教育出版網(wǎng)站二輪復(fù)習(xí)專題10交變電流傳感器

2022屆人教版高三物理二輪復(fù)習(xí)（教學(xué)案）導(dǎo)學(xué)案專題十交變電流傳感器●高考命題趨勢(shì)高考對(duì)本章的考查多集中在變壓器的原理及其應(yīng)用、交流電的有效值、平均值和遠(yuǎn)距離輸電等知識(shí)的理解和應(yīng)用上．題型多為選擇題，主要是對(duì)本章知識(shí)的單獨(dú)考查，題目難度不大，由于變壓器與電能的輸送密切相關(guān)，貼近生活實(shí)際，觸及能源利用的社會(huì)熱點(diǎn)，符合貼近現(xiàn)實(shí)突出能力的命題趨勢(shì)，仍不失為備考的重點(diǎn)，故而近年針對(duì)變壓器的原理及應(yīng)用的題目出現(xiàn)的頻率非常高．預(yù)計(jì)在2022年的高考中，對(duì)交變電流的考查仍集中在上述知識(shí)點(diǎn)上，但是交變電流的有關(guān)知識(shí)與其他知識(shí)有很多的結(jié)合點(diǎn)，如電路結(jié)構(gòu)分析、電路的動(dòng)態(tài)分析、電功、電功率的計(jì)算，帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等，所以在今后的考查中可能在大綜合題中體現(xiàn)對(duì)交變電流的考查，難度可能較大一些.●必備知識(shí)梳理考點(diǎn)一：交變電流的產(chǎn)生與描述一、交變電流的產(chǎn)生1．交變電流的定義：大小和方向都隨時(shí)間做①變化的電流叫交變電流．2．正弦交變電流：隨時(shí)間按②交變電流叫做正弦交變電流．正弦交變電流的圖象是③．3．交變電流的產(chǎn)生(1)產(chǎn)生方法：將一個(gè)平面線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并使它繞④的軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生出正(余)弦交變電流．如圖所示．(2)中性面：與磁場(chǎng)方向⑤叫中性面．中性面的特點(diǎn)：①線圈轉(zhuǎn)到中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量⑥，但磁通量的變化率為⑦，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為⑧．②線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，⑨次經(jīng)過(guò)中性面．線圈每經(jīng)過(guò)一次中性面，電流的方向就改變⑩次．一、答案：①周期性②正弦規(guī)律變化的③正弦函數(shù)曲線④垂直于磁感線⑤垂直的平面⑥最大⑦零⑧零⑨2⑩一二、交變電流的變化規(guī)律1．正弦交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流隨時(shí)間的變化規(guī)律①，②，③二、答案：①②③三、表征交變電流的物理量1.交變電流的值⑴瞬時(shí)值：①，瞬時(shí)值是時(shí)間的函數(shù)，不同時(shí)刻，瞬時(shí)值不同．⑵最大值：②⑶有效值：交變電流的有效值是根據(jù)電流的③來(lái)規(guī)定的，讓交流和直流通過(guò)相同阻值的電阻，如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量④，就把這一直流的數(shù)值．叫該交變電流的有效值．用“E、I、U”表示．在正(余)弦式交變電流中有效值與最大值之間的關(guān)系為：⑤．⑷平均值：交變電流的平均值是交變電流圖象中波形與橫軸(t軸)所圍的面積跟時(shí)間的比值．其數(shù)值可以用計(jì)算．2．交變電流的周期和頻率⑴周期T：⑥(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間．⑵頻率f：⑦．⑶周期和頻率的關(guān)系：⑧⑷角速度ω：⑨．三、答案：①交變電流某一時(shí)刻的值②③熱效應(yīng)④相等⑤⑥交變電流完成一次周期性變化⑦交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)⑧或⑨考點(diǎn)二：變壓器、電能的輸送一、變壓器1．主要構(gòu)造：在同一個(gè)閉合鐵芯上繞兩個(gè)線圈，接電源的線圈叫①，接負(fù)載的線圈叫②．2．工作原理：③．3．理想變壓器的基本關(guān)系式功率關(guān)系：④電壓關(guān)系：⑤電流關(guān)系：⑥一、答案：①原線圈②副線圈③電磁感應(yīng)(互感現(xiàn)象)④P入＝P⑤⑥二、電能的輸送1．輸電導(dǎo)線功率損失分析(1)減小導(dǎo)線的①可減小損失功率．(2)減小輸送電流可大大減小損失功率，在線路和輸送功率不變時(shí)，可②輸送電壓以減小輸送電流．(3)在輸送功率和線路一定時(shí)，線路損失功率與輸送電壓的二次方成反比．即③2．遠(yuǎn)距離高壓輸電的基本關(guān)系①功率關(guān)系：④②電流、電壓關(guān)系：⑤，，③輸電電流：⑥④輸電導(dǎo)線上損耗的電功率：⑦一、答案：①電阻②提高③④⑤⑥⑦●方法技巧解讀考點(diǎn)一：交變電流的產(chǎn)生與描述1、交流電的產(chǎn)生變化規(guī)律（1）．將線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生正(余)弦交變電流．（2）中性面①線圈位于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零②線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，電流的方向就改變一次．（3）正弦式電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí))①電動(dòng)勢(shì)(e)：②電壓(u)： ③電流(i)：特別注意：若線圈有N匝，線圈的面積為S，線圈的角速度為ω，則Em＝NBSω2、交流電的四值問(wèn)題：瞬時(shí)值：注意：計(jì)算線圈中的某時(shí)刻的電流情況和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)情況該式是從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的最大值：Em＝NBSω討論電容器的擊穿電壓時(shí)用最大值有效值：注意：只能用于正弦交變電流，計(jì)算與熱效應(yīng)有關(guān)的物理量時(shí)用有效值，銘牌上額定電壓、額定電流、及電表的讀數(shù)都是有效值；保險(xiǎn)絲的熔斷電流是有效值．平均值：計(jì)算通過(guò)電路橫截面積的電量時(shí)要用平均值在進(jìn)行交變電流相關(guān)的計(jì)算時(shí)，一定要注意題中具體應(yīng)用的是什么物理量，根據(jù)上述的適用情況恰當(dāng)?shù)倪x擇“四值”．例1如圖1所示，邊長(zhǎng)為l的正方形線圈abcd的匝數(shù)為n，ad邊的中點(diǎn)和bc邊的中點(diǎn)的連線OO′恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈與外電阻R構(gòu)成閉合電路，整個(gè)線圈的電阻為r.現(xiàn)在讓線圈以O(shè)O′連線為軸，以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：（1）閉合電路中電流瞬時(shí)值i的表達(dá)式（2）當(dāng)時(shí)，電阻R兩端的電壓值【答案】：（1）（2）【解析】：(1)沿方向看去，磁場(chǎng)分布的側(cè)視圖如圖2所示，由圖2可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)只有一條邊切割磁感線．產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在t時(shí)刻線圈的電動(dòng)勢(shì)為其中解得據(jù)閉合電路歐姆定律可知，閉合電路中的電流為（2）由電流瞬時(shí)值表達(dá)式知，時(shí)，電流為：由部分電路歐姆定律知，時(shí)，電阻R兩端電壓為2、交變電流的有效值的計(jì)算方法交流電的有效值的意義是：任意一段時(shí)間內(nèi)，交變電流i通過(guò)R產(chǎn)生的熱量與恒定電流I通過(guò)同一電阻R產(chǎn)生的熱量相等，則I稱為i的有效值．計(jì)算有效值時(shí)要注意根據(jù)“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解．利用兩類公式和可分別求得電壓有效值和電流有效值．若圖像部分是正弦交流電，其中的和部分可直接應(yīng)用的關(guān)系．只有正弦式交變電流才能用的關(guān)系，其他交變電流都不滿足這一關(guān)系，只有從有效值的定義及電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算．計(jì)算時(shí)要注意兩點(diǎn)，一是若方波式交變電流正負(fù)半周最大值不相等時(shí)，應(yīng)分段計(jì)算電熱；二是取一個(gè)周期計(jì)算電熱．兩個(gè)完全相同的電熱器，分別通過(guò)如圖5甲、乙所示的電流峰值相等的方波交變電流和正弦式交變電流，則這兩個(gè)電熱器的電功率之比是多少？【答案】：2∶1【解析】設(shè)電熱器的電阻為R，通過(guò)方波交變電流的發(fā)熱功率為，通過(guò)正弦式交變電流的發(fā)熱功率為．則有,故題型二：變壓器和電能的輸送一、變壓器1、理想變壓器及其原副線圈基本量的關(guān)系（1）理想變壓器：①?zèng)]有能量損失(銅損、鐵損)，②沒(méi)有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)（2）基本關(guān)系：功率關(guān)系：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率電壓關(guān)系：原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，與負(fù)載情況、副線圈個(gè)數(shù)的多少無(wú)關(guān)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈，電流和匝數(shù)成反比多個(gè)副線圈，由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系頻率關(guān)系：原、副線圈中電流的頻率相等（3）制約關(guān)系：電壓：副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定功率：原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定電流：原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定變壓器的以上關(guān)系都是根據(jù)口字型的變壓器推出的．如果變壓器不是“口”字型時(shí)，應(yīng)根據(jù)變壓器的原理及各線圈中磁通量的關(guān)系推導(dǎo)出各物理量的關(guān)系【例1】2022海南物理9如右圖，一理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4：1，原線圈兩端接入一正弦交流電源；副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表．下列結(jié)論正確的是A．若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓的最大值為VB．若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來(lái)的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來(lái)的一半C．若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來(lái)的2倍，則輸入功率也增加到原來(lái)的2倍D．若保持負(fù)載電阻的阻值不變．輸入電壓增加到原來(lái)的2倍，則輸出功率增加到原來(lái)的4倍【答案】AD【解析】若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓為是有效值，因此其最大值為V，A正確；若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來(lái)的2倍，則輸出電壓也增加到原來(lái)的2倍，電流表示數(shù)應(yīng)增加到原來(lái)的2倍，B錯(cuò)；若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來(lái)的2倍，則輸出電流減小到原來(lái)的一半，輸入功率等于輸出功率即也減小到原來(lái)的一半，C錯(cuò)；若保持負(fù)載電阻的阻值不變．輸入電壓增加到原來(lái)的2倍，輸出電壓增大到原來(lái)的2倍，則由可知輸出功率增加到原來(lái)的4倍，D正確．2、交變電路的動(dòng)態(tài)分析（1）．理想變壓器的幾個(gè)因果關(guān)系．當(dāng)理想變壓器的匝數(shù)比不變時(shí)，如圖所示各量相互關(guān)系如下：①輸入電壓決定輸出電壓,這是因?yàn)檩敵鲭妷寒?dāng)不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否，不會(huì)改變．②輸出電流決定輸入電流,在輸入電壓一定的情況下，輸出電壓也被完全確定，當(dāng)負(fù)載電R阻增大時(shí)，減小，則相應(yīng)的減??；當(dāng)負(fù)載電R阻減小時(shí)，增大，則相應(yīng)的增大．③輸出功率P2決定輸入功率P1，理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，即P1＝P2，在輸入電壓U1一定的情況下，當(dāng)負(fù)載電阻R增大時(shí)，I2減小，則變壓器的輸出功率P2＝I2U2減小，輸入功率P1也將相應(yīng)減?。划?dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí)，I2增大，變壓器的輸出功率P2＝I2U2增大，則輸入功率P1也將增大．（2）動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題的思路程序可表示為：（3）關(guān)于理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題一般有兩種類型：①負(fù)載電阻不變，原副線圈的電壓U1、U2，電流I1、I2，功率P1、P2隨匝數(shù)比變化而變化．②匝數(shù)比不變，原副線圈的電壓U1、U2，電流I1、I2，功率P1、P2隨負(fù)載電阻的變化而變化．無(wú)論哪種情況，處理此類問(wèn)題的關(guān)鍵都是要分清變量和不變量，弄清理想變壓器中各物理量之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系——U2由U1和匝數(shù)比決定；I2由U2和負(fù)載電阻決定；I1由I2和匝數(shù)比決定．【例2】（09四川模擬16）如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開(kāi)關(guān)S是閉合的．V1和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1、A2和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3．現(xiàn)斷開(kāi)S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是（）V1V2A1A2A3A．U2變小、I3變小B．U2不變、I3變大C．I1變小、I2變小D．I1變大、I2變大[答案】BC[解析]：因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與U1不變，所以U2與兩電壓表的示數(shù)均不變．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，因?yàn)樨?fù)載電阻增大，故次級(jí)線圈中的電流I2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將減小，C正確；因?yàn)镽1的電壓減小，故R2、R3兩端的電壓將增大，I3變大，B正確．[點(diǎn)撥]處理此類問(wèn)題的關(guān)鍵都是要分清變量和不變量，弄清理想變壓器中各物理量之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系二、遠(yuǎn)距離輸電1、遠(yuǎn)距離輸電線路示意圖如圖所示2、遠(yuǎn)距離輸電的基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：,,(2)電壓、電流關(guān)系：,,,(3)輸電電流：（4）輸電導(dǎo)線上損失的電功率由上式可以看出，當(dāng)輸送的電功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n倍，輸電導(dǎo)線上損失的功率就減小到原來(lái)的3．解答遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的步驟(1)畫(huà)出輸電線路圖，將已知量和未知量標(biāo)在圖中相應(yīng)位置；(2)以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線圈為參考，將輸電線路劃分為幾個(gè)獨(dú)立回路；(3)根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式等確定各部分回路電學(xué)量之間關(guān)系；(4)根據(jù)升壓、降壓原副線圈的電壓、電流關(guān)系和功率關(guān)系列式求解．●高考題型例析考點(diǎn)一：交變電流的產(chǎn)生與描述1.（2022天津4)．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖2所示，則A．t=時(shí)線框的磁通量變化率為零B．t=時(shí)線框平面與中性面重合C．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311VD．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為100Hz【答案】：B【解析】：交變電流知識(shí)的考查．由圖2可知，該交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為．當(dāng)t=時(shí)，瞬時(shí)值e=311V，此時(shí)磁通量變化率最大，A錯(cuò)；同理當(dāng)t=時(shí)，e=0V，此時(shí)線框處于中性面位置，磁通量最大，磁通量的變化率為零，B正確；對(duì)于正弦交變電流其有效值為，題給電動(dòng)勢(shì)的有效值為220V，C錯(cuò)；交變電流的頻率為f=1/T=ω/2π=50Hz，D錯(cuò)．2．（09福建16）一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示．已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為，則外接一只電阻為的燈泡，如圖乙所示，則（D）A.電壓表eq\o\ac(○,v)的示數(shù)為220vB.電路中的電流方向每秒鐘改變50次C.燈泡實(shí)際消耗的功率為484wD.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】：D【解析】：電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值,由圖像知電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=V，有效值E=220V，燈泡兩端電壓，A錯(cuò)；由圖像知T=，一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，可知1s內(nèi)電流方向變化100次，B錯(cuò)；燈泡的實(shí)際功率,C錯(cuò)；電流的有效值，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為，D對(duì)．考點(diǎn)二：變壓器、電能的輸送1.（2022江蘇物理13）(15分)題13-1圖為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭．原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖象如題13-2圖所示．若只在ce間接一只Rce=400Ω的電阻，或只在de間接一只Rde=225Ω的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為80W．(1)請(qǐng)寫(xiě)出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式；(2)求只在ce間接400Ω的電阻時(shí)，原線圈中的電流I1；(3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比．【答案】（1）V；（2）0.28A（或A）；（3）【解析】（1）由圖像知交流電的最大值為400V，周期為s，即rad/s,電壓的瞬時(shí)值為為正弦函數(shù)，寫(xiě)出瞬時(shí)值表達(dá)式V（2）線圈中電流為有效值，電壓的有效值為V，變壓器輸出功率等于輸入功率，則有：理想變壓器原線圈中的電流解得(或)（3）變壓器線圈匝數(shù)與電壓成正比，設(shè)ab間匝數(shù)為同理由題意知解得代入數(shù)據(jù)得2.（2022江蘇卷7）．.在如圖多事的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說(shuō)法中正確的有（A）升壓變壓器的輸出電壓增大（B）降壓變壓器的輸出電壓增大（C）輸電線上損耗的功率增大（D）輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大【答案】CD【解析】變壓器作用是變壓，發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器輸出的電壓U2應(yīng)不變，A錯(cuò)誤．由于輸電線電流，輸電線電壓損失,降壓變壓器的初級(jí)電壓，因P變大，I變大，所以U損變大，所以降壓變壓器初級(jí)電壓U3變小，B錯(cuò)誤．輸電線功率損失，因P變大，所以P損變大，C正確；，因P變大，所以比值變大，D正確；●跟蹤練習(xí)薈萃1．閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式電流i＝Imsinωt，若保持其他條件不變，使發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)及轉(zhuǎn)速各增加一倍，則電流的變化規(guī)律為()A．i＝2Imsin2ωt B．i＝4Imsin2ωtC．i＝2Imsinωt D．i＝4Imsinωt解析：轉(zhuǎn)速加倍則ω＝2πn也加倍，電流的最大值Im也加倍故i＝2Imsin2ωt選項(xiàng)A正確．答案：A2．在圖1所示兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時(shí)，測(cè)得c、d間與g、h間的電壓均為110V；若分別在c、d與g、h的兩端加上110V的交流電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為()圖1A．220V,220V B．220V,110VC．110V,110V D．220V,0解析：對(duì)變壓器，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得Uab＝220V；對(duì)滑動(dòng)變阻器來(lái)說(shuō)，當(dāng)gh間接上電壓時(shí)，ef間電壓Uef＝110V，故B選項(xiàng)正確．答案：B3．利用超導(dǎo)材料零電阻的性質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電．現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為Ω，它提供給用電器的電功率為40kW，電壓為800V．如果用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜替代原來(lái)的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為()A．1kW B．×103kWC．kW D．10kW解析：用電器的額定電流為：I＝eq\f(P,U)＝eq\f(40×103,800)A＝50A，輸電線上消耗功率P線＝I2R＝502×W＝1000W＝1kW.所以若采用超導(dǎo)材料則線路上的損耗將被節(jié)約．答案：A圖24．一理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入電壓不變，如圖2所示．如果負(fù)載電阻的滑動(dòng)片向上移動(dòng)．則圖中所有交流電表的讀數(shù)及輸入功率變化情況正確的是(均為理想電表)()A．V1、V2不變，A1增大，A2減小，P增大B．V1、V2不變，A1、A2增大，P增大C．V1、V2不變，A1、A2減小，P減小D．V1不變，V2增大，A1減小，A2減小，P減小解析：理想變壓器輸入電壓不變，則輸出電壓不變，故表V1，V2示數(shù)不變；滑片P向上移，使負(fù)載電阻增大，因而，副線圈中的電流I2減小，由于電壓比不變，故原線圈中的電流也將減??；輸出功率P出＝U2I2減小，P入＝P出，因而輸入功率也將減?。鸢福篊圖35．汽車(chē)消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油機(jī)是靠壓縮汽缸內(nèi)的空氣點(diǎn)火的；而汽油機(jī)做功沖程開(kāi)始時(shí)，汽缸中汽油和空氣的混合氣是靠火花塞點(diǎn)燃的．但是汽車(chē)蓄電池的電壓只有12V，不能在火花塞中產(chǎn)生火花，因此，要使用如圖3所示的點(diǎn)火裝置，此裝置的核心是一個(gè)變壓器，該變壓器的原線圈通過(guò)開(kāi)關(guān)連到蓄電池上，副線圈接到火花塞的兩端，開(kāi)關(guān)由機(jī)械控制，做功沖程開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，從而在副線圈中產(chǎn)生10000V以上的電壓，這樣就能在火花塞中產(chǎn)生火花了．下列說(shuō)法中正確的是()A．柴油機(jī)的壓縮點(diǎn)火過(guò)程是通過(guò)做功使空氣的內(nèi)能增加的B．汽油機(jī)點(diǎn)火裝置的開(kāi)關(guān)始終閉合，副線圈的兩端也會(huì)有高壓C．接該變壓器的原線圈的電源必須是交流電源，否則就不能在副線圈中產(chǎn)生高壓D．汽油機(jī)的點(diǎn)火裝置中變壓器的副線圈匝數(shù)必須遠(yuǎn)大于原線圈的匝數(shù)解析：汽車(chē)柴油機(jī)壓縮汽缸內(nèi)空氣，實(shí)際上是活塞對(duì)氣體做功使其內(nèi)能增加，當(dāng)溫度升高到一定溫度時(shí)，柴油著火燃燒．汽油機(jī)是借助于變壓器在通入原線圈中電壓(12V)斷電時(shí)產(chǎn)生變化的磁通量從而在副線圈中產(chǎn)生瞬時(shí)高壓(10000V)，而達(dá)到產(chǎn)生火花的目的，所以電源可以是直流，且副線圈匝數(shù)要遠(yuǎn)大于原線圈匝數(shù)，故A、D正確．答案：AD圖46．如圖4是自動(dòng)調(diào)溫式電熨斗，下列說(shuō)法正確的是()A．常溫時(shí)上下觸點(diǎn)是接觸的B．雙金屬片溫度升高時(shí)，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲C．原來(lái)溫度控制在80℃斷開(kāi)電源，現(xiàn)要求60D．由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些解析：雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬，常溫下，彈性銅片和雙金屬片觸點(diǎn)是接觸的，通電后，電熱絲發(fā)熱(題圖螺旋狀部分)，當(dāng)溫度升高到某一值時(shí)，雙金屬片上層的金屬受熱膨脹，形變量大于下層金屬，雙金屬片向下彎曲，使觸點(diǎn)分離，切斷電路；隨著溫度的降低，當(dāng)降到某一溫度時(shí)，雙金屬片收縮恢復(fù)原狀，兩觸點(diǎn)又接觸接通電路．調(diào)溫旋鈕下壓彈性銅片，可使觸點(diǎn)分離的溫度升高，上提彈性銅片，可降低觸點(diǎn)的分離溫度，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)溫控制．答案：ABD圖57．電容式話筒的保真度比動(dòng)圈式話筒好，其工作原理如圖5所示．Q是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器，被直流電源充電，當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流．當(dāng)膜片向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中有()A．電容變大 B．電容變小C．導(dǎo)線AB中有向左的電流 D．導(dǎo)線AB中有向右的電流解析：膜片右移時(shí)，由于板間距離d變小，由C＝eq\f(εS,4πkd)知，A對(duì)；由Q＝CU知，C對(duì)，D錯(cuò)．答案：AC圖68．如圖6所示是霍爾元件的工作原理示意圖，如果用d表示薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，對(duì)于一個(gè)霍爾元件d、k為定值，如果保持電流I恒定，則可以驗(yàn)證UH隨B的變化情況，以下說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．將永磁體的一個(gè)磁極逐漸靠近霍爾元件的工作面時(shí)，UH將變大B．在測(cè)定地球兩極的磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平C．在測(cè)定地球赤道上磁場(chǎng)強(qiáng)弱時(shí)，霍爾元件的工作面應(yīng)保持水平D．改變磁感線與霍爾元件工作面的夾角，UH將發(fā)生變化答案：C圖79．全自動(dòng)洗衣機(jī)中，排水閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的，當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水工序時(shí)電磁鐵的線圈通電，使電磁鐵的鐵芯2運(yùn)動(dòng)，牽引排水閥的活塞，排出污水，牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖7所示，以下說(shuō)法正確的是()A．若某時(shí)刻輸入控制電流時(shí)，a為正，b為負(fù)，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極B．若某時(shí)刻輸入控制電流時(shí)，a為正，b為負(fù)，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極C．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能吸入線圈中D．若a、b處輸入交變電流，鐵芯2能吸入線圈中解析：根據(jù)磁化現(xiàn)象和磁極間同名磁極相斥，異名磁極相吸原理易判斷B、D正確．答案：BD10．某中學(xué)的學(xué)生食堂新安裝了磁卡就餐系統(tǒng)，使用不到一周，便出現(xiàn)了電源總開(kāi)關(guān)總是無(wú)法接通的問(wèn)題．經(jīng)檢查，電源總開(kāi)關(guān)中漏電保護(hù)器動(dòng)作切斷了電源．漏電保護(hù)器電路如圖8所示，變壓器A處用火線與零線雙股平行繞制成線圈，然后接到磁卡機(jī)上，B處有一個(gè)輸出線圈，一旦線圈B中的電流經(jīng)放大器放大后便推動(dòng)斷電器切斷電源．造成漏電保護(hù)器動(dòng)作切斷電源的原因判斷為磁卡機(jī)用電端()圖8A．零線與火線之間漏電B．火線與地之間漏電或零線直接接地C．只有火線與地之間漏電才會(huì)產(chǎn)生D．刷卡機(jī)裝得過(guò)多，造成電流太大解析：由題意知，火線和零線均繞在鐵芯上，故只有火線與零線中電流大小不等時(shí)，才會(huì)引起漏電保護(hù)器切斷電源，故可能是火線與地之間漏電，也可能是零線與地之間漏電．答案：B圖911．(2022·全國(guó)卷Ⅱ)如圖9，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)；?為毫安表，量程6mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為Ω；S為開(kāi)關(guān)．已知RT在95℃時(shí)的阻值為150Ω，在20℃時(shí)的阻值約為550Ω.現(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)量在95℃～20℃(1)在圖中畫(huà)出連線，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖．(2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：a．依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線．b．調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95℃c．將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔?，以保證儀器安全．d．閉合開(kāi)關(guān)．調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄________．e．將RT的溫度降為T(mén)1(20℃<T1<95℃)；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)________，記錄f．溫度為T(mén)1時(shí)熱敏電阻的電阻值RT1＝________.g．逐步降低T1的數(shù)值，直至20℃為止；在每一溫度下重復(fù)步驟ef解析：(1)電阻箱的最大阻值與熱敏電阻的最大阻值相差不大，因此電阻箱應(yīng)為與熱敏電阻串聯(lián)．(2)本實(shí)驗(yàn)原理是當(dāng)電路的兩種狀態(tài)的電流相等時(shí)，外電路的總電阻相等.95℃和RT時(shí)對(duì)應(yīng)的電路的電阻相等，有150＋R0＝RT＋R，即RT1＝R0－R1＋圖10答案：(1)實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖10所示．(2)d.電阻箱的讀數(shù)R0e．仍為I0電阻箱的讀數(shù)R1f．R0－R1＋150Ω12．某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性．現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測(cè)熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等．(1)若用上述器材測(cè)量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請(qǐng)你在圖11(1)的實(shí)物圖上連線．圖11(2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟：①正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；②在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開(kāi)關(guān)，__________，__________，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)；③重復(fù)第②步操作若干次，測(cè)得多組數(shù)據(jù)．(3)實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖11(2)的R－t關(guān)系圖線，請(qǐng)根據(jù)圖線寫(xiě)出該熱敏電阻的R－t關(guān)系式：R＝________＋________t(Ω)(保留3位有效數(shù)字)．解析：改變溫度后，熱敏電阻阻值改變，電壓表示數(shù)改變，從圖線知R與t成線性關(guān)系，且縱軸上截距(當(dāng)t＝0℃時(shí))R＝100Ω，斜率為ΔR/Δt＝，所以R＝100＋(Ω)答案：(1)實(shí)物連線圖如圖12(2)記錄溫度計(jì)數(shù)值記錄電壓表數(shù)值(3)100圖12圖1313．如圖13所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直．線圈匝數(shù)n＝40，電阻r＝Ω，長(zhǎng)l1＝0．05m，寬l2＝0.04m，角速度ω＝100rad/s，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T．線圈兩端外接電阻R＝Ω的用電器和一個(gè)交流電流表．求：(1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(2)電流表的讀數(shù)；(3)用電器上消耗的電功率．解析：(1)Em＝nBωS＝nBωl1l2＝(2)Im＝eq\f(Em,R＋r)＝0.16A，電流表讀數(shù)為有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.11A.(3)P＝I2R＝W.答案：(1)V(2)0.11A(3)W14．有條河流，流量Q＝2m3/s，落差h＝5m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240V，輸電線總電阻R＝30Ω，允許損失功率為輸出功率的6%，為滿足用電的需求，則該輸電線路所使用的理想的升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220V,100W”的電燈正常發(fā)光？(g取解析：設(shè)水的密度為ρ電源端：P輸出＝mgh/t×50%＝Qρgh×＝2×1×103×10×5×W＝5×104W輸出電壓U0＝240V；輸送電路如圖14所示．圖14為滿足輸電要求，據(jù)ΔP損＝I送2R有I送＝eq\r(ΔP損/R)＝eq\r(\f(P輸出×6%,R))＝eq\r(\f(5×104×,30))