交变电流 传感器 高频考点梳理 专题练 2026届高考物理复习备考
文档属性
| 名称 | 交变电流 传感器 高频考点梳理 专题练 2026届高考物理复习备考 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-01-15 00:00:00 | ||
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文档简介
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交变电流 传感器 高频考点梳理
专题练 2026届高考物理复习备考
一、单选题
1．如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压恒定U0=36V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3.已知R0=4Ω，R的最大阻值为100Ω。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电源的输出功率变小
C．当R=4Ω时，电压表示数为5.4V
D．当R=36Ω时，R获得的功率最大
2．直径为d的半圆形金属线框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，两点连线与磁场垂直，线框绕轴以角速度匀速转动，将线框接入如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，已知线框电阻也为，与原线圈串联电阻的阻值为，副线圈两端的滑动变阻器接入电路的阻值为，其他电阻不计，则（ ）
A．通过滑动变阻器的电流方向不变
B．若，则两端电压等于
C．若滑动变阻器的滑片上滑，则消耗的功率一定增大
D．滑动变阻器的滑片下滑，原线圈两端的电压减小
3．一交流电源的输出电压如图甲所示，通过理想变压器对电路供电，电路如图乙所示。已知原、副线圈匝数比为4∶1，灯泡的额定功率为，排气扇电机线圈的电阻为，电流表的示数为，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（ ）
A．交流电源电压瞬时值的表达式为
B．电压表的示数为
C．通过保险丝的电流为
D．排气扇电机的发热功率为
4．如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器，两互感器原、副线圈的匝数比分别为200:1和1:20，电压表的示数为220V，电流表的示数为4A，输电线路总电阻r=20Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．甲是电流互感器，乙是电压互感器
B．线路上损耗的功率为320W
C．用户得到的电功率为3392kW
D．用电设备增多，降压变压器输出电压U4变大
5．如图，面积、电阻不计的单匝矩形线圈，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中旋转，构成交流发电机。其产生的交变电流通过匝数比的理想变压器，再经充电电路给电池充电。若要求变压器输出电压的有效值达到12V才能给电池充电，下列判断正确的是（ ）
A．图示位置流过发电机线圈的电流最大
B．转速变慢时变压器输出电压不变但频率变小
C．交流发电机转速达到2r/s才能给电池充电
D．交流发电机转速达到20r/s才能给电池充电
6．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为250V
C．电流表的示数为0.25A
D．每个电阻R两端电压最大值为
7．2023年6月底投运的杭州柔性低频交流输电示范工程实现了杭州市富阳区、萧山区两大负荷中心互联互通，为杭州亚运会主场馆所在区域提供了最大功率为30.8万千瓦的灵活电能支撑。如图所示是该输电工程的原理简图，海上风力发电站输出电压，经升压变压器转换为220kV的高压后送入远距离输电线路，到达杭州电力中心通过降压变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，降压变压器原副线圈的匝数比为。下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器原副线圈的匝数之比为
B．通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比
C．仅当富阳负荷中心负载增加时，萧山负荷中心获得的电压增大
D．当换用传统电网输电时，远距离输电线路等效电阻R增大。若萧山和富阳负荷中心负载不变，则海上风力发电站输出功率减小
二、多选题
8．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是（ ）
A．滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小
B．滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变
C．滑片P向b方向移动，滑片Q不动，电压表示数增大
D．滑片P不动，滑片Q上移或下移，电压表示数始终不变
9．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻阻值为r的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴转动，轴垂直于磁感线，图示位置线圈平面与磁场平行，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比，副线圈接有阻值为R的电阻，电表均为理想电表，若线圈保持以恒定角速度转动，下列判断正确的是（ ）
A．在图示位置时线框中磁通量最大，感应电动势也为零
B．电流表A的示数为
C．电压表V示数等于
D．在矩形线圈转一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为
10．在如图所示的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压为U1，输出功率为P1，输电线的电阻为R，已知升压变压器原副线圈匝数比，降压变压器原副线圈匝数比（k<1），下列说法正确的是（ ）
A．输电线上损失的电功率为
B．升压变压器副线圈的电流为
C．降压变压器副线圈的电压为
D．当夜深人静时，用电设备数目减少，输电线上损失的电压将增大
三、实验题
11．某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9V，内阻为2Ω，继电器线圈电阻为8Ω，滑动变阻器连入电路的电阻为50Ω；当控制电路中的电流大于0.06A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。
（1）由图甲可判断，压敏电阻随压力减小而 （选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变 （选填“大”或“小”）。
（3）车辆对压敏电阻的压力超过 N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（4）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆的质量比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向 （选填“a”或“b”）端滑动。
12．如图甲所示是某大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力F作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将物体重量变换为电信号的过程。
(1)拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的主要原因是______。
A．长度变化 B．横截面积变化 C．电阻率变化
(2)某同学找到一根拉力敏感电阻丝，其质量忽略不计，阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E约为15V，内阻约为2Ω；电流表量程为10mA，内阻约为5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘小滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作。
a．滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表示数为某一合适示数I时，读出电阻箱的阻值；
b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝的夹角为θ；
c．调节电阻箱，使 ，读出此时电阻箱的阻值；若某次实验，测得，、分别为1234Ω和1210Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力 N。
(3)针对该同学的设计方案，为了提高测量的精度，使重力测量值准确到个位，下列措施可行的是______。
A．将毫安表换成量程更大的电流表 B．将毫安表换成内阻更小的电流表
C．将电阻箱换成精度更高的电阻箱 D．适当减小A、B接线柱之间的距离
四、解答题
13．如图，为一交流发电机的原理示意图。矩形线圈abcd可绕过bc、ad边中点且垂直于匀强磁场方向的水平轴匀速转动。线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上；用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接。已知矩形线圈，，匝数匝，线圈的总电阻，线圈转动的角速度，外电路的定值电阻，匀强磁场的磁感应强度，。从线圈经过图示位置开始计时，求：
（1）线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
（2）线圈转动时电压表的示数；
（3）在线圈转过的过程中，通过线圈导线某截面的电荷量。
14．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比n3：n4=10:1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率 P；
（2）升压变压器副线圈U2；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=1:8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
15．如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN和PQ水平放置，导轨右端接理想变压器的原线圈，变压器副线圈与理想电流表、定值电阻构成一闭合电路．质量为m的导体棒ab放在导轨上，在水平外力F的作用下从t=0时刻开始在图示两虚线范围内往复运动，其速度随时间的变化规律为。导轨的宽度为L，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度大小为B，定值电阻为R，变压器线圈匝数之比n1:n2=1:2，导体棒和导轨的电阻均不计。求：
（1）从t=0到 时间内电阻R产生的热量Q；
（2）从t=0到时间内外力F所做的功W。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D D C C C D AD BD AC
1．D
【详解】AB．由理想变压器的特点可知
，
可知
滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以变大，则变大，故电流表示数变大，电源的输出功率为
则电源的输出功率变大，原线圈两端电压
因为变大，所以减小，得减小，电压表示数减小，故AB错误；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为
电流之比
联立可得
即
电压表示数为
故C错误；
D．R获得的功率
当时，R获得的功率最大，此时
故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．线框转动时产生正弦交流电，则通过滑动变阻器的电流方向也不断变化，选项A错误；
B．线圈中产生的感应电动势最大值为
电动势有效值
设初级电流为I1，则初级电压
次级电压
次级电流
若则
则两端电压等于
选项B错误；
C．变压器等效电阻
若滑动变阻器的滑片上滑，则减小，则等效电阻减小，将R0看作电源内阻，R等效看作是外电阻，则因为不确定R等效与内阻的关系，不能确定的功率如何变化，选项C错误；
D．滑动变阻器的滑片下滑，变压器等效电阻
则等效电阻变大，初级电流变大，R0上电压变大，则原线圈两端的电压减小，选项D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．因
则交流电源电压瞬时值的表达式为
选项A错误；
B．初级电压有效值为U1=220V，则次级电压有效值即电压表的示数为
选项B错误；
C．通过保险丝的电流为
选项C错误；
D．通过灯泡的电流
排气扇电机的电流为
发热功率为
选项D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．互感器甲的原线圈并联在升压变压器副线圈两端，是电压互感器，互感器乙的原线圈串联在输电线电路中，是电流互感器，故A错误；
B．电流表的示数为，电流互感器乙原、副线圈的匝数比为，可知输电线上的电流为I2=80A，输电线路总电阻，则有输电线路上损耗的功率为
故B错误；
C．电压表的示数为，电压互感器A的原、副线圈的匝数比为，可知升压变压器副线圈两端电压为U2=44000V，则升压变压器的输出功率为
则有升压变压器的输入功率为3520kW，用户得到的功率为3392kW，故C正确；
D．用电设备增多，降压变压器副线圈回路的电流增大，则输电线上的电流增大，输电线上的电压降增大，降压变压器的输入电压U3变小，降压变压器输出电压U4变小，D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．图示位置线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电流最小，故A错误；
B．发电机产生的交流电压的有效值
转速变慢时变压器输出电压减小，故B错误；
CD．要求变压器输出电压的有效值达到才能给电池充电，根据变压比，此时原线圈电压即发电机输出电压为
则根据
可得
故C正确，D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．由图乙知T= 0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；
B．由可知，电压表的示数
125V
B错误；
C．由于电压表
0.5A
又，则电流表的示数
0.25A
C正确；
D．每个电阻R两端电压最大值为
UmR=0.5×125×=V
D错误。
故选C.
7．D
【详解】A．升压变压器原副线圈的匝数之比为
A错误；
B．根据变压器的功率关系有
又
，
整理得
可见通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比
B错误；
C．当富阳负荷中心负载增加时，功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原线圈中的电流增大，输电线损耗的电压增大，降压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中心获得的电压将减小，C错误；
D．当换用传统电网输电时，发电站输出功率
设萧山和富阳负荷中心负载为，则有
由于远距离输电线路等效电阻R增大，则输电的电流I变小，则发电站输出功率减小，D正确。
故选D。
8．AD
【详解】A．滑片P向b方向移动，输出电压减小，Q下移时，总电阻增大；故电流减小，故变压器初级电流减小，安培表示数减小，故A正确；
B．滑片P不动，输出电压不变，滑片Q上移，电阻变化，电流表示数变化，故B错误；
C．滑片P向b方向移动，输出电压减小，滑片Q不动，电阻不变，电压表示数减小，故C错误；
D．当P不动时，自耦变压器的输出的电压不变，电压表测的是输出电压，示数不变，故D正确。
故选AD。
9．BD
【详解】A．在图示位置时线框中磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故A错误；
B．电流表A的示数为有效值，设为，则有
根据能量守恒定律，可得
又因为
联立求得
故B正确；
C．电压表V示数为有效值，设为有
可得
故C错误；
D．在矩形线圈转一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为
可得
故D正确。
故选BD。
10．AC
【详解】AB．升压变压器原线圈的电流为，则副线圈的电流为，则输电线上损失的电功率为
故A正确，B错误；
C．升压变压器副线圈两电压为，降压变压器原线圈两端电压为，故降压变压器副线圈两端的电压为
故C正确；
D．当夜深人静时，用户的总功率减小，电流减小，输电线上损失的电压将减少，故D错误。
故选AC。
11． 增大 大 5×103 b
【详解】（1）[1]由图甲可判断，压敏电阻随压力减小而增大；
（2）[2]当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力增大，阻值减小，控制电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示数会变大。
（3）[3]设压敏电阻阻值为R时，控制电路中的电流等于0.06A，则
R总=2Ω+8Ω+50Ω+R
解得
R=90Ω
由题图甲可知，此时压敏电阻受到的压力为5×103 N，所以车辆对压敏电阻的压力超过5×103N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（4）[4]若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即车辆对压敏电阻的压力小于5×103 N时也要拍照，当压力小于5×103 N时，压敏电阻阻值大于90 Ω，此时若要拍照，电路中的总电阻不能大于150 Ω，就要减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应该向b端滑动。
12．(1)AB
(2) 电流表的示数仍为I 480
(3)C
【详解】（1）因为电阻丝受拉力时，长度增加而且横截面积减小，电阻率不会发生变化。
故选AB。
（2）[1]根据等效替代法测电阻，调节电阻箱，应使电流表的示数仍为I。
[2]由阻值随拉力变化的图像可得
由平衡条件得
由等效替代法测电阻得
联立，可得
解得待测重物的重力
（3）AB．根据闭合电路欧姆定理得电流只有几毫安，所以不能将毫安表换成量程更大的电流表，因为电阻丝电阻与毫安表的内阻无关，所以将毫安表换成内阻更小的电流表，不会提高测量的精度。故AB错误；
CD．为了提高测量重量的精度，可以将电阻箱换成精度更高的电阻箱，适当减小A、B接线柱之间的距离会减小电阻丝与竖直方向的夹角，会减小测量值的精确度。故C正确；D错误。
故选C。
13．（1）；（2）；（3）0.01C
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，电动势的瞬时值为
电流的瞬时值为
由以上两式解得
（2）由上式可知
外电压最大值
有效值
由以上各式解得
（3）电动势的平均值
转过的时间
平均电流
电荷量
由以上各式解得电荷量
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
根据理想变压器的变流比可知
解得
所以输电线路上损耗的电功率
解得
（2）根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为
代入数据解得
根据理想变压器的变压比可知
解得
升压变压器副线圈两端电压
解得
（3）根据理想变压器的变压比可知
可得
升压变压器的原线圈输入功率
可得
根据
解得
电机线圈内阻上消耗的热功率
可得
所以交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比
15．（1） ；（2）
【详解】（1）ab棒产生的瞬时电动势为
则可知其产生的感应电动势的最大值为
故其有效值为
由
可得
从t=0到时间内电阻R产生的热量为
（2）从t=0到时间内电阻R产生的热量为
由于导体棒在磁场中做简谐振动，则可知从t=0到时间内ab棒动能增加
由功能关系可知
【点睛】本题中导体棒做简谐运动，是产生正弦式交变电流的一种方式，要结合变压器的原理以及交流电的知识点进行分析．
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交变电流 传感器 高频考点梳理
专题练 2026届高考物理复习备考
一、单选题
1．如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压恒定U0=36V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3.已知R0=4Ω，R的最大阻值为100Ω。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大，电流表示数变小
B．电源的输出功率变小
C．当R=4Ω时，电压表示数为5.4V
D．当R=36Ω时，R获得的功率最大
2．直径为d的半圆形金属线框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，两点连线与磁场垂直，线框绕轴以角速度匀速转动，将线框接入如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，已知线框电阻也为，与原线圈串联电阻的阻值为，副线圈两端的滑动变阻器接入电路的阻值为，其他电阻不计，则（ ）
A．通过滑动变阻器的电流方向不变
B．若，则两端电压等于
C．若滑动变阻器的滑片上滑，则消耗的功率一定增大
D．滑动变阻器的滑片下滑，原线圈两端的电压减小
3．一交流电源的输出电压如图甲所示，通过理想变压器对电路供电，电路如图乙所示。已知原、副线圈匝数比为4∶1，灯泡的额定功率为，排气扇电机线圈的电阻为，电流表的示数为，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（ ）
A．交流电源电压瞬时值的表达式为
B．电压表的示数为
C．通过保险丝的电流为
D．排气扇电机的发热功率为
4．如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器，两互感器原、副线圈的匝数比分别为200:1和1:20，电压表的示数为220V，电流表的示数为4A，输电线路总电阻r=20Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．甲是电流互感器，乙是电压互感器
B．线路上损耗的功率为320W
C．用户得到的电功率为3392kW
D．用电设备增多，降压变压器输出电压U4变大
5．如图，面积、电阻不计的单匝矩形线圈，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中旋转，构成交流发电机。其产生的交变电流通过匝数比的理想变压器，再经充电电路给电池充电。若要求变压器输出电压的有效值达到12V才能给电池充电，下列判断正确的是（ ）
A．图示位置流过发电机线圈的电流最大
B．转速变慢时变压器输出电压不变但频率变小
C．交流发电机转速达到2r/s才能给电池充电
D．交流发电机转速达到20r/s才能给电池充电
6．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为250V
C．电流表的示数为0.25A
D．每个电阻R两端电压最大值为
7．2023年6月底投运的杭州柔性低频交流输电示范工程实现了杭州市富阳区、萧山区两大负荷中心互联互通，为杭州亚运会主场馆所在区域提供了最大功率为30.8万千瓦的灵活电能支撑。如图所示是该输电工程的原理简图，海上风力发电站输出电压，经升压变压器转换为220kV的高压后送入远距离输电线路，到达杭州电力中心通过降压变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，降压变压器原副线圈的匝数比为。下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器原副线圈的匝数之比为
B．通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比
C．仅当富阳负荷中心负载增加时，萧山负荷中心获得的电压增大
D．当换用传统电网输电时，远距离输电线路等效电阻R增大。若萧山和富阳负荷中心负载不变，则海上风力发电站输出功率减小
二、多选题
8．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是（ ）
A．滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小
B．滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变
C．滑片P向b方向移动，滑片Q不动，电压表示数增大
D．滑片P不动，滑片Q上移或下移，电压表示数始终不变
9．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻阻值为r的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴转动，轴垂直于磁感线，图示位置线圈平面与磁场平行，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比，副线圈接有阻值为R的电阻，电表均为理想电表，若线圈保持以恒定角速度转动，下列判断正确的是（ ）
A．在图示位置时线框中磁通量最大，感应电动势也为零
B．电流表A的示数为
C．电压表V示数等于
D．在矩形线圈转一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为
10．在如图所示的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压为U1，输出功率为P1，输电线的电阻为R，已知升压变压器原副线圈匝数比，降压变压器原副线圈匝数比（k<1），下列说法正确的是（ ）
A．输电线上损失的电功率为
B．升压变压器副线圈的电流为
C．降压变压器副线圈的电压为
D．当夜深人静时，用电设备数目减少，输电线上损失的电压将增大
三、实验题
11．某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9V，内阻为2Ω，继电器线圈电阻为8Ω，滑动变阻器连入电路的电阻为50Ω；当控制电路中的电流大于0.06A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。
（1）由图甲可判断，压敏电阻随压力减小而 （选填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变 （选填“大”或“小”）。
（3）车辆对压敏电阻的压力超过 N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（4）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆的质量比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向 （选填“a”或“b”）端滑动。
12．如图甲所示是某大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力F作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将物体重量变换为电信号的过程。
(1)拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的主要原因是______。
A．长度变化 B．横截面积变化 C．电阻率变化
(2)某同学找到一根拉力敏感电阻丝，其质量忽略不计，阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E约为15V，内阻约为2Ω；电流表量程为10mA，内阻约为5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘小滑环将重物吊起，接通电路完成下列操作。
a．滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表示数为某一合适示数I时，读出电阻箱的阻值；
b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝的夹角为θ；
c．调节电阻箱，使 ，读出此时电阻箱的阻值；若某次实验，测得，、分别为1234Ω和1210Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力 N。
(3)针对该同学的设计方案，为了提高测量的精度，使重力测量值准确到个位，下列措施可行的是______。
A．将毫安表换成量程更大的电流表 B．将毫安表换成内阻更小的电流表
C．将电阻箱换成精度更高的电阻箱 D．适当减小A、B接线柱之间的距离
四、解答题
13．如图，为一交流发电机的原理示意图。矩形线圈abcd可绕过bc、ad边中点且垂直于匀强磁场方向的水平轴匀速转动。线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上；用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接。已知矩形线圈，，匝数匝，线圈的总电阻，线圈转动的角速度，外电路的定值电阻，匀强磁场的磁感应强度，。从线圈经过图示位置开始计时，求：
（1）线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
（2）线圈转动时电压表的示数；
（3）在线圈转过的过程中，通过线圈导线某截面的电荷量。
14．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比n3：n4=10:1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率 P；
（2）升压变压器副线圈U2；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=1:8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
15．如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN和PQ水平放置，导轨右端接理想变压器的原线圈，变压器副线圈与理想电流表、定值电阻构成一闭合电路．质量为m的导体棒ab放在导轨上，在水平外力F的作用下从t=0时刻开始在图示两虚线范围内往复运动，其速度随时间的变化规律为。导轨的宽度为L，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度大小为B，定值电阻为R，变压器线圈匝数之比n1:n2=1:2，导体棒和导轨的电阻均不计。求：
（1）从t=0到 时间内电阻R产生的热量Q；
（2）从t=0到时间内外力F所做的功W。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D D C C C D AD BD AC
1．D
【详解】AB．由理想变压器的特点可知
，
可知
滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以变大，则变大，故电流表示数变大，电源的输出功率为
则电源的输出功率变大，原线圈两端电压
因为变大，所以减小，得减小，电压表示数减小，故AB错误；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为
电流之比
联立可得
即
电压表示数为
故C错误；
D．R获得的功率
当时，R获得的功率最大，此时
故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．线框转动时产生正弦交流电，则通过滑动变阻器的电流方向也不断变化，选项A错误；
B．线圈中产生的感应电动势最大值为
电动势有效值
设初级电流为I1，则初级电压
次级电压
次级电流
若则
则两端电压等于
选项B错误；
C．变压器等效电阻
若滑动变阻器的滑片上滑，则减小，则等效电阻减小，将R0看作电源内阻，R等效看作是外电阻，则因为不确定R等效与内阻的关系，不能确定的功率如何变化，选项C错误；
D．滑动变阻器的滑片下滑，变压器等效电阻
则等效电阻变大，初级电流变大，R0上电压变大，则原线圈两端的电压减小，选项D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．因
则交流电源电压瞬时值的表达式为
选项A错误；
B．初级电压有效值为U1=220V，则次级电压有效值即电压表的示数为
选项B错误；
C．通过保险丝的电流为
选项C错误；
D．通过灯泡的电流
排气扇电机的电流为
发热功率为
选项D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．互感器甲的原线圈并联在升压变压器副线圈两端，是电压互感器，互感器乙的原线圈串联在输电线电路中，是电流互感器，故A错误；
B．电流表的示数为，电流互感器乙原、副线圈的匝数比为，可知输电线上的电流为I2=80A，输电线路总电阻，则有输电线路上损耗的功率为
故B错误；
C．电压表的示数为，电压互感器A的原、副线圈的匝数比为，可知升压变压器副线圈两端电压为U2=44000V，则升压变压器的输出功率为
则有升压变压器的输入功率为3520kW，用户得到的功率为3392kW，故C正确；
D．用电设备增多，降压变压器副线圈回路的电流增大，则输电线上的电流增大，输电线上的电压降增大，降压变压器的输入电压U3变小，降压变压器输出电压U4变小，D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．图示位置线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电流最小，故A错误；
B．发电机产生的交流电压的有效值
转速变慢时变压器输出电压减小，故B错误；
CD．要求变压器输出电压的有效值达到才能给电池充电，根据变压比，此时原线圈电压即发电机输出电压为
则根据
可得
故C正确，D错误。
故选C。
6．C
【详解】A．由图乙知T= 0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；
B．由可知，电压表的示数
125V
B错误；
C．由于电压表
0.5A
又，则电流表的示数
0.25A
C正确；
D．每个电阻R两端电压最大值为
UmR=0.5×125×=V
D错误。
故选C.
7．D
【详解】A．升压变压器原副线圈的匝数之比为
A错误；
B．根据变压器的功率关系有
又
，
整理得
可见通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比
B错误；
C．当富阳负荷中心负载增加时，功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原线圈中的电流增大，输电线损耗的电压增大，降压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中心获得的电压将减小，C错误；
D．当换用传统电网输电时，发电站输出功率
设萧山和富阳负荷中心负载为，则有
由于远距离输电线路等效电阻R增大，则输电的电流I变小，则发电站输出功率减小，D正确。
故选D。
8．AD
【详解】A．滑片P向b方向移动，输出电压减小，Q下移时，总电阻增大；故电流减小，故变压器初级电流减小，安培表示数减小，故A正确；
B．滑片P不动，输出电压不变，滑片Q上移，电阻变化，电流表示数变化，故B错误；
C．滑片P向b方向移动，输出电压减小，滑片Q不动，电阻不变，电压表示数减小，故C错误；
D．当P不动时，自耦变压器的输出的电压不变，电压表测的是输出电压，示数不变，故D正确。
故选AD。
9．BD
【详解】A．在图示位置时线框中磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故A错误；
B．电流表A的示数为有效值，设为，则有
根据能量守恒定律，可得
又因为
联立求得
故B正确；
C．电压表V示数为有效值，设为有
可得
故C错误；
D．在矩形线圈转一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为
可得
故D正确。
故选BD。
10．AC
【详解】AB．升压变压器原线圈的电流为，则副线圈的电流为，则输电线上损失的电功率为
故A正确，B错误；
C．升压变压器副线圈两电压为，降压变压器原线圈两端电压为，故降压变压器副线圈两端的电压为
故C正确；
D．当夜深人静时，用户的总功率减小，电流减小，输电线上损失的电压将减少，故D错误。
故选AC。
11． 增大 大 5×103 b
【详解】（1）[1]由图甲可判断，压敏电阻随压力减小而增大；
（2）[2]当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力增大，阻值减小，控制电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示数会变大。
（3）[3]设压敏电阻阻值为R时，控制电路中的电流等于0.06A，则
R总=2Ω+8Ω+50Ω+R
解得
R=90Ω
由题图甲可知，此时压敏电阻受到的压力为5×103 N，所以车辆对压敏电阻的压力超过5×103N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（4）[4]若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即车辆对压敏电阻的压力小于5×103 N时也要拍照，当压力小于5×103 N时，压敏电阻阻值大于90 Ω，此时若要拍照，电路中的总电阻不能大于150 Ω，就要减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应该向b端滑动。
12．(1)AB
(2) 电流表的示数仍为I 480
(3)C
【详解】（1）因为电阻丝受拉力时，长度增加而且横截面积减小，电阻率不会发生变化。
故选AB。
（2）[1]根据等效替代法测电阻，调节电阻箱，应使电流表的示数仍为I。
[2]由阻值随拉力变化的图像可得
由平衡条件得
由等效替代法测电阻得
联立，可得
解得待测重物的重力
（3）AB．根据闭合电路欧姆定理得电流只有几毫安，所以不能将毫安表换成量程更大的电流表，因为电阻丝电阻与毫安表的内阻无关，所以将毫安表换成内阻更小的电流表，不会提高测量的精度。故AB错误；
CD．为了提高测量重量的精度，可以将电阻箱换成精度更高的电阻箱，适当减小A、B接线柱之间的距离会减小电阻丝与竖直方向的夹角，会减小测量值的精确度。故C正确；D错误。
故选C。
13．（1）；（2）；（3）0.01C
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，电动势的瞬时值为
电流的瞬时值为
由以上两式解得
（2）由上式可知
外电压最大值
有效值
由以上各式解得
（3）电动势的平均值
转过的时间
平均电流
电荷量
由以上各式解得电荷量
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
根据理想变压器的变流比可知
解得
所以输电线路上损耗的电功率
解得
（2）根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为
代入数据解得
根据理想变压器的变压比可知
解得
升压变压器副线圈两端电压
解得
（3）根据理想变压器的变压比可知
可得
升压变压器的原线圈输入功率
可得
根据
解得
电机线圈内阻上消耗的热功率
可得
所以交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比
15．（1） ；（2）
【详解】（1）ab棒产生的瞬时电动势为
则可知其产生的感应电动势的最大值为
故其有效值为
由
可得
从t=0到时间内电阻R产生的热量为
（2）从t=0到时间内电阻R产生的热量为
由于导体棒在磁场中做简谐振动，则可知从t=0到时间内ab棒动能增加
由功能关系可知
【点睛】本题中导体棒做简谐运动，是产生正弦式交变电流的一种方式，要结合变压器的原理以及交流电的知识点进行分析．
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