2018高考物理一轮复习第11章交变电流传感器易错排查练
2018版高三物理一轮复习5年真题分类 高考真题汇编 专题11 交变电流 传感器 word版含解析 - 副本
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220V 交变电流改为110V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为 A ．200 B ．400 C ．1600 D ．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022Ne 02Ne 2m UU ＝，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 ．6.（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，02Ne其电流I2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P2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P1也变为原来的1/4，故选项D错误.。
高考物理一轮复习 第11章 交变电流 传感器
取夺市安慰阳光实验学校第十一章交变电流传感器综合过关规范限时检测满分：100分考试时间：60分钟一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。
1～4题为单选，5～8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分) 1．(2018·江苏扬州检测)电阻R1、R2与交流电源按照图甲方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω，合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则 21993509( B )A．通过R1的电流有效值为1.2AB．R1两端的电压有效值为6VC．通过R2的电流最大值是1.22AD．R2两端的电压最大值是62V[解析] 由i－t图象可知，电流最大值I m＝0.62A，有效值I＝I m2＝0.6A，因R1与R2串联，则I1＝I＝0.6A，U1＝IR1＝6V，I2m＝0.62A，U2m＝I2m R2＝122 V，故A、C、D错，B正确。
2.(2018·高三上学期期末试题)如图所示，等边三角形导体框abc边长为L，bd⊥ac，导线框绕轴bd以角速度ω匀速转动，导体框所在空间有竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场。
下列说法正确的是 21993510( A ) A．导体框中无感应电流B．导体框中产生正弦交变电流C．a、d两点间电势差为0D．a、d两点间电势差大小为12BωL2[解析] 导体框绕bd转动过程中，穿过导体框的磁通量无变化，故无感应电流产生，A正确，B错误；a、d两点间电势差为U ad＝BL20＋ωL22＝18BωL2，C、D均错误。
3．(2018·湖北华中检测)图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4<n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L>2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。
当A、B端接入低压交流电源时 21993511( D ) A．A1、A2两表的示数相同B．L1、L2两灯泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2两端的电压小于R4两端的电压[解析] 远距离输电过程中，应用高压输电能够减小输电线上的功率损失，R 1上消耗的功率小于R 3上消耗的功率，C 项错；而比较两个不同输电回路，输电线电阻相同，由P 损＝I 2·2R 可知，A 1示数小于A 2示数，A 项错；根据欧姆定律可知，R 2两端电压小于R 4两端电压，D 项正确；由于输电线上损失电压不同，故两灯泡两端电压不同，故亮度不同，B 项错。
2018高考物理大一轮复习第11章交变电流传感器第1节交变电流的产生及描述课件
课时规范训练
第1节 交变电流的产生及描述
一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流：大小和方向都随时间做 周期性 变化的电流． 2．正弦交流电 (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 ，磁通 量的变化率为 零 ，感应电动势为 零 ．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＝ Emsin ωt . ②电压(u)：u＝Umsinωt . ③电流(i)：i＝ Imsinωt .
(2)瞬时值书写的两关键 ①确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式 Em＝ 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． a．线圈从中性面位置开始转动，则 i－t 图象为正弦函数图象， 函数式为 i＝Imsin ωt，图象如图甲所示． b．线圈从垂直中性面位置开始转动，则 i－t 图象为余弦函数 图象，函数式为 i＝Imcos ωt.图象如图乙所示．
[典例 1] 如图所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别 绕垂直于磁场方向的轴 P1 和 P2 以相同的角速度匀速转动，当线圈 平面转到与磁场方向平行时( )
A．线圈绕 P1 转动时的电流等于绕 P2 转动时的电流 B．线圈绕 P1 转动时的电动势小于绕 P2 转动时的电动势 C ． 线 圈 绕 P1 和 P2 转 动 时 电 流 的 方 向 相 同 ， 都 是 a→b→c→d→a D．线圈绕 P1 转动时 dc 边受到的安培力大于绕 P2 转动时 dc 边受到的安培力
3 ． ( 多 选 ) 某 小 型 发 电 机 产 生 的 交 变 电 动 势 为 e ＝ 50sin
高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器章末过关检测
权掇市安稳阳光实验学校第十一章交变电流传感器章末过关检测(十一)(时间60分钟：分值：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则( ) A．乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B．乙图中c时刻对应甲图中的C图C．若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次D．若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz解析：选A.由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过1/4个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中A至B图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，A正确；甲图中的C图对应的电流为零，B错误；每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次，所以一个周期以内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期，若已知d等于0.02 s，则频率为50 Hz，1 s内电流的方向将改变100次，C错误；而D选项频率应该是25 Hz.2．(2018·东北三校联考)关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是( ) A．图甲中电流的峰值为2 A，有效值为 2 A，周期为5 sB．图乙中电流的峰值为5 A，有效值为2.5 2 AC．图丙中电流的峰值为2 A，有效值为 2 AD．图丁中电流的最大值为4 A，有效值为 2 A，周期为2 s解析：选B.图甲是正弦式交变电流图线，峰值(最大值)为2 A，有效值是峰值的12，即 2 A，周期为4 s，所以A选项错误；图乙电流大小改变但方向不变，所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的12，即2.5 2 A，所以B选项正确；图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的12，所以C选项错误；图丁是交变电流图线，周期为2 s，根据有效值定义则有：42×R×T2＋32×R×T2＝I2RT，解得电流有效值I＝2.5 2 A，所以D选项错误．3.如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω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 ＝102sin 10πt (V)，则( )A ．该交变电流的频率为10 HzB ．该电动势的有效值为10 2 VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为10 WD ．电路中理想交流电流表A 的示数为1.0 A解析：选D.因e ＝102sin 10πt (V)，故ω＝10π rad/s ，f ＝ω2π＝5 Hz ，选项A 错误；E m ＝10 2 V ，故其有效值E ＝E m2＝10 V ，选项B 错误；交流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电路中理想交流电流表A 的示数I ＝ER ＋r＝1.0 A ，选项D 正确；外接电阻R 所消耗功率为P ＝I 2R ＝1.02×9 W ＝9 W ，选项C 错误．4．如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( )A ．220 VB ．110 V C.2202VD ．1102V解析：选B.设电压的有效值为U ，根据有效值定义有⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫22022R ·T 2＝U 2RT ，解得U ＝110 V ，则B 正确．5.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220 V 的正弦交流电，各元件正常工作，一个理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表．则下列说法正确的是( )A ．原、副线圈中的电流之比为5∶1B ．电压表的读数约为44 VC ．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1分钟产生的热量为2 904 JD ．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大解析：选C.理想二极管的特点是正向的电流通过时电阻很小，反向的电流通过时电阻很大，认为断路，理想二极管的作用是只允许正向的电流通过．由于原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比，所以电流之比为1∶5，A 选项错误；原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比，所以副线圈两端电压为U 2＝44 V ，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有U 22R ×T 2＝U 2R×T ，从而求得电压表两端电压有效值为U ＝22 2 V ，B 选项错误；1 min 产生的热量为Q ＝U 2Rt＝2 904 J ，C 选项正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变大，所以D 选项错误．6．(2018·唐山模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接在u ＝2202sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈一端接有R ＝55 Ω的负载电阻、熔断电流为1 A 的保险丝和一个灯泡D ，电流表为理想电表．下列说法正确的是( )A ．S 断开时，原线圈中电流表的读数为 2 AB ．S 断开时，原线圈的输入功率为220 2 WC ．副线圈中输出交流电的周期为50 sD ．S 闭合时，灯泡D 正常发光，原线圈中电流表读数不会超过1.5 A 解析：选D.由交流电源瞬时值表达式可知其原线圈两端电压的有效值为220 V ，根据理想变压器变压规律U 1U 2＝n 1n 2可知，副线圈输出电压有效值为U 2＝110 V ，由欧姆定律可知通过电阻的电流I 2＝U 2R ＝2 A ，由变压器变流规律I 1I 2＝n 2n 1可知，原线圈输入电流为1 A ，故电流表示数为1 A ，A 项错误；原线圈的输入功率P 1＝U 1I 1＝220 W ，B 项错误；变压器不改变交流电的周期，由瞬时值表达式可知，交流电的周期为0.02 s ，C 项错误；通过灯泡的电流有效值最大为1 A ，故通过副线圈的最大电流为3 A ，由变压器变流规律可知，原线圈输入电流有效值最大为1.5 A ，故D 项正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为20∶1，A 、B 端输入电压为U 1＝2202sin 100πt (V)，对于输出端CD (OD 为副线圈的中心抽头)( )A ．输出电压的有效值为11 VB ．输出电压的有效值为5.5 VC ．CD 端的输出功率和AB 端的输入功率之比为1∶2 D ．CD 端的输出功率和AB 端的输入功率之比为1∶1解析：选BD.由于OD 为副线圈的中心抽头，AB 与CD 线圈匝数之比为40∶1，则线圈CD 间电压的最大值为1122V ，而本题中的两个二极管相当于把CD 之间的交变电压的负半部分对称地变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V ，A 错误，B 正确．变压器AB 端的输入功率等于CD 端的输出功率，因而C 错误，D 正确．8．(2017·高考江苏卷)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解析：选BD.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．9．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象如图乙所示，以下判断正确的是( )A．电流表的示数为10 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．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左解析：选AC.根据i－t图象可知，电流最大值I m＝10 2 A，有效值I＝I m2＝10 A，选项A正确；交变电流的周期T＝2×10－2 s，角速度ω＝2πT＝100πrad/s，选项B错误；从图示位置开始转动时，经0.01 s线圈回到水平状态，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；根据右手定则，在0.02 s时，线圈经过一个周期，即在图示位置，电阻R中的电流方向自左向右，因此选项D错误．10.(2018·东北三校联考)如图所示，空间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距L，用导线将环与外电阻相连，现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动．若已知磁感应强度大小为B，圆环半径为R，杆转动角速度为ω，金属杆和电阻的阻值均为r，其他电阻不计，则( )A．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小B．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大C．流过外电阻电流的有效值为2BLωR4rD．流过外电阻电流的有效值为2πBωR24r解析：选BC.金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，垂直磁场方向的分速度先减小再增大，因而流过外电阻的电流先减小再增大，选项A 错误，选项B 正确；杆沿圆环的匀速率运动等效为以两环圆心连线为转动轴、长为L 、宽为R 的矩形线框的匀速转动，因此产生正弦交流电，遵守I ＝I m2的关系．电动势的最大值为E m ＝BLωR ，I m ＝E m 2r ，I ＝I m 2＝2BLωR4r ，故选项C 正确、D 错误． 三、非选择题(本题共3小题，共40分．按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(12分)(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．①如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(选填“大”或“小”)．②上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20 ℃(如图甲所示)，则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的________(选填“左”或“右”)侧．③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计一个电路．(2)图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．解析：(1)①因为温度降低时，负温度系数热敏电阻的阻值增大，故电路中电流会减小．②由①的分析知，温度越高，电流越大，25 ℃的刻度应对应较大电流，故在20 ℃的刻度的右侧．③电路如图所示(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，流过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的阻值减小．根据题意设计一个自动光控电路，如图所示．控制过程是：当有光照时，放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开；当无光照时，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，工作电路接通，电灯开始工作．答案：(1)①小 ②右 ③见解析图 (2)见解析12．(14分)如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u －t 图象如图乙所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s ，U m ＝400 V 电压瞬时值的表达式为u ab ＝400sin 200πt (V)． (2)电压有效值U 1＝200 2 V 理想变压器P 1＝P 2原线圈中的电流I 1＝P 1U 1，解得I 1≈0.28 A ⎝⎛⎭⎪⎪⎫或25 A . (3)设ab 间匝数为n 1，U 1n 1＝U ce n ce ，同理U 1n 1＝U den de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de ，解得n ce n de ＝R ceR de代入数据得n ce n de ＝43.答案：见解析13．(14分)发电机的端电压为220 V ，输出电功率为44 kW ，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10 的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路图； (2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压． 解析：(1)线路图如图所示：(2)升压变压器副线圈上的输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝2 200 V升压变压器副线圈上的输出电流I 2＝n 1n 2I 1升压变压器原线圈上的输入电流，由P ＝U 1I 1得I 1＝P U 1＝44×103220 A ＝200 A所以I 2＝n 1n 2I 1＝110×200 A ＝20 A.输电线路上的电压损失和功率损失分别为U R ＝I 2R ＝4 V P R ＝I 22R ＝0.08 kW降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I 3＝I 2＝20 AU 3＝U 2－U R ＝2 196 V降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为U 4＝n 4n 3U 3＝219.6 VI 4＝n 3n 4I 3＝200 A用户得到的功率P 4＝U 4I 4＝43.92 kW. (3)若不采用高压输电，线路损失电压为U ′R ＝I 1R ＝40 V用户得到的电压U ′＝U 1－U ′R ＝180 V 用户得到的功率为P ′＝U ′I 1＝36 kW. 答案：见解析。
高三物理(广东专用)一轮复习单元检测 第11章 交变电流 传感器含答案
单元检测十一交变电流传感器(时间：60分钟满分：100分）一、单项选择题（共4小题，每题4分,共16分）1．一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 J2．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R,通过导线的电流为I，学校输入电压为U2。
下列4个计算输电线损耗的功率的式子中错误的是（）A．错误!B．错误!C．I2R D．I（U1－U2）3．如图所示为小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R＝10 Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,副线圈与用电器R0组成闭合电路。
若T1、T2均为理想变压器,T2的副线圈两端电压u ＝2202sin 100πt（V），当用电器电阻R0＝11 Ω时( ）A．通过用电器R0的电流有效值是20 AB．升压变压器的输入功率为4 650 WC．发电机中的电流变化频率为100 HzD．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小4．（2011·福建理综)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关。
原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。
现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光.下列说法正确的是（）A．输入电压u的表达式u＝20错误!sin(50πt）VB．只断开S2后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W二、双项选择题（共5小题,每题6分，共30分）5．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。
2018版高考物理一轮总复习第11章交变电流传感器第2讲变压器电能的输送课件
5 ．变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。 ( √ ) 6．变压器副线圈中的电压是由原线圈中的电压决定。 ( √ )
二、对点激活 1．[理想变压器的应用 ]如图所示，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 220 V，额定功率为 22 W；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( )
2．基本关系式中物理量之间的决定关系 (1)电压决定关系： 输入电压 U1 决定输出电压 U2， 这是 n2 因为输出电压 U2＝ U1，当 U1 不变时，不论负载电阻 R 变 n1 化与否，U2 不会改变。 (2)电流决定关系：输出电流 I2 决定输入电流 I1。 (3)功率决定关系：输出功率 P2 决定输入功率 P1，也可 简记为“用决定供”。
3．[远距离输电的原理]如图所示为远距离输电的电路 原理图，下列判断正确的是( )
A．U1＞U2
B．U2＝U3
C．I4＜I2
D．I1＞I2
解析
根据题意可知，从电厂经升压变压器，电压被
提高，而功率不变，因此电流减小，故 U1＜U2，I1＞I2，A 选项错误，D 选项正确；由于输电线有电阻，有电压和功 率的损失，所以 U3＜U2，B 选项错误；用户需要低压电， 因此要用降压变压器，所以 I4＞I2，故 C 选项错误。
总结升华 理想变压器的动态分析 (1)解决这类问题的方法是： 首先要分清变量和不变量， 弄清“谁决定谁 ”，然后利用直流电路中的动态分析方法 即可。 (2)对变压器的负载电路进行分析时，可以把变压器的 副线圈看作是给用户供电的无阻电源，分析方法与直流电 路的分析方法基本相同。
1. [2015· 广东高考]图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 220 V 降至 110 V。调节前后 ( )
全品复习方案2018高考物理大一轮复习第11单元交变电流传感器单元小结卷
第11单元交变电流传感器一、选择题(每小题6分，共48分，1～4小题为单选，5～8小题为多选)1．如图D111甲所示为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示．发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω恒定不变，则下列说法中正确的为( )图D111A．电压表的示数为6 VB．发电机的输出功率为4 WC．在1.0×10－2 s时刻，穿过线圈的磁通量最大D．在1.0×10－2 s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大2．如图D112甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流随时间按照图乙所示的余弦规律变化，在t＝π2ω时刻( )图D112A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．穿过线圈磁通量的变化率最大3．如图D113所示变压器可视为理想变压器，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接有一正弦交流电源．若两电阻消耗的电功率相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为( )图D113A．1∶2 B．2∶1 C．1∶1 D．1∶44．某种角速度计的结构如图D114所示．当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k，自然长度为l，电源的电动势为E，内阻不计．滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，闭合开关，当系统以角速度ω转动时，则( )图D114A．电路中电流随角速度的增大而增大B．电路中电流随角速度的增大而减小C．弹簧的伸长量为x＝mωlk－mω2D．输出电压U与ω的函数关系式为U＝Emω2k－mω25．如图D115甲所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈输入的电压随时间变化规律如图乙所示，副线圈电路中接有灯泡，额定功率为22 W，原线圈电路中接有电压表和电流表，均为理想电表．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( )图D115A．灯泡的电压为110 VB．副线圈输出交流电的频率为50 HzC．U＝220 V，I＝0.2 AD．原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝2202sin 100πt(V)6．如图D116甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表、电流表均为理想电表．L1、L2、L3、L4为四只规格均为“220 V，60 W”的灯泡．如果副线圈电压随时间按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是( )图D116A ．电压表的示数为660 VB ．电流表的示数为0.82 AC ．a 、b 两点间的电压是1045 VD ．a 、b 两点间的电压是1100 V7．手摇式发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡L 供电，其电路如图D117所示．当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表示数为U ，灯泡正常发光．已知发电机线圈的电阻为r ，灯泡正常发光时的电阻为R ，其他电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为k ，变压器可视为理想变压器．则( )图D117A ．灯泡的额定电压为U kB ．灯泡的额定功率为k 2U 2RC ．发电机的线圈中产生的电动势最大值为2（R ＋r ）RUD ．从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为u ＝2U sin ωt8．图D118甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压随时间变化规律如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R 1为一定值电阻，R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．未发生警报时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法中正确的有( )图D118A ．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 HzB ．远距离输电线路损耗功率为180 kWC ．当传感器R 2所在处发生警报时，电压表V 的示数变大D ．当传感器R 2所在处发生警报时，输电线上的电流变大二、计算题(第9题14分，第10题18分，第11题20分，共52分，写出必要的步骤和文字说明)9．一小型交流发电机产生正弦式交变电压，该电压随时间变化的规律如图D119所示．发电机线圈电阻为5 Ω，当发电机输出端仅接入一个95 Ω的纯电阻用电器时，用电器恰能正常工作．求：(1)通过该用电器的电流值；(2)该用电器的额定功率．图D11910．某中学有一台应急备用发电机，发电机线圈内阻为r＝1 Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V，40 W”规格的电灯6盏，要求所有灯都正常发光，输电线路如图D1110所示．求：(1)发电机的输出功率；(2)发电机的电动势；(3)输电线上损耗的电功率．图D1110参考答案（测评手册）单元小结卷(十一)1．C [解析] 根据图乙所示的产生的电动势随时间变化的正弦规律图像可知，电动势最大值为6 2 V ，有效值为E ＝6 V ，由闭合电路欧姆定律得I ＝ER ＋r＝0.6 A ，电流表示数为0.6 A ，电压表的示数为U ＝IR ＝0.6×9 V ＝5.4 V ，选项A 错误．发电机的输出功率为P ＝UI＝5.4×0.6 W ＝3.24 W ，选项B 错误．在1.0×10－2s 时刻，产生的感应电动势为零，说明磁通量变化率为零，线圈正在通过中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，选项C 正确，选项D 错误．2．C [解析] 线圈中产生的交变电流随时间按照图乙所示的余弦规律变化，即i ＝i m cos ωt ，在t ＝π2ω时刻i ＝i m cos ωt ＝i m cos π2ω·ω＝0，此时刻线圈所在的平面与磁场方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，A 、B 、D 错误；产生的感应电流为零，所以安培力为零，C 正确．3．C [解析] 原、副线圈电流之比等于匝数的反比，I 1I 2＝n 2n 1，两电阻消耗的功率相等，即I 21R ＝I 22R ，由以上两式得n 1n 2＝11，故选C.4．D [解析] 系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，滑动变阻器接入电路电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，故选项A 、B 错误；设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x ，则对元件A ，根据牛顿第二定律得kx ＝m ω2(l ＋x )，又输出电压U ＝R BP R BC E ＝x l E ，联立两式得x ＝m ω2l k －m ω2，U ＝Em ω2k －m ω2，故选项C 错误，选项D 正确．5．ABD [解析] 原线圈电压有效值U 1＝22022V ＝220 V ，副线圈的电压U 2＝n 2n 1U 1＝110 V ，电流I 2＝P U 2＝22110 A ＝0.2 A ，电流表示数I 1＝n 2n 1I 2＝12×0.2 A ＝0.1 A ，A 正确，C 错误；原线圈交流电的频率f ＝10.02Hz ＝50 Hz ，变压器不会改变交流电频率，B 正确；原线圈输入电压瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt (V)，D 正确．6．BC [解析] 根据图乙所示的副线圈电压—时间图像，可知副线圈电压有效值为U 2＝220 V ．由变压器变压公式可知，原线圈输入电压U 1＝n 1n 2U 2＝4×220 V ＝880 V ，选项A 错误．副线圈所接的每个灯泡中电流均为I ＝P U ＝60220 A ＝311 A ，电流表的示数为I 2＝3I ＝3×311A ＝0.82 A ，选项B 正确．由U 1I 1＝U 2I 2，解得原线圈中电流I 1＝I 24＝944 A ，灯泡电阻R ＝U 2P ＝220260Ω＝24203 Ω，原线圈串联的灯泡两端电压为U 灯＝I 1R ＝944×24203 V ＝165 V ，a 、b 两点间的电压是U 灯＋U 1＝165 V ＋880 V ＝1045 V ，选项C 正确，选项D 错误．7．AD [解析] 由变压公式可知，变压器副线圈输出电压为U 2＝Uk.灯泡正常发光，说明灯泡的额定电压为Uk ，选项A 正确．灯泡的额定功率为P ＝U k 2R ＝U 2k 2R，选项B 错误．设发电机的线圈中产生的电动势最大值为E m ，有效值为E ＝E m2，由闭合电路欧姆定律，有E ＝U ＋Ir ，I＝U k 2R ，联立解得E m ＝2（k 2R ＋r ）k 2RU ，选项C 错误．从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为u ＝2U sin ωt ，选项D 正确． 8．AD [解析] 根据升压变压器的输入电压随时间变化规律，结合匝数比求出输出电压，从而得出输送电流，根据输电线的电阻得出损失的功率，根据闭合电路的动态分析判断电流与电压的变化．由图乙知交流电的周期为0.02 s ，所以频率为50 Hz ，选项A 正确；由图乙知升压变压器输入电压有效值为250 V ，根据原、副线圈电压与匝数成正比知副线圈电压为25 000 V ，所以输电线中的电流为：I ＝P U＝30 A ，输电线损失的电压为：ΔU ＝IR ＝30×100 V ＝3000 V ，输电线路损耗功率为：ΔP ＝ΔUI ＝90 kW ，选项B 错误；当传感器R 2所在处发生警报时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V 的示数变小，选项C 错误；副线圈电流增大，根据原、副线圈电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，选项D 正确．9．(1)1 A (2)95 W[解析] (1)由电压—时间图像可知，发电机产生的交变电压的有效值为100 V. 由闭合电路欧姆定律可得，通过该用电器的电流I ＝U R ＋r ＝100 V 95 Ω＋5 Ω＝1 A. (2)由于用电器正常工作，故其额定功率 P ＝I 2R ＝12×95 W ＝95 W.10．(1)5424 W (2)250 V (3)144 W [解析] (1)所有灯都正常工作的总功率 P ＝22×6×40 W ＝5280 W 通过电灯的总电流I 4＝P U 4＝5280 W220 V＝24 A根据I 4I 3＝n 3n 4得输电线上的电流I 3＝I 4n 4n 3＝6 A 降压变压器原线圈电压U 3＝P I 3＝880 V输电线上的电压损失ΔU ＝I 3R ＝24 V因此升压变压器的输出电压U 2＝U 3＋ΔU ＝904 V 根据U 1U 2＝n 1n 2得升压变压器输入电压U 1＝U 2n 1n 2＝226 V 输入电流I 1＝I 2n 2n 1＝I 3n 2n 1＝24 A所以发电机的输出功率为P1＝U1I1＝5424 W.(2)根据闭合电路欧姆定律，发电机的电动势E＝U1＋I1r＝250 V.(3)输电线上损耗的电功率ΔP＝I23R＝144 W.。
(新课标)2018年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器章末过关检测
第十一章 交变电流传感器章末过关检测(十一)(建议用时：60分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．如图甲所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda 方向为电流正方向，则( )A ．乙图中Oa 时间段对应甲图中A 至B 图的过程B ．乙图中c 时刻对应甲图中的C 图C ．若乙图中d 等于0.02 s ，则1 s 内电流的方向改变了50次D ．若乙图中b 等于0.02 s ，则交流电的频率为50 Hz解析：选A.由交变电流的产生原理可知，甲图中的A 、C 两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过1/4个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中A 至B 图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，A 对；甲图中的C 图对应的电流为零，B 错；每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次，所以一个周期以内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应Od 段等于交变电流的一个周期，若已知d 等于0.02 s ，则频率为50 Hz ，1 s 内电流的方向将改变100次，C 错；而D 选项频率应该是25 Hz.2．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2.则( )A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U解析：选A.根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 21r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的功率P ′＝I 21r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．3．如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( )A ．220 VB ．110 VC ．2202 VD ．1102V 解析：选B.设电压的有效值为U ，根据有效值定义有⎝ ⎛⎭⎪⎫22022R ·T 2＝U 2RT ，解得U ＝110 V ，则B 正确．4.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220 V 的正弦交流电，各元件正常工作，一个理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表．则下列说法正确的是( )A ．原、副线圈中的电流之比为5∶1B ．电压表的读数约为44 VC ．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1分钟产生的热量为2 904 JD ．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大解析：选C.理想二极管的特点是正向的电流通过时电阻很小，反向的电流通过时电阻很大，认为断路，理想二极管的作用是只允许正向的电流通过．由于原、副线圈中的电流之比与匝数之比成反比，所以电流之比为1∶5，A 选项错误；原、副线圈的电压之比和匝数之比成正比，所以副线圈两端电压为U 2＝44 V ，但二极管具有单向导电性，根据有效值的定义有U 22R ×T 2＝U 2R×T ，从而求得电压表两端电压有效值为U ＝22 2 V ，B 选项错误；1 min 产生的热量为Q ＝U 2Rt ＝2 904 J ，C 选项正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，电流表的读数变大，所以D 选项错误．5.(2017·唐山模拟)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接在u ＝2202sin 100πt (V)的交流电源上，副线圈一端接有R ＝55 Ω的负载电阻、熔断电流为1 A 的保险丝和一个灯泡D ，电流表为理想电表．下列说法正确的是( )A ．S 断开时，原线圈中电流表的读数为 2 AB ．S 断开时，原线圈的输入功率为220 2 WC ．副线圈中输出交流电的周期为50 sD ．S 闭合时，灯泡D 正常发光，原线圈中电流表读数不会超过1.5 A解析：选D.由交流电源瞬时值表达式可知其原线圈两端电压的有效值为220 V ，根据理想变压器变压规律U 1U 2＝n 1n 2可知，副线圈输出电压有效值为U 2＝110 V ，由欧姆定律可知通过电阻的电流I 2＝U 2R ＝2 A ，由变压器变流规律I 1I 2＝n 2n 1可知，原线圈输入电流为1 A ，故电流表示数为1 A ，A 项错；原线圈的输入功率P 1＝U 1I 1＝220 W ，B 项错；变压器不改变交流电的周期，由瞬时值表达式可知，交流电的周期为0.02 s ，C 项错；通过灯泡的电流有效值最大为1 A ，故通过副线圈的最大电流为3 A ，由变压器变流规律可知，原线圈输入电流有效值最大为1.5 A ，故D 项正确．二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)6.如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为20∶1，A 、B 端输入电压为U 1＝2202sin 100πt (V)，对于输出端CD (OD 为副线圈的中心抽头)( )A ．输出电压的有效值为11 VB ．输出电压的有效值为5.5 VC ．CD 端的输出功率和AB 端的输入功率之比为1∶2D ．CD 端的输出功率和AB 端的输入功率之比为1∶1解析：选BD.由于OD 为副线圈的中心抽头，AB 与CD 线圈匝数之比为40∶1，则线圈CD 间电压的最大值为1122V ，而本题中的两个二极管相当于把CD 之间的交变电压的负半部分对称地变为正半部分，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V ，A 错误，B 正确．变压器AB 端的输入功率等于CD 端的输出功率，因而C 错误，D 正确． 7.(2017·东北三校联考)如图所示，空间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距L ，用导线将环与外电阻相连，现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动．若已知磁感应强度大小为B ，圆环半径为R ，杆转动角速度为ω，金属杆和电阻的阻值均为r ，其他电阻不计，则( )A ．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小B ．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大C ．流过外电阻电流的有效值为2BL ωR 4rD ．流过外电阻电流的有效值为2πB ωR 24r解析：选BC.金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，垂直磁场方向的分速度先减小再增大，因而流过外电阻的电流先减小再增大，选项A 错误，选项B 正确．杆沿圆环的匀速率运动等效为以两环圆心连线为转动轴、长为L 、宽为R 的矩形线框的匀速转动，因此产生正弦交流电，遵守I ＝I m 2的关系．电动势的最大值为E m ＝BL ωR ，I m ＝E m 2r ，I ＝I m 2＝2BL ωR 4r ，故选项C 正确、D 错误．8．(2017·广西南宁高三模拟)一台发电机最大输出功率为4 000 kW ，电压为4 000 V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻为R ＝1 k Ω.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V ，60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A ．T 1原、副线圈电流分别为1×103A 和20 AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220 V ，60 W)正常发光解析：选ABD.远距离输电的模型如图所示．T 1原线圈的电流为I 1＝P 1U 1＝4 000×1034 000A ＝1×103 A ，输电线上损失的功率为P 损＝I 22R ＝10%P 1，所以I 2＝ 10%P 1R ＝0.1×4 000×1031×103 A ＝20 A ，选项A 正确；T 1原、副线圈的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝20103＝150；T 1上副线圈的电压为U 2＝50U 1＝2×105 V ，T 2原线圈的电压为U 3＝U 2－I 2R ＝2×105 V －20×103 V ＝1.8×105 V ，选项B 正确；T 2原、副线圈的变压比为n 3n 4＝U 3U 4＝1.8×105220＝9×10311，选项C 错误；能正常发光的灯泡的盏数为：N ＝90%P 160＝6×104(盏)，选项D 正确．三、非选择题(本题共3小题，共52分，按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9．(14分)(1)利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．①如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(选填“大”或“小”)．②上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20 ℃(如图甲所示)，则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的________(选填“左”或“右”)侧．③为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请在图乙中用图中的器材(可增加元器件)设计一个电路．(2)图甲为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定，电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图所示，试根据这一特性，由图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．解析：(1)①因为温度降低时，负温度系数热敏电阻的阻值增大，故电路中电流会减小． ②由①的分析知，温度越高，电流越大，25 ℃的刻度应对应较大电流，故在20 ℃的刻度的右侧．③电路如图所示(2)由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，流过光敏电阻的电流增大，光敏电阻的阻值减小．根据题意设计一个自动光控电路，如图所示．控制过程是：当有光照时，放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开；当无光照时，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，工作电路接通，电灯开始工作．答案：(1)①小 ②右 ③见解析图 (2)见解析10．(18分)如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u －t 图象如图乙所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1；(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n ce n de. 解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s ，U m ＝400 V电压瞬时值的表达式为u ab ＝400sin 200πt (V)．(2)电压有效值U 1＝200 2 V理想变压器P 1＝P 2原线圈中的电流I 1＝P 1U 1，解得I 1≈0.28 A ⎝ ⎛⎭⎪⎫或25 A . (3)设ab 间匝数为n 1，U 1n 1＝U ce n ce ，同理U 1n 1＝U de n de由题意知U 2ce R ce ＝U 2de R de ，解得n ce n de＝ R ce R de 代入数据得n ce n de ＝43. 答案：见解析11．(20分)发电机的端电压为220 V ，输出电功率为44 kW ，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10 的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压．解析：(1)线路图如图所示：(2)升压变压器副线圈上的输出电压U 2＝n 2n 1U 1＝2 200 V升压变压器副线圈上的输出电流I 2＝n 1n 2I 1升压变压器原线圈上的输入电流，由P ＝U 1I 1得I 1＝P U 1＝44×103220A ＝200 A所以I 2＝n 1n 2I 1＝110×200 A ＝20 A.输电线路上的电压损失和功率损失分别为U R ＝I 2R ＝4 VP R ＝I 22R ＝0.08 kW降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I 3＝I 2＝20 AU 3＝U 2－U R ＝2 196 V降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为U 4＝n 4n 3U 3＝219.6 VI 4＝n 3n 4I 3＝200 A用户得到的功率P 4＝U 4I 4＝43.92 kW.(3)若不采用高压输电，线路损失电压为 U ′R ＝I 1R ＝40 V用户得到的电压U ′＝U 1－U ′R ＝180 V 用户得到的功率为P ′＝U ′I 1＝36 kW. 答案：见解析。
全品复习方案2018高考物理大一轮复习 第11单元 交变电流 传感器 第28讲 交变电流的产生及描述
(5)线圈在磁场中每转动一周，感应电动势和×感应电流的方向都改变一次．( )
(6)可以用平均值计算交变电流产生的热量．( )
×
×
考点互动探究
考点一 交变电流的产生及规律
1. 正弦式交变电流的产生 (1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． (2)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，ΔΔΦt ＝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，ΔΔΦt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变． (3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中 性面，因此电流的方向改变两次． (4)交变电动势的最大值 Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关． 2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
(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
ห้องสมุดไป่ตู้
考点互动探究
物理量 平均值
物理含义
交变电流图 像中图线与时 间轴所夹的面 积与时间的比
值
重要关系
E＝nΔΔΦt I＝R＋E r
适用情况及说明
计算通过电路截面的电荷 量
第28讲 PART 11
交变电流的产 生及描述
教材知识梳理│考点互动探究│教师备用习题
教材知识梳理
一、交变电流 1．定义：________随时间做周期性变化的电流．
2．图像：如方图向11-28-1(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(a)所示．
2018版高考物理一轮总复习第11章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述课件
5．[有效值的计算]如图所示为一交变电流的电压随时 间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一部分，则此交变电 流电压的有效值是( )
A. 34 V
B． 5 V
C．2.5 2 V
D．3 V
解析
设其有效值为 U，根据交变电流的有效值定义
2 2 U2 U U 1 2 和图中电压特点可得，在一个周期内有 t1＋ t2＝ t，即 R R R 3
解析
根据右手定则或楞次定律可以判断， t＝0 时刻
产生的感应电流 I 为正向；此时线圈磁通量为零，但是 cd 边切割磁感线的速度最大，磁通量的变化率最大，所以感 应电动势、感应电流最大。故 C 正确。
3．如图所示， ACD 是由均匀细导线制成的边长为 d 的等边三角形线框，它以 AD 为转轴，在磁感应强度为 B 的恒定的匀强磁场中以恒定的角速度 ω 转动(俯视为逆时针 旋转)，磁场方向与 AD 垂直。已知三角形每条边的电阻都 等于 R。取图示线框平面转至与磁场平行的时刻为 t＝0。
解析
由 e＝220 2sin100πt(V)可知，该交变电流的频
率是 50 Hz，选项 A 正确。当 t＝0 时，产生的交变电动势 为零，说明线圈平面恰好位于中性面，选项 B 正确。当 t 1 ＝ s 时，e＝0，e 有最小值，该交变电流电动势的有效 100 值为 220 V，选项 C、D 错误。
A．电流表的示数为 10 A B．线圈转动的角速度为 50 rad/s C．0.01 s 时线圈平面和磁场平行 D．0.01 s 时线圈的磁通量变化率为 0
解析 由于电流有效值为 10 A，故电流表的读数为 10
2π A，A 正确。交流电的周期 T＝0.02 s，故角速度 ω＝ ＝ T 100π rad/s， B 错误。 0.01 s 时， i＝0， 线圈平面与磁场垂直， 磁通量变化率为 0，C 错误，D 正确。
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1
第11章 交变电流 传感器
(限时：40分钟)
易错点1 交变电流的四值问题
易错
角度
1.不能准确求出交流电的有效值．
2．不清楚利用二极管的特性分析问题．
3．不清楚计算通过导体截面电荷量时要用平均值.
1.一个匝数为100匝，电阻为0.5 Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线
圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图1所示规律变化．则线圈中产生交变电流的有效
值为( )
图1
A．52 A B．25 A
C．6 A D．5 A
B [0～1 s内线圈中产生的感应电动势
E1＝n
ΔΦ
Δt
＝100×0.01 V＝1 V，
1～1.2 s内线圈中产生的感应电动势
E2＝n
ΔΦΔt＝100×0.01
0.2
V＝5 V，
对一个定值电阻，在一个周期内产生的热量Q＝Q1＋Q2＝E21Rt1＋E22Rt2＝12 J，根据交变电
流有效值的定义Q＝I2Rt＝12 J得I＝25 A，故B正确，A、C、D错误．]
2．如图2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( )
图2
2
A．I＝BL2ωR B．I＝
BL2ω
2R
C．I＝0 D．I＝
BLω
2R
B [从图示位置转过90°角的过程中，即在0～T4时间内，线框中的感应电动势为E＝
1
2
BL
2
ω，感应电流沿顺时针方向；在转过90°至180°的过程中，即在T4～T2时间内，线框中的
感应电动势仍为E＝12BL2ω，感应电流沿逆时针方向；在转过180°至270°的过程中，即在
T2～3T4时间内，线框中的感应电动势仍为E＝1
2
BL
2
ω，感应电流沿逆时针方向；在转过270°
至360°的过程中，即在3T4～T时间内，线框中的感应电动势仍为E＝12BL2ω，感应电流沿顺
时针方向．根据有效值的定义知I＝BL2ω2R，故B正确，A、C、D错误．]
3．(多选)如图3所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1.变压器原线圈
通过一理想电流表接正弦交流电源，副线圈接有三个规格相同的灯泡和两个二极管以及一电
阻，已知两二极管的正向电阻均为零，反向电阻均为无穷大，用交流电压表测得a、b端和c、d
端的电压分别为Uab和Ucd，下列分析正确的是( )
图3
A．Uab∶Ucd＝4∶1
B．流经R的电流是电流表示数的4倍
C．若电阻R的阻值增大，电流表的示数将变小
D．在一天时间内，L1消耗的电能是L2消耗电能的2倍
BCD [原副线圈的电压之比为4∶1，而Uab∶Ucd>4∶1，则A错误.I2I1＝n1n2＝4∶1，则B
正确．R增大，则I2减小，则I1减小，电流表的示数变小，则C正确．由于二极管正向才导
通，L2在电压作用的一个周期内，只有一半时间通过电流，消耗电能，并且L1、L2电流大小
相同，所以L1消耗的电能是L2消耗的电能的2倍，故D项正确．]
4．交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，
匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动
90°到达虚线位置过程中，求：