高考试题分类解析-物理专题18交变电流和传感器

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【高考复习】2020版高考物理单元测试交变电流传感器(含答案解析)

2020版高考物理单元测试交变电流传感器1.一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改为110 V，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为( )A．200 B．400 C．1 600 D．3 2002.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同3.现代生活中，人们已更多地与电磁波联系在一起，并且越来越依赖于电磁波，关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是( )A．把带电体和永磁体放在一起，即可以在其周围空间中产生电磁波B．手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的C．医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用红外线实现成像的4.一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为P2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( )A．5 V B．5 2 V C．10 V D．10 2 V5.如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2=55∶1,原线圈接电压u=220sin 100πt V的交流电源,电表均为理想电表。

闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是( )A.副线圈交变电流的频率是100 HzB.电压表的示数为4 VC.滑动变阻器两端的电压先变大后变小D.电流表的示数变小6.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，使司机不仅可以防止对方汽车强光的刺激，也能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．以下措施中可行的是( ) A ．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 B ．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向也是竖直的C ．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D ．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向也是斜向右上45°7.如图所示，面积均为S 的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e=BS ωsin ωt 的图是( )8.一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甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，则外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A ．电压表的示数为220 VB ．电路中的电流方向每秒钟改变50次C ．灯泡实际消耗的功率为484 WD ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J9. (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 ，输电线损失的电功率为P′，用户得到的电功率为P 用，则下列关系式中正确的是( )A ．P ′=U 2S ρlB ．P ′=P 2ρl U 2SC ．P 用=P －U 2S ρlD ．P 用=P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－P ρl U 2S10. (多选)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 2m2R11. (多选)如图所示，理想变压器原线圈匝数n 1=1 210，副线圈匝数n 2=121，原线圈电压u=311sin100 πt (V)，负载电阻R=44 Ω，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为( )A ．A 1读数为0.05 AB ．V 1读数为311 VC ．A 2读数为0.5 AD ．V 2读数为31.1 V12. (多选)如图所示为某兴趣小组设计的一种发电装置，在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π，磁场均沿半径方向；矩形线圈abcd(d 点未在图中标出)的匝数为N ，其边长ab=cd=l ，bc=ad=2l ；线圈的总电阻为r ，外接电阻为R ；线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc 边和ad 边同时进、出磁场．在磁场中，bc 边和cd 边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直．则( )A ．bc 边和ad 边在磁场中运动时，线圈的感应电动势的大小为NBl 2ωB ．bc 边和ad 边在磁场中运动时，bc 边所受安培力的大小为4N 2B 2l 3ωR ＋rC ．通过R 的电流有效值为2NBl 2ωR ＋rD ．通过R 的电流有效值为4NBl 2ω＋.13.如图所示，交流发电机电动势的有效值E=20 V ，内阻不计，它通过一个R=6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V 0.25 W ”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)降压变压器原、副线圈匝数比； (2)发电机的输出功率．14.1897年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站建成，现已使用100多年．当时世界各地都在使用着费用高昂的直流电．而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电．若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为P=100 kW，输出电压为U1=250 V，用户需要的电压为U2=220 V，输电线电阻为R=10 Ω，若输电线中因生热而损失的功率为输送功率的4%.(1)画出此输电线路的示意图；(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比；(3)求降压变压器的最大输出电流I2(结果保留整数)．答案解析1.答案为：B ；解析：根据变压器的变压规律U 1U 2=n 1n 2，可求副线圈匝数为400，所以选项B 正确．2.答案为：B ；解析：声波、电磁波都能传递能量和信息，选项A 错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，选项B 正确；可见光属于电磁波，“B 超”中的超声波是声波，波速不同，选项C 错误；红外线波长较X 射线波长长，故选项D 错误．3.答案为：B ；解析：要产生电磁波，必须要有变化的磁场与变化的电场，即电磁场，电磁场在介质中传播产生电磁波，A 错误；通过电磁波可以实现各种通信，B 正确；“B 超”是利用了超声波的反射原理，C 错误；车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置是利用X 射线实现成像的，D 错误．4.答案为：C ；解析：根据P=U 2R ，对直流电有P=（10 V ）2R ，对正弦式交流电有P 2=U ′2R，所以正弦式交流电的有效值为U′=PR 2=102V ，故交流电源输出电压的最大值U m ′= 2 U ′=10 V ，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．5.答案为：B ；解析：由电压公式知交变电流的角速度为ω=100πrad/s,则频率f==50Hz,变压器不改变电流的频率,故副线圈交变电流的频率是50Hz,A 错误;原线圈两端的输入电压有效值为220V,由知,副线圈两端电压为U 2=4V,即为电压表的读数,故B 正确;在滑动变阻器的滑片P 从最上端滑到最下端的过程中,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,变压器的输出电流增大,则输入的电流也增大,即电流表的示数变大,定值电阻R 两端的电压变大,副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压变小,故C 、D 错误。

2024年高考物理实验重难点：交变电流、传感器相关实验(解析版)

交变电流、传感器相关实验学习目标对应题号目标01探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系1，2，8，9，10，11，12，13，14目标02各种传感器3，4，5，6，7，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，281(2017·浙江·高考真题)(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是。

A.有闭合铁芯的原副线圈B.无铁芯的原副线圈C.交流电源D.直流电源E.多用电表(交流电压挡)F.多用电表(交流电流挡)用匝数n a=60匝和n b=120匝的变压器，实验测量数据如下表：U1/V 1.80 2.80 3.80 4.90U2/V 4.00 6.018.029.98根据测量数据可判断连接电源的线圈是(填n a或n b)。

【答案】ACE n b【详解】(1)变压器的原理是互感现象的应用.是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源.则副线圈中不会有感应电流产生.题意为探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系.需要测量电压，所以需要一个测电压的仪器，所以需要的器材有A、有闭合铁芯的原副线圈；C交流电源;E多用电表交流电压挡;故选ACE根据题意.电压比与匝数比不相等.可知该变压器为非理想变压器，考虑到变压器有漏磁铁芯发热、导线发热等影响判断出U2为原线圈上电压大小，则判断出接电源的是n b.【点睛】本题主要考查探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，若是理想变压器则电压之比应该等于匝数之比，但实验数据表明电压之比不等于匝数之比，则说明此变压器有漏磁现象，根据电压之间的关系找到n b应该接电源．2(2017·浙江·高考真题)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆的周期时，图中(填“甲”“乙”或“丙”)作为计时开始与终止的位置更好些．(2)如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是(填字母)．A.用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈B.测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表C.原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，则副线圈电压大于原线圈电压D.为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响【答案】乙AD/DA【详解】(1)[1]在测量单摆的周期时，一般选取摆球经过最低处时记录，所以选择乙图；(2)[2]AD．变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关，因此需要用可拆卸的变压器研究，AD正确；B．变压器只能对交变电流的电压有作用，不能用直流电压表，B错误；C．根据理想变压器原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知，原线圈接0、8，副线圈接0、4，那么副线圈的电压小于原线圈电压，C错误。

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。

高中物理高考试卷考点之交变电流与传感器和电磁感应知识汇总,带参考答案共十三页

高中物理高考试卷考点之交变电流与传感器和电磁感应知识汇总，带参考答案本文收集整理了高中物理高考试卷交变电流、传感器和电磁感应知识，并配上详细参考答案，内容全共十三页。

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第一部分交变电流、传感器知识1.（2017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28πJ答案：AD 解析：本题考查交变电流.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 时，感应电动势为0，C 错误；感应电动势最大值 ()()m 1000.04V 422V 2m EN B S N T ππωπ==Φ=⨯⨯= ，有效值()()()2224V 22V 8J2E E ，Q T R πππ=⨯=== ，D 正确. 2.（2017海南卷）如图，电阻R 、电容C 和电感L 并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源．当电路中交流电的频率为f 时，通过R 、C 和L 的电流有效值恰好相等．若将频率降低为f ，分别用I 1、I 2和I 3表示此时通过R 、C 和L 的电流有效值，则（）A ．I 1＞I 3B ．I 1＞I 2C ．I 3＞I 2D ．I 2=I 3答案：BC 解析：将频率降低时，通过R 的电流不变，电容器的容抗增大，通过C 的电流减小，则有I1＞I2．电感线圈的感抗减小，通过L的电流增大，则有I3＞I2．故AD错误，BC正确．3.（2017北京卷）如图所示，理想变压器的原线圈接在2202s i nπ(V)u t的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是A．原线圈的输入功率为2202WB．电流表的读数为1 AC．电压表的读数为1102VD．副线圈输出交流电的周期为50 s答案：B解析：电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为110 V，C错误；流过电阻R的电流为2 A，可知负载消耗的功率为220 W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为220 W，A错误；由P=UI可知，电流表的读数为1 A，B正确，由交变电压瞬时值表达式可知，ω=100π rad/s，周期T=0.02 s，D错误.4.（2017江苏卷）某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则A．电感L1的作用是通高频B．电容C2的作用是通高频C．扬声器甲用于输出高频成分D．扬声器乙用于输出高频成分答案：BD解析：本题考查电感、电容对交流电的作用.电感线圈有通低频、阻高频的作用，因此A项错误；电容器有通高频、阻低频的作用，因此B项正确；由此可以判断，扬声器甲主要用于输出低频成分，扬声器乙用于输出高频成分，C项错误，D项正确.第二部分电磁感应知识1.（2017天津卷）如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是A．ab中的感应电流方向由b到aB ．ab 中的感应电流逐渐减小C ．ab 所受的安培力保持不变D ．ab 所受的静摩擦力逐渐减小答案：D解析：导体棒ab 、电阻R 、导轨构成闭合回路，磁感应强度均匀减小（k t B =∆∆为一定值），则闭合回路中的磁通量减小，根据楞次定律，可知回路中产生顺时针方向的感应电流，ab 中的电流方向由a 到b ，故 A 错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势BS E kS t t Φ∆∆⋅===⋅∆∆，回路面积S 不变，即感应电动势为定值，根据欧姆定律R E I =，所以ab 中的电流大小不变，故B 错误；安培力BIL F =，电流大小不变，磁感应强度减小，则安培力减小，故C 错误；导体棒处于静止状态，所受合力为零，对其受力分析，水平方向静摩擦力f 与安培力F 等大反向，安培力减小，则静摩擦力减小，故D 正确.2.（2017全国卷Ⅰ）扫描隧道显微镜（STM ）可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示.无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是答案：A解析：本题考查电磁感应、电磁阻尼及其相关的知识点.施加磁场来快速衰减STM 的微小振动，其原理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流，则其受到安培力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减.方案A 中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它的磁通量都发生变化；方案B 中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不变，当紫铜薄板向右振动时，通过它的磁通量不变；方案C 中，紫铜薄板上下振动、左右振动时，通过它的磁通量可能不变；方案D 中，当紫铜薄板上下振动时，紫铜薄板中磁通量可能不变.综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A.3. （2017浙江卷）如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相反大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内.则A.b点的磁感应强度为零B. ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里C.cd导线受到的安培力方向向右D.同时改变了导线的电流方向，cd导线受到的安培力方向不变答案：D解析：由右手螺旋定则可知.cdJ导线和ef导线在b处产生的磁场方向都垂直纸面向外.所以由矢量合成知b处的磁感应强度垂直纸面向外.故A错误:由右手螺旋定则知ef导线在左侧产生的磁感应强度垂直纸面向外，故B错误:由左手定则知.cd导线受到的安培力方向向左.故C错误:由题意可知，cd导线所处的位置磁汤方向发生改变，但同时自身电流方向向也发生改变，由左手定则知cd导线所受安培力方向不变.故D正确4.（2017全国卷Ⅰ）如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:1:3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3:3:1答案：BC解析：本题考查安培定则、左手定则、磁场叠加、安培力及其相关的知识点.由安培定则可判断出L2在L1处产生的磁场(B21)方向垂直L1和L2的连线竖直向上，L3在L1处产生的磁场(B31)方向垂直L1和L3的连线指向右下方，根据磁场叠加原理，L3和L2在L1处产生的合磁场(B合1)方向如图1所示，根据左手定则可判断出L1所受磁场作用力的方向与L2和L3的连线平行，选项A错误；同理，如图2所示，可判断出L3所受磁场(B合3)作用力的方向(竖直向上)与L1、L2所在的平面垂直，选项B正确；同理，如图3所示，设一根长直导线在另一根导线处产生的磁场的磁感应强度大小为B ，根据几何知识可知，B B =1合，B B =2合，B B33=合，由安培力公式可知，L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小与该处的磁感应强度大小成正比，所以L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3:1:1，选项C 正确，D 错误.5.（2017全国卷Ⅲ）如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ，一圆环形金属线框T 位于回路围成的区域内，线框与导轨共面.现让金属杆PQ 突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是A ．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿逆时针方向B ．PQRS 中沿顺时针方向，T 中沿顺时针方向C ．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿逆时针方向D ．PQRS 中沿逆时针方向，T 中沿顺时针方向答案：D解析：因为PQ 突然向右运动，由右手定则可知，PQRS 中有沿逆时针方向的感应电流，穿过T 中的磁通量减小，由楞次定律可知，T 中有沿顺时针方向的感应电流，D 正确，ABC 错误.6.（2017全国卷Ⅲ）如图，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零.如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为A ．0B 033C 0233BD ．2B 0 答案：C解析：如图1所示，P 、Q 中电流在a 点产生的磁感应强度大小相等，设为B 1，由几何关系有103B B =，如果让P 中的电流反向、其他条件不变，如图2所示，由几何关系可知，a点处磁感应强度的大小为22010233B B B B =+=，故选C.7.（2017北京卷）图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，L 1和L 2为电感线圈.实验时，断开开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S 2，灯A 2逐渐变亮，而另一个相同的灯A 3立即变亮，最终A 2与A 3的亮度相同.下列说法正确的是A ．图1中，A 1与L 1的电阻值相同B ．图1中，闭合S 1，电路稳定后，A 1中电流大于L 1中电流C ．图2中，变阻器R 与L 2的电阻值相同D ．图2中，闭合S 2瞬间，L 2中电流与变阻器R 中电流相等答案：C解析：断开开关S 1瞬间，灯A 1突然闪亮，由于线圈L 1的自感，通过L 1的电流逐渐减小，且通过A 1，即自感电流会大于原来通过A 1的电流，说明闭合S 1，电路稳定时，通过A 1的电流小于通过L 1的电流，L 1的电阻小于A 1的电阻，AB 错误；闭合S 2，电路稳定时，A 2与A 3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R 与L 2的电阻值相同，C 正确；闭合开关S 2，A 2逐渐变亮，而A 3立即变亮，说明L 2中电流与变阻器R 中电流不相等，D 错误.8.（2017全国卷Ⅱ）两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1 m 、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图（a ）所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd 边于t =0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b ）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）.下列说法正确的是A ．磁感应强度的大小为0.5 TB ．导线框运动速度的大小为0.5 m/sC ．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D ．在t =0.4 s 至t =0.6 s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N答案：BC解析：由E –t 图象可知，线框经过0.2 s 全部进入磁场，则速度0.1m /s =0.5m /s 0.2l v t ==，选项B 正确；E =0.01 V ，根据E =BLv 可知，B =0.2 T ，选项A 错误；根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C 正确；在t =0.4 s 至t =0.6 s 这段时间内，导线框中的感应电流0.01A 2A 0.005E I R ===，所受的安培力大小为F =BIL =0.04 N ，选项D 错误；故选BC.9.（2017海南卷）如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd ，其上、下两边均为磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距．若线框自由下落，从ab 边进入磁场时开始，直至ab 边到达磁场下边界为止，线框下落的速度大小可能（）A ．始终减小B ．始终不变C ．始终增加D ．先减小后增加答案：CD解析：A 、导线框开始做自由落体运动，ab 边以一定的速度进入磁场，ab 边切割磁场产生感应电流，根据左手定则可知ab 边受到向上的安培力，当安培力大于重力时，线框做减速运动，当线框完全进入磁场后，线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动，故先减速后加速运动，故A 错误、D 正确；B 、当ab 边进入磁场后安培力等于重力时，线框做匀速运动，当线框完全进入磁场后，线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动，故先匀速后加速运动，故A 错误；C 、当ab 边进入磁场后安培力小于重力时，线框做加速运动，当线框完全进入磁场后，线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速增大的加速运动，故加速运动，故C正确.10.（2017全国卷Ⅱ）某同学自制的简易电动机示意图如图所示.矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴.将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方.为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉答案：AD解析：为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，将左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受安培力水平而转动，转过一周后再次受到同样的安培力而使其转动，选项A正确；若将左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，则当线圈在图示位置时，线圈的上下边受安培力水平而转动，转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动，选项B正确；左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，电路不能接通，故不能转起来，选项C错误；若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉，这样当线圈在图示位置时，线圈的上下边受安培力水平而转动，转过半周后电路不导通，转过一周后再次受到同样的安培力而使其转动，选项D正确；故选AD.11.（2017江苏卷）如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻．质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ 的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v．导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：（1）MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小l；（2）MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；（3）PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P．答案：（1）0Bdv I R = （2）220B d v a mR = （3）2220()Bd v v P R-= 解析：（1）感应电动势0Bdv E =；感应电流R E I =;解得RBdv I 0= (2)安培力F =BId ; 牛顿第二定律F =ma ; 解得mRv d B a 022= (3)金属杆切割磁感线的速度v v v -='0，则感应电动势)(0v v Bd E -= 电功率R E P 2= ; 解得Rv v d B P 2022)(-= 12.（2017北京卷）发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN 、PQ 固定在水平面内，相距为L ，电阻不计.电阻为R 的金属导体棒ab 垂直于MN 、PQ 放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v （v 平行于MN ）向右做匀速运动.图1轨道端点MP 间接有阻值为r 的电阻，导体棒ab 受到水平向右的外力作用.图2轨道端点MP 间接有直流电源，导体棒ab 通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I .（1）求在Δt 时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能.（2）从微观角度看，导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a ．请在图3（图1的导体棒ab ）、图4（图2的导体棒ab ）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b ．我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功.那么，导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电动机”为例，通过计算分析说明.答案：（1）222B L v t R r∆+ B L v t ∆ （2）a ．如答图3、答图4 b ．见解析解析：(1)题图1中,电路中的电流rR BLv I +=1棒ab 受到的安培力L BI F 11= 在Δt 时间内,“发电机”产生的电能等于棒ab 克服安培力做的功rR t v L B t v F E +∆=∆⋅=2221电题图2中，棒ab 受到的安培力F 2=BIL在Δt 时间内，“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab 做的功2E F v t B I L v t =⋅∆=∆机（2）a ．题图3中，棒ab 向右运动，由左手定则可知其中的正电荷受到b →a 方向的洛伦兹力，在该洛伦兹力作用下，正电荷沿导体棒运动形成感应电流，有沿b →a 方向的分速度，受到向左的洛伦兹力作用；题图4中，在电源形成的电场作用下，棒ab 中的正电荷沿a →b 方向运动，受到向右的洛伦兹力作用，该洛伦兹力使导体棒向右运动，正电荷具有向右的分速度，又受到沿b →a 方向的洛伦兹力作用.如答图3、答图4.b.设自由电荷的电荷量为q ,沿导体棒定向移动的速率为u .如图4所示,沿棒方向的洛伦兹力qvB f ='1,做负功t qvBu t u f W ∆-=∆'-=11 垂直棒方向的洛伦兹力quB f ='2, 做正功t quBv t v f W ∆=∆'=22 所以W 1=-W 2,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零.1f '做负功,阻碍自由电荷的定向移动,宏观上表现为“反电动势”,消耗电源的电能;2f '做正功,宏观上表现为安培力做正功,使机械能增加.大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能;在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用.13.（2017海南卷）如图，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，轨间距为l ，左端连有阻值为R 的电阻．一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场区域．已知金属杆以速度v 0向右进入磁场区域，做匀变速直线运动，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度恰好为零．金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好．除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计．求金属杆运动到磁场区域正中间时所受安培力的大小及此时电流的功率．答案：金属杆运动到磁场区域正中间时所受安培力的大小，此时电流的功率为.解析：由题意可知，开始时导体棒产生的感应电动势为：E=Blv0，依据闭合电路欧姆定律，则电路中电流为：I=，再由安培力公式有：F=BIl=；设导体棒的质量为m，则导体棒在整个过程中的加速度为：a==设导体棒由开始到停止的位移为x，由运动学公式：0﹣解得：x==；故正中间离开始的位移为：x中=；设导体棒在中间的位置时的速度为v，由运动学公式有：v2﹣v02=2ax中解得：v=则导体棒运动到中间位置时，所受到的安培力为：F=BIl=；导体棒电流的功率为：P=I2R=；14.（2017天津卷）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器.电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计.炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触.首先开关S接1，使电容器完全充电.然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），MN开始向右加速运动.当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨.问：（1）磁场的方向；（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少.答案：（1）磁场的方向垂直于导轨平面向下（2）mR BEl a = （3）mC l B E C l B Q +=222222（3）电容器放电前所带的电荷量CEQ =1 开关S 接2后，MN 开始向右加速运动，速度达到最大值v m 时，MN 上的感应电动势：m E B l v '=最终电容器所带电荷量E CQ '=2 设在此过程中MN 的平均电流为I ，MN 上受到的平均安培力：l I B F ⋅⋅=由动量定理，有：m0F t m v ⋅∆=- 又：12I t Q Q ⋅∆=-整理的：最终电容器所带电荷量Q 2本文收集整理了高中物理高考试卷交变电流、传感器和电磁感应知识，并配上详细参考答案，内容全共十三页。

2019高考物理专题交变电流和传感器含试题解析

交变电流和传感器1．（2014温州十校第一次联考）理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个分别标有“12V，6W”、“12V，12W”的小灯泡并联在副线圈的两端，当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是（）A.120V，0.10AB.240V，0.025AC.120V，0.05AD.240V，0.075A2．（2014河北省唐山市摸底考试）如图所示，自耦变压器的输出端有ABC三个完全相同的小灯泡，且认为小灯泡的电阻不受温度的影响，将正弦交流电接入自耦变压器的输入端。

开始时自耦变压器的滑片P处于某一位置，电键S闭合，三个小灯泡均发光。

；操作过程中，小灯泡两端电压均未超过其额定值。

下列说法中正确韵是A．将自耦变压器的滑片p向上滑动，三个灯泡将变暗B．将自耦变压器的滑片p向上滑动，三个灯泡将变亮C．将电键S断开，为保证AB两灯功率不变，需将自耦变压器的滑片p向上滑动D．将电键S断开，为保证AB两灯功率不变，需将自耦变压器的滑片p向下滑动解析：将自耦变压器的滑片p向上滑动，输入端匝数增大，输出端电压降低，三个灯泡将变暗，选项A正确B错误。

将电键S断开，变压器输出电流减小，灯泡AB电压增大，为保证AB两灯功率不变，需将自耦变压器的滑片p向上滑动，选项C正确D错误。

【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。

3．（2014广东十校第一次联考）某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图像如图所示,下列说法中正确的是()A.交变电流的频率为0.02 HzB.交变电流的瞬时表达式为i=5cos(50πt) AC.在t=0.01 s时,穿过交流发电机线圈的磁通量为零D.若发电机线圈电阻为0.4 Ω,则其产生的热功率为5 W4．（河南省十所名校2014届高三第一次阶段测试）图乙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感线垂直的转轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。

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.。

高考物理一轮复习题：交变电流、传感器、电磁感应含答案

2022届高考物理：交变电流、传感器、电磁感应一轮复习题含答案一、选择题。

1、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象如图乙所示。

已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则()A．电流表的示数为0.31 AB．线圈转动的角速度为50π rad/sC．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J2、（双选）两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。

当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（）A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速增大C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大3、一根直导线长0.1 m，在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中以10 m / s的速度匀速运动，则导线中产生的感应电动势（）A．一定为0.1 V B．可能为零C．可能为0.01 V D．最大值为0.1 V4、(双选)一含有理想变压器的电路如图所示，其中A、B、C、D为四个完全相同的电阻，在a、b端输入电压为U0的交流电，当开关S断开时，A、B、C三个电阻中的电流大小相等，以下说法正确的是()A．变压器原、副线圈匝数比为2:1B．闭合开关S前，变压器副线圈两端电压为U0 3C．闭合开关S, A中电流变小D．闭合开关S，B、C中电流都变大5、如图所示，接在理想变压器回路中的四个规格完全相同的灯泡均正常发光，则该理想变压器的匝数比n1∶n2∶n3为()A．3∶2∶1 B．3∶1∶1 C．1∶1∶1 D．4∶2∶16、如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1=1 100匝，副线圈的匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220sin(100π t)V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是()A.交流电的频率为100 HzB.电压表的示数为44 VC.电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.变压器的输入功率大于输出功率7、一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为E m，下列说法中正确的是()A．当磁通量为零时，感应电动势也为零B．当磁通量减小时，感应电动势也减小C．当磁通量等于0．5Φm时，感应电动势等于0．5E mD．角速度ω等于E m Φm8、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e＝2002·sin 100πt(V)，下列说法正确的是()A．该交变电流的频率是100 HzB．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直C．当t＝1200s时，e达到峰值D．该交变电流的电动势的有效值为200 2 V*9、如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线AB中通有恒定电流，，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（）A．先abcda，再dcbad，后abcdaB．先abcda，后dcbadC．始终是dcbadD．先dcbad，再abcda，后dcbad*10、穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb，则（）A．线圈中的感应电动势每秒钟增加2 VB．线圈中的感应电动势每秒钟减少2 VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势保持不变*11、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20 V时，输出电压()A．降低2 V B．增加2 V C．降低200 V D．增加200 V*12、如图，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，R T为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，则()A．P向左滑动时，变压器的输出电压变大B．P向左滑动时，变压器的输入功率变大C．R T温度升高时，灯L变亮D．R T温度升高时，适当向右滑动P可保持灯L亮度不变13、（双选）电流互感器和电压互感器如图所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则()A．A为电流互感器，且n1<n2，a是电流表B．A为电压互感器，且n1>n2，a是电压表C．B为电流互感器，且n3<n4，b是电流表D．B为电压互感器，且n3>n4，b是电压表14、有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡。

2024年高考物理真题和模拟题分类汇编专题11交变电流传感器含解析

专题11 交变电流传感器选择题1. (2024·浙江卷)如图所示，虚线是正弦沟通电的图像，实线是另一沟通电的图像，它们的周期T 和最大值m U 相同，则实线所对应的沟通电的有效值U 满意( )A. 2mU U = B. 22mU U = C. 22mU U > D. 22mU U < 答案D 解析：因虚线是正弦沟通电的图像，则该沟通电的有效值为2=22m mU U U =有效值由图可知，在随意时刻，实线所代表的沟通电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦沟通电的瞬时值，则实线所代表的沟通电的有效值小于虚线表示的正弦沟通电的有效值，则22mU U < 故选D 。

2. (2024·湖南卷)如图，志向变压器原、副线圈匝数比为12:n n ，输入端C 、D 接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L 1、L 2的阻值始终与定值电阻0R 的阻值相同。

在滑动变阻器R 的滑片从a 端滑动到b 端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是( )A. L 1先变暗后变亮，L 2始终变亮B. L 1先变亮后变暗，L 2始终变亮C. L 1先变暗后变亮，L 2先变亮后变暗D. L 1先变亮后变暗，L 2先变亮后变暗答案A 解析：副线圈的总电阻为200111ap pbR R R R R =+++ 解得()()()()()()002002appbap pb appbR R R R R R R R R R RR R R R +⋅++⋅+==++++则滑动变阻器R 的滑片从a 端滑到b 端过程中，副线圈的总电阻选增大后减小，依据等效电阻关系有12221212122122221=n U U n n U nR R n I n I n I n ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭等则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有10U I R R =+等，1212n I I n =1I 先减小后增大，2I 先减小后增大，则1L 先变暗后变亮，依据110U U I R =-，2211n U U n =由于1I 先减小后增大，则副线圈的电压2U 先增大后减小，通过L 2的电流为220L pbU I R R =+则滑动变阻器R 的滑片从a 端滑到b 端过程中，pb R 渐渐减小，副线圈的电压2U 增大过程中 2L I 增大；在副线圈的电压2U 减小过程中，通过R 0的电流为020R apU I R R =+ap R 渐渐增大，则0R I 越来越小，则022L R I I I ↑=↑-↓则1L 先变暗后变亮，2L 始终变亮；故选A 。

近三年物理高考-交流电传感器-高考物理真题分类解析(2017-2019)

专题11交流电传感器近3年高考物理试题分类解析1. 2019天津卷8题.单匝闭合矩形线框电阻为R ，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t 的关系图像如图所示。

下列说法正确的是（）A.2T时刻线框平面与中性面垂直B.线框的感应电动势有效值为mTΦ C.线框转一周外力所做的功为22m2πRTΦD.从0t =到4Tt =过程中线框的平均感应电动势为m πTΦ 【答案】 8.BC【解析】逐项研究A. 因为t=0时线框在中性面，所以A 错误；B.感应电动势t S B e ωωsin =，其中最大值s B E m ω=，所以有效值为==2m E E 2S B ω，其中m BS Φ=，T πω2=,代入得=E mTΦ，B 正确； C. 线框转一周外力所做的功转化为电能，RT I W 2=，其中电流==RE I RT m Φπ2，代入得W=22m2πRTΦ，C 正确；D. 从0t =到4Tt =过程中线框的平均感应电动势为T E E m m Φ=⋅=42__π，D 错误。

所以本题选BC 。

2. 2019江苏卷1题．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20 V 时，输出电压（A ）降低2 V （B ）增加2 V（C ）降低200 V （D ）增加200 V【答案】1．D 【解析】变压比公式10121=U U ，10120221=∆+++U U U ，解得V U 2002=∆. 3. 2018年全国3卷16题．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变电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正。

该电阻上电压的峰值为u 0，周期为T ，如图所示。

则Q 方: Q正等于A ．C ．1:2D ．2:1【解析】根据交流电有效值的概念Q 方T R u 20=，Q 正=R Tu ⋅20)2(，得Q 方: Q 正=2:1 【答案】16．D 4.2017年天津卷第3题3．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R 。

高考物理试题分类汇编及答案解析交变电流与传感器

高考物理试题分类汇编及答案解析交变电流与传感器1、（北京卷21－（1））热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。

图1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影响更________（选填“敏感”或“不敏感”）。

【答案】增强、敏感。

2、（全国卷Ⅰ－16）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1，R2和R3的阻值分别为3Ω，1Ω，4Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。

当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。

该变压器原、副线圈匝数比为（）。

A.2B.3C.4D.5【答案】B。

3、（全国卷Ⅲ－19）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。

当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。

下列说法正确的是（）。

A.原、副线圈砸数之比为9:1B. 原、副线圈砸数之比为1:9C.此时a和b的电功率之比为9:1D.此时a和b的电功率之比为1:94、（全国卷Ⅲ－21）21.如图，M为半圆形导线框，圆心为O M；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线O M O N的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。

现使线框M、N在t=0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M和O N的轴，以相同的周日T逆时针匀速转动，则（）。

A.两导线框中均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在时，两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等5、（四川卷－2）如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则（）。

A. 小灯泡变亮。

B. 小灯泡变暗C. 原、副线圈两段电压的比值不变D. 通过原、副线圈电流的比值不变答案：B。

交变电流(解析版)—三年(2022-2024)高考物理真题汇编(全国通用)

交变电流考点01 交变电流的产生1. （2024年高考山东卷）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。

线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。

若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（）A. B.C. D.【答案】C 【解析】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为：sin e E t w =由题图丙可知，磁场区域变化后，当sin E t w =π3时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x 轴的边长变为：π2cos 3d d d =¢=C 正确。

4. （2024年高考辽宁卷）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于OP 。

导体棒两端的电势差u 随时间t 变化的图像可能正确的是（）A. B. C. D.【参考答案】C 【名师解析】导体棒匀速转动，设线速度为v ，设导体棒从A 到C 过程，棒转过的角度为q ，如图所示，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为 cos v v q^=可知导体棒垂直磁感线的分速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过B 点和B 点关于P 点的对称点时，电流方向发生变化，根据 u BLv =⊥=BLvcos θ，可知导体棒两端电势差u 随时间t 变化的图像为余弦图像。

1. （2023高考湖南卷）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。

大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4:1，小轮与线圈固定在同一转轴上。

线圈是由漆包线绕制而成的边长为L 的正方形，共n 匝，总阻值为R 。

磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B 的匀强磁场。

大轮以角速度w 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。

2004-十年高考物理大全分类解析专题18 交变电流和传感器

2004-2013十年高考物理大全分类解析专题18 交变电流和传感器一．2013年高考题1. （2013高考山东理综第14题）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为交流电流表。

线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是A．电流表的示数为10AB．.线圈转动的角速度为50πrad/sC．.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左2。

(2013高考江苏物理第8题)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P 处于图示位置时，灯泡L能发光。

要使灯泡变亮，可以采取的方法有（A）向下滑动P（B）增大交流电源的电压（C）增大交流电源的频率（D）减小电容器C的电容答案：BC解析：要使灯泡变亮，可以采取的方法有：向上滑动P，或增大交流电源的电压，增大交流电源的频率，或增大电容器C的电容，选项BC正确AD错误。

3．（2013高考天津理综物理第4题）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd，为了使电流表能正常工作，则A.ab接MN、cd接PQ，I ab<I cdB. ab接MN、cd接PQ，I ab>I cdC.ab接PQ、cd接MN，I ab<I cdD.ab接PQ、cd接MN，I ab>Icd4．（2013高考四川理综第2题）用220V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110V，通过负载的电流图象如图所示，则A.变压器输入功率约为3.9WB.输出电压的最大值是110VD.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100πt+π/2)A5. （2013高考广东理综第16题）如图5，理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=2:1，○V 和○A 均为理想电表，灯泡电阻R L =6Ω，AB 端电压t u π100sin 2121=(V).下列说法正确的是 A.电流频率为100HzB. ○V 的读数为24V C. ○A 的读数为0.5A D. 变压器输入功率为6W6. （2013高考福建理综第15题）如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω的电阻。

(完整版)近三年物理高考-交流电传感器-高考物理真题分类解析(2017-2019)

下列说法正确的是（）A.2T时刻线框平面与中性面垂直 B.线框的感应电动势有效值为m2πTΦ C.线框转一周外力所做的功为22m2πRTΦD.从0t =到4Tt =过程中线框的平均感应电动势为m πTΦ 【答案】 8.BC【解析】逐项研究A. 因为t=0时线框在中性面，所以A 错误；B.感应电动势t S B e ωωsin =，其中最大值s B E m ω=，所以有效值为==2m E E 2S B ω，其中m BS Φ=，T πω2=,代入得=E m2πTΦ，B 正确； C. 线框转一周外力所做的功转化为电能，RT I W 2=，其中电流==RE I RT m Φπ2，代入得W=22m2πRTΦ，C 正确；D. 从0t =到4Tt =过程中线框的平均感应电动势为T E E m m Φ=⋅=42__π，D 错误。

所以本题选BC 。

该电阻上电压的峰值为u 0，周期为T ，如图所示。

则Q 方: Q正等于A ．1:2B ．2:1C ．1:2D ．2:1【解析】根据交流电有效值的概念Q 方T R u 20=，Q 正=R Tu ⋅20)2(，得Q 方: Q 正=2:1 【答案】16．D 4.2017年天津卷第3题3．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R 。

2020高考物理复习：交变电流变压器传感器的简单应用考点分析及解题方法总结

交变电流、变压器、传感器的简单应用高考命题规律考点一交变电流的产生及其描述命题角度交变电流的产生及其描述高考真题体验·对方向1.(2018全国Ⅲ·16)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∶B.∶1C.1∶2D.2∶1答案D解析对于方波交流电源,电压的有效值和最大值相等,即u方=u0,在周期T内产生的热量为Q方=·T,对于正弦交流电源,电压的有效值u正=,在周期T内产生的热量为Q正=·T,整理可得Q方∶Q正=2∶1,选项D正确.2.(多选)(2016全国Ⅲ·21)如图,M为半圆形导线框,圆心为O M;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为O N;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线O M O N的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面且过O M和O N的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则()A.两导线框中均会产生正弦交变电流B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在t=时,两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等答案BC解析因半径、周期相同,故两线框进入磁场过程产生的感应电动势大小为e0=BωR2=B·R2=,两线框中产生的电动势瞬时值随时间关系分别如图甲、乙.所以选项A错误,选项B、C正确.由有效值定义可知M、N线圈中电流的有效值不相等,D 项错误.1.明确交变电流“四值”的应用特点(1)最大值:分析电容器的耐压值;(2)瞬时值:计算闪光电器的闪光时间、线圈某时刻的受力情况;(3)有效值:电表的读数及计算电热、电功、电功率及保险丝的熔断电流;(4)平均值:计算通过电路截面的电荷量.2.掌握交变电流瞬时值表达式的基本书写思路(1)确定正、余弦交变电流的峰值,根据已知图象或公式E m=NBSω,求出相应最大值.(2)明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式.①线圈从中性面开始计时,e=E m sin ωt.②线圈从垂直于中性面开始计时,e=E m cos ωt.典题演练提能·刷高分1.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦图象如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则()A.电压表的示数为220 VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484 WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J答案D解析由甲图可知E m=220V,所以有效值E=220 V,电压表示数U=E=209 V,故A错误;由甲图可知周期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n=2×次=100次,故B错误;灯泡实际消耗的功率P=W≠484 W,故C错误;发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q=-t=×1 J=24.2 J,故D正确.2.如图所示,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.已知磁感应强度B=0.50 T,线圈匝数N=100匝,边长L ab=0.20 m,L bc=0.10 m,转速n=3 000 r/min.若以线圈平面与磁场夹角θ=30°时为计时起点,电动势的瞬时值的表达式为()A.e=314sin100πt+VB.e=314sin100πt-VC.e=314sin100πt+VD.e=314sin100πt-V答案B解析ω=2πn=100π rad/s;交变电流的最大值E m=NBωS=100×0.5×100π×0.20×0.10 V=100π V,则电动势的瞬时值的表达式为e=314sin100πt-V,故选B.3.(2019重庆4月调研)图甲为小型发电机的结构简图,通过线圈在两磁极间转动给小灯泡供电,已知小灯泡获得的交变电压如图乙.则下列说法正确的是()A.甲图中电压表的示数为6VB.乙图中的0时刻就是甲图所示时刻C.乙图中0.5×10-2 s时刻,穿过甲图中线圈的磁通量最小D.乙图中1.0×10-2 s时刻,穿过甲图中线圈的磁通量最小答案C解析甲图中电压表的示数为交变电流的有效值:U=V=6 V,选项A错误;乙图中的0时刻感应电动势为零,而甲图所示时刻,感应电动势最大,选项B错误;乙图中0.5×10-2 s时刻,感应电动势最大,则此时穿过甲图中线圈的磁通量最小,选项C正确;乙图中1.0×10-2 s时刻感应电动势为零,则此时穿过甲图中线圈的磁通量最大,选项D错误.4.(2019山东聊城二模)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,若外接电阻R=70 Ω,线圈电阻r=10 Ω,则下列说法正确的是()A.线圈的角速度为100 rad/sB.0.01 s末穿过线圈的磁通量最大C.通过线圈的最大电流为1.25 AD.电压表的示数为87.5 V答案Crad/s=50π rad/s.故A 解析由图乙知,交流电的周期T=4×10-2 s,线圈转动的角速度ω=-项错误;由图乙知,0.01 s末线圈产生的感应电动势最大,则0.01 s末线圈平面与磁场平行,线圈的磁通量为0.故B项错误;由图乙知,线圈产生感应电动势的最大值E m=100 V,则线圈的最大电流I m=A=1.25 A.故C项正确;线圈产生感应电动势的有效值E=V=50V,电压表的示数U=·R=×70 V≈61.9 V.故D项错误.考点二理想变压器、电能的输送命题角度1理想变压器原理理解高考真题体验·对方向1.(2016全国Ⅰ·16)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω,A为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定.当开关S 断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()A.2B.3C.4D.5答案B解析理想变压器的输入功率和输出功率相等,当开关断开时,有(U-IR1)I=(R2+R3),即(U-3 Ω×I)I=×5 Ω①;当开关闭合时,有(U-4IR1)·4I=×R2,即(U-12Ω×I)·4I=×1 Ω②.①÷②得U=48 Ω×I,代入①可解得=3,选项B正确.2.(多选)(2016全国Ⅲ·19)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是()A.原、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为1∶9C.此时a和b的电功率之比为9∶1D.此时a和b的电功率之比为1∶9答案AD解析设灯泡的额定电压为U0,当U=10U0时,因两灯泡均正常发光,故变压器原线圈的输入电压为U1=U-U0=9U0,副线圈的输出电压U2=U0.因,故,选项A正确,选项B错误;由变压器电流关系,得,则此时a、b的电功率之比为,选项C错误,选项D 正确.1.抓住理想变压器问题中的两个“弄清”(1)弄清变量和不变量.如原线圈电压不变,原、副线圈的匝数比不变,其他物理量可随电路的变化而发生变化.(2)弄清动态变化过程中的决定关系,如U2由U1决定,P1、I1由P2、I2决定.2.掌握理想变压器问题的分析流程(1)由分析U2的情况.(2)由I2=分析I2的情况.(3)由P1=P2=I2U2判断输入功率的情况.(4)由P1=I1U1分析I1的变化情况.3.记准输电线路功率损失的计算方法(1)P损=P-P',P为输送的功率,P'为用户所得功率.R线,I线为输电线路上的电流,R线为线路电阻.(2)P损=线,ΔU为在输电线路上损失的电压,R线为线路电阻.(3)P损=线(4)P损=ΔUI线,ΔU为在输电线路上损失的电压,I线为输电线路上的电流.4.对于变压器需要掌握公式、,知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率.理想变压器是理想化模型:一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象.当电路中有变压器时,只要将变压器的有效值求出,就相当于一个新的恒定电源.典题演练提能·刷高分1.(2018天津卷·4)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的,则()A.R消耗的功率变为PB.电压表V的读数变为UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变答案B解析本题考查交变电流的产生和变压器原理,清楚感应电动势的决定因素是解题的关键,另外要知道交流电表测的是交变电流的有效值.发电机线圈转速变为原来一半时,产生电动势的最大值和有效值均变为原来的一半,变压器匝数比不变,故副线圈上的电压表示数变为原来的一半,选项B正确;对负载电阻R,由P=可得,R消耗的功率变为原来的,即副线圈消耗的功率变为原来的,故原线圈消耗的功率也变为原来的,而原线圈电压变为原来的一半,故原线圈中的电流(电流表示数)变为原来的一半,选项A、C均错误;发电机线圈转速变为原来一半时,线圈转动的角速度变为一半,由f=可得交变电流的频率变为原来的2倍,选项D错误.2.(2019陕西汉中二模)有4个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中,电源输出电压U恒定不变,如图所示.若将该线路与交流电源接通,且开关S接在位置1时,4个灯泡发光亮度相同;若将开关S接在位置2时,灯泡均未烧坏.则下列说法正确的是()A.该变压器是降压变压器,原、副线圈匝数比为4∶1B.该变压器是升压变压器,原、副线圈匝数比为1∶4C.当开关接位置2时副线圈中的灯泡仍能发光,只是亮度变亮D.当开关接位置2时副线圈中的灯泡仍能发光,只是亮度变暗答案C解析四个灯泡亮度相同,所以原线圈电流与副线圈电流之比为1∶3,根据电流与匝数成反比知原副线圈的匝数比为3∶1,可知该变压器是降压变压器,故A、B错误;开关接到2位置,原线圈输入电压变大,根据电压与匝数的关系可知副线圈电压变大,所以灯泡的电流变大,灯泡仍能发光,但亮度变大,故C正确,D错误.3.在如图所示的理想变压器的电路中,变压器原副线圈的匝数比为2∶1,电阻R1=R2,电流表和电压表均为理想电表,若电流表的示数为0.5 A,电压表的示数为5 V,则电阻R1的大小为()A.10 ΩB.15 ΩC.20 ΩD.25 Ω答案D解析电压表的示数为5 V,则次级电流I2=;初级电流I1=I2=;初级电压U1=U2=10 V;R1的电流I R1=;由题意可知=0.5 A,解得R1=25 Ω.故选D.4.(多选)如图所示,图乙中理想变压器的原线圈接如图甲所示的交变电流.理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶3,定值电阻的阻值为11 Ω,滑动变阻器的总阻值为22 Ω.下列说法中正确的是()A.副线圈输出电压的频率为50 HzB.滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电阻R两端的电压不变C.滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,通过电阻R的电流为8.45 AD.滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,理想变压器的输入功率为132 W答案AD解析由交变电流的图象可知,加在原线圈中电流的周期T=0.02 s,频率f=50 Hz,由于变压器不能改变电源的频率,副线圈输出电压的频率为50 Hz,故A正确;滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路总电阻变小,电流变大,由U=IR可知,电阻R两端的电压变大,故B错误;原线圈电压的有效值U1==440 V,根据U1∶n1=U2∶n2可得副线圈的电压U2=66 V,滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,通过电阻R的电流为I2==6 A,故C错误;滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,理想变压器的输入功率为P2==132 W,故D正确.故选AD.5.如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的白炽灯泡a、b和c,灯泡b、c规格相同,当原线圈输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,三只灯泡均能正常发光,下列说法正确的是()A.原、副线圈匝数比为10∶1B.此时a灯和b灯的电流比为2∶9C.此时a灯和b灯的电功率之比为1∶9D.此时a灯和b灯的电阻比为9∶1答案B解析设三个灯泡的额定电压为U L,由题知U=10U L,则原线圈两端的电压为U1=U-U L=9U L,副线圈两端的电压U2=U L,故原副线圈匝数比为,故A错误;设b灯的电流为I b,b灯与c 灯并联,且规格相同,故c灯的电流也为I b,则副线圈的电流为I2=2I b,根据,得原线圈的电流为I1=I2=I2,而流过a灯的电流即为I1=I2,故此时a灯和b灯的电流比为,故B正确;根据P=UI,因a灯与b灯的电压都为U L,故两灯的电功率之比等于电流之比为2∶9,故C错误;根据R=,因a灯与b灯的电压都为U L,故两灯的电阻之比等于电流的反比,即9∶2,故D错误.故选B.命题角度2(储备)理想变压器中的动态分析问题【典题】(多选)如图所示,电源电压保持不变,若将滑动变阻器的滑动触头向左滑动,关于两电表示数的变化,下列判断中正确的是()A.电流表的示数变大B.电流表的示数变小C.电压表的示数变大D.电压表的示数变小答案AC解析若将滑动变阻器触头向左滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则滑动变阻器分得的电压减小,原线圈两端电压增大,而匝数比不变,所以副线圈两端电压增大,电压表示数增大;负载两端电压增大,则副线圈电流增大;根据匝数比不变,则原线圈的电流增大,电流表示数增大.故AC正确,BD错误.故选AC.理想变压器的动态分析常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况.1.匝数比不变的情况(如图甲所示)(1)U1不变,根据,输入电压U1决定输出电压U2,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,输出电流I2决定输入电流I1,故I1发生变化.(3)I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化.2.负载电阻不变的情况(如图乙所示)(1)U1不变,发生变化,故U2变化.(2)R不变,U2变化,故I2发生变化.(3)根据P2=,P2发生变化,再根据P1=P2,故P1变化,P1=U1I1,U1不变,故I1发生变化.典题演练提能·刷高分1.如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡能发光,若将滑片P上移(电压表和电流表均为理想电表),则()A.电容器的容抗增大B.电流表的示数减小C.变压器的输入功率减小D.灯泡L变亮答案D解析变压器不改变电流的频率,所以频率不变,电容器的容抗不变,故A错误;滑片P向上移,副线圈的匝数增加,根据电压与匝数成正比,知副线圈两端的电压变大,电压表的示数变大,电流表的示数变大,故B错误;根据P=IU可知,变压器的输出功率变大,则输入功率变大,故C错误;因电容器的容抗不变,而灯泡和电容器两端电压之和变大,则灯泡的电流变大,灯泡变亮,选项D正确.故选D.2.如图所示,理想变压器原线圈输入电压u=U m sin ωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器.V1和V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是()A.t=时,U1=U mB.滑片P向下滑动过程中,U1变小C.滑片P向下滑动过程中,U2增大D.滑片P向下滑动过程中,I1变大答案D解析V1和V2是理想交流电压表,示数U1和U2表示电压的有效值,故A错误;滑片P向下滑动过程中,总电阻减小,副线圈的电压只与输入电压和匝数有关,所以U1、U2不变,流过R0的电流I2变大,根据变压器原理得I1变大,故D正确,BC错误.故选D.3.如图所示为一理想变压器,原线圈接在输出电压为u=U0 sin ωt的交流电源两端.电路中R0为定值电阻,V1、V2为理想交流电压表,A1、A2为理想交流电流表.现使滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动,下列说法正确的是()A.电压表V1与V2示数的比值将变大B.电流表A1与A2示数的比值将变小C.电压表V1与电流表A1示数的比值变大D.电压表V2与电流表A2示数的比值变小答案C解析由于变压器电压之比等于线圈匝数之比,因此电压表之比一定等于线圈匝数之比,故A错误;由于只有一个副线圈,因此电流之比一定等于线圈匝数的反比,故两电流表的比值不变,故B错误;滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动,则滑动变阻器接入电阻增大,由欧姆定律可知,电流表A2示数减小,电流表A1示数也减小,而电压表V1示数不变,与电流表A1示数的比值变大,故C正确;滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动,则滑动变阻器接入电阻增大,由欧姆定律可知,电压表V2与电流表A2示数的比值变大,故D错误.故选C.命题角度3(储备)变压器与交变电流的综合问题【典题】(多选)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U c d,则()A.U ab∶U c d=n1∶n2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小,cd间的电压U c d越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍答案BD解析设副线圈两端电压为U2,则有,由于二极管具有单向导电性,根据有效值定义可知,T,则U c d=,故选项A错误;增大负载电阻,则变压器的输出功率减小,输入功率也减小,由P1=U ab I1可知,电流表读数减小,选项B正确;cd间的电压U cd与R大小无关,选项C错误;将二极管短路,变压器的输出功率P2=,为原来的2倍,由P2=P1=U ab I1可知,电流表的读数变为原来的2倍,选项D正确.1.解决变压器问题的三种切入法(1)电压切入法:变压器原、副线圈的电压之比为;当变压器有多个副线圈时=……(2)功率切入法:理想变压器的输入、输出功率为P入=P出,当变压器有多个副线圈时,P1=P2+P3+…(3)电流切入法:由I=知,对只有一个副线圈的变压器有;当变压器有多个副线圈时有n1I1=nI2+n3I3+…注意:对于电源,原线圈相当于用电器;对于用电器,副线圈相当于电源.2.解远距离输电问题必备技巧(1)正确画出输电过程示意图,并在图上标出各物理量.(2)抓住变压器变压前、后各量间关系,求出输电线上的电流.(3)计算电路功率问题时常用关系式:ΔP=I2R=2R,注意输电线上的功率损失和电压损失.(4)电网送电遵循“用多少送多少”的原则,说明原线圈电流由副线圈电流决定.典题演练提能·刷高分1.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=10∶1,电阻R=10 Ω,两只相同小灯泡L1、L2的规格均为(3 V,1.5 W),S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交流电源.当S1接1、S2闭合时,L2正常发光.设小灯泡的电阻值恒定.下列说法正确的是()A.原线圈所接正弦交流电源的电动势最大值为30 VB.只断开S2后,变压器的输出功率为0.75 WC.将S1换接到2后,原线圈的输入功率为90 WD.将S1换接到2后,R的电功率为0.9 W答案BD解析当S1接1、S2闭合时,L2正常发光,副线圈的电压为U2=3 V,根据原副线圈电压比等于匝数比即,解得原线圈的电压为U1=30 V,原线圈所接正弦交流电源的电动势最大值为E m=30V,故A错误;两只相同小灯泡阻值为R L==6 Ω,只断开S2后,变压器的输出功率为P2=W=0.75 W,故B正确;将S1换接到2后,R的电功率为P==0.9 W,原线圈的输入功率为P入=P出==0.9 W,故C错误,D正确.2.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=10∶1,原线圈输入交变电压u=50sin 100πt(V),在副线圈中接有理想交流电流表、阻值为25 Ω的定值电阻R和电容器C.下列说法中正确的是()A.电阻R中电流方同1 s内变化100次B.电流表示数是2 AC.电阻R消耗的电功率为1 WD.电容器的耐压值至少是5V答案ACD解析交变电流的周期为T==0.02 s,则频率为50 Hz,因一个周期内电流方向变化2次,则电阻R 中电流方向1 s内变化100次,选项A正确;变压器初级电压有效值U1==50 V,变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=10∶1,则次级电压有效值为U2=5 V,电流表示数是I2=A=0.2 A,选项B错误;电阻R消耗的电功率为P R=I2U2=1 W,选项C正确;电容器的耐压值是次级电压最大值,则至少是5V,选项D正确.故选ACD.3.(多选)(2019广东深圳二模)中国特高压远距离输电技术已成为国际标准,使“煤从空中走、电送全中国”成为现实.如图为远距离输电示意图,发电厂输出电压U1=104 V,输出功率P1=109 W,两个理想变压器的匝数比分别为n1∶n2=1∶100、n3∶n4=100∶1,输电线总电阻r=50 Ω.则()A.U4=U1B.I4=I1C.通过电阻r的电流I2=2×104 AD.电阻r损耗的电功率为5×107 W答案BD解析根据可得,I2=I1=×105 A=103 A,则通过电阻r的电流为103 A,故C错误;电阻r 两端的电压为U r=I2r=103 A×50 Ω=5×104 V,则U3=U2-U r=106 V-5×104 V=9.5×105 V,可得U4=U3=×9.5×105 V=9.5×103 V,则U4≠U1,故A错误;由于I2=I3,可得I4=I3=×103 A=105 A,则I4=I1,故B正确;电阻r损耗的功率P r=r=(103)2×50 W=5×107 W,故D正确.考点三传感器的简单应用命题角度传感器的简单应用高考真题体验·对方向(2016全国Ⅰ·23)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警.提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过I c时就会报警),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干.在室温下对系统进行调节.已知U约为18 V,I c约为10 mA;流过报警器的电流超过20 mA时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线.(2)电路中应选用滑动变阻器(填“R1”或“R2”).(3)按照下列步骤调节此报警系统:①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为Ω;滑动变阻器的滑片应置于(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是.②将开关向(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至.(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用.答案(1)连线如图所示.(2)R2(3)①650.0b接通电源后,流过报警器的电流会超过20 mA,报警器可能损坏②c报警器开始报警解析(1)先用电阻箱替代热敏电阻,连接成闭合回路进行调试.电路图连接如答案所示.,解得R总=1 800 Ω,此时热(2)当电路中电流I c=10 mA时,根据闭合电路欧姆定律有I c=总敏电阻的阻值为650 Ω,则滑动变阻器的阻值为1 150 Ω,所以滑动变阻器选R2.(3)①当热敏电阻阻值小于650 Ω时,报警器就会报警,用电阻箱替代热敏电阻进行调节,应把电阻箱的阻值调到650 Ω.若接通电源后电路中的电流过大(超过20 mA),报警器就会损坏,电流越小越安全,所以为了电路安全,闭合开关前滑片应置于b端.②用电阻箱替代热敏电阻进行调试,应将开关向c端闭合,开关闭合后要减小电路中的电阻直至报警器报警.金属热电阻和热敏电阻金属的电阻率随温度的升高而增大,用金属丝可以制作温度传感器,称为热电阻.与金属不同的是有些半导体的导电能力随温度的升高而增强,故可以用半导体材料制成热敏电阻.与热敏电阻相比,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差.典题演练提能·刷高分1.(2017江苏单科)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图甲所示,继电器与热敏电阻R t、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.继电器的电阻约20 Ω,热敏电阻的阻值R t与温度t的关系如下表所示.(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0~200 Ω)、滑动变阻器R2(0~500 Ω)、热敏电阻R t、继电器、电阻箱(0~999.9 Ω)、开关S、导线若干.为使该装置实现对30~80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用(选填“R1”或“R2”).甲乙(2)实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图乙所示的选择开关旋至(选填“A”“B”“C”或“D”).(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查.在图甲中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针(选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针(选填“偏转”或“不偏转”).(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤的正确顺序是.(填写各步骤前的序号)①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合。

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。