交变电流和传感器3
利辛高级中学高考物理诊断卷交变电流和传感器（三）
撰稿人：胡成审稿人：王跃和13（2012·安徽理综）图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线图abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO’转动，由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO’转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻R形成闭合电路。图2是线圈的住视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1, bc长度为L2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动。（只考虑单匝线圈）
（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；
（2）线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t 时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；
（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）
1.（2011天津理综卷物理）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示。产生的交变电动势的图像如图2所示，则
A. t =0.005s 时线框的磁通量变化率为零
B. t =0.01s 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311V
D. 线框产生的交变电动势频率为100Hz
2（2011四川理综卷）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2Ω。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1A 。
那么
A.线圈消耗的电功率为4W
B.线圈中感应电流的有效值为2A
C.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos
2t T
π D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin 2t T π 3（2011新课标理综）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V ，额定功率为22W ；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则
A ．U=110V ， I=0.2A
B ．U=110V ， I=0.05A
C ．， I=0.2A
D ．， 4（2011浙江理综卷）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝
数n 1=800和m 2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV
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. 2.0V
B. 9.0V
C. 12.7V
D. 144.0V
交变电流传感器(附答案)
第十单元交变电流传感器 章末达标测试 (时间：60分钟满分：110分) 一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，每小题只有一个选项符合题意) 1．如图1所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时，以下说法不．正确的是() 图 1 A．原、副线圈磁通量之比为2∶1 B．原、副线圈电流之比为1∶2 C．输入功率和输出功率之比为1∶1 D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1 2.如图2所示，三个灯泡是相同的，额定功率足够大，直流电源 E1内阻可以忽略，交流电源E2电动势的有效值与E1相等，自感线 圈电阻不计。当开关S接到接点A时，三灯亮度相同，当开关S接 到接点B时() A．甲、乙、丙三灯亮度相同 B．甲灯最亮，丙灯不亮图2 C．甲灯和乙灯等亮，丙灯不亮 D．乙灯最亮，丙灯不亮 3.如图3所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电 阻，D为发光二极管(电流越大，发光越强)，且R与D距离不变，下列说法中 正确的是() A．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大 B．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小图3 C．当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率不变 4．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水(如图4所示)。以下说法中正确的是()
图 4 ①若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极 ②若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极 ③若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中 ④若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 5．利用如图5所示的电流互感器可以测量被测电路中的电流，若互 感器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶100，交流电流表A的示数是50 mA， 则() A．被测电路的电流有效值为0.5 A B．被测电路的电流平均值为0.5 A C．被测电路的电流最大值为5 2 A 图5 D．原、副线圈中的电流同时达到最大值 6．(2012·江苏苏北四市调研)如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，电容器电容C＝100 μF。已知电阻R1两端的正弦交流电压如图乙所示，则() 图 6 A．原线圈输入电压的最大值为400 V B．交流电的频率为100 Hz
第十章交变电流传感器章末质量检测
第十章交变电流传感器章末质量检测 一、单项选择题（此题共7小题，每题5分，共35分） 1.如图1所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为S额定功率均为P,变 压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，那么变压器的匝数比//I : 和电源电压5分不为 th KJ I
A. 1 ：2 2U B. 1 ：2 4U C. 2 ：1 4U D. 2 ：1 2U 解析：设灯泡正常发光时,额定电流为儿.由题图可知，原线圈中电流1^ = 10，副线 圈中两灯并联，副线圈中电流I副二2I0 .U Wi = U.依照理想变压器的差不多规律:I原 Ih二/ BJ/22得血："2二2 ：1 ； U 副二山加2得u原二2U ,因此s二4U.C顷正确?答案：C 2.（2018-江苏离冷）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 他们发觉 ''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.在以下有关其他电阻应用的讲法中，错误的选项 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.电阻在电路中要紧起到通过直流、阻碍交流的作用 解析：热敏电阻对温度专门敏锐，光敏电阻对光照专门敏锐，电阻丝可用于电加热, 这专门常见，因此A、B、C三个讲法均正确：交流电、直流电均可通过电阴，电阴对它们均可产生阴碍作用，因此D错误. 答案：D 3.如图2所示，乩为定值电阻，&为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻 值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时 （） A.乩两端的电压増大 图2 B.电流表的示数增大 C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱
高中物理选修3-2交变电流 传感器知识点及练习
交变电流 传感器 一．交变电流的产生和变化规律 1．交变电流：大小和方向都随时间做 变化的电流 2．正弦交流电（1）产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中绕 方向的轴匀速转动时线圈中产生的感应电流 （2）中性面：①定义：与磁场方向 的平面 ②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，磁通量的变化 率为 ，感应电动势为 ，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。 （3）变化规律（线圈在中性面位置开始计时） ①电动势（e ）：e = ；②电压（u ）：u = ； ③电流（i ）：i = 。 二．描述交变电流的物理量 1．交变电流的周期和频率的关系：T = 2．交流电的四值 ①峰值：交变电流的峰值就是它能达到的 ，正弦交流电的峰值E m = ，对应电容器的击穿电压。 ②瞬时值：交变电流某一时刻的值，对应计算线圈某时刻的受力情况，通电时间等。 ③有效值：让交流与恒定电流分别通过大小 的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的 相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就称作这个交流电的有效值，对应关于交流电的功和能的问题 ④平均值：=E ，对应计算通过电路横截面的电荷量q = 三．变压器 远距离输电 1．构造和原理 （1）主要构造：由 、 和 组成 （2）工作原理：电磁感应的 现象 2．理想变压器的基本关系 （1）功率关系：P 入= （2）电压关系：=2 1U U ，若21n n >，为 变压器；若21n n <，为 变压器 （3）电流关系：只有一个副线圈时， =21I I ; 有多个副线圈时，n n I U I U I U I U +++= 332211 四．远距离输电——电路损失 （1）功率损失：设输电电流为I ，输电线的电阻为R ，则功率损失为=?P 。 （2）电压损失：=?U ，减小功率损失和电压损失，都要求提高 ，减小输电电流 五．传感器 1．概念：传感器通常是把被测的 信息，按一定规律转换成与之对应的 信息的器件或装置
2015届高考物理总复习 第十章 交变电流 传感器章末检测 新人教版
2015届高三物理总复习题库第十章交变电流传感器章末检测1．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e＝220 2sin 100πt(V)，那么( )．A．该交变电流的频率是100 Hz B．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直 C．当t＝1 200 s时，e最大 D．该交变电流电动势的有效值为220 2 V 解析根据交变电流的表达式可知该交变电流的频率f＝ω 2π ＝50 Hz，有效值为220 V， A、D错；当t＝0时，e＝0，所以线圈平面恰好处于中性面，B错；当t＝1 200 s时，e 有最大值220 2 V，C正确． 答案 C 2．供电公司检修人员用交流电表监控供电线路中强电流和高电压，使用的仪器是电流互感器和电压互感器，接线如图1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，下列说法中正确的是( )． 图1 A．A为电流互感器，且n1
图2 A ．通过R 1的电流的有效值是1.2 A B ．R 1两端的电压有效值是6 V C ．通过R 2的电流的有效值是1.2 2 A D ．R 2两端的电压有效值是6 2 V 解析 由题图知流过R 2交流电电流的最大值I 2m ＝0.6 2 A ，故选项C 错误；由U 2m ＝I 2m R 2＝12 2 V 知，选项D 错误；因串联电路电流处处相同，则I 1m ＝0.6 2 A ，电流的有效值I 1＝ I 1m 2 ＝0.6 A ，故A 项错误；由U 1＝I 1R 1＝6 V ，故选项B 正确． 答案 B 4．如图3所示，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( )． 图3 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203 V 解析 由图可知t ＝0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项A 错误；由图可知T a ＝0.4 s ，T b ＝0.6 s ，线圈先后两次转速之比n a ∶n b ＝T b ∶T a ＝3∶2，选项B 正确；交流电a 的瞬时值为u ＝U m sin ? ?? ? ?2πT a t ，得u ＝10sin 5πt (V)，选项C 正确；感应电
交变电流和传感器重点教学内容
交变电流和传感器 1.交变电流定义： 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，不符合交变电流的定义。 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定是正弦曲线，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m ?，最大感应电动势为m E ，则下列说法中正确的是 A .当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零 B .当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大 C .当穿过线框的磁通量等于m ?5.0时，感应电动势等于m E 5.0 D .线框转动的角速度m m E ?ω/= 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，感应电动势为零；当磁通量减小时，感应电动势在增大；磁通量为零时，感应电动势最大。由此可知，选项A 错误，B 正确。 设线框从中性面开始计时，则有 t E e m ωsin = 式中 ωBS E m =
2018版高考物理总复习第10章交变电流教师用书
第10章 交变电流 [考纲要求] [基础过关] 一、交变电流产生 1．交变电流 都随时间做周期性变化的电流。 方向和大小定义：)(1 (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 正弦式交变电流，如图(a)所示。 2．正弦交变电流的产生和图象 方向的轴匀速转动。 垂直于磁场产生：在匀强磁场里，线圈绕(1) (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(e)、(f)、(g)所示。 二、交变电流的描述 1．周期和频率 T ，公式(s)单位是秒所需的时间，)线圈转一周(变化一次周期性：交变电流完成)T (周期(1)＝ 2π ω 。 。 Hz)(。单位是赫兹次数内完成周期性变化的1 s ：交变电流在)f (频率(2)
(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) 。 ωt __sin m E ＝e 随时间变化的规律：e 电动势(1) 。 ωt __sin m U ＝u 随时间变化的规律：u 负载两端的电压(2) 。 nBS ω＝m E ，角速度等于线圈转动的ω。其中ωt __sin m I ＝i 时间变化的规律：随i 电流(3) 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(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，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。对正弦式交变 电流，其有效值和峰值的关系为：E U I 【过关演练】 1．阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈两端的电压随时 间的变化规律如图所示。下列说法中，正确的是( ) A ．线圈两端电压的平均值为10 V B ．电压表连接在线圈两端时，其示数为20 V C ．在0.01 s 时，线圈平面与磁场垂直 D ．当接外电路时，线圈内的电流方向1 s 内改变50 次 解析 线圈两端电压平均值可看成E －t 图线与t 轴包围面积与时间的比值，故平均值应大于10 V ，A 项错误；由E －t 图象知，U m ＝20 V ，故有U 有＝102 V ＝14 V ，即电压表读数为14 V ，B 项错误；t ＝0.01 s 时，U ＝0，线圈位于中性面位置，故C 项正确；由T ＝0.02 s ，知f ＝50 Hz ，一个周期内电流方向改变两次，故线圈中电流方向每秒变化100次，D 项错误。 答案 C 2．(2016·浙江余杭期末)一个白炽灯泡上标有“220 V 40 W”，那么为了使它正常发光，所 使用的正弦交变电压是( ) A ．电压最大值为220 V ，电流最大值约为0.18 A B ．电压最大值为311 V ，电流最大值约为0.26 A C ．电压有效值为220 V ，电流有效值约为0.26 A D ．电压有效值为311 V ，电流有效值约为0.18 A 解析 白炽灯泡上标有“220 V 40 W”，灯泡额定电压为220 V ，是指有效值，所以电压有
第三章电容式传感器习题解答
第三章电容式传感器习题 3-1 电容式传感器有哪些优点和缺点？ 答：优点：①测量范围大。金属应变丝由于应变极限的限制，ΔR/R一般低于1％，。而半导体应变片可达20％，电容传感器电容的相对变化量可大于100％； ②灵敏度高。如用比率变压器电桥可测出电容，其相对变化量可以大致10－7。 ③动态响应时间短。由于电容式传感器可动部分质量很小，因此其固有频率很高，适用于动态信号的测量。④机械损失小。电容式传感器电极间吸引力十分微小，又无摩擦存在，其自然热效应甚微，从而保证传感器具有较高的精度。 ⑤结构简单，适应性强。电容式传感器一般用金属作电极，以无机材料（如玻璃、石英、陶瓷等）作绝缘支承，因此电容式传感器能承受很大的温度变化和各种形式的强辐射作用，适合于恶劣环境中工作。 电容式传感器有如下不足： ①寄生电容影响较大。寄生电容主要指连接电容极板的导线电容和传感器本身的泄漏电容。寄生电容的存在不但降低了测量灵敏度，而且引起非线性输出，甚至使传感器处于不稳定的工作状态。 ②当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。 3-2 分布和寄生电容的存在对电容传感器有什么影响？一般采取哪些措施可以减小其影响。答：改变传感器总的电容量，甚至有时远大于应该传递的信号引起的电容的变化；使传感器电容变的不稳定，易随外界因素的变化而变化。 可以采取静电屏蔽措施和电缆驱动技术。 3-3 如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？ 答：采用可以差动式结构，可以使非线性误差减小一个数量级。 3－4：答：驱动电缆技术是指传感器与后边转换输出电路间引线采用双层屏蔽电缆，而且其内屏蔽层与信号传输线（芯线）通过1：1放大器实现等电位，由于屏蔽电缆线上有随传感器输出信号变化而变化的信号电压，所以称之为“电缆驱动技术”。 它能有效地消除芯线与屏蔽层之间的寄生电容。 其中，外屏蔽线则是用来接地以防止其他外部电场干扰，起到一般屏蔽层的作用。内、外屏蔽层之间仍存在寄生电容则成为1：1放大器的负载，所以，该1：1放大器是一个具有极高
高中物理复习试题：第10章交流电、传感器测试
第十章交流电、传感器测试 一、选择题(40分) 1.(多选)如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则() A．a为电流表，b为电压表 B．a为电压表，b为电流表 C．线路输送电功率为2 200 W D．线路输送电功率是2.2×106 W 解析电压互感器应并联到高压线上，且接高压线的线圈多，而电流互感器应串联到火线上，且接高压线的线圈匝数少，由此可判断，接a的为电压互感器，a为电压表；接b的为电流互感器，b为电流表，故A项错误，B项正确；根据电压、电流关系，可知输电线的电压为U＝220×100 V ＝2.2×104V，电流为I＝10×10 A＝100 A，所以线路输送的功率是P＝UI＝2.2×104×100 W＝2.2×106 W，故C项错误，D项正确． 答案BD 2．(多选)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么() A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比 B．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大 C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比 D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比 解析输电线路上损失电压ΔU＝IR，在R一定时，ΔU和I成正比．若U越高，I＝P U，I越小， 那么ΔU越小．输电线路上损失的功率ΔP＝I2R，当P一定时，I＝P U，所以ΔP＝(P U) 2R，即ΔP和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故A、C项正确． 答案AC 3．(多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为u＝202sin100πt V．氖泡在两端电压达到100 V时开始发光．下列说法中正确的有()
2021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学案新人教版
第十一章交变电流传感器▌考试说明▌ 课程标准命题热点 1．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．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。 3．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。 4．知道非电学量转化成电学量的技术意义。 5．通过实验，了解常见传感器的工作原理。会利用传感器设计并制作简单的自动控制装置。 6．列举传感器在生产生活中的应用。(1)交变电流的图象、表达式及其“四值”的应用。 (2)理想变压器的基本原理及动态分析。(3)远距离输电问题。 第1讲交变电流的产生及描述 ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU 知识梳理·自测巩固 知识点1 交变电流 1．定义： 大小和方向都随时间做__周期性变化__的电流叫作交变电流。 2．图象：如图所示， 图__甲、乙、丙、丁__所示电流都属于交变电流，图__戊__所示电流属于恒定电流。 知识点2 正弦式交变电流的产生和变化规律 1．产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕__垂直磁场__方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。
2．中性面及其特点。 (1)定义：与磁场方向__垂直__的平面。 (2)特点： ①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量__最大__，磁通量的变化率为__零__，感应电动势为__零__。 ②线圈转动一周，__2次__经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。 3．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，如图所示。 4．变化规律(线圈从中性面位置开始计时) (1)电动势e 随时间变化的规律：e ＝__E msin ωt __。 (2)电压u 随时间变化的规律：u ＝__U msin ωt __。 (3)电流i 随时间变化的规律：i ＝__I msin ωt __。 其中ω是线圈转动的__角速度__，E m ＝__nBSω__。 知识点3 描述交变电流的物理量 1．周期和频率 (1)周期(T )：交变电流完成__一次周期性__变化，即线圈__转一周__所需要的时间，单位是__秒(s)__，公式T ＝__ 2π ω __。 (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 ＝1 T __。 2．交变电流的“四值”
高考试题分类解析-物理专题18交变电流和传感器
（十八）交变电流和传感器 一．2012年高考题 1. （2012·山东理综）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。○V 为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是 A ．电压表的示数等于5V B 2 C ．实现点火的条件是 2 1 n n >1000 D ．实现点火的条件是2 1 n n <1000 1.【答案】BC 2 V ，选项B 正确A 错误。当变压器匝数比2 1 n n >1000，变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。选项C 正确D 错误。 【考点定位】此题考查变压器、交变电流有效值及其相关知识。 2.（2012·江苏物理）某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有
(A) 家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零
(B) 家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变 (C) 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起 (D) 地 面上的 人接触 火线发 生触电 时,开关 K 将被 电磁铁 吸起 3.（2012·四川理综）如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则 A.线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流 B.线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零 C.线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 D.线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场 3.【答案】：D 【解析】：线圈a输入正弦交变电流，线圈b输出的也是正弦交变电流；线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量恒定，选项AB错误；线圈b输出的交变电流对线圈a的磁场造成影响，选项C错误；线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有感应电场，选项D正确。 【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。 4. （2012·广东理综物理）某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有 A. 最大值是502V B. 频率是100Hz C．有效值是252V D. 周期是0.02s 4【答案】：CD
2014届一轮复习第十章交变电流传感器
第十章 交变电流 传感器 第 1 课时 交变电流的产生及描述 基础知识归纳 1.交变电流 大小 和 方向 都随时间做周期性变化的电流.其中，方向随时间变化是交变电流的最主要特征. 2.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动产生.若从中性面开始转动则产生 正弦 式交变电流，从峰值转动则产生 余弦 式交变电流. 3.中性面与峰值面 当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做 中性面 .其特点是：与磁场方向垂直，线圈每次经过该面感应电流方向均发生改变，线圈每转一周，两次经过中性面，故感应电流的方向改变两次.峰值面的特点是：磁通量为 零 ，但电动势 最大 . 4.描述交变电流的“四值” (1)瞬时值：e ＝NBS ωsin ωt ，i ＝I m sin ωt (从中性面开始计时) (2)峰值：E m ＝NBS ω，I m ＝E m /R (3)平均值：E ＝N t Φ??，R E I = (4)有效值：根据电流的 热效应 定义，E ＝2 m E ，I ＝I m /2(正、余弦式交流电). 重点难点突破 一、如何理解正弦式交流电的峰值、有效值和平均值 峰值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感应线方向的轴匀速转动时，所产生的感应电动势的峰值为E m ＝NB ωS ，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感应强度B 和角速度ω四个物理量决定.与轴的具体位置、线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的.一般在求瞬时值的表达式时，需求出其最大值. 有效值：是根据交变电流的热效应规定的，反映的是交变电流产生热效应的平均效果.让交变电流与恒定电流通过阻值相同的电阻，若在相等时间内产生的热量相等，这一恒定电流值就是交变电流的有效值. 正弦式交变电流的有效值和最大值之间的关系是： E ＝E m /2 I ＝I m /2 U ＝U m / 2 平均值：指在一段时间内产生的电压(电流)的平均值，其数值需由法拉第电磁感应定律求，即E ＝ t Φ n ??计算.求通过横截面电荷量时需用电流的平均值，或指交变电流图象的波形与横轴(t 轴)所围面积跟时间的比值. 二、学习交变电流时如何区分使用有效值和平均值 1.在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率及确定保险丝的熔断电流时，只能用交流电的有效值；在考虑电容器的耐压值时，则应用交变电流的最大值；在计算通过导体的电荷量时，只能用平均值，而不能用有效值. 2.在实际应用中，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都是指有效值，交流电流表和交流电压表指示的电流、电压也是有效值，解题中，若题目不加特别说明，提到的电流、电压、电动势，都是指有效值. 3.对非正弦式交变电流的有效值，必须按有效值的定义求出. 三、交变电流的图象可提供什么信息 1.根据图象的意义，从图象的纵坐标轴上可以直接读出交变电流的峰值，从图象的横坐标轴上可以直接读出交变电流的周期，从而可推导角速度及频率. 2.周期与角速度、频率的关系是T ＝ω π21=f .交变电流的频率与线圈的频率相等.
传感器课后答案解析
第1章概述 1.什么是传感器？ 传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2传感器的共性是什么？ 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。 1.3传感器由哪几部分组成的？ 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类？ （1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。 1.5传感器技术的发展趋势有哪些？ （1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化 1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？ （1）差动技术（2）平均技术（3）补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制 (5)稳定性处理 第2章传感器的基本特性 2.1什么是传感器的静态特性？描述传感器静态特性的主要指标有哪些？ 答：传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？ 答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa 时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV. 非线性误差略 正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV，所以γH=±?Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rmax=0.08，所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？ 传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。
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，R 1为定值电阻，R 2 为光敏电 阻。光强增大时，R 2的阻值减小，R 3 为滑动变阻器，平行板电容器与定值电阻 R 1 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 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＝T 2 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。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( ) 甲乙 A．交流电压的频率为50 Hz
2020版高考物理一轮复习第十章交变电流传感器实验十二传感器的简单使用
实 验 十 二 传感器的简单使用 突破点(一) 热敏电阻的原理及应用 [典例1] 某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输 出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。 (1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在实物图上连线。 (2)实验的主要步骤： ①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值； ②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，______，______，断开开关； ③重复第②步操作若干次，测得多组数据。 (3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得R -t 关系图线，请根据图线写出该热敏 电阻的R -t 关系式：R ＝________＋________t (Ω)。 [解析] 根据R ＝U I 就可求出不同温度下热敏电阻的阻值，并据此绘得R -t 图线。在图线上取两点，当 t 1＝10 ℃时，R 1＝104 Ω，当t 2＝60 ℃时，R 2＝124 Ω，R -t 图线的斜率为 R2－R1 t2－t1 ＝0.4；将图线延长， 图线交于原点，说明t ＝0 ℃时的电阻为100 Ω，故R -t 关系式为R ＝100＋0.4t (Ω)。
[答案] (1)如图所示 (2)②读取温度计示数 读取电压表示数 (3)100 0.4 [由题引知·要点谨记] 1.考查实验原理及连线[对应第 题] 根据实验要求进行连线。电压表应直接并联在待测热敏电阻两侧。 连线时注意电流的流向。 2. 考查实验步骤[对应第 题] 实验过程中应逐步升温，待温度稳定后再读数。实验时应测多组数据，以减小实验误差。 3.考查识图能力和数据处理方法[对应第 题] 根据R ＝U I 求出不同温度下热敏电阻的阻值。 由R-t关系图线找出R 与t 的函数关系式。 本实验的主要误差来源于温度计和电压表的读数。 [集训冲关] 1．(2016·全国乙卷)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R 1(最大阻值为1 000 Ω)， 滑动变阻器R 2(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“R 1”或“R 2”)。 (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 ________________________________________________________________________。
实验3 电容式传感器的位移特性
实验三电容式传感器的位移实验 一、实验目的 1．了解电容式传感器结构及其特点 2．掌握差动变面积式电容传感器的位移实验技术。 二．实验器材 主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、测微头。 三．实验步骤分析 1、将电容传感器和测微头装于电容传感器实验模板上并接线。 2、将实验模板上的Rw调节到中间位置(方法：逆时针转到底再顺时传３圈)。 3、将主机箱上的电压表量程打到２ｖ档，合上主机箱电源开关，旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示０ｖ，再转动测微头(同一个方向)5圈，记录此时的测微头读数和电压表显示值为实验起点值。以后，反方向每转动测微头1圈即△Ｘ=０.５ｍｍ位移读取电压表读数，将数据填入表中并作出Ｘ—Ｖ实验曲线。 4、根据数据计算电容传感器的系统灵敏度S。实验完毕，关闭电源。 电容传感器位移与输出电压值 四．心得体会 利用电容C＝εA／d，选择ε、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容传感器。 实验采用圆筒式变面积差动电容位移传感器：设圆筒半径为R；圆柱半径为r；圆柱长为x，则电容量为C=ε2πｘ／ln(R／r)。C1、C2差动连接，当圆柱产生?X位移时，电容变化量为?C=ε2π2?X／ln(R／r)，式中ε2π、ln(R／r)为常数，说明?C与位移?X成正比，可测量位移。
测微头的组成与使用 测微头组成：测微头由不可动部分安装套、轴套和可动部分测杆、微分筒、微调钮组成。 测微头读数与使用：测微头的安装套便于在支架座上固定安装，轴套上的主尺有两排刻度线，标有数字的是整毫米刻线(1ｍｍ／格)，另一排是半毫米刻线(０.５ｍｍ／格)；微分筒前部圆周表面上刻有50等分的刻线(０.０１ｍｍ／格)。 用手旋转微分筒或微调钮时，测杆就沿轴线方向进退。微分筒每转过1格，测杆沿轴方向移动微小位移０.０１毫米，这也叫测微头的分度值。 测微头的读数方法是先读轴套主尺上露出的刻度数值，注意半毫米刻线；再读与主尺横线对准微分筒上的数值、可以估读1／10分度，如图甲读数为３.６７８ｍｍ，不是３.１７８ｍｍ；遇到微分筒边缘前端与主尺上某条刻线重合时，应看微分筒的示值是否过零，如图乙已过零则读２.５１４ｍｍ；如图丙未过零，则不应读为２ｍｍ，读数应为１.９８０ｍｍ。 测微头使用：测微头在实验中是用来产生位移并指示出位移量的工具。一般测微头在使用前，首先转动微分筒到１０ｍｍ处(为了保留测杆轴向前、后位移的余量)，再将测微头轴套上的主尺横线面向自己安装到专用支架座上，移动测微头的安装套(测微头整体移动)使测杆与被测体连接并使被测体处于合适位置(视具体实验而定)时再拧紧支架座上的紧固螺钉。当转动测微头的微分筒时，被测体就会随测杆而位移。
第十章第一节交变电流的产生和描述新版
考纲展示 1. 交变电流、交变电流的图象I 2. 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值I 3. 理想变压器n 4. 远距离输电I 实验十一：传感器的简单使用 说明：1?不要求讨论交变电流的相位和相位 差的问题. 2?只限于单相理想变压器. 热点视角 1. 交变电流的四值计算以及变压器的原理和应用是高考考查的热点，题型以选择题为主. 2?传感器在生产和科技中的应用越来越广泛，这使传感器的原理及应用在高考中出现的可能性有所增加. 3?本章知识与生产、生活联系紧密，理论联系实际的题目出现的可能性较大，如涉及民生的远距离输电问题. 第一节交变电流的产生和描述 一、交变电流的产生和变化规律 1. 交变电流 大小和方向随时间做周期性变化的电流. 2. 正弦交流电 (1) 产牛：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. (2) 中性面 ①定义：与磁场方向垂直的平面. ②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大,生通量的变化率为零，感应电动势为零』圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次. (3) 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. 媲也動1.(单选)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( ) A .线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变 B .线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次 C.线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次 D .线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次 答案：C
(1)线圈平面与中性面重合时, S 丄B ,①最大， △① 石=0，e = 0，i = 0， 电流方向将发生改 二、描述交变电流的物理量 1 1. 交变电流的周期和频率的关系： T = f. 2. 峰值和有效值 ⑴峰值：交变电流的峰值是它能达到的最大 ________ (2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它 们产生的热量相等，则这个恒定电流 I 、恒定电压U 就是这个交变电流的有效值. (3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 特别提示：通常所说交变电流、 电压的数值，各种交流电器设备所标的额定电压和额 定电 流的数值，一般交流电表测量的数值，都是指有效值 (除非有特殊说明). 2. (单选)小型交流发电机中，矩 形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的 感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示?此线圈与一个 R = 10 Q 的电阻构成闭合电 路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是 ( ) 20 A n / J O 0J25\ 0.250 tfi -20 A .交变电流的周期为 0.125 s B .交变电流的频率为 8 Hz C .交变电流的有效值为 .2 A D .交变电流的最大值为 4A 答案：C 配彗卩PTUMT 详见光盘，也町级瑕91卑譬网(w W w.91daoxue +ci>in )进入樹课僦 考点一交变电流的变化规律 1.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时 ) 函数 图象 磁诵量 ◎=① m COS cot =BScos ot fp 电动势 e = E m si n ot =nBSw sin ot ~Fi 民. 电压 u = U m Si n ot RE m =c . sin ot R + r % 电流 i = I m sin ot Em . = sin ot R + r r 2?两个特殊位置的特点 3.平均值： △① — E = n 云=BLV. 多维课堂?考点突破〕 龙师在线 多边互动 2’ I =
高中物理：交变电流 传感器 测试题
高中物理：交变电流传感器测试题 (时间90分钟,满分100分) 命题设计 难度 题号 较易中等稍难 目标 交变电流的产生2、59、10、13 描述交变电流的“四值”4、5、13 变压器的原理及U、I与n 1、3、68、12 的关系 传感器7、11 交变电流的产生与变压器 14、15 综合 交变电流的综合应用16 一、选择题(本大题共10个小题,共50分,每小题至少有一个选项正确,全部选对的得 5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分) 1．如图1所示,电路中有四个完全相同的灯泡,额定电压均为U,额定功率均为P,变 压器为理想变压器,现在四个灯泡都正常发光,则变压器的匝数比n1∶n2和电源电压 U1分别为 ()
图1 A．1∶22U B．1∶24U C．2∶14U D．2∶12U 解析：设灯泡正常发光时,额定电流为I0.由题图可知,原线圈中电流I 原 ＝I0,副线 圈中两灯并联,副线圈中电流I 副＝2I0,U 副 ＝U,根据理想变压器的基本规律： I原n1 ＝I 副n2得n1∶n2＝2∶1；U 原 /U 副 ＝n1/n2得U 原 ＝2U,所以U1＝4U.C项正 确． 答案：C 2．如图2所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为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．线圈在磁感应强度为B的匀 强磁场中绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转 动．设线 圈转动到图示位置的时刻t＝0.则 () A．在t＝0时刻,线圈处于中性面,流过电阻R的电流 为0, 电压表的读数也为0 B．1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ωπ次 C．在电阻R的两端再并联一只电阻后,电压表的读数将 减小 D．在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后,电压表的读数不变解析：图示位置为中性面,但由于产生的是正弦式电流,故流过电阻的瞬时电流是零, 电压表的读数为其有效值,不是0,故A错；线圈每转过一圈,电流方向改变2次, 故1秒内电流方向改变的次数为2f＝2×ω 2π＝ ω π,B正确；R两端再并联电阻