2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第11單元交變電流傳感器聽(tīng)課正文.docx

交變電流 傳感器高考熱點(diǎn)統(tǒng)計(jì)要求2015年2016年2017年2018年高考基礎(chǔ)要求及冷點(diǎn)統(tǒng)計(jì)交變電流、交變電流的圖像16遠(yuǎn)距離輸電()遠(yuǎn)距離輸電涉及問(wèn)題較為復(fù)雜,屬于高考冷點(diǎn).正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值1616161916理想變壓器16161619考情分析交變電流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用,高考著重考查的知識(shí)點(diǎn)有:交變電流的產(chǎn)生、交變電流的圖像及表述(峰值、有效值、瞬時(shí)值)、理想變壓器原理及遠(yuǎn)距離輸電,理想變壓器電路中原、副線圈各物理量之間的制約關(guān)系是復(fù)習(xí)重點(diǎn).第28講交變電流的產(chǎn)生及描述一、交變電流1.定義:隨時(shí)間做周期性變化的電流.2.圖像:如圖28-1(a)、(b)、(c)、(d)所示都屬于交變電流.其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流,如圖(a)所示.圖28-1二、描述交變電流的物理量1.峰值:Em=(n:線圈的匝數(shù);S:線圈處于磁場(chǎng)中的有效面積;:線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;B:磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度).2.瞬時(shí)值:反映某一時(shí)刻交變電流的和.3.有效值:跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值,即讓交流電和直流電通過(guò)相同阻值的電阻,如果在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的相等,則直流電的數(shù)值就是交流電的有效值.4.平均值:用法拉第電磁感應(yīng)定律E=求解.【辨別明理】(1)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),一定會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流.()(2)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)中性面時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,電流方向發(fā)生改變.()(3)交流電壓表和電流表測(cè)量的是交流電的峰值.()(4)交變電流的峰值總是有效值的2倍.()(5)線圈經(jīng)過(guò)垂直于中性面的位置時(shí),磁通量為0,磁通量的變化率為0.()(6)可以用平均值計(jì)算交變電流產(chǎn)生的熱量.()考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及規(guī)律正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí))規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖像磁通量=mcos t=BScos t電動(dòng)勢(shì)e=Emsin t=nBSsin t電壓u=Umsin t=REmR+rsin t電流i=Imsin t=EmR+rsin t例1 圖28-2甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其單匝矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R=10 的電阻連接,與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表,示數(shù)是10 V.圖乙是矩形線圈中磁通量隨時(shí)間t變化的圖像,則()圖28-2A.電阻R上的電功率為20 WB.t=0.02 s時(shí),R兩端的電壓瞬時(shí)值為零C.R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u=14.1cos 100t(V)D.通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=14.1cos 50t(A)圖28-3變式題 (多選)2018湖南模擬 如圖28-3所示,圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖像,當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后,其在同一磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線b所示.以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說(shuō)法正確的是()A.在圖中t=0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量均為零B.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32C.交流電a電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=10sin 5t(V)D.交流電b電壓的最大值為203 V 要點(diǎn)總結(jié)(1)電流方向的改變:線圈通過(guò)中性面時(shí),電流方向發(fā)生改變,一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過(guò)中性面,因此電流的方向改變兩次.(2)交變電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBS,與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān),與線圈形狀無(wú)關(guān).考點(diǎn)二交變電流“四值”的理解和應(yīng)用物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說(shuō)明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值e=Emsin ti=Imsin t計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值Em=nBSIm=EmR+r討論電容器的擊穿電壓 有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值用于正(余)弦式電流:E=Em2 U=Um2I=Im2(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖像中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值E=nI=ER+r計(jì)算通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量例2 人教版選修3-2改編 阻值為1 的電阻上通以交變電流,其i-t關(guān)系如圖28-4所示,則在01 s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量為()圖28-4A.1 JB.1.5 JC.2 JD.2.8 J圖28-5變式題 2018全國(guó)卷 一電阻接到方波交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正.該電阻上電壓的峰值均為u0,周期均為T,如圖28-5所示.則Q方Q正等于()A.12B.21C.12D.21 要點(diǎn)總結(jié)(1)明確交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的意義,有效值是與交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值,一般情況下交流電的電壓、電流指的是有效值,電容器的擊穿電壓應(yīng)大于交流電的峰值;(2)計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況時(shí)應(yīng)使用電流的瞬時(shí)值;計(jì)算電功、電功率、電熱等與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量時(shí)應(yīng)使用有效值,保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值;計(jì)算通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量時(shí)應(yīng)使用電流在一段時(shí)間內(nèi)的平均值.考點(diǎn)三特殊交變電流的有效值計(jì)算例3 圖28-6為交變電流隨時(shí)間變化的圖像,則交變電流有效值為()圖28-6A.52 AB.5 AC.722 AD.3.5 A 題根分析本題通過(guò)矩形波交流電有效值的計(jì)算,考查了對(duì)有效值定義的理解和計(jì)算方法,交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)(電流通過(guò)電阻生熱)進(jìn)行定義的,所以進(jìn)行有效值計(jì)算時(shí),要緊扣電流通過(guò)電阻生熱(或熱功率)進(jìn)行計(jì)算.注意“三同”:即“相同電阻”,“相同時(shí)間”內(nèi)產(chǎn)生“相同熱量”.計(jì)算時(shí)“相同時(shí)間”要取周期的整數(shù)倍,一般取一個(gè)周期. 變式網(wǎng)絡(luò)變式題1 正弦式交流電是由閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖28-7所示,則此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為V.圖28-7變式題2 一電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖28-8所示,求電壓的有效值.圖28-8變式題3 家用電子調(diào)光燈的調(diào)光功能是用電子線路將輸入的正弦式交流電壓的波形截去一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的,由截去部分的多少來(lái)調(diào)節(jié)電壓,從而實(shí)現(xiàn)燈光的可調(diào),比過(guò)去用變壓器調(diào)壓方便且體積小.某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后電壓波形如圖28-9所示,求燈泡兩端的電壓的有效值.圖28-9完成課時(shí)作業(yè)(二十八)第29講變壓器遠(yuǎn)距離輸電一、變壓器1.變壓器的構(gòu)造:變壓器由原線圈、副線圈和閉合組成.2.理想變壓器:不考慮銅損(線圈電阻產(chǎn)生的熱量)、鐵損(渦流產(chǎn)生的熱量)和漏磁的變壓器,即理想變壓器原、副線圈的電阻均為,變壓器的輸入功率和相等.3.基本關(guān)系(1)功率關(guān)系:;(2)電壓關(guān)系:;(3)電流關(guān)系:.二、遠(yuǎn)距離輸電1.輸電導(dǎo)線上的能量損失:輸電線的電阻R發(fā)熱產(chǎn)生熱量,表達(dá)式為.2.減小輸電線電能損失的主要途徑:(1)減小輸電線的;(2)采用輸電.3.高壓輸電過(guò)程:如圖29-1所示.圖29-1(1)輸電線電壓損失:U=;(2)輸電線功率損失:P=.【辨別明理】(1)變壓器只對(duì)變化的電流起作用,對(duì)恒定電流不起作用.()(2)變壓器不但能改變交變電流的電壓,還能改變交變電流的頻率.()(3)正常工作的變壓器,當(dāng)副線圈與用電器斷開(kāi)時(shí),副線圈兩端無(wú)電壓.()(4)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí),原線圈輸入的電流隨之減小.()(5)增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失.()(6)高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減少電路的熱損耗.()考點(diǎn)一理想變壓器基本關(guān)系功率關(guān)系P入=P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比:U1U2=n1n2電流關(guān)系只有一個(gè)副線圈時(shí),電流和匝數(shù)成反比:I1I2=n2n1頻率關(guān)系原、副線圈中電流的頻率相等制約關(guān)系電壓原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定副線圈電壓U2功率副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入電流副線圈電流I2和匝數(shù)比決定原線圈電流I1例1 2017北京卷 如圖29-2所示,理想變壓器的原線圈接在u=2202sin 100t(V)的交流電源上,副線圈接有R=55 的負(fù)載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為21,電流表、電壓表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是 ()圖29-2A.原線圈的輸入功率為2202 WB.電流表的讀數(shù)為1 AC.電壓表的讀數(shù)為1102 VD.副線圈輸出交流電的周期為50 s變式題 (多選)2018武漢聯(lián)考 如圖29-3甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為31,L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9 V,6 W”的相同燈泡,各電表均為理想交流電表,輸入端接入如圖乙所示的交變電壓,則以下說(shuō)法中正確的是()圖29-3A.電流表的示數(shù)為2 AB.電壓表的示數(shù)為272 VC.副線圈兩端接入耐壓值為8 V的電容器能正常工作D.變壓器副線圈中交變電流的頻率為50 Hz考點(diǎn)二變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題一般有兩種:匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況.匝數(shù)比不變的情況負(fù)載電阻不變的情況(1)U1不變,根據(jù)U1U2=n1n2,輸入電壓U1決定輸出電壓U2,可以得出不論負(fù)載電阻R如何變化,U2都不變.(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí),I2變化,根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1,可以判斷I1的變化.(3)I2變化引起P2變化,根據(jù)P1=P2,可以判斷P1的變化.(1)U1不變,n1n2發(fā)生變化,U2變化.(2)R不變,U2變化,I2發(fā)生變化.(3)根據(jù)P2=U22R和P1=P2,可以判斷P2變化時(shí),P1發(fā)生變化,U1不變時(shí),I1發(fā)生變化.例2 2016天津卷 如圖29-4所示,理想變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是()圖29-4A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),R1消耗的功率變大B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),電壓表V示數(shù)變大C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),電流表A1示數(shù)變大D.若閉合開(kāi)關(guān)S,則電流表A1示數(shù)變大,A2示數(shù)變大圖29-5變式題 2018唐山統(tǒng)考 如圖29-5所示,理想變壓器的原、副線圈分別接理想電流表A、理想電壓表V,副線圈上通過(guò)輸電線接有一個(gè)燈泡L、一個(gè)電吹風(fēng)M,輸電線的等效電阻為R,副線圈匝數(shù)可以通過(guò)調(diào)節(jié)滑片P改變.S斷開(kāi)時(shí),燈泡L正常發(fā)光,滑片P位置不動(dòng),當(dāng)S閉合時(shí),以下說(shuō)法正確的是()A.電壓表讀數(shù)增大B.電流表讀數(shù)減小C.等效電阻R兩端電壓增大D.為使燈泡L正常發(fā)光,滑片P應(yīng)向下滑動(dòng)考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的“三、二、一”(1)理清三個(gè)回路在回路2中,U2=U+U3,I2=I線=I3.圖29-6(2)抓住兩個(gè)聯(lián)系理想的升壓變壓器聯(lián)系著回路1和回路2,由變壓器原理可得,線圈1(匝數(shù)為n1)和線圈2(匝數(shù)為n2)中各個(gè)量間的關(guān)系是U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,P1=P2.理想的降壓變壓器聯(lián)系著回路2和回路3,由變壓器原理可得,線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個(gè)量間的關(guān)系是U3U4=n3n4,I3I4=n4n3,P3=P4.(3)掌握一個(gè)守恒能量守恒關(guān)系式P1=P損+P4.例3 圖29-7為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umsin t的交流電源,若輸送電功率為P,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,則輸電線上損失的電功率為()圖29-7A.n1n2Um24rB.n2n1Um24rC.4n1n22PUm2rD.4n2n12PUm2r變式題 2018江蘇卷 采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電.當(dāng)輸送功率一定時(shí),為使輸電線上損耗的功率減小為原來(lái)的14,輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV 要點(diǎn)總結(jié)輸電線路功率損失的計(jì)算方法(1)P損=P-P,P為輸送的功率,P為用戶得到的功率.(2)P損=R線,I線為輸電線路上的電流,R線為線路電阻.(3)P損=,U為輸電線路上損失的電壓,不要與U2、U3相混.(4)P損=UI線.考點(diǎn)四特殊變壓器的問(wèn)題考向一自耦變壓器圖29-8例4 自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈,原、副線圈都只取該線圈的某部分.一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖29-8所示,其副線圈匝數(shù)可調(diào).已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝,原線圈為1100匝,接在有效值為220 V的交流電源上.當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí),負(fù)載R上的功率為2 kW.設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1,負(fù)載兩端電壓的有效值為U2,且變壓器是理想變壓器,則U2和I1分別約為()A.380 V和5.3 AB.380 V和9.1 AC.240 V和5.3 AD.240 V和9.1 A考向二互感器例5 L1和L2是高壓輸電的兩條輸電線,現(xiàn)要通過(guò)變壓器測(cè)量L1和L2之間的電壓,圖29-9的四種電路連接正確的是()圖29-9考向三副線圈含二極管的變壓器例6 2018西安八校聯(lián)考 如圖29-10所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2=225,電阻R1=R2=25 ,D為理想二極管,原線圈接u=2202sin 100t(V)的交流電,則()圖29-10A.交流電的頻率為100 HzB.通過(guò)R2的電流為1 AC.通過(guò)R2的電流為2 AD.變壓器的輸入功率為200 W完成課時(shí)作業(yè)(二十九)實(shí)驗(yàn)十二傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.認(rèn)識(shí)熱敏電阻、光敏電阻等傳感器的特性.2.了解傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用.二、實(shí)驗(yàn)器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等.三、實(shí)驗(yàn)原理1.閉合電路的歐姆定律.2.應(yīng)用多用電表的“歐姆擋”進(jìn)行測(cè)量和觀察.四、實(shí)驗(yàn)步驟(一)研究熱敏電阻的熱敏特性圖S12-11.按圖S12-1所示連接好電路,將熱敏電阻絕緣處理.2.把多用電表置于“歐姆擋”,并選擇適當(dāng)?shù)牧砍虦y(cè)出燒杯中沒(méi)有熱水時(shí)熱敏電阻的阻值,并記下溫度計(jì)的示數(shù).3.向燒杯中注入少量的冷水,使熱敏電阻浸沒(méi)在冷水中,記下溫度計(jì)的示數(shù)和多用電表測(cè)量的熱敏電阻的阻值.4.將熱水分幾次注入燒杯中,測(cè)出不同溫度下熱敏電阻的阻值,并記錄.(二)研究光敏電阻的光敏特性圖S12-21.將光敏電阻、多用電表、燈泡、滑動(dòng)變阻器按圖S12-2所示連接好電路,其中多用電表置于“歐姆擋”.2.先測(cè)出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值,并記錄數(shù)據(jù).3.打開(kāi)光源,讓小燈泡發(fā)光,調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮,觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況,并記錄.4.用手掌(或黑紙)遮光時(shí)觀察表盤指針顯示的電阻值,并記錄.五、數(shù)據(jù)處理(一)研究熱敏電阻的熱敏特性在圖S12-3的坐標(biāo)系中粗略畫出熱敏電圖S12-3阻的阻值隨溫度變化的圖線.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,隨溫度的降低而增大,半導(dǎo)體熱敏電阻也可以用作溫度傳感器.(二)研究光敏電阻的光敏特性根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大,強(qiáng)光照射下電阻值很小.光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量.六、注意事項(xiàng)1.在做熱敏實(shí)驗(yàn)時(shí),加開(kāi)水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值,以使電阻溫度與水的溫度相同,并同時(shí)讀出水溫,溫度測(cè)量存在誤差.2.光敏實(shí)驗(yàn)中,如果效果不明顯,可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中,并通過(guò)蓋上的小孔改變射到光敏電阻上的光強(qiáng)度,電阻值改變不明顯易造成誤差.3.歐姆表每次換擋后都要重新調(diào)零,測(cè)電阻時(shí)讀數(shù)存在誤差.熱點(diǎn)一熱敏電阻的理解及應(yīng)用例1 2018全國(guó)卷 某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖S12-4甲所示的電路探究在2580 范圍內(nèi)某熱敏電阻的溫度特性.所用器材有:置于溫控室(圖中虛線區(qū)域)中的熱敏電阻RT,其標(biāo)稱值(25 時(shí)的阻值)為900.0 ;電源E(6 V,內(nèi)阻可忽略);電壓表V(量程150 mV):定值電阻R0(阻值20.0 ),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000 );電阻箱R2(阻值范圍0999.9 );單刀開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2.實(shí)驗(yàn)時(shí),先按圖甲連接好電路,再將溫控室的溫度t升至80.0 ,將S2與1端接通,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的滑片位置,使電壓表讀數(shù)為某一值U0;保持R1的滑片位置不變,將R2置于最大值,將S2與2端接通,調(diào)節(jié)R2,使電壓表讀數(shù)仍為U0;斷開(kāi)S1,記下此時(shí)R2的讀數(shù).逐步降低溫控室的溫度t,得到相應(yīng)溫度下R2的阻值,直至溫度降到25.0 .實(shí)驗(yàn)得到的R2-t數(shù)據(jù)見(jiàn)下表.t/25.030.040.050.060.070.080.0R2/900.0680.0500.0390.0320.0270.0240.0回答下列問(wèn)題:(1)在閉合S1前,圖甲中R1的滑片應(yīng)移動(dòng)到(選填“a”或“b”)端;(2)在圖乙的坐標(biāo)紙上補(bǔ)齊數(shù)據(jù)表中所給數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出R2-t曲線;(3)由圖乙可得到RT在2580 范圍內(nèi)的溫度特性.當(dāng)t=44.0 時(shí),可得RT=;(4)將RT握于手心,手心溫度下R2的相應(yīng)讀數(shù)如圖丙所示,該讀數(shù)為,則手心溫度為.圖S12-4變式題 2017江蘇卷 某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)制作一個(gè)簡(jiǎn)易的溫控裝置,實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖S12-5所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當(dāng)繼電器的電流超過(guò)15 mA 時(shí),銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實(shí)現(xiàn)溫控.繼電器的電阻約20 ,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示.t/30.040.050.060.070.080.0Rt/199.5145.4108.181.862.949.1圖S12-5(1)提供的實(shí)驗(yàn)器材有:電源E1(3 V,內(nèi)阻不計(jì))、電源E2 (6 V,內(nèi)阻不計(jì))、滑動(dòng)變阻器R1(0200 )、滑動(dòng)變阻器R2(0500 )、熱敏電阻Rt、繼電器、電阻箱(0999.9 )、開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干.為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)3080 之間任一溫度的控制,電源E應(yīng)選用(選填“E1”或“E2”),滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選用(選填“R1”或“R2”).(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電路不工作.某同學(xué)為排查電路故障,用多用電表測(cè)量各接點(diǎn)間的電壓,則應(yīng)將如圖S12-6所示的選擇開(kāi)關(guān)旋至(選填“A”“B”“C”或“D”).圖S12-6(3)合上開(kāi)關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查.在圖中,若只有b、c間斷路,則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b 時(shí)指針(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”),接入a、c 時(shí)指針(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”).(4)排除故障后,欲使銜鐵在熱敏電阻為50 時(shí)被吸合,下列操作步驟的正確順序是(填寫各步驟前的序號(hào)).將熱敏電阻接入電路觀察到繼電器的銜鐵被吸合斷開(kāi)開(kāi)關(guān),將電阻箱從電路中移除合上開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值斷開(kāi)開(kāi)關(guān),用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調(diào)至108.1 熱點(diǎn)二光敏電阻傳感器的應(yīng)用例2 為了節(jié)能和環(huán)保,一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng).光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制,光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱,光越強(qiáng)照度越大,照度單位為lx).某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表:照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(k)754028232018(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)趫DS12-7的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線,并說(shuō)明阻值隨照度變化的特點(diǎn).圖S12-7(2)如圖S12-8所示,當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí),控制開(kāi)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng).請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路,給1、2兩端提供電壓,要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng),在虛線框內(nèi)完成電路原理圖.(不考慮控制開(kāi)關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)圖S12-8提供的器材如下:光敏電阻R(符號(hào));直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻不計(jì));定值電阻:R1=10 k,R2=20 k,R3=40 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出);開(kāi)關(guān)S及導(dǎo)線若干.變式題 一臺(tái)臭氧發(fā)生器P的電阻為10 k,當(dāng)供電電壓等于24 V時(shí)能正常工作,否則不產(chǎn)生臭氧.現(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動(dòng)消毒裝置,要求它在有光照時(shí)能產(chǎn)生臭氧,在黑暗時(shí)不產(chǎn)生臭氧,擬用一個(gè)光敏電阻R1對(duì)它進(jìn)行控制,R1的阻值在有光照時(shí)為100 ,黑暗時(shí)為1000 ,允許通過(guò)的最大電流為3 mA;電源E的電壓為36 V,內(nèi)阻不計(jì);另有一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2,阻值為0100 ,允許通過(guò)的最大電流為0.4 A;還有一個(gè)開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干.臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號(hào)如圖S12-9所示.圖S12-9設(shè)計(jì)一個(gè)滿足上述要求的電路圖,圖中各元件要標(biāo)上字母代號(hào),其中滑動(dòng)變阻器兩固定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B(電路圖畫在虛線框內(nèi)).熱點(diǎn)三力學(xué)傳感器的理解及應(yīng)用傳感器的一般應(yīng)用模式:由敏感元件、轉(zhuǎn)換器件和轉(zhuǎn)換電路三個(gè)部分組成,通過(guò)敏感元件獲取外界信息并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),通過(guò)輸出部分輸出,然后經(jīng)控制器分析處理.(如圖S12-10所示)圖S12-10工作過(guò)程:敏感元件將感受到的物理量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量,如下.非電學(xué)物理量敏感元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量輸出例3 某學(xué)生為了測(cè)量一個(gè)物體的質(zhì)量,找到一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k),如圖S12-11所示.測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0;而后在其受壓面上放一物體,即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U.請(qǐng)完成對(duì)該物體質(zhì)量的測(cè)量:(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路,要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào),并且使調(diào)節(jié)范圍盡可能大,在虛線框中畫出完整的測(cè)量電路圖.(2)簡(jiǎn)要說(shuō)明測(cè)量步驟,求出比例系數(shù)k,并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量m.圖S12-11變式題 材料的電阻隨壓力的變化而變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”,利用這種效應(yīng)可以測(cè)量壓力大小.若圖S12-12甲為某壓敏電阻在室溫下的電阻壓力特性曲線,其中RF、R0分別表示有、無(wú)壓力時(shí)壓敏電阻的阻值.為了測(cè)量壓力F,需先測(cè)量壓敏電阻處于壓力作用下的電阻值RF.請(qǐng)按要求完成下列問(wèn)題.圖S12-12(1)設(shè)計(jì)一個(gè)可以測(cè)量處于壓力作用下的該壓敏電阻阻值的電路,在圖乙的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖(壓敏電阻及所加壓力已給出,待測(cè)壓力大小為0.4102 N0.8102 N,不考慮壓力對(duì)電路其他部分的影響),要求誤差較小,提供的器材如下:A.壓敏電阻(無(wú)壓力時(shí)阻值R0=6000 );B.滑動(dòng)變阻器R(總阻值約為200 );C.電流表A(量程02.5 mA,內(nèi)阻約為30 );D.電壓表V(量程03 V,內(nèi)阻約為3 k)E.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)為3 V,內(nèi)阻很小);F.開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干.(2)正確接線后,將壓敏電阻置于待測(cè)壓力下,通過(guò)壓敏電阻的電流是1.33 mA,電壓表的示數(shù)如圖丙所示,則電壓表的讀數(shù)為 V.(3)此時(shí)壓敏電阻的阻值為 ;結(jié)合圖甲可知待測(cè)壓力的大小F= N.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)1.(多選)2018聊城模擬 如圖S12-13所示,R1、R2為定值電阻,L為小燈泡,R3為光敏電阻.當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)()圖S12-13A.電壓表的示數(shù)增大B.R2中電流減小C.小燈泡的功率增大D.電路的路端電壓增大2.如圖S12-14所示為某電容傳聲器結(jié)構(gòu)示意圖,膜片和極板組成一個(gè)電容器,當(dāng)人對(duì)著傳聲器講話時(shí),膜片會(huì)振動(dòng).若某次膜片振動(dòng)時(shí),膜片與極板距離減小,則在此過(guò)程中()圖S12-14A.膜片與極板所組成的電容器的電容變小B.極板的帶電荷量增大C.膜片與極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變小D.電阻R中無(wú)電流通過(guò)3.(多選)傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件.如圖S12-15所示,圖乙、圖丙中是兩種常見(jiàn)的電容式傳感器的示意圖,現(xiàn)將圖乙、圖丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏),下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是()圖S12-15A.當(dāng)乙傳感器接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),若F變小,則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)B.當(dāng)乙傳感器接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),若F變大,則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)C.當(dāng)丙傳感器接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),若導(dǎo)電溶液深度h變大,則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)D.當(dāng)丙傳感器接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),若導(dǎo)電溶液深度h變小,則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)4.2016全國(guó)卷 現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60 時(shí),系統(tǒng)報(bào)警.提供的器材有:熱敏電阻,報(bào)警器(內(nèi)阻很小,流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警),電阻箱(最大阻值為999.9 ),直流電源(輸出電壓為U,內(nèi)阻不計(jì)),滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1000 ),滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2000 ),單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干.在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié),已知U約為18 V,Ic約為10 mA;流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20 mA時(shí),報(bào)警器可能損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,在60 時(shí)阻值為650.0 .(1)完成圖S12-16中待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線.圖S12-16(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器(選填“R1”或“R2”).(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng):電路接通前,需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,這一阻值為 ;滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于(選填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是.將開(kāi)關(guān)向(選填“c”或“d”)端閉合,緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,直至.(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變,將開(kāi)關(guān)向另一端閉合,報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用.5.某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變,其電阻率也要發(fā)生變化,這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”.現(xiàn)用如圖S12-17所示的電路研究某長(zhǎng)薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng),已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐,實(shí)驗(yàn)室中有下列器材:圖S12-17A.電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V,內(nèi)阻約為1 )B.電流表A1(量程00.6 A,內(nèi)阻r1=5 )C.電流表A2(量程00.6 A,內(nèi)阻r21 )D.定值電阻R0=5 E.開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干(1)為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻Rx的阻值,請(qǐng)完成虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì).(2)在電阻Rx上加一個(gè)豎直向下的力F(設(shè)豎直向下為正方向),閉合開(kāi)關(guān)S,記下電表讀數(shù),A1的讀數(shù)為I1,A2的讀數(shù)為I2,得Rx=.(用字母表示)(3)改變力的大小,得到不同的Rx值,然后讓力反向從下向上擠壓電阻,并改變力的大小,得到不同的Rx值,最后繪成的圖像如圖S12-18所示.除觀察到電阻Rx的阻值隨壓力F的增大而均勻減小外,還可以得到的結(jié)論是.當(dāng)F豎直向下時(shí),可得Rx與所受壓力F的數(shù)值關(guān)系是Rx=.圖S12-18第十一單元交變電流傳感器第28講交變電流的產(chǎn)生及描述【教材知識(shí)梳理】一、1.方向二、1.nBS2.大小方向3.熱量4.n辨別明理(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()(6)()【考點(diǎn)互動(dòng)探究】考點(diǎn)一例1C解析 電阻R上的電功率為P=U2R=10 W,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由圖像可知,t=0.02 s時(shí)磁通量變化率最大,R兩端的電壓瞬時(shí)值最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u=14.1cos 100t(V),選項(xiàng)C正確;通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=uR=1.41cos 100t(A),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.變式題BCD解析 由圖像可知,t=0時(shí)刻線圈均在中性面,穿過(guò)線圈的磁通量最大,A錯(cuò)誤;由圖像可知TATB=23,故nAnB=32,B正確;由圖像可知,交流電a電壓的最大值為10 V,角速度為=2蟺T=2蟺0.4 rad/s=5 rad/s,所以交流電a電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=10sin 5t(V),C正確;交流電電壓最大值Um=NBS,則UmaUmb=32,故Umb=23Uma=203 V,D正確.考點(diǎn)二例2D解析 電阻上產(chǎn)生的熱量等于每段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之和,由Q=I2Rt得,Q=1210.2 J+2210.3 J+2210.3 J+1210.2 J=2.8 J,D正確.變式題D解析 方波交流電的電壓有效值等于u0,正弦交流電的電壓有效值等于u02,由Q=t得Q方=u02RT,Q正=u022RT,所以Q方Q正=21,選項(xiàng)D正確.考點(diǎn)三例3B解析 設(shè)交變電流的有效值為I,根據(jù)有效值的定義,有I2RT=(42 A)2RT2+(32 A)2RT2,解得I=5 A,選項(xiàng)B正確.變式題1220解析 由有效值的定義式得31122RT22=U2RT,解得U=220 V.變式題25510 V解析 由有效值的定義式得15622RT2+31122RT2=U2RT解得U=5510 V.變式題3Um2解析 從u-t圖像可看出,每個(gè)周期的前半周期是正弦圖形,其有效值為U1=Um2;后半周期電壓為零.根據(jù)有效值的定義,有U2RT=Um22RT2+0解得U=Um2.1.如圖28-1所示,面積均為S的單匝線圈繞其對(duì)稱軸或中心軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),能產(chǎn)生正弦式交變電動(dòng)勢(shì)e=BSsin t的是()圖28-1解析 A線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))從中性面開(kāi)始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的正弦式交變電動(dòng)勢(shì)為e=BSsin t,由這一原理可判斷,A圖中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=BSsin t,選項(xiàng)A正確;B圖中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不在線圈所在平面內(nèi),C、D圖中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁場(chǎng)方向平行,而不是垂直,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量均為零且保持不變,不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).2.2015四川卷 小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝,每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于線圈中心軸OO,線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖28-2所示.矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0,不計(jì)線圈電阻,則發(fā)電機(jī)輸出電壓()圖28-2A.峰值是e0B.峰值是2e0C.有效值是22Ne0D.有效值是2Ne0解析 D由“磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于線圈中心軸OO,線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)”知線圈產(chǎn)生正弦交流電.矩形線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為2Ne0,又“不計(jì)線圈電阻”,故發(fā)電機(jī)輸出電壓的最大值等于2Ne0,有效值是最大值的12,D正確.圖28-33.如圖28-3所示電路,電阻R1與電阻R2阻值相同,都為R,和R1并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可看作零,反向電阻可看作無(wú)窮大),在A、B間加一正弦式交流電u=202sin 100t(V),則加在R2上的電壓有效值為()A.10 VB.20 VC.15 VD.510 V解析 D電壓值取正值時(shí),即在前半個(gè)周期內(nèi),二極管電阻為零,R2上的電壓等于輸入電壓值,電壓值取負(fù)值時(shí),即在后半周期內(nèi),二極管電阻無(wú)窮大,可看作斷路,R2上的電壓等于輸入電壓值的一半,因此可設(shè)加在R2上的電壓有效值為U,根據(jù)電流的熱效應(yīng),在一個(gè)周期內(nèi)滿足U2RT=(20V)2RT2+(10V)2RT2,解得U=510 V,選項(xiàng)D正確.圖28-44.(多選)如圖28-4所示,某玩具電磁驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)可簡(jiǎn)化為在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一匝閉合金屬線圈,線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈面積為S,電阻為R.當(dāng)線圈以右邊為軸,由圖示位置開(kāi)始以恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),下列敘述中正確的是()A.產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為2BS2RB.轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí),線圈中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針C.轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中,通過(guò)線圈導(dǎo)線某一橫截面的電荷量為BSRD.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量為解析 AC線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=BS,電動(dòng)勢(shì)有效值為E=22Em=22BS,則電流的有效值為I=ER=,選項(xiàng)A正確;根據(jù)楞次定律可知,轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí),線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由E=,I=ER,q=It,解得電荷量q=螖桅R=BSR,故選項(xiàng)C正確;線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=蟺蠅B2S2R,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.圖28-55.如圖28-5所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=10 cm的正方形線圈abcd共N=100匝,線圈電阻r=1 .線圈繞垂直于磁感線的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度=2 rad/s,外電路電阻R=4 .(1)求交流電壓表的示數(shù)以及由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60角時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值;(2)取2=10,求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電路產(chǎn)生的總熱量;(3)由圖示位置開(kāi)始,求在線圈轉(zhuǎn)過(guò)14周期的時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量.答案 (1)1.76 V1.57 V(2)1 J(3)0.1 C解析 (1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=NBL2=1000.50.122 V=3.14 V電流的最大值Im=EmR+r=0.63 A電流的有效值I=Im2=0.44 A交流電壓表的示數(shù)U=IR=1.76 V轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=Emcos 60=3.140.5 V=1.57 V.(2)周期T=1 s線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量Q=I2(R+r)T聯(lián)立解得Q=1 J.(3)t=14T內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量q=It其中I=ER+r,E=N,=BL2-0聯(lián)立解得q=0.1 C.第29講變壓器遠(yuǎn)距離輸電【教材知識(shí)梳理】一、1.鐵芯2.零輸出功率3.(1)P1=P2(2)U1U2=n1n2(3)I1I2=n2n1二、1.Q=I2Rt2.(1)電阻(2)高壓3.(1)U2-U3I2R(2)P2-P3I22R辨別明理(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()(6)()【考點(diǎn)互動(dòng)探究】考點(diǎn)一例1B解析 原線圈輸入電壓的有效值是220 V,由U1U2=n1n2,可得U2=110 V,則電壓表讀數(shù)應(yīng)為110 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.由歐姆定律可得I2=U2R=2 A,由I1I2=n2n1,可得I1=1 A,選項(xiàng)B正確.由功率P1=U1I1可知,P1=220 W,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.由電源電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u=2202sin 100t (V),可知=100 rad/s,由T=可知,T=0.02 s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.變式題AD解析 由輸入端交變電壓u-t圖像知,輸入電壓的有效值為2722 V=27 V,由原、副線圈匝數(shù)之比為31,可得原、副線圈的電壓之比為31,電流之比為13,設(shè)燈泡兩端電壓為U,所以U=9 V,副線圈兩端電壓的有效值為9 V,三只燈泡均能正常發(fā)光,電流表的讀數(shù)I=369 A=2 A,A正確;電壓表的示數(shù)為有效值27 V,B錯(cuò)誤;副線圈兩端電壓的最大值為92 V,C錯(cuò)誤;變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 Hz,D正確.考點(diǎn)二例2B解析 滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,總電阻也變大,而副線圈兩端的電壓沒(méi)有變化,所以干路中的電流減小,R1消耗的功率變小,A錯(cuò)誤;干路中的電流變小,R1兩端的電壓變小,并聯(lián)電路的電壓變大,即電壓表 V示數(shù)變大,B正確;由于變壓器副線圈干路中的電流變小,所以原線圈中的電流變小,即電流表A1的示數(shù)變小,C錯(cuò)誤;閉合開(kāi)關(guān)S后,并聯(lián)電路的阻值變小,總電阻也變小,干路中的電流變大,R1兩端的電壓變大,并聯(lián)電路的電壓變小,通過(guò)R2的電流變小,即電流表A2示數(shù)變小,因變壓器的功率變大,故電流表A1示數(shù)變大,D錯(cuò)誤.變式題C解析 S閉合時(shí),變壓器副線圈電路電流增大,兩端電壓不變,電壓表讀數(shù)不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于變壓器輸出功率增大,則輸入功率增大,輸入電流增大,電流表讀數(shù)增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于輸電線中電流增大,所以輸電線等效電阻R兩端電壓增大,選項(xiàng)C正確;為使燈泡L正常發(fā)光,應(yīng)該增大變壓器輸出電壓,滑片P應(yīng)向上滑動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.考點(diǎn)三例3C解析 設(shè)升壓變壓器副線圈的電壓為U,對(duì)升壓變壓器,有Um2U=n1n2,解得U=n2Um2n1,則輸電線上損失的電功率為P損=PU2R線=(2r)=4n1n22PUm2r.變式題C解析 由P=UI得I=PU,再由P損=I2r得P損=PU2r,可知選項(xiàng)C正確.考點(diǎn)四例4B解析 對(duì)理想變壓器,原、副線圈功率相同,故通過(guò)原線圈的電流I1=PU1=2000220 A9.1 A,負(fù)載兩端電壓即為副線圈電壓,由U1n1=U2n2,即220V1100=U21900,可得U2=380 V,故選項(xiàng)B正確.例5A解析 通過(guò)變壓器測(cè)量L1和L2之間的電壓,變壓器原線圈應(yīng)并聯(lián)在L1和L2之間,由于電壓表量程較小,變壓器應(yīng)為降壓變壓器,原線圈匝數(shù)應(yīng)大于副線圈匝數(shù),選項(xiàng)A正確.例6C解析 由原線圈中交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知,交流電的頻率f=1T=50 Hz,A錯(cuò)誤;由理想變壓器變壓規(guī)律U1U2=n1n2可知,輸出電壓U2=50 V,由理想二極管單向?qū)щ娦钥芍?交變電流每個(gè)周期只有一半時(shí)間有電流通過(guò)R2,由電流的熱效應(yīng)得U22RT2=U2RT,解得U=22U2=252 V,由歐姆定律可知,通過(guò)R2的電流為2 A,B錯(cuò)誤,C正確;電阻R2的功率P2=UI=50 W,而電阻R1的電功率P1=U22R1=100 W,由理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知,變壓器的輸入功率為P=P1+P2=150 W,D錯(cuò)誤.圖29-11.(多選)某興趣小組用實(shí)驗(yàn)室的手搖發(fā)電機(jī)和一個(gè)近似理想的小變壓器給一個(gè)燈泡供電,電路如圖29-1所示,當(dāng)線圈由圖示位置開(kāi)始以較大的轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),額定電壓為U0的燈泡正常發(fā)光,電壓表示數(shù)是U1.已知線圈電阻是r,燈泡電阻是R,則()A.變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式是u=U1sin 2ntB.變壓器的原、副線圈匝數(shù)比是U1U0C.電流表的示數(shù)是U02RU1D.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值是Em=2U1解析 BC線圈以較大的轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),有=2n,所以變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式是u=2U1sin 2nt,故A錯(cuò)誤;原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比,所以變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是U1U0,故B正確;理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等,燈泡正常發(fā)光時(shí)電功率為P=U02R,所以輸入功率為P1=U02R,電流表的示數(shù)是I1=P1U1=U02RU1,故C正確;由于線圈有內(nèi)阻r,故線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)有效值大于U1,最大值也就大于2U1,故D錯(cuò)誤.2.2015安徽卷 如圖29-2所示電路中,變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器.現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置,觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A,電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A,則下列說(shuō)法正確的是()圖29-2A.電壓表V1示數(shù)增大B.電壓表V2、V3示數(shù)均增大C.該變壓器起升壓作用D.變阻器滑片是沿cd的方向滑動(dòng)解析 D由圖可知,電壓表V1與V2分別測(cè)量原、副線圈電壓,由理想變壓器工作原理可知,原線圈電壓由電源決定,副線圈電壓與負(fù)載工作狀態(tài)無(wú)關(guān),故電壓表V1與V2示數(shù)均不變,A、B錯(cuò)誤;由能量守恒定律知,負(fù)載變化時(shí),原、副線圈功率增量應(yīng)相同,即I1U1=I2U2,又I1U2 ,即該變壓器起降壓作用,C錯(cuò)誤;由電流增大知,負(fù)載R的阻值應(yīng)減小,D正確.3.(多選)如圖29-3