2013版【名师一号】高中物理（新课标人教版）选修3-2 第六章 传感器 检测题（含详解）
文档属性
| 名称 | 2013版【名师一号】高中物理（新课标人教版）选修3-2 第六章 传感器 检测题（含详解） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 215.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2013-12-15 15:42:51 | ||
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文档简介
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第六章检测
时间：60分钟 满分：100分
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，每小题的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．请将正确的选项前的符号填在括号内)
1．下列器件不是应用温度传感器的是( )
A．电熨斗 B．话筒
C．电饭锅 D．测温仪
解析 电熨斗、电饭锅和测温仪都把非电学量温度转换为电学量，都要使用温度传感器，话筒把非电学量声音转换为电学量，不需要使用温度传感器，故选项B正确．
答案 B
2．霍尔元件能转换哪两个量( )
A．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C．把力转换为电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
解析 霍尔电压U＝，它是把磁感应强度这个非电学量转换为电压这个电学量，故选项B正确．
答案 B
3．如图所示，是电阻R随温度T变化的图象，下列说法中正确的是( )
A．图象1是热敏电阻的图象，它是用金属材料制成的
B．图象2是热敏电阻的图象，它可以用半导体材料制成
C．图象1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图象2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
解析 图象1表示电阻随温度的升高而增大，故图象1是金属热电阻的图象．金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，但灵敏度低，故选项A、C错误；图象2是热敏电阻的图象，热敏电阻可以用半导体材料制成，热敏电阻的化学稳定性差，测量范围小，但灵敏度高，故选项B、D正确．
答案 BD
4．当前传感器广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是( )
A．电视机对无线遥控信号的接收主要采用了光电传感器
B．电子体温计中主要采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
解析 电视机对无线遥控信号的接收主要采用的是红外线传感器，电脑所用的鼠标主要采用了光传感器，故A、C选项错误．
答案 BD
5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图①所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图②所示，下列判断正确的是( )
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
解析 在0～t1内I恒定，压敏电阻阻值不变，小球受力不变，小车可能做匀速或匀加速直线运动；在t1～t2时间内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B选项错误；在t2～t3时间内，I不变，压力不变，小车做匀加速直线运动，故C选项错误，D选项正确．
答案 D
6.
如图所示，RT为金属热电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( )
A．环境温度变高
B．环境温度变低
C．环境温度不变
D．都有可能
解析 灯泡L的亮度变暗，由P＝I2RL可知电流变小，其他电阻不变，说明金属热电阻RT变大，环境温度变高，故A选项正确．
答案 A
7．如图所示是一个路灯自动控制门电路．天黑了，路灯自动接通，天亮了，路灯自动熄灭．RG是光敏电阻(有光照射时，阻值会显著减小)，R是分压电阻，J是路灯总开关控制继电器(路灯电路未画)，虚线框内应安装的门电路是( )
A．“与”门电路 B．“非”门电路
C．“或”门电路 D．前面三种电路都可以
解析 有光照时，RG变小，R两端电压增大，即输入的为高电势，而J上电压必须小继电器才不工作，路灯是不亮的，所以应为非门电路．
答案 B
8．如图所示是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( )
A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
解析 当RT温度升高时，由于RT阻值减小，所以A端电势升高，为高电势，Y端输出低电势，蜂鸣器会发出报警声；R1阻值增大时，A端电势升高，同样会出现上述现象，所以B、C选项正确．
答案 BC
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、填空题(本题共3小题，每小题8分，共24分．将正确结果填在题中横线上)
9．热敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，光敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，霍尔元件能将________信号转换为________信号．
答案 温度 光照射强弱 磁 电
10．将普通热敏电阻、数字电流表、电源按下图连接；将烧杯装入的水，用铁架台固定在加热器上．闭合开关S，当热敏电阻未放入水中时，电流表示数I1，放入温水中时电流表示数I2，热敏电阻放在热水中，若示数为I3，则I1________I2________I3(填“大于”“等于”“小于”)．
答案 小于 小于
11．如图所示宽度为d，厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面A′间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U＝______________.(电子的电荷量为e)
解析 自由电子定向移动形成电流，在磁场中定向移动的电子受到洛伦兹力偏转到上表面，上下两表面出现电势差，形成电场，电子受洛伦兹力和电场力平衡，设定向移动速率为v，则洛伦兹力
f洛＝evB，
f电＝e.
由电流微观表达式
I＝neSv，
f洛＝f电，即evB＝e，得
U＝hvB＝＝＝.
答案
三、计算题(共2小题，共28分．解答应写出必要的文字说明，方程和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，在答案中必须明确写出数值和单位)
12．(13分)一热敏电阻在温度为80℃时阻值很大，当温度达到100℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配热敏电阻以保持水温在80℃到100℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图所示，图中R1为热敏电阻，R2为电阻丝．请简述其工作原理．
解析 开始时水温较低时，R1阻值较大，电阻丝R2对水进行加热，当水温达到100℃左右时，R1阻值变得很小，R2被短路，将停止加热，当水温降到80℃时，R2阻值又变得很大，又开始加热，这样就可以达到保温的效果．
答案 见解析
13．(15分)有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示．E是内阻不计、电动势为6 V的电源．R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻．G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示．C是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计．试分析：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
(1)利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式．
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？
(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？
解析 (1)由表中数据可知，K＝＝＝0.4 Ω/N
所以电阻R随压力F变化的函数表达式为
R＝(300－0.4F)Ω
(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两极板电压越大，但不能超过5 V，所以
＝ 解得R＝60 Ω
又因为R＝(300－0.4F)Ω 得F＝600 N
(3)电流表中的电流I＝＝，
电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀．
答案 (1)R＝(300－0.4F)Ω
(2)600 N
(3)不均匀
课 后 跟 踪 演 练
基 础 巩 固
1．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是( )
A．电流的频率 B．端电压的峰值
C．电流的有效值 D．电功率
解析 理想变压器正常工作时，原、副线圈的输入功率和输出功率相等，变压器不会改变原、副线圈的电流的频率；变压器会改变原、副线圈的端电压和峰值，有效电压，以及原、副线圈中的电流的有效值，故选项B、C正确．
答案 BC
2．下列关于理想变压器的说法中，正确的是( )
A．输入功率等于输出功率
B．输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能
C．输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能
D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去
解析 变压器传输的是交变电流，当电流经过原线圈时，在铁芯中产生变化的磁场，即电能转化为磁场能．此变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．若线圈闭合，则产生感应电流，磁场能又转化为电能．
答案 AB
3．如图所示为一理想变压器和负载电阻R，下列哪些做法可增加变压器的输入功率( )
A．只减少副线圈匝数
B．只减少原线圈匝数
C．只增加副线圈匝数
D．只减小R的阻值
解析 减少原线圈匝数，等于增加副线圈匝数，改变了电压比．增加副线圈匝数，也是改变了匝数比，等于提高了输出电压，增大了输出功率，而输入功率等于输出功率，减小电阻R，增大了输出功率．
答案 BCD
4．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10:1
B．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10:1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1:1
解析 此题考查的是对变压器原理的掌握，对理想变压器，B选项认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比；D选项认为可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．
答案 BD
5．一台理想变压器的原、副线圈匝数之比为4:1，若原线圈加上u＝1414sin100πt V的交流电，则用交流电压表测得副线圈两端的电压是( )
A．250 V B．353.5 V
C．499.8 V D．200 V
解析 u＝1414sin100πt的交流电有效值为1000 V，故副线圈上电压表测得电压为250 V.
答案 A
6．一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈两端的电压为1 V．按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )
A．1100,360 B．1100,180
C．2200,180 D．2200,360
解析 由变压器的电压和匝数的关系，＝，n1＝n3＝×5＝1100匝，n2＝＝匝＝180匝．故B选项正确．
答案 B
7．(2012·山东)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n1、n2，V为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000 V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5 V
B．电压表的示数等于 V
C．实现点火的条件是>1000
D．实现点火的条件是<1000
解析 电压表示数为电压有效值，由图乙可知U＝＝ V，选项A错误，选项B正确；副线圈电压峰值为5000 V时，＝＝1000，由于引发电火花的条件是副线圈的电压峰值大于5000 V，故>1000，选项C正确，选项D错误．
答案 BC
拓 展 提 升
8．如图所示为一理想变压器，n1为原线圈，接一正弦交流电，n2＝n3，在n2、n3两个线圈上分别获得35 V电压，要想得到70 V电压，c、d、e、f怎样连接( )
A．d、e连在一起，c、f为输出端
B．c、f连在一起，e、d为输出端
C．e、c连在一起，f、d为输出端
D．f、d连在一起，e、c为输出端
解析 两个线圈串联后，要注意使电动势的方向相同，如果接反了，输出电压就变为零．
答案 CD
9．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＝20 sin100πt 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( )
A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100 V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
解析 交变电流的频率f＝＝＝50 Hz，变压器不会改变交变电流的频率，副线圈输出电压的最大值为100 V，在一个周期内氖泡有两次发光，故氖泡发光的频率为交变电流频率的2倍，所以A选项正确；副线圈输出电压，由＝，得U2＝U1＝100 V．变压器为理想变压器，即线圈的内阻为零，所以B选项正确，C选项错误；开关断开后，变压器的输出功率减小，D选项错误．
答案 AB
10．(2012·福建)如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器．V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是( )
A．I1和I2表示电流的瞬时值
B．U1和U2表示电压的最大值
C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大
D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小
解析 交流电表的示数为有效值，故选项A、B错误；P向下滑动过程中，R变小，由于交变电源，原副线圈匝数不变，U1、U2均不变，所以I2＝变大，由＝，得I1＝I2变大，故选项C正确，选项D错误．
答案 C
11.(2011·浙江)如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314t 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 V D．144.0 V
解析 线圈所接交流电的有效电压U1＝ V，U1＝n1，U2＝n2，若把上述两个线圈和铁芯看成理想变压器，则有＝，得U2＝U1＝× V＝9 V．但考虑到铁芯并不封闭，会有漏磁，所以>，则U2<9 V，故只有A选项正确．
答案 A
12．如图所示为一理想变压器，n2＝10 匝，n3＝20 匝，L1和L2均是“220 V,15 W”的灯泡，与一匝线圈相连的电压表，读数为11 V，那么变压器的实际输入功率为______W.
解析 电压表读数为11 V即n＝1时U＝11 V.
∴U2＝U＝110 V，U3＝220 V.
∴P2＝3.75 W，P3＝15 W.
∴P出＝P2＋P3＝18.75 W.
∴P入＝P出＝18.75 W.
答案 18.75
13．一个理想变压器，原线圈输入220 V电压时，副线圈输出电压为22 V，若副线圈增加100 匝后，输出电压增加到33 V，则变压器原线圈匝数为______匝．
解析 由题意知＝＝10，又已知副线圈增加100 匝后，输出电压增加11 V，因为每1 匝对应的电压相等(11 V/100 匝)，可知副线圈原来匝数为200 匝，所以原线圈匝数为10×200 匝＝2000 匝．
答案 2000
14．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2＝2:1，L1是“100 V,40 W”的灯泡，L2和L3均为“220 V,100 W”的灯泡，当L1正常发光时，求变压器的输入功率．
解析 灯泡中只L1正常发光，L2、L3不一定正常发光 I1＝＝0.4 A.
由理想变压器电流关系，得
n1I1＝n2I2(I2为副线圈中总电流)，
I2＝0.8 A，
副线圈中R＝242 Ω，∴U2＝193.6 V.
∴U1＝387.2 V.
∴P入＝U1I1＝387.2×0.4 W≈155 W.
答案 155 W
15．(2011·江苏)如图甲所示为一理想变压器，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Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝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uab的表达式；
(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；
(2)求ce和de间线圈的匝数比.
解析 (1)由图乙知T＝0.01 s，ω＝200π rad/s.
电压瞬时值uab＝400sin200πt V.
(2)电压有效值U1＝200 V，理想变压器
P1＝P2，
原线圈中的电流I1＝，解得I1≈0.28A(或
A)．
(3)设ab间匝数为n1，＝，同理＝.
由题意知＝，解得＝ .
代入数据得＝.
答案 见解析
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第六章检测
时间：60分钟 满分：100分
第Ⅰ卷(选择题，共48分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，每小题的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．请将正确的选项前的符号填在括号内)
1．下列器件不是应用温度传感器的是( )
A．电熨斗 B．话筒
C．电饭锅 D．测温仪
解析 电熨斗、电饭锅和测温仪都把非电学量温度转换为电学量，都要使用温度传感器，话筒把非电学量声音转换为电学量，不需要使用温度传感器，故选项B正确．
答案 B
2．霍尔元件能转换哪两个量( )
A．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C．把力转换为电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
解析 霍尔电压U＝，它是把磁感应强度这个非电学量转换为电压这个电学量，故选项B正确．
答案 B
3．如图所示，是电阻R随温度T变化的图象，下列说法中正确的是( )
A．图象1是热敏电阻的图象，它是用金属材料制成的
B．图象2是热敏电阻的图象，它可以用半导体材料制成
C．图象1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图象2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高
解析 图象1表示电阻随温度的升高而增大，故图象1是金属热电阻的图象．金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，但灵敏度低，故选项A、C错误；图象2是热敏电阻的图象，热敏电阻可以用半导体材料制成，热敏电阻的化学稳定性差，测量范围小，但灵敏度高，故选项B、D正确．
答案 BD
4．当前传感器广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是( )
A．电视机对无线遥控信号的接收主要采用了光电传感器
B．电子体温计中主要采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
解析 电视机对无线遥控信号的接收主要采用的是红外线传感器，电脑所用的鼠标主要采用了光传感器，故A、C选项错误．
答案 BD
5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图①所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图②所示，下列判断正确的是( )
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
解析 在0～t1内I恒定，压敏电阻阻值不变，小球受力不变，小车可能做匀速或匀加速直线运动；在t1～t2时间内，I变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B选项错误；在t2～t3时间内，I不变，压力不变，小车做匀加速直线运动，故C选项错误，D选项正确．
答案 D
6.
如图所示，RT为金属热电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( )
A．环境温度变高
B．环境温度变低
C．环境温度不变
D．都有可能
解析 灯泡L的亮度变暗，由P＝I2RL可知电流变小，其他电阻不变，说明金属热电阻RT变大，环境温度变高，故A选项正确．
答案 A
7．如图所示是一个路灯自动控制门电路．天黑了，路灯自动接通，天亮了，路灯自动熄灭．RG是光敏电阻(有光照射时，阻值会显著减小)，R是分压电阻，J是路灯总开关控制继电器(路灯电路未画)，虚线框内应安装的门电路是( )
A．“与”门电路 B．“非”门电路
C．“或”门电路 D．前面三种电路都可以
解析 有光照时，RG变小，R两端电压增大，即输入的为高电势，而J上电压必须小继电器才不工作，路灯是不亮的，所以应为非门电路．
答案 B
8．如图所示是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( )
A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
解析 当RT温度升高时，由于RT阻值减小，所以A端电势升高，为高电势，Y端输出低电势，蜂鸣器会发出报警声；R1阻值增大时，A端电势升高，同样会出现上述现象，所以B、C选项正确．
答案 BC
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二、填空题(本题共3小题，每小题8分，共24分．将正确结果填在题中横线上)
9．热敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，光敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，霍尔元件能将________信号转换为________信号．
答案 温度 光照射强弱 磁 电
10．将普通热敏电阻、数字电流表、电源按下图连接；将烧杯装入的水，用铁架台固定在加热器上．闭合开关S，当热敏电阻未放入水中时，电流表示数I1，放入温水中时电流表示数I2，热敏电阻放在热水中，若示数为I3，则I1________I2________I3(填“大于”“等于”“小于”)．
答案 小于 小于
11．如图所示宽度为d，厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面A′间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U＝______________.(电子的电荷量为e)
解析 自由电子定向移动形成电流，在磁场中定向移动的电子受到洛伦兹力偏转到上表面，上下两表面出现电势差，形成电场，电子受洛伦兹力和电场力平衡，设定向移动速率为v，则洛伦兹力
f洛＝evB，
f电＝e.
由电流微观表达式
I＝neSv，
f洛＝f电，即evB＝e，得
U＝hvB＝＝＝.
答案
三、计算题(共2小题，共28分．解答应写出必要的文字说明，方程和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，在答案中必须明确写出数值和单位)
12．(13分)一热敏电阻在温度为80℃时阻值很大，当温度达到100℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配热敏电阻以保持水温在80℃到100℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图所示，图中R1为热敏电阻，R2为电阻丝．请简述其工作原理．
解析 开始时水温较低时，R1阻值较大，电阻丝R2对水进行加热，当水温达到100℃左右时，R1阻值变得很小，R2被短路，将停止加热，当水温降到80℃时，R2阻值又变得很大，又开始加热，这样就可以达到保温的效果．
答案 见解析
13．(15分)有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示．E是内阻不计、电动势为6 V的电源．R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻．G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示．C是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计．试分析：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
(1)利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式．
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？
(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？
解析 (1)由表中数据可知，K＝＝＝0.4 Ω/N
所以电阻R随压力F变化的函数表达式为
R＝(300－0.4F)Ω
(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两极板电压越大，但不能超过5 V，所以
＝ 解得R＝60 Ω
又因为R＝(300－0.4F)Ω 得F＝600 N
(3)电流表中的电流I＝＝，
电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀．
答案 (1)R＝(300－0.4F)Ω
(2)600 N
(3)不均匀
课 后 跟 踪 演 练
基 础 巩 固
1．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是( )
A．电流的频率 B．端电压的峰值
C．电流的有效值 D．电功率
解析 理想变压器正常工作时，原、副线圈的输入功率和输出功率相等，变压器不会改变原、副线圈的电流的频率；变压器会改变原、副线圈的端电压和峰值，有效电压，以及原、副线圈中的电流的有效值，故选项B、C正确．
答案 BC
2．下列关于理想变压器的说法中，正确的是( )
A．输入功率等于输出功率
B．输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能
C．输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能
D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去
解析 变压器传输的是交变电流，当电流经过原线圈时，在铁芯中产生变化的磁场，即电能转化为磁场能．此变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．若线圈闭合，则产生感应电流，磁场能又转化为电能．
答案 AB
3．如图所示为一理想变压器和负载电阻R，下列哪些做法可增加变压器的输入功率( )
A．只减少副线圈匝数
B．只减少原线圈匝数
C．只增加副线圈匝数
D．只减小R的阻值
解析 减少原线圈匝数，等于增加副线圈匝数，改变了电压比．增加副线圈匝数，也是改变了匝数比，等于提高了输出电压，增大了输出功率，而输入功率等于输出功率，减小电阻R，增大了输出功率．
答案 BCD
4．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10:1
B．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10:1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1:1
解析 此题考查的是对变压器原理的掌握，对理想变压器，B选项认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比；D选项认为可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．
答案 BD
5．一台理想变压器的原、副线圈匝数之比为4:1，若原线圈加上u＝1414sin100πt V的交流电，则用交流电压表测得副线圈两端的电压是( )
A．250 V B．353.5 V
C．499.8 V D．200 V
解析 u＝1414sin100πt的交流电有效值为1000 V，故副线圈上电压表测得电压为250 V.
答案 A
6．一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈两端的电压为1 V．按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )
A．1100,360 B．1100,180
C．2200,180 D．2200,360
解析 由变压器的电压和匝数的关系，＝，n1＝n3＝×5＝1100匝，n2＝＝匝＝180匝．故B选项正确．
答案 B
7．(2012·山东)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n1、n2，V为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000 V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5 V
B．电压表的示数等于 V
C．实现点火的条件是>1000
D．实现点火的条件是<1000
解析 电压表示数为电压有效值，由图乙可知U＝＝ V，选项A错误，选项B正确；副线圈电压峰值为5000 V时，＝＝1000，由于引发电火花的条件是副线圈的电压峰值大于5000 V，故>1000，选项C正确，选项D错误．
答案 BC
拓 展 提 升
8．如图所示为一理想变压器，n1为原线圈，接一正弦交流电，n2＝n3，在n2、n3两个线圈上分别获得35 V电压，要想得到70 V电压，c、d、e、f怎样连接( )
A．d、e连在一起，c、f为输出端
B．c、f连在一起，e、d为输出端
C．e、c连在一起，f、d为输出端
D．f、d连在一起，e、c为输出端
解析 两个线圈串联后，要注意使电动势的方向相同，如果接反了，输出电压就变为零．
答案 CD
9．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＝20 sin100πt 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( )
A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100 V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
解析 交变电流的频率f＝＝＝50 Hz，变压器不会改变交变电流的频率，副线圈输出电压的最大值为100 V，在一个周期内氖泡有两次发光，故氖泡发光的频率为交变电流频率的2倍，所以A选项正确；副线圈输出电压，由＝，得U2＝U1＝100 V．变压器为理想变压器，即线圈的内阻为零，所以B选项正确，C选项错误；开关断开后，变压器的输出功率减小，D选项错误．
答案 AB
10．(2012·福建)如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器．V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是( )
A．I1和I2表示电流的瞬时值
B．U1和U2表示电压的最大值
C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大
D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小
解析 交流电表的示数为有效值，故选项A、B错误；P向下滑动过程中，R变小，由于交变电源，原副线圈匝数不变，U1、U2均不变，所以I2＝变大，由＝，得I1＝I2变大，故选项C正确，选项D错误．
答案 C
11.(2011·浙江)如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314t 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 V D．144.0 V
解析 线圈所接交流电的有效电压U1＝ V，U1＝n1，U2＝n2，若把上述两个线圈和铁芯看成理想变压器，则有＝，得U2＝U1＝× V＝9 V．但考虑到铁芯并不封闭，会有漏磁，所以>，则U2<9 V，故只有A选项正确．
答案 A
12．如图所示为一理想变压器，n2＝10 匝，n3＝20 匝，L1和L2均是“220 V,15 W”的灯泡，与一匝线圈相连的电压表，读数为11 V，那么变压器的实际输入功率为______W.
解析 电压表读数为11 V即n＝1时U＝11 V.
∴U2＝U＝110 V，U3＝220 V.
∴P2＝3.75 W，P3＝15 W.
∴P出＝P2＋P3＝18.75 W.
∴P入＝P出＝18.75 W.
答案 18.75
13．一个理想变压器，原线圈输入220 V电压时，副线圈输出电压为22 V，若副线圈增加100 匝后，输出电压增加到33 V，则变压器原线圈匝数为______匝．
解析 由题意知＝＝10，又已知副线圈增加100 匝后，输出电压增加11 V，因为每1 匝对应的电压相等(11 V/100 匝)，可知副线圈原来匝数为200 匝，所以原线圈匝数为10×200 匝＝2000 匝．
答案 2000
14．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2＝2:1，L1是“100 V,40 W”的灯泡，L2和L3均为“220 V,100 W”的灯泡，当L1正常发光时，求变压器的输入功率．
解析 灯泡中只L1正常发光，L2、L3不一定正常发光 I1＝＝0.4 A.
由理想变压器电流关系，得
n1I1＝n2I2(I2为副线圈中总电流)，
I2＝0.8 A，
副线圈中R＝242 Ω，∴U2＝193.6 V.
∴U1＝387.2 V.
∴P入＝U1I1＝387.2×0.4 W≈155 W.
答案 155 W
15．(2011·江苏)如图甲所示为一理想变压器，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Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝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uab的表达式；
(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；
(2)求ce和de间线圈的匝数比.
解析 (1)由图乙知T＝0.01 s，ω＝200π rad/s.
电压瞬时值uab＝400sin200πt V.
(2)电压有效值U1＝200 V，理想变压器
P1＝P2，
原线圈中的电流I1＝，解得I1≈0.28A(或
A)．
(3)设ab间匝数为n1，＝，同理＝.
由题意知＝，解得＝ .
代入数据得＝.
答案 见解析
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