【精品试卷】专题09交变电流与传感器-高考物理备考艺体生文化课百题突围系列(原卷版)复习专用试卷
高中物理学习材料（精心收集**整理制作）第一部分特点描述本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续及其规律的具体应用。
其知识特点是了解识记的基本概念较多，主要围绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这一中心展开，在此基础上研究了变压器的工作原理和远距离输电。
另外，简单介绍了电感、电容对交变电流的影响。
本章知识的另一个特点是与科学技术和生活实际联系密切，在学习的过程中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应用。
复习时应特别注意的内容为：1.交变电流的产生及描述（e、u、i的瞬时值表达式、峰值、有效值、周期、频率），特别是交流电的图象和有效值的计算是考查的热点.2.变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，远距离输电问题等是考查的重点.3.将本章知识与电磁感应知识结合的力、电综合题以计算题为主.4.掌握传感器的一些简单使用和一些敏感元件的基本原理.第二部分知识背一背一、交变电流的产生和变化规律2．正弦交流电的产生和变化规律（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）中性面：①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：a.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．b.线圈转动一周，两次经过中性面．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．（3）图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图像为正弦曲线．如上图（a ）所示． 二、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（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：fT 12．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．（3）有效值：让交流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的热量相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的有效值．（4）正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系：有效值为峰值除以2（5）平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值. 三、理想变压器2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．互感现象是变压器工作的基础． 3．理想变压器：没有能量损失的变压器，即输入功率等于输出功率．4．基本关系式（1）功率关系：出入P P =.（2）电压关系：U 1n 1＝U 2n 2；有多个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3.（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＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 四、远距离输电1．根据R I P 2=损，降低输电损耗有两种方法（1）减小输电线的电阻．（2）减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高输电电压．2．远距离输电的功率损失输送功率一定时，线路电流I ＝P U ，输电线上的损失功率P 损＝I 2R 线＝P 2R 线U 2，可知P 损∝1U 2.远距离输电中的功率关系：P 输＝P 损＋P 用户.第三部分 技能+方法考点一 正弦交流电的变化规律1．正弦式电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）规律 物理量函数图像磁通量Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt电动势e ＝E m sin ωt ＝nBSωsin ωt电压u ＝U m sin ωt＝RE mR ＋rsin ωt电流i ＝I m sin ωt＝E mR ＋rsin ωt2.两个特殊位置的特点（1）线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变．（2）线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．3．书写交变电流瞬时值表达式的基本思路（1）确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式E m ＝nBSω求出相应峰值．（2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．如：①线圈从中性面位置开始转动，则i －t 图像为正弦函数图像，函数式为i ＝I m sin ωt . ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i －t 图像为余弦函数图像，函数式为i ＝I m cos ωt .【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（ ）考点二交变电流“四值”的比较与理解交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝E m sin ωti＝I m sin ωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值E m＝nBSωI m＝E mR＋r讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E＝E m2U＝U m2I＝I m2适用于正（余）弦式电流（1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）（2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值（3）保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值E ＝Bl vE ＝n ΔΦΔtI ＝ER ＋r 计算通过电路截面的电荷量【例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所示．现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，下列判断正确的是（ ）．A ．线圈转动的角速度ω＝100rad/sB ．在t ＝0.01s 时刻，穿过线圈的磁通量最大C ．电热丝两端的电压U ＝1002VD ．电热丝此时的发热功率P ＝1800W考点三 理想变压器原、副线圈基本量的关系理想 变压器 ①没有能量损失（铜损、铁损）②没有磁通量损失（磁通量全部集中在铁芯中）基本关系功率 关系 P 入＝P 出电压 关系 原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流 关系 只有一个副线圈时，电流和匝数成反比有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系 频率原、副线圈中电流的频率相等关系 制约关系电压 副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定电流原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定【例3】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0.20A ．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∶1B ．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C ．电流表A 2的示数为1.0 AD ．电流表的示数为0.4 A考点四 远距离输电问题 1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 2．远距离高压输电的几个基本关系（以下图为例）：（1）功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.（2）电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．（3）输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.（4）输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝（P 2U 2）2R 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1n2.【例4】随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的 （ ）A ． 输电线上损耗的功率为2220U RPB ． 输电线上损耗的功率为2120U RPC ．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D ．采用更高的电压输电会降低输电的效率第四部分 基础练+测1．一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知该交变电流A ．周期为0.125sB ．电压的有效值为210VC ．电压的最大值为220VD ．电压瞬时值的表达式为t u π8sin 210=（V ）3．一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列的哪个物理量不相等 A 、交变电流的频率 B 、电流的有效值 C 、电功率D 、磁通量的变化率4．如图所示，交流发电机的矩形线圈边长ab =cd =0.4 m ，ad =bc =0.2m ，线圈匝数N =100，电阻r =1 0Ω。
线圈在磁感应强度B =0. 2 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以100ωπ=rad/s 的角速度匀速转动，外接电阻R =9Ω，以图示时刻开始计时，则（ ）A ．电动势瞬时值160sin100e t ππ= VB ．t =0时线圈中磁通量变化率最大C ．12t =s 时线圈中感应电动势最大 D ．交变电流的有效值是82π A5．如图所示，变压器初级线圈接电压一定的交流电，在下列措施中能使电流表示数变小的是（ ）6．如图，理想变压器原、副线圈匝数 n 1: n 2∶n 3 = 3∶2∶1 ，副线圈 n 2接有 “8V 8 W ” 的灯泡 L l 、L 2，副线圈n 3上接有“6 V 9W ”的灯L 3 、L 4。
原线圈上接有电阻 R 1 = 3，当 a 、b 端接入交变电源后，L l 、L 2正常发光，则交变电源的输出功率为（ ）A.72WB.36 WC.34WD.24 W7．内阻不计的交流发电机产生的电动势10sin50e t π=V ，所接负载的电阻R =10Ω，现把发电机的转速提高一倍，则（ ）A ．负载两端电压的有效值将变为28.2 VB ．交流电的频率将变为100 HzC ．负载消耗的功率将变为20 WD ．负载消耗的功率将变为40 W8．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，发电厂的输出电压及输电线的电阻Ｒ均不变．在用电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说法正确的是9．将阻值为4 的电阻接到内阻不计的交流电源上，该电源电动势e随时间t变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）A.电路中交变电流的频率为2.5HzB.通过电阻的电流为2AC.电阻消耗的电功率为2WD.电阻两端的电压是4VA．风扇电动机D两端的电压为B．理想变压器的输入功率为C．风扇电动机D输出的机械功率为D．若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为11．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，以下说法中正确的是（）A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10:1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10:1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为10:113．下列器件中应用光敏传感器的是（）A．光电鼠标器B．火灾报警器C．测温仪D．电子秤14．下列说法正确的是（）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．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大16．小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场的固定轴转动．线圈匝数n=100．穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化，如图所示．发电机内阻r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω．求：（1）一个周期内，线圈发热产生的热量；（2）线圈从中性面起转动半周的过程中，流过R的电量．。
河北省衡水市高考物理专题万卷检测 专题九 交变电流与传感器(含解析)
u1n 2nV2014年衡水万卷物理专题九交变电流与传感器一、选择题1．一个电炉上“220V．1.5 kW”，那么为了使它正常工作，所使用的正弦交流电应是( ) A ．电压最大值为220V ，电流最大值约为9.6A B ．电压最大值为311V ，电流最大值约为6.8A C ．电压有效值为220V ，电流有效值约为6.8A D ．电压有效值为311V ，电流有效值约为9.6A2．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，电灯比深夜时要暗些，这是因为此时( )A ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B ．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C ．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大D ．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流3．如图所示，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 VD ． 144.0 V4．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e t π=．关于这个交变电流，下列说法中正确的是 A ．交变电流的频率为100Hz B ．电动势的有效值为220V C ．电动势的峰值约为311VD ．t=0时，线圈平面与中性面垂直5．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。
闭合开关S ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势()e t V π=，则( )A ．该交变电流的频率为10Hz B．该电动势的有效值为 C ．外接电阻R 所消耗的电功率为10W D ．电路中理想交流电流表○A 的示数为1.0A6．2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重。
最新【通用版】高考物理专题训练《交变电流与传感器》(含解析)
通用版高考物理专题训练（含解析）专题一、 交变电流与传感器第一部分名师综述本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续及其规律的具体应用，在学习的过程中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应用，本章主要围绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这一中心展开，复习时需要注意的问题有： 1.区分瞬时值、有效值、最大值、平均值.①瞬时值随时间做周期性变化，表达式为t NBS e ωωsin =(从中性面开始计时).②有效值是利用电流的热效应定义的，即如果交流电通过电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等，则直流电的数值就是该交流电的有效值.用来计算电路中的电功率和电热. ③最大值用ωNBS E m =来计算，是穿过线圈平面的磁通量为零时的感应电动势. ④平均值是利用tnE ∆∆Φ=来进行计算的，计算电量时用平均值. 2.理想变压器的有关问题，要注意掌握电流比的应用，当只有一原一副时电流比2121n n I I =，当理想变压器为一原多副时，电流比关系则不适用，只能利用输入功率与输出功率相等来进行计算.同时掌握输入功率与输出功率的决定与被决定的关系.3.要了解远距离输电的基本模式，弄清输电的基本规律，正确设计出输电方案，更好地传送电能.4.对传感器部分：①应知道求解传感器问题的思路：传感器问题具有涉及的知识点多、综合性强、能力要求高等特点，而传感器的形式又多种多样，有的原理甚至较难理解.但不管怎样，搞清传感器的工作原理及过程是求解问题的关键.因此，求解时必须结合题目提供的所有信息，认真分析传感器所在的电路结构，这样才能对题目的要求作出解释或回答.另外，平时应多注意实际生产、生活中的一些实例，多一些思考，多动手，多查资料，开阔自己的视野，丰富自己的经验，达到学以致用、活学活用的目的.②特别注意加速度计与加速度传感器：加速度传感器实际上是变式加速度计，它将加速度信号转换为电压信号输出，该传感器可以制作成振动传感器(因为振动物体的加速度一般不为零)，振动传感器可以广泛地应用在报警、测量等领域(如汽车、摩托车防盗报警器等). 第二部分精选试题 一、单选题1．如图所示的变压器中，原副线圈的匝数比为n 1n 2=21，图中定值电阻R 1与原线圈串联后再与一有效值为44V 的交变电源连在一起。
高考物理一轮复习考点延伸训练：第十章《交变电流 传感器》(含解析).pdf
第十章 交变电流 传感器 (1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有变压器的原理及应用、交变电流的有效值、交变电流的平均值以及远距离输电等知识的理解和应用。
其中针对变压器的原理及应用的题目出现的频率非常高，另外交流电的最大值、瞬时值、平均值、有效值的计算和应用也是考查频率较高的知识点。
(2)高考对本章内容的考查主要以选择题 的形式出现，多和电路相结合进行命题。
试题难度一般在中等及中等偏下的层次。
2015高考考向前瞻预计在2015年高考中，对交流电的考查仍会集中在上述知识点上，仍将通过交变电流的图像考查交变电流的四值、变压器等问题，以分值不超过6分的选择题为主。
第1节交变电流的产生及描述 交变电流的产生及变化规律 [想一想] 线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电，对转轴方位有何要求？电动势的最大值(峰值)跟线圈角速度成正比，跟转轴的位置有关吗？跟线圈的面积成正比，跟线圈的形状有关吗？ 提示：转轴必须与磁场垂直，电动势的最大值与线圈转轴的位置和线圈的形状无关。
[记一记] 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)图像：如图10－1－1(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10－1－1(a)所示。
10－1－1 2．正弦式电流的产生和图像 (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)图像：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，其图像为正弦曲线。
如图10－1－1(a)所示。
3．正弦式电流的函数表达式 若n匝面积为S的线圈以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从中性面开始计时，其函数形式为e＝nBSωsin_ωt，用Em＝nBSω表示电动势最大值，则有e＝Emsin ωt。
其电流大小为i＝＝sin ωt＝Imsin ωt。
[试一试] 1．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图10－1－2甲所示，则下列说法正确的是( ) 10－1－2 A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大 D．该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示 解析：选B 由Φ-t图知，t＝0时，Φ最大，即线圈处于中性面位置，此时e＝0，故A、D两项错误；由图知T＝0.04 s，在t＝0.01 s时，Φ＝0，最大，e最大，则B项正确；在t＝0.02 s时，Φ最大，＝0，e＝0，则C项错误。
专题09交变电流与传感器-高考物理备考艺体生文化课百题突围系列(原卷版)
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第一部分特点描述本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续及其规律的具体应用。
其知识特点是了解识记的基本概念较多，主要围绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这一中心展开，在此基础上研究了变压器的工作原理和远距离输电。
另外，简单介绍了电感、电容对交变电流的影响。
本章知识的另一个特点是与科学技术和生活实际联系密切，在学习的过程中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应用。
复习时应特别注意的内容为：1.交变电流的产生及描述（e、u、i的瞬时值表达式、峰值、有效值、周期、频率），特别是交流电的图象和有效值的计算是考查的热点.2.变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，远距离输电问题等是考查的重点.3.将本章知识与电磁感应知识结合的力、电综合题以计算题为主.4.掌握传感器的一些简单使用和一些敏感元件的基本原理.第二部分知识背一背一、交变电流的产生和变化规律2．正弦交流电的产生和变化规律（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）中性面：①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：a.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．b.线圈转动一周，两次经过中性面．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．（3）图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图像为正弦曲线．如上图（a ）所示．二、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（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：fT 12．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．（3）有效值：让交流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的热量相等，则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的有效值．（4）正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系：有效值为峰值除以2（5）平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值. 三、理想变压器2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．互感现象是变压器工作的基础． 3．理想变压器：没有能量损失的变压器，即输入功率等于输出功率． 4．基本关系式（1）功率关系：出入P P =.（2）电压关系：U 1n 1＝U 2n 2；有多个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3.（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＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 四、远距离输电1．根据R I P 2=损，降低输电损耗有两种方法（1）减小输电线的电阻．（2）减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高输电电压． 2．远距离输电的功率损失输送功率一定时，线路电流I ＝P U ，输电线上的损失功率P 损＝I 2R 线＝P 2R 线U 2，可知P 损∝1U 2.远距离输电中的功率关系：P 输＝P 损＋P 用户.第三部分 技能+方法考点一 正弦交流电的变化规律1．正弦式电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）规律 物理量函数图像磁通量Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt电动势e ＝E m sin ωt ＝nBSωsin ωt电压u ＝U m sin ωt＝RE mR ＋rsin ωt电流i ＝I m sin ωt＝E mR ＋rsin ωt2.两个特殊位置的特点（1）线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变．（2）线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．3．书写交变电流瞬时值表达式的基本思路（1）确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式E m ＝nBSω求出相应峰值．（2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．如：①线圈从中性面位置开始转动，则i －t 图像为正弦函数图像，函数式为i ＝I m sin ωt . ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i －t 图像为余弦函数图像，函数式为i ＝I m cos ωt .【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（ ）考点二 交变电流“四值”的比较与理解 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e ＝E m sin ωt i ＝I m sin ωt 计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值E m ＝nBSωI m ＝E mR ＋r讨论电容器的击穿电压 有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E ＝E m2U ＝U m2I ＝I m 2适用于正（余）弦式电流 （1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等） （2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值（3）保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值E ＝Bl vE ＝n ΔΦΔtI ＝ER ＋r 计算通过电路截面的电荷量【例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所示．现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，下列判断正确的是（ ）．A ．线圈转动的角速度ω＝100rad/sB ．在t ＝0.01s 时刻，穿过线圈的磁通量最大C ．电热丝两端的电压U ＝1002VD．电热丝此时的发热功率P＝1800W考点三理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器①没有能量损失（铜损、铁损）②没有磁通量损失（磁通量全部集中在铁芯中）基本关系功率关系P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系只有一个副线圈时，电流和匝数成反比有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定【例3】如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，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A1的示数为0.20A．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∶1B．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C．电流表A2的示数为1.0 AD ．电流表的示数为0.4 A考点四 远距离输电问题 1．远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 2．远距离高压输电的几个基本关系（以下图为例）：（1）功率关系：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.（2）电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．（3）输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.（4）输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝（P 2U 2）2R 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1n2.【例4】随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的 （ ）A ． 输电线上损耗的功率为2220U RPB ． 输电线上损耗的功率为2120U RPC ．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D ．采用更高的电压输电会降低输电的效率第四部分 基础练+测1．一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。
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。
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）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: "2和电源电压Vx分别为（）D. 2 ： 1 2U解析：设灯泡正常发光时，额定电流为A)•由题图可知，原线圏中电流几=仏 副线圈中两灯并联，副线圏中电流几=2九0剧="根据理想变压器的基本规律:I »ni=1 得 “1 : ni=2 : 1; U ^/U «=«1/«2得 U 煤=2t/，所以 L/i=4t7.C 项正确・答案:C2.如图2所示,面积为S 、匝数为N 、电阻为厂的线圈与阻值为7?的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻/?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血匀速转 动.设线 圈转动到图示位置的时刻f=o •则 ()A. 在f=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0B ・1秒钟内流过电阻R 的电流方向改变学次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，但由于产生的是正孫式电流，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=2X^-=~,B 正确；R 两端再并联电阻Z7T 7T时，干路电流增大，路端电压减小,故电压表读数减小,C 正确；并上电容后，由于电路 与交 变电源相连，电容反复充电放电，该支路有电流通过，故电压表的读数也减 小,DA. 1 ： 2 2UB. 1 ： 2 4L/C. 2 ： 1 4Ux X错误.答案：BC3•利用如图3所示的电流互感器可以测量被测电路中的大电流，若互感器原、 副线圈的匝数比/II : H2 = 1 ： 100,交流电流表A 的示数是50 mA,则被测电路A. 被测电路的电流的有效值为5 AB. 被测电路的电流的平均值为0.5 AC. 被测电路的电流的最大值为5迄AD.原、副线圈中的电流同时达到最大值解析：交流电流表示数为副线圈中电流的有效值，即72=50 mA=0.05 A,根得』i=5A,A 对B 错误;原线圏（被测电路冲电流的最大值1讪=回=5& A,C 项正确；原线圏中电流最大时，线圈中饌通量的变化率等于零，此时副线圈 中的电流最小；原线圈中电流等于0时，磁通量的变化率最大9副线圏中电流最大； 所以原、副线圏中的电流有相位差，故不能同时达到倉大值,D 项错误. 答案：AC4. 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上述调 节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速.现 在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，如图4所示为一个经 过双向可)控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个3周期中, 前面的扌被截去，从而改变了电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为 ()C. 14.1 Wb/sD. 20.0 VVb/s解析：由于电压表測量的是交变电流的有效值，由此可以计算出交变电压的 最大值为Em=y/2E=2(^[2 V.答案：c5. 如图5所示，一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中 绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为八若把万用电表的选择 开关拨到交流电压挡，测得“、b 两点间的电压为20 V,则可知： 从中性面开始计时，当『=778时，穿过线圈的磁通量的变化率约为A. 1.41 Wb/sB. 2.0 VVb/s 得r=^.c 项正确.图5a交变电压的瞬时值表达式为：e=2(hjisin#f当『=778时的瞬时值为：e=20V由法拉第电黴感应定律知，对应该时刻磁通量的变化率为丁=2.0 Wb/s,故选项B是正确的.答案：B6.如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10 : 1局=20 Q,皿=30 Q,C为电容器，已知通过R1的正弦式电流如图乙所示，则A.交变电流的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为200V2 VC.电阻吧的电功率约为6.67 WD.通过用的电流始终为零解析：由图乙可知交变电流的频率为50 Hz,所以A错.副线圏电压最大值U1=I1R1=20 V,由3=3可知Ui=200 V,B 错.Ri 和 & 并联f2=(竿)2/30~6・67 Hi 111 yj2 w,c对.因电容器接交变电流有充、放电现象，故D错.答案：C7.计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息.光敏电阻自动计数器的示意图如图7所示，其中Ri为光敏电阻"2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是信号处/ |聊系统—A.当有光照射&时,处理系统获得高电压图7B.当有光照射凤时,处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：用、尺2和电源组成一个闭合电路，只有尺2两端获得高电压时,处理系统才能进行信号处理，当激光照到光敏电阻时山1的阻值变小，总电流变大，则R1两端获得高电压,因此选A、D.答案：AD8.如图8所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中用、R2、用和屁均为固定电阻，开关S是闭合的.©和©为理想电压表, 读数分别为L/1和U2; © > © 和;。
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。
同学们认真完成这些练习，并对过答案，对学习高中物理交变电流、传感器和电磁感应知识一定有很大的帮助，希望大家喜欢这份文档。
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。
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。