2019·湖南永州模拟)边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动,转速为n,线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示,图象中Φ0为已知。
下列说法正确的是()A.t1时刻线圈中感应电动势最大B.t2时刻线圈中感应电流方向发生变化C.匀强磁场的磁感应强度大小为Φ02D.线圈中感应电动势的瞬时表达式为e=2nNπΦ0sin 2πnt2.(2019·江苏盐城模拟)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()A.t=0时刻线圈平面与中性面垂直B.每秒钟内电流方向改变100次C.灯泡两端的电压为22 VD.0~0.01 s 时间内通过灯泡的电荷量为03.(2019·吉林梅河口月考)如图所示,N 匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO'匀速转动,线框面积为S ,线框电阻、电感均不计,在OO'左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场,外电路接有电阻R 和理想电流表,那么可以确定的是( )A .从图示时刻起,线框产生的瞬时电动势为e=NB ωS sin ω tB .电流表的示数I=√2ω4R NBS C .R 两端电压的有效值U=ω2NBS D .一个周期内R 上产生的热量Q=πωNBS 2R4.如图所示,一理想变压器的原线圈接在电压有效值为220 V 的正弦式交流电源上,两副线圈匝数分别为n 2=16,n 3=144,通过理想二极管(具有单向导电性)、单刀双掷开关与一只“36 V 18 W”的灯泡相连(灯泡电阻不变),当开关接1时,灯泡正常发光,则下列说法中不正确的是( )A .原线圈的匝数为880B .当开关接2时,灯泡两端电压的有效值为20√2 VC .当开关接2时,灯泡消耗的功率约为18 WD .当开关接2时,灯泡消耗的功率约为11 W5.如图所示为某山区小型电站输电示意图,发电厂发出U 1=220√2sin 100πt (V)的交流电通过变压器升压后进行高压输电,接近用户时再通过降压变压器降压给用户供电,图中高压输电线部分总电阻为r ,负载端的电压表是理想交流电表,下列有关描述正确的是( )A.若开关S1、S2都断开,则电压表示数为零B.负载端所接收到交流电的频率为25 HzC.深夜开灯时灯特别亮是因为高压输电线上电压损失减小的缘故D.用电高峰期灯泡较暗,可通过减少降压变压器副线圈的匝数来提高其亮度6.(2019·河南林州模拟)如图为远距离输送交流电的系统示意图,变压器均为理想变压器。
2021年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生及描述教学案(含解析)
答案：一、 1. 方向
ΔΦ 二、 1. nBSω 2. 大小 方向 3. 热量 4. n Δ t
5． (1) 时间 (2) 次数
【思维辨析】
(1) 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流．
()
(2) 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，
量最大，为 Φ m＝ BL2，选项 B 错误； t 3 时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，选项
C 错误；交
变电流的最大值为
Em＝ BL2 ω ，则
Em ω＝ BL2，选项
D 正确．
式题 一不动的矩形线圈 abcd 处于范围足够大的可转动的匀强磁场中， 如图 11-28-3 所示． 该匀强
2
电动势 电压 电流
e＝Emsin ω t ＝nBSω sin ω t REm
u＝ Umsin ωt ＝ R＋ r sin ω t Em
i ＝ I msin ωt ＝ R＋ r sin ω t
1 一边长为 L 的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，
线框中产生的感应电动势 e 随时
间 t 的变化情况如图 11-28-2 所示．已知匀强磁场的磁感应强度为 B，则结合图中所给信息可判定 ( )
Um 答案：
2
图 11-28- 8
[ 解析 ] 从 u- t 图像看出， 每个周期的前半周期是正弦图形，
Um 其有效值为 U1＝ ；后半周期电压为零． 根
2
据有效值的定义，
U2 T＝
R
Um 2
2T
Um
R · 2＋ 0，解得 U＝ 2 .
式题 2 [2015 ·太原期中 ] 图 11-28-9 为某一交变电流图像，在第 1 个周期内， 0～1×10 －2 s 电流 恒为 1 A ，1× 10－2～ 2× 10－2 s 的电流波形为正弦式交变电流的后半周期波形，求该交变电流的有效值．
2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题(含)答案
2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题（含）答案*交变电流、传感器*1、(双选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻。
光强增大时，R2的阻值减小，R3为滑动变阻器，平行板电容器与定值电阻R1并联，闭合开关，下列判断正确的是( )A.仅增加光照强度时，电容器所带电荷量将减小B.仅减弱光照强度时，电源的输出功率一定减小C.仅将滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器贮存的电场能将减小D.仅将滑动变阻器的滑片向下移动时，电源的效率将增大2、如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输电线圈，一旦线圈B中有电流，经过电流放大器后便能推动继电器切断电源，如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是( )A．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源B．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源3、(多选)如图甲所示，标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF300V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表。
交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关S，下列判断正确的是( )甲乙A．t＝T2时刻，V的示数为零B．电灯恰正常发光C．电容器有可能被击穿D．交流电压表V的示数保持1102V不变4、有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D 之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( )A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大5、(2019·临沂市一模)(多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡。
2021届高考一轮(人教)物理：交变电流、传感器含答案
2021届高考一轮（人教）物理：交变电流、传感器含答案复习：交变电流、传感器1、(双选)如图所示，理想变压器原线圈接电压为220 V的正弦交流电，开关S 接1时，原、副线圈的匝数比为11:1，滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω，电压表和电流表均为理想电表．下列说法正确的有()A．变压器输入功率与输出功率之比为1:1B．1 min内滑动变阻器上产生的热量为40 JC．仅将S从1拨到2，电流表示数减小D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小2、三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)。
分别用这三束光照射同一种金属。
已知用光束2照射时，恰能产生光电子。
下列说法正确的是 ( )A.用光束1照射时，不能产生光电子B.用光束3照射时，不能产生光电子C.用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D.用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大3、如图所示，在xOy直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B．直角扇形导线框半径为L、总电阻为R，在坐标平面内绕坐标原点O以角速度ω逆时针匀速转动．线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是()A．I＝BL2ωR B．I＝BL2ω2RC．I＝0 D．I＝BLω2R4、一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。
该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。
则Q方∶Q正等于()A．1∶ 2 B．2∶1C．1∶2D．2∶15、远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2, 电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R．变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()A．I1I2＝n1n2B．I2＝U2RC．I1U1＝I22R D．I1U1＝I2U26、(多选)如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率P＝20 kW。
2021年高考物理总复习：第十一章《交变电流 传感器》
2021年高考物理总复习：第十一章《交变电流 传感器》
1．对于原线圈电路接有用电器的问题，输入功率等于输出功率，要注意电压与匝数成正比关
系成立的条件，此时U 1U 2＝n 1n 2
中U 1指的是原线圈两端电压，而不是电源电压．原线圈两端电压与用电器电压之和等于电源电压．
2．常见图例(图1)
图1
3．处理技巧
首先计算出通过副线圈的电流，由电流比关系可知原线圈的电流；其次根据欧姆定律可表示出与原线圈串联的电阻两端的电压；最后结合题意，列出原线圈两端电压的表达式，根据电压比关系求出副线圈两端电压．
例
1一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图2所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()。
2021届高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器学案20210420218
2021届高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器学案20210420218[全国卷5年考情分析]基础考点常考考点(2020～2021考情统计)命题概率常考角度正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ)远距离输电(Ⅰ) 以上2个考点未曾独立命题交变电流、交变电流的图像(Ⅰ)'16Ⅲ卷T21(6分)独立命题概率20%(1)依照线框在磁场中的转动求解描述交变电流的物理量(2)依照交变电流的图像或表达式求解描述交变电流的物理量(3)变压器的差不多原理和动态分析(4)远距离输电问题理想变压器(Ⅱ)'16Ⅰ卷T16(6分)'16Ⅲ卷T19(6分)'15Ⅰ卷T16(6分)'14Ⅱ卷T21(6分)独立命题概率70%综合命题概率80%实验十二传感器的简单使用'16Ⅰ卷T23(10分)综合命题概率30%第1节交变电流的产生及描述(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流。
(×)(2)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大。
(×)(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动通过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变。
(√)(4)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。
(√) (5)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。
(×) (6)交变电流的峰值总是有效值的2倍。
(×)解题中常用到的二级结论：(1)正弦交流电的产生：中性面垂直于磁场方向，线圈平面平行于磁场方向时电动势最大：E m ＝nBSω。
①线圈从中性面开始转动：e ＝E m sin ωt 。
②线圈从平行于磁场方向开始转动：e ＝E m cos ωt 。
(2)正弦交变电流的有效值与最大值的关系，对整个波形、半个波形、甚至14个波形都成立。
(3)非正弦交流电的有效值的求法：I 2RT ＝一个周期内产生的总热量。
2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题(含)答案
2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题（含）答案*交变电流、传感器*1、(双选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻。
光强增大时，R2的阻值减小，R3为滑动变阻器，平行板电容器与定值电阻R1并联，闭合开关，下列判断正确的是( )A.仅增加光照强度时，电容器所带电荷量将减小B.仅减弱光照强度时，电源的输出功率一定减小C.仅将滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器贮存的电场能将减小D.仅将滑动变阻器的滑片向下移动时，电源的效率将增大2、如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输电线圈，一旦线圈B中有电流，经过电流放大器后便能推动继电器切断电源，如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是()A．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源B．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源3、(多选)如图甲所示，标有“220 V40 W”的电灯和标有“20 μF300 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表。
交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关S，下列判断正确的是()甲乙A．t＝T2时刻，V的示数为零B．电灯恰正常发光C．电容器有可能被击穿D．交流电压表V的示数保持110 2 V不变4、有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是()A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大5、(2019·临沂市一模)(多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡。
2021年广东省新高考物理总复习测试卷：交变电流传感器(附答案解析)
2021年广东省新高考物理总复习测试卷交变电流传感器考生注意：1．本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共4页．2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上．3．本次考试时间90分钟，满分100分．4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整．第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项正确，第7～12题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)1．如图1所示为发电机结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，其表面呈半圆柱面状．M是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有矩形线框，可绕与铁芯共轴的固定轴转动．磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布．从图示位置开始计时，当线框匀速转动时，以下四个选项中能正确反映线框感应电动势e随时间t的变化规律的是()图12.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图2所示，由图中信息可以判断()图2A ．在A 、C 时刻线圈处于中性面位置B ．在B 、D 时刻穿过线圈的磁通量为零C ．从A ～D 线圈转过的角度为2πD ．若从O ～D 历时0.02 s ，则在1 s 内交变电流的方向改变了100次3．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图3甲所示．已知发电机线圈内阻为5 Ω，现外接一只电阻为105 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )图3A ．电路中的电流方向每秒钟改变50次B ．电压表V 的示数为220 VC ．灯泡实际消耗的功率为440 WD ．发电机线圈内每秒钟产生的焦耳热为20 J4．如图4所示，L 1、L 2、L 3为三个完全相同的白炽灯，接在理想变压器上，变压器的初级和次级线圈匝数比都是3∶1，当变压器ab 端接交流电压时，L 2、L 3的实际功率为P ，此时L 1的实际功率为( )图4A ．2PB ．P C.P 2 D.4P 95．在R ＝100 Ω的电阻两端所加电压随时间变化的图象如图5所示，则该电阻消耗的平均电功率为( )图5A.12 WB.13 WC.32 WD.54W。
江苏专用2021高考物理一轮复习专题十一交变电流传感器含解析
专题十一交变电流、传感器备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容交变电流的产生及描述认识交变电流。
能用公式和图像描述正弦交变电流。
由近几年的考题分析可知,本专题主要考查交变电流的四值、变压器和远距离输电的相关问题。
一般每年一考,而且多为选择题,难度中等。
主要考查考生的科学推理素养。
复习中,对于交变电流的产生要从电磁感应知识应用的角度透彻理解;交变电流的四值、变压器和远距离输电的相关问题是考试的热点,要熟练掌握;对于电感和电容在交流电路中的作用、传感器的基础知识和应用要有大概的了解,不可有知识漏洞。
变压器、远距离输电1.了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
2.知道远距离输电时采用高压输电的原因。
3.了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。
传感器1.知道非电学量转换成电学量的技术意义。
2.了解常见传感器的工作原理。
会利用传感器制作简单的自动控制装置。
【真题探秘】基础篇【基础集训】考点一交变电流的产生及描述1.下列提到的交流电,不是指交流电的有效值的是( )A.电容器的击穿电压B.保险丝的熔断电流C.交流电压表的读数D.电动机铭牌上的额定电压1.答案 A2.一矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转,所产生的交流电电动势瞬时值的表达式e=220sin10πt(V),则下列说法正确的是( )A.该交流电的频率是10πHzB.该交流电动势的有效值是220VC.当t=0.05s时,电动势最大D.当t=0时,穿过线圈的磁通量为零2.答案 C3.(2019江苏宿迁模拟,3)(多选)如图甲所示,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的变化曲线如图乙所示,若线圈匝数n=100,外接电阻R=70Ω,线圈电阻r=10Ω,则下列说法中不正确的是( )A.通过线圈的最大电流为1.25AB.线圈的角速度为50rad/sC.电压表的示数为50√2VWbD.穿过线圈的最大磁通量为2π3.答案BCD考点二变压器、远距离输电4.(2017江苏南通一模,6)(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1,原线圈接在频率为50Hz的正弦交变电源上,电流表A为理想电表,副线圈两端接入一只“220V40W”的灯泡,此时灯泡正常发光,则( )A.电流表的示数为0.18AB.电源的输出功率为40WC.电源的输出电压为1100VD.副线圈中交变电流的频率为10Hz4.答案BC5.(2019江苏常州月考,7)(多选)如图所示的变压器为理想变压器,副线圈连接的三个电阻的阻值大小为R1=R2=2r=2Ω,电流表为理想交流电表,原线圈输入正弦式交流电e=110√2sin100πt(V)。
2021届高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述作业新人教版
2021届高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述作业新人教版[课时作业] 单独成册 方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2020·云南统考)某小型发电机产生的交变电动势表达式为e ＝100sin 100πt (V)，则该电动势( )A ．有效值是100 VB ．频率是100 HzC ．最大值是100 2 VD ．周期是0.02 s解析：由交变电动势的表达式可知，该交变电动势的最大值为100 V ，有效值为50 2 V ，选项A 、C 错误；由表达式还可得到周期为0.02 s ，频率为50 Hz ，选项B 错误，D 正确． 答案：D2.一边长为L 的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e 随时刻t 的变化情形如图所示．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，则结合图中所给信息可判定( ) A ．t 1时刻穿过线框的磁通量为BL 2B ．t 2时刻穿过线框的磁通量为零C ．t 3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D ．线框转动的角速度为E mBL 2解析：t 1时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，A 错误；t 2时刻，穿过线框的磁通量最大为Φm ＝BL 2，B 错误；t 3时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，C 错误；交变电流的最大值为E m ＝BL 2ω，则ω＝E mBL 2，D 正确． 答案：D3.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 2ω4R解析：线框的转动周期为T，而线框转动一周只有T4的时刻内有感应电流，现在感应电流的大小为I ＝12BL 2ωR ＝BL 2ω2R ，依照电流的热效应有(BL 2ω2R )2R ·T 4＝I 2有RT ，解得I 有＝BL 2ω4R ，故D正确． 答案：D4．(2020·江西南昌高三模拟)两矩形线圈分别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e 随时刻t 的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是( )A ．两交变电流的频率之比f 甲∶f 乙＝1∶2B ．两交变电流电动势的有效值之比E 甲∶E 乙＝3∶1C ．t ＝1 s 时，两线圈中的磁通量的变化率均为零D ．t ＝1 s 时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上解析：由题图可见T 乙＝2T 甲，则f 甲∶f 乙＝2∶1，A 错误．E 甲∶E 乙＝E 甲m ∶E 乙m ＝1∶3，B 错误．e ∝ΔΦΔt ，t ＝1 s 时e ＝0，故ΔΦΔt＝0，C 正确．e ＝0说明线圈处在中性面的位置上，D 错误． 答案：C5．两个相同的电阻分别通以如图所示的正弦交流电和方波电流，则在一个周期内，正弦交流电在电阻上产生的热量Q 1与方波电流在电阻上产生的热量Q 2之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．2∶1D ．3∶1解析：关于正弦式电流，有效值I 1＝22I m ＝522A ，依照焦耳定律得Q 1＝I 21RT ＝12.5RT ；关于方波电流，依照焦耳定律得Q 2＝I 22R ·T2＋I 2′2R ·T2＝8RT ＋4.5RT ＝12.5RT ，则Q 1∶Q 2＝1∶1，选项A 正确．答案：A 二、多项选择题6．面积为S 的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中．图甲中有磁感应强度为B 0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴做匀速转动；图乙中的磁场的变化规律为B ＝B 0cos 2πTt ，从图示时刻起计时，则( )A ．两线圈中的磁通量变化规律均为Φ＝B 0S cos 2πTtB ．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C ．两线圈中产生的交变电流的有效值不同D ．从此刻起，T4时刻内流过线圈截面的电荷量相同解析：由于甲中线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴匀速转动，因此其角速度为2πT，其磁通量为Φ＝B 0S cos ωt ＝B 0S cos 2πT t ，乙中线圈的磁通量为Φ′＝BS ＝B 0S cos 2πTt ，因此两者的磁通量变化规律相同，则两者实际产生的交变电流是相同的，因此两线圈中感应电动势达到最大值的时刻、两线圈中产生的交变电流的有效值、T4时刻内流过线圈截面的电荷量差不多上相同的，故选项A 、D 正确，B 、C 错误． 答案：AD7.如图所示，在水平向右、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，有一匝数为n 、边长为l 、电阻为R 的正方形线圈围绕垂直于磁感线的对称轴OO ′按照图示的方向匀速转动，转动的角速度为ω.则下列说法中正确的是( )A ．当线圈转至图示位置时，线圈中产生的感应电流方向为a →b →c →d →aB ．当线圈转至图示位置时，线圈中产生的感应电流大小为nBl 2ωRC ．线圈从图示位置转过π2的过程中，线圈中产生的热量为πωn 2B 2l22RD ．若从图示位置开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为e ＝nBl 2ωcos ωt 解析：由右手定则可知，当线圈转至图示位置时，线圈中产生的感应电流方向为a →d →c →b →a ，选项A 错误；当线圈转至图示位置时，线圈中产生的感应电动势最大，为E m ＝nBl 2ω，因此现在线圈中产生的感应电流大小为I m ＝E m R ＝nBl 2ωR，选项B 正确；线圈中产生的感应电流的有效值为I ＝nBl 2ω2R，因此线圈从图示位置转过π2的过程中，线圈中产生的热量为Q ＝I 2Rt ＝n 2B 2l 4ω22R 2·R ·14·2πω＝πn 2B 2ωl44R，选项C 错误；若从图示位置开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小应为e ＝nBl 2ωcos ωt ，选项D 正确． 答案：BD8.边长为L 的正方形线框在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，产生的感应电流的最大值为I m ，设灯泡的电阻为R ，其他电阻不计．从如图所示位置开始计时，则( )A ．电路中电流的最大值I m ＝BL 2ωRB ．电路中电流的瞬时值表达式为i ＝I m sin ωtC ．电流表的读数为I m2D ．灯泡的电功率为I 2m2R解析：感应电动势的最大值E m ＝BL 2ω，则电流的最大值I m ＝E m R ＝BL 2ωR，选项A 正确；由线圈电流为最大值时开始计时，故电路中电流的瞬时表达式应为i ＝I m cos ωt ，选项B 错误；电流表的读数为有效值，为I ＝22I m ，选项C 错误；灯泡的电功率P ＝I 2R ＝12I 2m R ，选项D 正确．答案：AD[能力题组]一、选择题9．如图甲所示，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，从图示位置开始计时，产生的感应电动势e 随时刻t 的变化曲线如图乙所示．若线圈的转速变为原先的2倍，而其他条件保持不变，从图示位置转过90°开始计时，则能正确反映线圈中产生的电动势e 随时刻t 的变化规律的图像是( )解析：由题图乙知，周期T ＝4 s ，感应电动势的最大值E m ＝1 V ，而感应电动势的最大值的表达式E m ＝NBSω＝NBS ·2πT .若仅把线圈的转速变为原先的2倍，则周期T ′变为原先的12，即T ′＝2 s ，而感应电动势的最大值E m ′变为原先的2倍，即E m ′＝2 V ，因此选项B 、C 错误；从图示位置转过90°开始计时，也确实是t ＝0时线圈中产生的感应电动势应为0，因此选项A 正确，D 错误． 答案：A10．一台小型发电机产生的电动势随时刻变化的正弦规律图像如图甲所示，已知发电机线圈内阻为5 Ω，现外接一只电阻为105 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A ．电路中的电流方向每秒钟改变50次B ．理想电压表V 的示数为220 VC ．灯泡实际消耗的功率为440 WD ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20 J解析：由图甲知周期T ＝0.02 s ，每个周期交流电方向改变两次，则1 s 内电流方向改变的次数为100次，选项A 错误；由图甲知感应电动势最大值E m ＝220 2 V ，因此有效值E ＝220 V ，电压表示数U ＝R R ＋r E ＝105105＋5×220 V＝210 V ，选项B 错误；灯泡实际消耗的功率P ＝2102105W ＝420 W ，选项C 错误；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热Q ＝E －U2rt ＝220－21025×1 J＝20 J ，选项D 正确．答案：D11．(多选)如图甲所示，将阻值为R ＝5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时刻变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小．对此，下列说法正确的是( )A ．电阻R 两端电压变化规律的函数表达式为u ＝2.5sin 200πt (V)B ．电阻R 消耗的电功率为1.25 WC ．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 AD ．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为12解析：图乙所示电流的最大值为I m ＝0.5 A ，周期为T ＝0.01 s ，其角速度为ω＝2πT＝200πrad/s ，由欧姆定律得U m ＝I m R ＝2.5 V ．因此R 两端电压瞬时值的表达式为u ＝2.5sin 200πt (V)，选项A 正确；该电流的有效值为I ＝I m2，电阻R 消耗的电功率为P ＝I 2R ，解得P ＝0.625 W ，选项B 错误；电流表的示数为有效值，该交变电流由图丙所示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值E m ＝nBSω为原先的2倍，电路中电流的有效值也是原先的2倍，为2×0.52 A≠1 A，选项C 错误；图乙中的正弦交变电流的有效值为0.52 A ，图丁所示的交变电流尽管方向发生变化，但大小恒为0.5 A ，故有效值之比为12，选项D 正确．答案：AD 二、非选择题12．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的平均分布的磁场．已知线圈的匝数n ＝100 匝，总电阻r ＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S ＝0.040 m 2，小灯泡的电阻R ＝9.0 Ω，磁感应强度随时刻按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e ＝nB m S 2πT cos 2πTt ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生感应电动势的最大值； (2)小灯泡消耗的电功率．解析：(1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2s ，因此E m ＝nB m Sω＝2πnB m ST＝8.0 V.(2)电流的最大值I m ＝E mR ＋r＝0.80 A ，有效值I ＝I m2＝225A ，小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.88 W.答案：(1)8.0 V (2)2.88 W13．(2020·东北三省四市模拟)如图所示，边长为l 的正方形线圈abcd 的匝数为n ，线圈电阻为r ，外电路的电阻为R ，ab 的中点和cd 的中点的连线OO ′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B ，现在线圈以OO ′为轴，以角速度ω匀速转动，求： (1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；(2)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R 上产生的热量； (3)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R 上通过的电荷量．解析：(1)线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ad 边和bc 边转动的线速度大小相等，当线圈平行于磁场时，产生的感应电动势最大，为E m ＝nBlv ＝nBl ·ω·12l ＝12nBl 2ω.由闭合电路欧姆定律可知I m ＝nBl 2ω2R ＋r，当以图示位置为计时起点时，流过R 的电流表达式为i ＝I m sin ωt ＝nBl 2ω2R ＋rsin ωt .(2)在线圈由图示位置匀速转过90°的过程中，用有效值来运算电阻R 上产生的热量Q ＝I 2R T 4，其中I ＝I m2＝nBl 2ω22R ＋r，T ＝2πω，即Q ＝I 2R T 4＝n 2πB 2l 4ωR16R ＋r2.(3)在转过90°的过程中感应电动势的平均值为 E ＝n ΔΦΔt ＝n 12Bl2π2ω＝nBl 2ωπ，流过R 的平均电流I ＝ER ＋r ＝nBl 2ωπR ＋r，因此流过R 的电荷量q ＝I ·T4＝nBl 2ωπR ＋r ·π2ω＝nBl 22R ＋r.答案：见解析。
高考物理：专题11-交变电流、传感器(有答案)
专题11 交变电流 传感器1. （15江苏卷）一电器中的变压器可视为理想变压器，它将22019变电流改为110V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为A ．200B ．400C ．1600D ．3200 解析：根据2121n n U U =，解得4002=n . 答案：B2．（15北京卷）利用所学物理知识，可以初步了解常用的一卡通（IC 卡）的工作原理及相关问题.IC 卡内部有一个由电感线圈 L 和电容 C 构成的 LC 振荡电路，公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时，IC 卡内的线圈 L 中产生感应电流，给电容 C 充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是 IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B ．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作C ．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈 L 不会产生感应电流D ．IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 答案：B解析：IC 卡内只是一个 LC 振荡电路，并没有电池，故A 选项错；只有当读卡机发出特定频率的电磁波时，IC 卡才能正常工作，故 B 选项对；当读卡机发射的电磁波偏离该频率时，也会产生变化的磁场，但达不到电谐振，线圈中仍可以产生的电流但较小，故 C 错；IC 卡是可以和读卡机进行数据传输的，如可以显示卡内余额，故 D 选项错.3.（15福建卷）图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n 1 、n 2 .在T 的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )答案：C解析：原线圈电压的有效值：21m U U =，根据2121n n U U =可求：2122m Un n U =，又因为是理想变压器，所以T 的副线圈的电流功率等于输入功率P ，所以输电线上电流2U PI =，导线上损耗的电功率2221242⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=='m U P nn r r I P ，所以C 正确，A 、B 、D 错误.4.（15四川卷）小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ′，线圈绕OO ′匀速转动，如图所示.矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是 D．有效值是 答案：D解析：由题意可知，线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e 0，又因为发电机线圈共N 匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne 0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne 0，故选项A 、B 错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U ＝，即U ＝，故选项C 错误；选项D 正确.5.（15安徽卷）图示电路中，变压器为理想变压器，a 、b 接在电压有效值不变的变流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A ，则下列说法正确的是 A ．电压表V 1示数增大 B ．电压表V 2、V 3示数均增大 C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动 答案：D解析：根据变压器原理，输出电压U 2保持不变，而A 2示数变大说明回路电阻变小，所以滑动变阻器电阻R 减小了，即变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动，故答案为D ．022Ne 02Ne 2m U 02Ne6.（15广东卷）图5为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P ，使输出电压有效值由220V 降至110V ，调节前后A ．副线圈中的电流比为1∶2B ．副线圈输出功率比为2∶1C ．副线圈的接入匝数比为2∶1D ．原线圈输入功率比为1∶2 答案：C解析：设原线圈中电流为I 1，匝数为n 1，两端输入电压为U 1，输入功率为P 1，幅线圈中电流为I 2，匝数为n 2，两端输出电压为U 2，输出功率为P 2，根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系有：21U U ＝21n n ，所以当输出电压U 2由220V 降至110V 时，副线圈匝数n 2也应减少为一半，故选项C 正确；由于副线圈两端所接用电器不变，所以当用电器电压减半时，其电流I 2也减半，故选项A 错误；根据功率计算式P ＝UI 可知，副线圈中输出功率P 2变为原来的1/4，故选项B 错误；由能量守恒定律可知，原线圈中输入功率P 1也变为原来的1/4，故选项D 错误.。
2021年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述学案
2021年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述学案板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】交变电流、交变电流的图象Ⅰ1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时刻做周期性变化的电流叫做交变电流。
(2)图象：图(a)、(b)、(c)、(d)所示电流都属于交变电流，其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图(a)所示。
2．正弦式交变电流的产生和变化规律(1)产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的电流是正弦式交变电流。
(2)中性面①中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置称为中性面。
②中性面的特点以及与峰值面(中性面的垂面)的比较(3)正弦式交流电的图象：用以描述交变电流随时刻变化的规律，假如从线圈位于中性面位置时开始计时，其图象为正弦曲线。
如图甲、乙所示。
(4)变化规律正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置时开始计时)①电动势e 随时刻变化的规律：e ＝E m sin ωt ，其中ω表示线圈转动的角速度，E m ＝nBSω。
②负载两端的电压u 随时刻变化的规律：u ＝U m sin ωt 。
③电流i 随时刻变化的规律：i ＝I m sin ωt 。
【知识点2】 描述交变电流的物理量 Ⅰ 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)所需的时刻，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．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流的电动势、电流或电压在某一时刻的值，是时刻的函数。
(2)峰值：交变电流的电动势、电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值①定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，假如它们在相同的时刻内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
2021高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第3讲传感器的简单使用练习
2021高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第3讲传感器的简单使用练习1.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，酒精气体的不同浓度对应着传感器的不同电阻．如此，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．假如二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U 与酒精气体浓度C 之间的对应关系正确的是( )A ．U 越大，表示C 越大，C 与U 成正比B ．U 越大，表示C 越大，然而C 与U 不成正比 C ．U 越大，表示C 越小，C 与U 成反比D ．U 越大，表示C 越小，然而C 与U 不成反比解析：选B.设二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻为R x ，由闭合电路欧姆定律得，干路的电流I ＝Er ＋R 0＋R ＋R x，电压表示数U ＝IR 0＝ER 0r ＋R 0＋R ＋R x，而R x C ＝k (定值)，由以上关系式可见U 越大，表示C 越大，然而C 与U 不成正比，故B 项正确．2.A 、B 两块正对的金属板竖直放置，在金属板A 的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球，两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的R 1为光敏电阻，R 2为滑动变阻器，R 3为定值电阻．当R 2的滑动触头P 在a 端时闭合开关S.现在电流表A 和电压表V 的示数分别为I 和U ，带电小球静止时绝缘细线与金属板A 的夹角为θ，电源电动势E 和内阻r 一定．则以下说法正确的是( )A ．若将R 2的滑动触头P 向b 端移动，则I 不变，U 增大B ．保持滑动触头P 不动，用更强的光线照耀R 1，则I 增大，U 增大C ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照耀R 1，则小球重新达到稳固后θ变大D ．保持滑动触头P 不动，用更强的光照耀R 1，则U 的变化量的绝对值与I 的变化量的绝对值的比值不变解析：选D.由题中电路图看出，电压表V 测量的是路端电压大小，电路稳固时R 2支路中无电流，R 2两端电压为零，将R 2的滑动触头向b 端移动可不能阻碍电压表V 和电流表A 的读数，故选项A 错误；两极板A 、B 之间的电压等于光敏电阻R 1两端的电压，用更强的光照耀R 1，R 1的阻值变小，电路电流I 变大，路端电压U 变小，R 3两端电压变大，R 1两端电压变小，则小球重新达到稳固后θ变小，故选项B 、C 均错误；设强光照耀R 1前电压表V 和电流表A 的示数分别为U 1、I 1，强光照耀R 1后电压表V 和电流表A 的示数分别为U 2、I 2，则E＝U 1＋I 1r ，E ＝U 2＋I 2r ，解得r＝U 2－U 1I1－I 2＝ΔUΔI，可见，选项D 正确． 3．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发觉，设计了一种报警装置，电路如图所示．M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，现在( )A ．R M 变大，且R 越大，U 增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显解析：选C.当R M 变大时，回路的总电阻R 总变大，依照I 总＝ER 总，得干路中的电流变小，S 两端的电压U ＝I 总R S 变小，故选项A 、B 错误；当R M 变小时，回路的总电阻R 总＝11R ＋1R M＋R S 变小，依照I 总＝ER 总，得干路中的电流变大，S 两端的电压U ＝I 总R S 变大，而且R 越大，R M 变小时，对回路的总电阻变化的阻碍越明显，故选项C 正确，选项D 错误．4．(2021·高考北京卷)热敏电阻常用于温度操纵或过热爱护装置中．图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R 随温度t 变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏锐”或“不敏锐”)．解析：由题图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻在温度变化时，阻值变化明显，故对温度更敏锐．答案：增强 敏锐 5.对温度敏锐的半导体材料制成的某热敏电阻R T，在给定温度范畴内，其阻值随温度的变化是非线性的．某同学将R T和两个适当的定值电阻R1、R2连成如图虚线框内所示的电路，以使该电路的等效电阻R L的阻值随R T 所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适的阻值范畴．为了验证那个设计，他采纳伏安法测量在不同温度下R L的阻值，测量电路如图所示，图中的电压表内阻专门大．实验中的部分实验数据测量结果如表所示．温度t/℃30.040.050.060.070.080.090.0R L阻值/Ω54.351.047.544.341.037.934.7I/mA93.397.6102.9109.7116.7125.2134.2U/V 5.07 5.02 4.97 4.90 4.83 4.75 4.66 回答下列问题：(1)依照图1所示的电路，在如图2所示的实物图上连线．图2(2)为了检验R L与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作出R L－t关系图线．(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3所示，电流表的读数为______________，电压表的读数为________．现在等效电阻R L的阻值为________；热敏电阻所处环境的温度约为________．图3解析：(3)因为电流表的最小刻度为5 mA，故读数时只需要精确到1 mA，因此电流表的读数为115 mA，而电压表的最小刻度为0.1 V ，故读数时要估读到0.01 V ，因此电压表的读数为5.00 V ．等效电阻R L ＝UI≈43.5 Ω，结合R L －t 图象可知热敏电阻所处环境的温度约为62.5 ℃.答案：(1)连线如图所示(2)R L －t 关系图线如图所示(3)115 mA 5.00 V 43.5 Ω 62.5 ℃。
2021年江苏高考物理复习课件：专题十一 交变电流、传感器
拓展二 变压器
一、理想变压器的分析与计算
基本 关系
功率关系 电压关系
电流关系 频率关系
P入=P出
原、副线圈的电压比等于匝数
比,公式:
U1 U2
=
n1 n2
只有一个副线圈时:
I1 I2
=
n2 n1
I
2 线
R线=
P2 U2
2
R线。
当输送功率一定时,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
1 n2
。
考点三 传感器
一、传感器的定义 传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分 等非电学量,并且能够把它们按照一定的规律转换为电流、电压等电学量, 或转换为电路的通断。 二、传感器的原理 传感器感受到的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度等,而 它输出的通常是电学量,如电压值、电流值、电荷量等,这些输出信号非常 微弱,通常经过放大后再送给控制系统产生各种控制动作。传感器的原理 可以表示为:
例1 边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈 在同一平面内的轴匀速转动,转速为n,线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t 变化的规律如图所示,图像中Φ0为已知。则下列说法正确的是 ( )
A.t1时刻线圈中感应电动势最大 B.t2时刻线圈中感应电流为零 C.匀强磁场的磁感应强度大小为 Φ0
解变压器相关问题时还应注意下列问题:
①变压器只能改变交流电压,若原线圈加直流电压,则副线圈输出电压为
零,并且由于线圈对直流电无感抗,而使电流很大(相当于短路),易损坏直流电
2021版高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 4 章末热点集训(含解析)
章末热点集训热点1 交变电流的产生和描述(多选)如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线框在磁感应强度为B的匀强磁场中，以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻，则下列说法正确的是( ）A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为e ＝NBSωsin ωtB．线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变错误!次C．线框从图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量为错误!D．电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关[解析］从图示位置开始计时，即从线框处于中性面位置开始计时，感应电动势瞬时值e＝NBSωsin ωt，A正确；线框通过中性面前后，流过电阻R的电流方向发生改变,每转1周电流方向改变2次，1秒钟内线框转动圈数为错误!＝错误!,故流过电阻R的电流方向改变2×错误!＝错误!次,B正确；线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量Δq＝IΔt＝ER＋rΔt＝N错误!，而ΔΦ＝BΔS⊥＝错误!BS，故Δq＝错误!，C正确；电压表的示数U＝错误!，而E＝错误!，故U∝ω，D错误．[答案］ABC为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验构思方案:第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中,线圈绕转轴OO1按图示方向匀速转动(ab 向纸外，cd向纸内），并从图甲所示位置开始计时．此时产生的交流电如图乙所示．第二次他仅将转轴移至ab边上，第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉,关于后两次的电流图象，下列说法正确的是( )A．第二次是A图 B．第二次是C图C．第三次是B图 D．第三次是D图解析:选D.第二次将转轴移到ab边上产生的感应电流，与第一次相同,第三次将OO1右侧磁场去掉，线圈在转动过程中只有一边切割，产生感应电动势的最大值为原来的错误!,因此选D.热点2 交变电流“四值”的应用(多选）（2020·湖南十二校联考）如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，其电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线O′O恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B。
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专题十一交变电流、传感器备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容交变电流的产生及描述认识交变电流。
能用公式和图像描述正弦交变电流。
由近几年的考题分析可知,本专题主要考查交变电流的四值、变压器和远距离输电的相关问题。
一般每年一考,而且多为选择题,难度中等。
主要考查考生的科学推理素养。
复习中,对于交变电流的产生要从电磁感应知识应用的角度透彻理解;交变电流的四值、变压器和远距离输电的相关问题是考试的热点,要熟练掌握;对于电感和电容在交流电路中的作用、传感器的基础知识和应用要有大概的了解,不可有知识漏洞。
变压器、远距离输电1.了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
2.知道远距离输电时采用高压输电的原因。
3.了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。
传感器1.知道非电学量转换成电学量的技术意义。
2.了解常见传感器的工作原理。
会利用传感器制作简单的自动控制装置。
【真题探秘】基础篇【基础集训】考点一交变电流的产生及描述1.下列提到的交流电,不是指交流电的有效值的是()A.电容器的击穿电压B.保险丝的熔断电流C.交流电压表的读数D.电动机铭牌上的额定电压1.答案A2.一矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转,所产生的交流电电动势瞬时值的表达式e=220sin10πt(V),则下列说法正确的是()A.该交流电的频率是10πHzB.该交流电动势的有效值是220VC.当t=0.05s时,电动势最大D.当t=0时,穿过线圈的磁通量为零2.答案C3.(2019江苏宿迁模拟,3)(多选)如图甲所示,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的变化曲线如图乙所示,若线圈匝数n=100,外接电阻R=70Ω,线圈电阻r=10Ω,则下列说法中不正确的是()A.通过线圈的最大电流为1.25AB.线圈的角速度为50rad/sC.电压表的示数为50√2VD.穿过线圈的最大磁通量为2Wbπ3.答案BCD考点二变压器、远距离输电4.(2017江苏南通一模,6)(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1,原线圈接在频率为50Hz的正弦交变电源上,电流表A为理想电表,副线圈两端接入一只“220V40W”的灯泡,此时灯泡正常发光,则()A.电流表的示数为0.18AB.电源的输出功率为40WC.电源的输出电压为1100VD.副线圈中交变电流的频率为10Hz4.答案BC5.(2019江苏常州月考,7)(多选)如图所示的变压器为理想变压器,副线圈连接的三个电阻的阻值大小为R1=R2=2r=2Ω,电流表为理想交流电表,原线圈输入正弦式交流电e=110√2sin100πt(V)。
开关S断开时,电阻r消耗的电功率为100W。
下列说法中正确的是()A.流过电阻r的电流方向每秒钟变化50次B.开关S闭合前、后,流过电阻R1的电流大小之比为2∶1C.开关S闭合前、后,电流表的示数大小之比为2∶3D.变压器原、副线圈的匝数之比为11∶35.答案CD6.(2019江苏徐州月考,7)(多选)在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为U,所用导线电阻率为ρ,横截面积为S,总长度为L,输电线损耗的电功率为P',用户得到的电功率为P用,则下列关于P'、P用的关系式正确的是()A.P'=P 2ρLU2S B.P'=U2SρLC.P用=P(1-PρLU2S ) D.P用=P-U2SρL答案AC考点三传感器7.街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄,利用了半导体的电学特性,制成了自动点亮和熄灭的装置,这是利用了半导体的()A.压敏性B.光敏性C.热敏性D.三性都用7.答案B8.(多选)下列说法正确的是()A.金属热电阻的电阻率随温度升高而减小B.干簧管是电控开关C.电熨斗中的双金属片上层金属的膨胀系数比下层大D.光敏电阻导电性能随光强增强而减小8.答案CD9.(多选)如图所示的火警报警装置,R1为热敏电阻,若温度升高,则R1的阻值会急剧减小,从而引起电铃两端电压的增加,当电铃两端电压达到一定值时,电铃会响,下列说法正确的是()A.要使报警的临界温度升高,可以适当增大电源的电动势B.要使报警的临界温度降低,可以适当增大电源的电动势C.要使报警的临界温度升高,可以把R2的滑片P适当向下移D.要使报警的临界温度降低,可以把R2的滑片P适当向下移9.答案BD【综合集训】拓展一交变电流的规律与描述1.(2020届江苏徐州六中月考,4)如图甲所示,将阻值为R=5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上,电流随时间变化的规律如图乙所示,电压表、电流表均为理想电表,下列说法正确的是()A.电压表两端读数为2.5VB.电阻R消耗的电功率为1.25WC.若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生,如图丙所示,当线圈的转速提升一倍时,电流表的示数为1AD.图乙所示交变电流与图丁所示电流比较,接同一电阻时的发热功率之比为1∶21.答案D2.(2019江苏新海高中月考,7)(多选)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像如图乙所示。
发电机线圈内阻为10Ω,外接一只电阻为90Ω的灯泡,不计电路其他部分的电阻,则下列说法正确的是()A.t=0时刻线圈平面与中性面重合B.每秒钟电流方向改变100次C.灯泡两端的电压为20VD.0~0.01s时间内通过灯泡的电荷量为9.0×10-3C2.答案AB拓展二变压器3.(2020届江苏苏州月考,6)(多选)在如图所示交流电路中,理想变压器原线圈接有交变电压u=10sin100πt(V),下列说法正确的是()A.当副线圈上滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光,向下滑动P可使灯泡变暗B.当副线圈上滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光,减小交流电源的频率可使灯泡变亮C.若将交变电压u=10sin100πt(V)加在10Ω的电阻两端,则该电阻消耗的电功率为5WD.若在原线圈两端接一理想交流电压表,在t=0.005s时,交流电压表的示数为5V3.答案AC4.(2020届江苏盐城高三月考,8)(多选)如图所示为变压器工作电路示意图,其中T为理想变压器,输电线电阻可等效为电阻r,灯L1、L2相同且阻值不变。
现保持变压器T的输入电压不变,滑片P处于图中位置,开关S断开,该状态下灯L1正常发光,则下列说法正确的是()A.仅闭合开关S,灯L1会变亮B.仅闭合开关S,r消耗的功率会变大C.仅将滑片P下移,r消耗的功率会变小D.仅将滑片P上移,电流表示数会变小4.答案BC5.(2018江苏南通一模,6)(多选)如图所示,理想变压器原线圈接电压为220V的正弦交流电,开关S接1时,原、副线圈的匝数比为11∶1,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω,电压表和电流表均为理想电表,下列说法正确的有()A.变压器输入功率与输出功率之比为1∶1B.1min内滑动变阻器产生的热量为40JC.仅将S从1拨到2,电流表示数减小D.仅将滑动变阻器的滑片向下滑动,两电表示数均减小5.答案AC拓展三常见的传感器6.(2019江苏南京期末,4)随着科学的发展与生活水平的提高,传感器已经进入日常生活。
如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1为光敏电阻(随光照强度的增强,阻值减小),R2为定值电阻,A、B接监控装置。
则下列说法正确的是()①当有人通过,遮蔽光线时,A、B之间的电压升高②当有人通过,遮蔽光线时,A、B之间的电压降低③当仅增大R2的阻值时,A、B之间的电压升高④当仅减小R2的阻值时,A、B之间的电压升高A.①③B.①④C.②③D.②④6.答案C7.(2018江苏百校联考,8)(多选)图示为一水箱水量检测工作原理图。
水箱内液面升、降情况可通过浮球的运动转换为改变电路中接入电阻的大小,最终由水量表来显示水箱中的储水量,控制电路中有一磁敏传感器A,当通过磁敏传感器A的磁通量高于设定的上限时触发电磁铁接通,电动机工作,对水箱进行补水(水路部分未画出);当通过磁敏传感器A的磁通量低于设定的下限时电磁铁断开,电动机停止工作。
下列对该原理图分析正确的有()A.液面下降时,变阻器R接入电路的电阻变大B.液面下降到一定高度时,通过磁敏传感器A的磁通量会增加至设定上限,触发电磁铁接通,电动机工作C.水箱中存储的水越多,通过水量表的电流越大D.水箱中存储的水越多,电池E的效率越高7.答案BD应用篇应用一交变电流有效值的应用【应用集训】1.如图所示,表示一交流电的电流随时间变化的图像,此交流电的有效值是()A.5√2AB.3.5√2AC.3.5AD.5A答案D2.(2020届江苏南京开学考,6)如图所示,N匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴匀速转动,线框面积为S,线框的电阻、电感均不计,外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管,二极管具有单向导电性,即正向电阻为零,反向电阻无穷大,下列说法正确的是()NBSA.交流电流表的示数I=ω2RB.一个周期内通过R的电荷量为0NBSC.R两端电压的有效值U=√2D.图示位置电流表的示数为0答案A应用二远距离输电【应用集训】1.(2020届江苏泰州月考,7)(多选)高压输电是减小输电电能损耗和电压损失的有效途径,中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。
假设甲、乙两地原先采用500kV的超高压输电,输电线上损耗的电功率为ΔP=100kW,损失的电压为ΔU=40V。
在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1000kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响,输电线上损耗的电功率变为ΔP',损失的电压变为ΔU',则()A.ΔP'=25kWB.ΔP'=50kWC.ΔU'=10VD.ΔU'=20V答案AD2.(2020届江苏常州调研,8)(多选)如图所示为某小型发电站高压输电示意图,变压器均为理想变压器,发电机输出功率恒定为48kW,在输电线路上接入一个电流互感器,其原、副线圈的匝数比为1∶20,电流表的示数为1A,输电线的总电阻为10Ω,下列说法正确的是()A.用户端的功率为44kWB.升压变压器的输出电压U2=2400VC.降压变压器的输入电压U3=2000VD.如果用户电压为220V,则降压变压器的原、副线圈匝数比为10∶1答案ABD【五年高考】A组基础题组1.(2019江苏单科,1,3分)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20V时,输出电压()A.降低2VB.增加2VC.降低200VD.增加200V1.答案D2.(2018江苏单科,2,3分)采用220kV高压向远方的城市输电。