1．（2024?金東區(qū)校級模擬）工業(yè)生產(chǎn)中需要物料配比的地方常用“吊斗式”電子秤，圖甲所示的是“吊斗式”電子秤的結(jié)構(gòu)圖，其中實現(xiàn)稱質(zhì)量的關(guān)鍵性元件是拉力傳感器。拉力傳感器的內(nèi)部電路如圖所示，、、是定值電阻，，，是對拉力敏感的應(yīng)變片電阻，其電阻值隨拉力變化的圖象如圖乙所示，已知料斗重，沒裝料時，取。下列說法中正確的是
A．阻值為
B．裝料時，的阻值逐漸變大，的值逐漸變小
C．拉力越大應(yīng)變片電阻阻值也變大，傳感器的示數(shù)也變大
D．應(yīng)變片作用是把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量
2．（2024?全國）如圖為“電流天平”實驗裝置的示意圖，將形電路放入螺線管內(nèi)，其中長度為的段約位于螺線管內(nèi)的中央位置。螺線管所載電流為，通過形電路的電流為，天平右臂受有磁力的作用，而左臂末端掛有小重物。下列有關(guān)此電流天平的敘述何者正確？
A．形電路所受的總磁力正比于與的乘積
B．形電路上所受的總磁力正比于形電路于螺線管內(nèi)的總長度
C．螺線管電路必須與形電路串聯(lián)，形成電流通路
D．電流天平的兩臂達平衡時，若增加螺線管線圈匝數(shù)，不會改變其平衡狀態(tài)
E．若小重物之重量不管如何調(diào)整，天平左臂一直下垂，則同時改變和的電流方向，可使天平趨于水平
3．（2024?黃州區(qū)校級二模）電熨斗在達到設(shè)定溫度后就不再升溫，當(dāng)溫度降低時又會繼續(xù)加熱，使它與設(shè)定溫度差不多，在熨燙不同織物時，通過如圖所示雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷，從而自動調(diào)節(jié)溫度，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數(shù)大于下層金屬。下列說法正確的是
A．溫度升高時，雙金屬片會向上彎曲
B．調(diào)節(jié)“調(diào)溫旋鈕”，使螺釘微微上升，可以使設(shè)定溫度降低
C．調(diào)節(jié)“調(diào)溫旋鈕”，使螺釘微微上升，可以使設(shè)定溫度升高
D．適當(dāng)增加輸入電壓，可以使設(shè)定溫度升高
4．（2024?門頭溝區(qū)一模）如圖是小京設(shè)計的汽車油箱內(nèi)油量不足時觸發(fā)報警的電路，電源兩端電壓保持不變，電阻、中的一個是定值電阻，另一個是壓敏電阻。壓敏電阻裝在油箱內(nèi)底部，其阻值隨油箱中油量的減少而增大，當(dāng)電壓表示數(shù)大于某一值時，就會觸發(fā)報警。電壓表示數(shù)為時，油箱中的油量為警戒油量。下列說法正確的是
A．為壓敏電阻
B．若換用電壓更大的電源，警戒油量將變小
C．若換用阻值更大的定值電阻，警戒油量將變小
D．隨著油箱的油量減少，通過定值電阻的電流變大
5．（2024?泉州二模）“中國天眼”用到光電倍增管這種光敏儀器對遙遠(yuǎn)星體進行光度測量?，F(xiàn)在把一個銻銫光陰極倍增管的信號輸出端與一個的標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)，測得電阻兩端的電壓與時間的關(guān)系如圖所示，則銻銫光陰極倍增管輸出信號的脈沖電量大小約為
A．B．C．D．
6．（2023?海淀區(qū)校級三模）如圖所示為蘋果自動分揀裝置，可以把質(zhì)量大小不同的蘋果，自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器上。當(dāng)大蘋果通過托盤秤時，所受的壓力較大因而電阻較小，兩端獲得較大電壓，該電壓激勵放大電路并保持一段時間，使電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，打開下面通道，讓大蘋果進入下面通道；當(dāng)小蘋果通過托盤秤時，兩端的電壓不足以激勵放大電路，分揀開關(guān)在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果進入上面通道。托盤停在圖示位置時，設(shè)進入下面通道的大蘋果最小質(zhì)量為，若提高分揀標(biāo)準(zhǔn)，要求能夠進入下面通道的大蘋果的最低質(zhì)量增大，下面操作可行的是
A．其他條件不變的情況下，只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些
B．其他條件不變的情況下，只適當(dāng)減小的阻值
C．其他條件不變的情況下，只改變放大電路中電磁鐵部分導(dǎo)線繞行的方向
D．其他條件不變的情況下，只增大和傳感器相連接電路中電源電動勢
7．（2022?北京）某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的和，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)、兩端的電壓大于時，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警；當(dāng)、兩端的電壓小于、為定值）時，控制開關(guān)自動開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是
A．
B．為壓力傳感器
C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時的水位越低
D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時的水位越高
8．（2022?咸陽模擬）某課外研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計的家庭電路漏電保護裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈由火線和零線并行繞成。當(dāng)右側(cè)線圈中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)，從而切斷家庭電路。僅考慮在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法錯誤的是
A．家庭電路正常工作時，中的磁感應(yīng)強度為零
B．家庭電路中使用的電器增減時，中的磁通量不變
C．家庭電路發(fā)生故障時，開關(guān)將被電磁鐵吸起
D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)將被電磁鐵吸起
9．（2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）特高壓直流輸電工程的輸電線路流程和數(shù)據(jù)可簡化為如圖，變壓設(shè)備與整流設(shè)備造成的能量損失均不計，直流和交流逆變時有效值不發(fā)生改變。下列說法正確的是
A．送電端先整流成直流再升壓
B．是指交流電的平均值
C．降壓變壓器1的原、副線圈匝數(shù)之比為
D．若送端輸送功率不變，升壓變壓器副線圈電壓升高一倍，輸電線路功率損失變?yōu)樵瓉淼?br>10．（2024?湖南）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實驗小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉(zhuǎn)子以角速度勻速轉(zhuǎn)動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻。當(dāng)用戶端接一個定值電阻時，上消耗的功率為。不計其余電阻，下列說法正確的是
A．風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則上消耗的功率為
B．輸電線路距離增加，若阻值增加一倍，則上消耗的功率為
C．若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則上消耗的功率為
D．若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻，則上消耗的功率為
11．（2024?江蘇模擬）某實驗小組模擬遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，，為理想變壓器，為輸電線的電阻，燈，規(guī)格相同。保持變壓器的輸入電壓不變，開關(guān)斷開時，燈正常發(fā)光，則
A．僅將滑片上移，的輸入功率變大
B．僅將滑片上移，亮度不變
C．僅閉合，，均正常發(fā)光
D．僅閉合，輸電線路輸送效率減小
12．（2024?正定縣校級三模）圖甲是一種家用臺燈的原理圖，理想自耦變壓器的、間接入的交流電，變壓器線圈總匝數(shù)為1100匝，交流電流表為理想電表，定值電阻，燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)、之間線圈匝數(shù)為750匝時，則
A．燈泡兩端的電壓約為
B．通過電阻的電流約為
C．通過電流表的示數(shù)約為
D．燈泡的功率約為
13．（2024?龍鳳區(qū)校級模擬）如圖為高鐵供電流程的簡化圖，牽引變電所的理想變壓器將電壓為的高壓電進行降壓；動力車廂內(nèi)的理想變壓器再把電壓降至，為動力系統(tǒng)供電，此時動力系統(tǒng)的電流為，發(fā)電廠的輸出電流為；若變壓器的匝數(shù)，則下列關(guān)系式正確的是
A．
B．
C．
D．原副線圈交流電的頻率之比是匝數(shù)之比
二．多選題（共7小題）
14．（2024?濮陽模擬）如圖是差動變壓器式位移傳感器的簡化模型。兩組匝數(shù)相等的副線圈上下對稱分布，在端輸入穩(wěn)定的正弦式交流電，電壓有效值為，間輸出電壓有效值為。初始時，鐵芯兩端與副線圈平齊，鐵芯上下移動過程中始終有一端留在副線圈內(nèi)，則鐵芯
A．向上移動，減小
B．向下移動，增大
C．靜止不動，增大則不變
D．向上移動一段距離后，增大則減小
15．（2024?重慶）小明設(shè)計了臺燈的兩種調(diào)光方案，電路圖分別如圖甲、乙所示，圖中額定電壓為燈泡的電阻恒定，為滑動變阻器，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為、。原線圈兩端接電壓為的交流電，滑片可調(diào)節(jié)燈泡的亮度，在最左端時，甲、乙圖中燈泡均在額定功率下工作，則
A．
B．當(dāng)滑到中點時，圖甲中功率比圖乙中的小
C．當(dāng)滑到最左端時，圖甲所示電路比圖乙更節(jié)能
D．圖甲中兩端電壓的可調(diào)范圍比圖乙中的大
16．（2024?渾南區(qū)校級模擬）某同學(xué)自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動（皮帶不打滑），半徑之比為，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為的正方形，共匝，總阻值為。磁體間磁場可視為磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場。大輪以角速度勻速轉(zhuǎn)動，帶動小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直。線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為的燈泡。假設(shè)發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是
A．大輪轉(zhuǎn)動的角速度不能超過
B．燈泡兩端電壓有效值為
C．若用總長為原來兩倍的漆包線重新繞制邊長仍為的多匝正方形線圈，則燈泡變得更亮
D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮
17．（2024?青羊區(qū)校級模擬）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機通過升壓變壓器和降壓變壓器向用戶供電。已知發(fā)電機線圈的匝數(shù)匝，面積，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小，輸電導(dǎo)線的總電阻為，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，若理想交流電流表的示數(shù)，降壓變壓器副線圈兩端電壓。發(fā)電機線圈電阻不可忽略。下列說法正確的是
A．輸電線路上損耗的電功率為
B．升壓變壓器副線圈兩端電壓為
C．用戶增多使用戶端總電阻減少時，用戶得到的電壓增大
D．交流發(fā)電機線圈電阻上消耗的熱功率為
18．（2024?江西模擬）圖甲為某品牌家用燃?xì)庠铧c火裝置的電路原理圖，轉(zhuǎn)換器左側(cè)電路電源為一節(jié)新的干電池時，轉(zhuǎn)換器把直流電壓按比例轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交流電壓并加在理想變壓器的原線圈上，設(shè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、。當(dāng)兩點火針間電壓瞬時值大于就會產(chǎn)生電火花進而點燃燃?xì)?，閉合，下列說法正確的是
A．當(dāng)時，才能點燃燃?xì)?br>B．在正常點燃燃?xì)獾那闆r下，兩點火針間電壓的有效值一定大于
C．電壓表的示數(shù)為
D．當(dāng)燃?xì)庠钪械母呻姵厥褂锰?，輸出電壓變小，可能會使燃?xì)庠畲虿恢?br>19．（2024?全國）某生想要了解為何電力公司使用高壓電傳輸電力，因此比較兩種電力傳輸狀況：其一是交流電源經(jīng)由一電阻值為的長距離導(dǎo)線，直接連到配電箱提供的電源給用戶；另一是交流電源以較高電壓傳輸電力，經(jīng)由同一條長距離導(dǎo)線連接到主線圈和副線圈的圈數(shù)比為的理想變壓器，再由副線圈輸出的電源給用戶。
若用戶正在同時使用兩個并聯(lián)的電器，一個是功率為的吹風(fēng)機，另一個是功率為的冷氣機，則下列敘述哪些正確？
A．流經(jīng)吹風(fēng)機與流經(jīng)冷氣機的電流比為
B．流經(jīng)吹風(fēng)機與流經(jīng)冷氣機的電流比為
C．輸入理想變壓器主線圈之電功率為
D．不用變壓器與使用變壓器傳輸電力時，消耗在導(dǎo)線的電功率比是
E．不用變壓器與使用變壓器傳輸電力時，消耗在導(dǎo)線的電功率比是
20．（2024?沙坪壩區(qū)三模）如圖所示，一理想自耦變壓器線圈繞在一個圓環(huán)形閉合鐵芯上，左端輸入正弦交流電壓，、和為定值電阻，阻值均為，當(dāng)滑片處于位置時，端與端匝數(shù)比為，、閉合時，和功率相等。下列說法正確的是
A．流過的電流方向每秒改變50次
B．滑片處于位置時，流過的電流為
C．、均閉合后，將沿順時針方向轉(zhuǎn)動，消耗的功率一定變大
D．?dāng)嚅_，閉合，將沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，消耗的電功率一定變大
三．解答題（共5小題）
21．（2024?嘉定區(qū)校級模擬）電能的應(yīng)用遍及于生產(chǎn)和生活的各個方面，為了獲得和利用電能，人們制造了發(fā)電機并通過傳輸線路將電能傳輸?shù)焦S、學(xué)校、家庭。
（1）發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；下列實驗裝置中與發(fā)電機原理相同的是 。
（2）如圖為兩種不同的發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖。圖（a）為置于兩個磁極間可繞水平軸轉(zhuǎn)動的金屬圓盤，其中心與邊緣各與一個電刷接觸，通過手柄使圓盤轉(zhuǎn)動時可在回路中產(chǎn)生電流：圖（b）為位于兩磁極間的導(dǎo)體線圈，當(dāng)其繞圖中虛線軸轉(zhuǎn)動時也能產(chǎn)生電流。
①說明這兩種結(jié)構(gòu)發(fā)電機共同的發(fā)電原理和輸出電流特性。
②若將圖（a）中半徑為的圓盤整體位于方向與盤面垂直，磁感應(yīng)強度大小為的均勻磁場中，當(dāng)圓盤以恒定角速度旋轉(zhuǎn)時，與其接觸的兩電刷間的電動勢 。
（3）交流電技術(shù)使高壓輸電成為現(xiàn)實，家庭電路所使用的就是電壓為，頻率為的正弦交流電，其電壓隨時間的變化規(guī)律如圖1所示。圖中 ，△ 。該交變電壓的表達式為 。
（4）變壓器是遠(yuǎn)距離輸電不可或缺的設(shè)備。
①變壓器的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，在理想變壓器中鐵芯的作用是 ；理想變壓器的輸入功率和輸出功率之比為 。
②變壓器的鐵芯由相互絕緣的多層硅鋼片疊加而成，并使硅鋼片平面與磁感應(yīng)強度的方向平行，這是為了減小鐵芯中產(chǎn)生的 。
（5）如圖3，發(fā)電機的輸出功率，電壓，經(jīng)理想變壓器升壓后向用戶輸電，輸電線總電阻，在輸電線上損失的功率，在用戶端再利用理想變壓器將電壓降為。求：
①輸電線路中的電流；
②兩個變壓器的匝數(shù)比？
22．（2024?南京模擬）某同學(xué)制作一個簡易的手搖發(fā)電機，將匝數(shù)，邊長，內(nèi)阻的正方形線圈放入磁感應(yīng)強度的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。其簡化示意圖如圖，輸出端與理想變壓器的原線圈相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈外接電阻。求：
（1）發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢有效值；
（2）電阻消耗的電功率。
23．（2024?寶山區(qū)校級模擬）儲能技術(shù)主要是指在電網(wǎng)負(fù)荷低的時候，將難以儲存的電能轉(zhuǎn)換成更便利存儲的形式。常見的儲能技術(shù)有電池儲能、電容儲能、壓縮氣體儲能等。
（1）如圖1所示，用可調(diào)高內(nèi)阻電池研究電池儲能技術(shù)。若僅提高電池兩極之間的擋板：
①電壓傳感器1的示數(shù) 。
．變大
．變小
．不變
②滑動變阻器上消耗的電功率 。
．一直變大
．一直變小
．先變大后變小
．先變小后變大
（2）電容器可以儲存電能，用圖示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。
①根據(jù)圖4甲電路在圖4乙中用筆畫線代替導(dǎo)線將實物電路連接完整。
②電容器在整個充放電過程中的圖像和圖像為電容器極板所帶的電荷量，為上、下兩板的電勢差），可能正確的是 。
③用電流傳感器替換靈敏電流計，測出電路中的電流隨時間變化的圖像如圖2所示，電源電壓為，則電容器的電容約為 （保留2位有效數(shù)字）。
（3）壓縮空氣儲能技術(shù)將高壓空氣密封存儲于容器中，被密封在容器中的氣體的圖，如圖3所示，下列說法正確的是 。
．的過程中，容器單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力增大
．的過程中，容器單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力減小
．的過程中，氣體的體積增大
．的過程中，氣體的體積減小
（4）（計算）用壓縮空氣推動一小型交流發(fā)電機發(fā)電。如圖5甲所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為，額定電壓的小燈泡正常發(fā)光，發(fā)電機輸出端的電流隨時間變化圖像如圖5乙，求：
①燈泡1分鐘內(nèi)消耗的電能。
②從燈泡上電流為零開始的半個周期內(nèi)，通過燈泡的電荷量。
24．（2022?贛榆區(qū)校級二模）如圖所示，為實驗室使用的旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機模型，線圈的匝數(shù)，內(nèi)阻，輸出端與理想變壓器的原線圈相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈外接電阻。轉(zhuǎn)動磁極，線圈內(nèi)磁場的磁通量的變化規(guī)律為：，閉合，求：
（1）線圈產(chǎn)生電動勢的有效值；
（2）電阻中的電流強度。
25．（2022?朝陽區(qū)校級模擬）如圖所示為交流發(fā)電機的示意圖。線圈繞垂直于磁場的軸逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度。已知產(chǎn)生的交流電電動勢的最大值為，線圈電阻為，小燈泡電阻為，其他電阻忽略不計。求：
（1）線圈在圖示位置時，線圈中的感應(yīng)電流是多少？
（2）若在燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則電壓表示數(shù)？
（3）外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動一周所做的功？
2025年高考物理壓軸訓(xùn)練17
參考答案與試題解析
一．選擇題（共13小題）
1．（2024?金東區(qū)校級模擬）工業(yè)生產(chǎn)中需要物料配比的地方常用“吊斗式”電子秤，圖甲所示的是“吊斗式”電子秤的結(jié)構(gòu)圖，其中實現(xiàn)稱質(zhì)量的關(guān)鍵性元件是拉力傳感器。拉力傳感器的內(nèi)部電路如圖所示，、、是定值電阻，，，是對拉力敏感的應(yīng)變片電阻，其電阻值隨拉力變化的圖象如圖乙所示，已知料斗重，沒裝料時，取。下列說法中正確的是
A．阻值為
B．裝料時，的阻值逐漸變大，的值逐漸變小
C．拉力越大應(yīng)變片電阻阻值也變大，傳感器的示數(shù)也變大
D．應(yīng)變片作用是把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量
【答案】
【考點】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式；常見的傳感器及分類
【專題】推理法；定量思想；推理能力；恒定電流專題
【分析】根據(jù)串并聯(lián)電路的電壓與電阻關(guān)系列方程求解；當(dāng)應(yīng)片電阻受拉力增大時，電阻增大，根據(jù)電壓隨電阻變化規(guī)律分析；應(yīng)變片作用是把物體拉力這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量。
【解答】解：、電路中，當(dāng)沒裝料時，此時拉力等于料斗重，為：，故應(yīng)變片電阻為，根據(jù)串并聯(lián)電壓關(guān)系，有：，解得：，錯誤；
、根據(jù)乙圖可知，裝料時，的阻值逐漸變大，兩端電壓增大，則點電勢升高，故的值逐漸增加，故錯誤，正確；
、應(yīng)變片作用是把物體拉力這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，故錯誤。
故選：。
【點評】能夠看懂電路的結(jié)構(gòu)，知道、兩點間的電壓關(guān)系是解題的關(guān)鍵。
2．（2024?全國）如圖為“電流天平”實驗裝置的示意圖，將形電路放入螺線管內(nèi)，其中長度為的段約位于螺線管內(nèi)的中央位置。螺線管所載電流為，通過形電路的電流為，天平右臂受有磁力的作用，而左臂末端掛有小重物。下列有關(guān)此電流天平的敘述何者正確？
A．形電路所受的總磁力正比于與的乘積
B．形電路上所受的總磁力正比于形電路于螺線管內(nèi)的總長度
C．螺線管電路必須與形電路串聯(lián)，形成電流通路
D．電流天平的兩臂達平衡時，若增加螺線管線圈匝數(shù)，不會改變其平衡狀態(tài)
E．若小重物之重量不管如何調(diào)整，天平左臂一直下垂，則同時改變和的電流方向，可使天平趨于水平
【答案】
【考點】環(huán)形電流或通電螺線管周圍的磁場；常見傳感器的工作原理及應(yīng)用
【專題】定性思想；歸納法；磁場 磁場對電流的作用；推理能力
【分析】根據(jù)分析；知道的長度是的長度，不是形電路的總長度；知道和的作用；螺線管的匝數(shù)越多，在電流不變時內(nèi)部的磁感應(yīng)強度就越大；根據(jù)左手定則分析。
【解答】解：、形電路所受的總磁力為，其中是螺線管所產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小，通過螺線管的電流越大，就越大，即與成正比，所以磁場力正比于與的乘積，故正確；
、形電路所受的總磁力為，所以總磁力正比于，即的長度，而不是形電路于螺線管內(nèi)的總長度，故錯誤；
、螺線管電路和形電路是兩個相對獨立的電路，里面的電流不相等，故錯誤；
、電流天平的兩臂達平衡時，若增加螺線管線圈匝數(shù)，則會增加螺線管內(nèi)部的磁感應(yīng)強度，天平就不會保持平衡了，故錯誤；
、若小重物之重量不管如何調(diào)整，天平左臂一直下垂，說明右臂受安培力方向豎直向上，則同時改變和的電流方向，則螺線管內(nèi)部的磁場方向和中的電流方向都改變則不會改變變邊的受力方向，天平仍然不會平衡，故錯誤。
故選：。
【點評】熟練掌握安培力公式和左手定則以及安培定則是解題的基礎(chǔ)。
3．（2024?黃州區(qū)校級二模）電熨斗在達到設(shè)定溫度后就不再升溫，當(dāng)溫度降低時又會繼續(xù)加熱，使它與設(shè)定溫度差不多，在熨燙不同織物時，通過如圖所示雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷，從而自動調(diào)節(jié)溫度，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數(shù)大于下層金屬。下列說法正確的是
A．溫度升高時，雙金屬片會向上彎曲
B．調(diào)節(jié)“調(diào)溫旋鈕”，使螺釘微微上升，可以使設(shè)定溫度降低
C．調(diào)節(jié)“調(diào)溫旋鈕”，使螺釘微微上升，可以使設(shè)定溫度升高
D．適當(dāng)增加輸入電壓，可以使設(shè)定溫度升高
【答案】
【考點】常見的傳感器及分類
【專題】歸納法；恒定電流專題；定性思想；理解能力
【分析】當(dāng)溫度升高時，金屬片向膨脹系數(shù)小的方向發(fā)生彎曲；調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使螺絲上移并推動彈性銅片上移，使雙金屬片只要稍向下彎曲，就能使觸點斷開，據(jù)此分析；設(shè)定的溫度與電壓無關(guān)。
【解答】解：、當(dāng)溫度升高時，金屬片向膨脹系數(shù)小的方向發(fā)生彎曲，雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)大于下層金屬片，所以溫度升高時，雙金屬片會向下彎曲，觸點斷開，故錯誤；
、調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使螺絲上移并推動彈性銅片上移，使雙金屬片只要稍向下彎曲，就能使觸點斷開，調(diào)節(jié)前后對比，雙金屬片向下彎曲程度要小一些，溫度要更低一些。故正確，錯誤；
、電壓不影響設(shè)定溫度，故錯誤。
故選：。
【點評】知道溫度升高時，雙金屬片的上下部分都會發(fā)生膨脹，但會向膨脹系數(shù)小的那一側(cè)彎曲是解題的關(guān)鍵。
4．（2024?門頭溝區(qū)一模）如圖是小京設(shè)計的汽車油箱內(nèi)油量不足時觸發(fā)報警的電路，電源兩端電壓保持不變，電阻、中的一個是定值電阻，另一個是壓敏電阻。壓敏電阻裝在油箱內(nèi)底部，其阻值隨油箱中油量的減少而增大，當(dāng)電壓表示數(shù)大于某一值時，就會觸發(fā)報警。電壓表示數(shù)為時，油箱中的油量為警戒油量。下列說法正確的是
A．為壓敏電阻
B．若換用電壓更大的電源，警戒油量將變小
C．若換用阻值更大的定值電阻，警戒油量將變小
D．隨著油箱的油量減少，通過定值電阻的電流變大
【答案】
【考點】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式；常見的傳感器及分類
【專題】定量思想；推理法；分析綜合能力；恒定電流專題
【分析】通過分析壓敏電阻的阻止變化規(guī)律，根據(jù)阻值情況可得出電壓情況，根據(jù)電壓變化情況得出哪個是壓敏電阻；根據(jù)選項中的條件，根據(jù)電壓和電流的變化情況進行分析；根據(jù)壓敏電阻的性質(zhì)，可得出通過定值電阻的電流情況。
【解答】解：壓敏電阻阻值隨油箱中油量的減少而增大，則電路總電阻最大，電路電流減小，定值電阻兩端電壓減小，壓敏電阻兩端電壓增大，由于當(dāng)電壓表示數(shù)大于某一值時，就會觸發(fā)報警，則電壓表應(yīng)與壓敏電阻并聯(lián)，即為壓敏電阻，故錯誤；
若換用電壓更大的電源，觸發(fā)警報時，定值阻兩端的電壓增大，電路中電流增大，壓敏電阻的阻值減小，警戒油量將變大，故錯誤；
若換用阻值更大的定值電阻，觸發(fā)警報時，電路中電流更小，壓敏電阻的阻值更大，警戒油量將變小，故正確；
隨著油箱的油量減少，電路中的總電阻變大電路中電流減小，則通過定值電阻的電流變小，故錯誤。
故選：。
【點評】學(xué)生在解答本題時，應(yīng)注意對于電路進行分析，能夠根據(jù)題目中的信息，對電路中電壓、電流和電阻的變化情況進行分析。
5．（2024?泉州二模）“中國天眼”用到光電倍增管這種光敏儀器對遙遠(yuǎn)星體進行光度測量。現(xiàn)在把一個銻銫光陰極倍增管的信號輸出端與一個的標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)，測得電阻兩端的電壓與時間的關(guān)系如圖所示，則銻銫光陰極倍增管輸出信號的脈沖電量大小約為
A．B．C．D．
【答案】
【考點】常見的傳感器及分類
【專題】恒定電流專題；推理能力；推理法；定量思想
【分析】根據(jù)歐姆定律結(jié)合電流的定義式與圖像的意義解答。
【解答】解：根據(jù)歐姆定律可知
根據(jù)
可得
結(jié)合圖像面積可知電量為
故正確，錯誤；
故選：。
【點評】本題考查圖像的認(rèn)識，解題關(guān)鍵掌握電荷量的計算公式，注意圖像面積的物理意義。
6．（2023?海淀區(qū)校級三模）如圖所示為蘋果自動分揀裝置，可以把質(zhì)量大小不同的蘋果，自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以為轉(zhuǎn)動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器上。當(dāng)大蘋果通過托盤秤時，所受的壓力較大因而電阻較小，兩端獲得較大電壓，該電壓激勵放大電路并保持一段時間，使電磁鐵吸動分揀開關(guān)的銜鐵，打開下面通道，讓大蘋果進入下面通道；當(dāng)小蘋果通過托盤秤時，兩端的電壓不足以激勵放大電路，分揀開關(guān)在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態(tài)，小蘋果進入上面通道。托盤停在圖示位置時，設(shè)進入下面通道的大蘋果最小質(zhì)量為，若提高分揀標(biāo)準(zhǔn)，要求能夠進入下面通道的大蘋果的最低質(zhì)量增大，下面操作可行的是
A．其他條件不變的情況下，只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些
B．其他條件不變的情況下，只適當(dāng)減小的阻值
C．其他條件不變的情況下，只改變放大電路中電磁鐵部分導(dǎo)線繞行的方向
D．其他條件不變的情況下，只增大和傳感器相連接電路中電源電動勢
【答案】
【考點】閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式；常見的傳感器及分類
【專題】應(yīng)用題；信息給予題；恒定電流專題；推理法；定性思想；理解能力
【分析】根據(jù)杠桿原理分析出需要移動的方向；
根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合電路構(gòu)造完成分析；
改變導(dǎo)線的繞行方向無法改變磁性的大小，結(jié)合選項描述完成分析。
【解答】解：．要求進入下面通道的大蘋果的最小質(zhì)量大于，則要求當(dāng)此大蘋果通過托盤時壓力傳感器的壓力與原來一致，可知其他條件不變的情況下，只需要將托盤秤壓在杠桿上的位置向右移動一些，故錯誤；
．因要達到題中的要求，就要使得兩端電壓保持不變，因壓力越大，電阻越小，此時回路中的電流就越大，的電壓就會變得更大，則要想的電壓和原來一致，則只適當(dāng)減小的阻值，故正確；
．其他條件不變的情況下，只改變放大電路中電磁部分導(dǎo)線繞行的方向?qū)Υ判源笮o影響，故錯誤；
．因要達到題中的要求，就要使得兩端電壓保持不變，因減小，而其他條件不變的情況下，只能減小和傳感器相連接電路中電源電動勢，故錯誤。
故選：。
【點評】本題主要考查了閉合電路歐姆定律的相關(guān)應(yīng)用，根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合歐姆定律和杠桿原理完成分析。
7．（2022?北京）某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的和，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)、兩端的電壓大于時，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警；當(dāng)、兩端的電壓小于、為定值）時，控制開關(guān)自動開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是
A．
B．為壓力傳感器
C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時的水位越低
D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時的水位越高
【答案】
【考點】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式
【專題】推理法；定性思想；推理能力；恒定電流專題
【分析】根據(jù)題目條件得出壓力傳感器的位置，結(jié)合壓力的大小關(guān)系分析出電壓的大小關(guān)系；
根據(jù)電路構(gòu)造結(jié)合電阻的變化分析出水位預(yù)警的變化。
【解答】解：、當(dāng)、兩端的電壓大于時，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警，說明為壓力傳感器。當(dāng)水位比較低時，的電阻比較大，則此時的電壓更大，即，故錯誤；
、若定值電阻的阻值越大，則分到的電壓越小，所以開啟高水位預(yù)警時的水位越低，而開啟低水位預(yù)警時的水位越低，故正確，錯誤；
故選：。
【點評】本題主要考查了閉合電路的歐姆定律，熟悉電路構(gòu)造的分析，理解壓力傳感器電阻的變化，熟悉串聯(lián)電路中的電阻兩端電壓的變化即可完成分析。
8．（2022?咸陽模擬）某課外研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計的家庭電路漏電保護裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈由火線和零線并行繞成。當(dāng)右側(cè)線圈中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)，從而切斷家庭電路。僅考慮在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法錯誤的是
A．家庭電路正常工作時，中的磁感應(yīng)強度為零
B．家庭電路中使用的電器增減時，中的磁通量不變
C．家庭電路發(fā)生故障時，開關(guān)將被電磁鐵吸起
D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)將被電磁鐵吸起
【答案】
【考點】常見的傳感器及分類
【專題】推理法；恒定電流專題；推理能力；定性思想
【分析】火線和零線并行繞制，所以在家庭電路正常工作時，火線和零線的電流大小相等，方向相反，因此合磁通量為零，中的磁通量為零，地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，火線的電流突然變大，即中的磁場發(fā)生變化，導(dǎo)致中的磁通量變化，中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵將開關(guān)吸起。
【解答】解：、由于火線和零線并行繞制，所以在家庭電路正常工作時，火線和零線的電流大小相等，方向相反，因此合磁通量為零，中的磁通量為零，故正確；
、當(dāng)家庭電路中使用的電器增多時，火線和零線的電流仍然大小相等，方向相反，中的磁通量不變，故正確；
、家庭電路發(fā)生短路時，火線和零線的電流同時增大，合磁通量仍然為零，因此開關(guān)不會被電磁鐵吸起，故錯誤；
、當(dāng)?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時，火線的電流突然變大，即中的磁場發(fā)生變化，導(dǎo)致中的磁通量變化，中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵將開關(guān)吸起，故正確。
本題選錯誤的，故選：。
【點評】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理，難點在于明確火線和零線并行繞制電流方向相反，要理解為什么副線圈中的磁通量為零。
9．（2024?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）特高壓直流輸電工程的輸電線路流程和數(shù)據(jù)可簡化為如圖，變壓設(shè)備與整流設(shè)備造成的能量損失均不計，直流和交流逆變時有效值不發(fā)生改變。下列說法正確的是
A．送電端先整流成直流再升壓
B．是指交流電的平均值
C．降壓變壓器1的原、副線圈匝數(shù)之比為
D．若送端輸送功率不變，升壓變壓器副線圈電壓升高一倍，輸電線路功率損失變?yōu)樵瓉淼?br>【答案】
【考點】變壓器的構(gòu)造與原理；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系；理想變壓器兩端的功率關(guān)系
【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力
【分析】根據(jù)變壓器的工作原理分析判斷；根據(jù)交流電的有效值分析判斷；根據(jù)能量守恒和輸電線路能量損失判斷；根據(jù)電功率公式分析判斷。
【解答】解：．變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律工作，所以升壓和降壓都需要在交流的時候才能進行，故送電端應(yīng)該先升壓再整流，用戶端應(yīng)該先變交流再降壓，故錯誤；
．指的是交流電的有效值，故錯誤；
．經(jīng)過整流后的直流電通過輸電線到變壓器1輸入端時在輸電線上會有電壓損失，因此輸入端電壓小于，因此匝數(shù)比不等于，故錯誤；
．根據(jù)電功率公式可知輸電線損失電功率為
若送端輸送功率不變，升壓變壓器副線圈電壓升高一倍，輸電線路功率損失變?yōu)樵瓉淼模收_。
故選：。
【點評】本題關(guān)鍵掌握變壓器的工作原理和線路損失電功率的計算。
10．（2024?湖南）根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風(fēng)電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實驗小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉(zhuǎn)子以角速度勻速轉(zhuǎn)動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻。當(dāng)用戶端接一個定值電阻時，上消耗的功率為。不計其余電阻，下列說法正確的是
A．風(fēng)速增加，若轉(zhuǎn)子角速度增加一倍，則上消耗的功率為
B．輸電線路距離增加，若阻值增加一倍，則上消耗的功率為
C．若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則上消耗的功率為
D．若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻，則上消耗的功率為
【答案】
【考點】變壓器的動態(tài)分析——原線圈無負(fù)載；遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算；電功和電功率的計算式及影響因素
【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力
【分析】將降壓變壓器部分的電路等效為一個定值電阻，將電路簡化處理。當(dāng)轉(zhuǎn)子角速度增加一倍時，或升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍時，均會使升壓變壓器副線圈兩端電壓都為原來的2倍。根據(jù)等效電路得到輸電線路上的電流的變化情況，根據(jù)電功率計算公式判斷上消耗的功率變化情況；若阻值增加一倍變?yōu)椋砀鶕?jù)輸電線路上的電流的變化情況，根據(jù)電功率計算公式判斷；若在用戶端并聯(lián)一個完全相同的電阻，用戶端總電阻為，同理分析。
【解答】解：將降壓變壓器部分的電路等效為一個定值電阻，等效電路圖如下圖所示：
設(shè)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，輸電線路中的電流為，降壓變壓器副線圈中的電流為，由等效部分的功率相同可得：
，又有：，可得等效電阻為
、轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢最大值，當(dāng)轉(zhuǎn)子角速度增加一倍時，電動勢的最大值與有效值均變?yōu)樵瓉淼?倍，則升壓變壓器的原、副線圈兩端電壓都為原來的2倍。根據(jù)等效電路可得輸電線路上的電流為：，可知輸電線路上的電流變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)，可知上消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，即為，故正確；
、若阻值增加一倍，變?yōu)?，輸電線路上的電流為，消耗的功率變?yōu)?，故錯誤；
、當(dāng)升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍時，副線圈兩端電壓增加一倍，與選項的情況相同，可知 上消耗的功率變?yōu)?，故錯誤；
、若在用戶端并聯(lián)一個完全相同的電阻，用戶端總電阻為，等效電阻變?yōu)?br>則輸電線上的電流變?yōu)椋?br>消耗的功率變?yōu)椋叔e誤。
故選：。
【點評】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電模型，考查了變壓器的動態(tài)分析。掌握解答中應(yīng)用等效處理方法，當(dāng)變壓器副線圈的電路是純電阻電路時，可將變壓器與副線圈的電路等效為一個定值電阻。
11．（2024?江蘇模擬）某實驗小組模擬遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，，為理想變壓器，為輸電線的電阻，燈，規(guī)格相同。保持變壓器的輸入電壓不變，開關(guān)斷開時，燈正常發(fā)光，則
A．僅將滑片上移，的輸入功率變大
B．僅將滑片上移，亮度不變
C．僅閉合，，均正常發(fā)光
D．僅閉合，輸電線路輸送效率減小
【答案】
【考點】遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算
【專題】交流電專題；推理法；定性思想；推理能力
【分析】、僅滑片上移，則升壓變壓器的副線圈匝數(shù)變小，所以輸出電壓也變小，再根據(jù)功率進行分析可得結(jié)果；
、僅閉合，判斷變壓器上負(fù)載電阻變化，從而判斷輸出總電流的變化，再根據(jù)損失的電壓變化以及電功率的變化可分析出。
【解答】解：、僅滑片上移，則升壓變壓器的副線圈匝數(shù)變小，所以變壓器上的輸出電壓變小，則變壓器的輸入電壓降低，輸出電壓也降低，所以兩端電壓變小，則消耗的電功率也變小，變暗。所以變壓器的輸出功率變小，則相應(yīng)的變壓器的輸入功率也變小，故錯誤；
、僅閉合，則變壓器的負(fù)載電阻變小，輸出總電流變大，輸出功率變大，則升壓變壓器的輸入功率也變大。相應(yīng)的輸電線上的電流變大，輸電線上損失的電壓變大，又因為的輸入電壓不變，則輸電線路輸送效率降低，變壓器的輸入電壓變小，輸出電壓也變小，即燈泡兩端的電壓變小，燈泡不能正常發(fā)光，故錯誤，正確；
故選：。
【點評】本題主要考查學(xué)生對于變壓器的知識，要能夠熟練掌握輸入功率、輸入電壓、輸入電流與輸出電功率、輸出電壓、輸出電流之間的關(guān)系。
12．（2024?正定縣校級三模）圖甲是一種家用臺燈的原理圖，理想自耦變壓器的、間接入的交流電，變壓器線圈總匝數(shù)為1100匝，交流電流表為理想電表，定值電阻，燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示。當(dāng)、之間線圈匝數(shù)為750匝時，則
A．燈泡兩端的電壓約為
B．通過電阻的電流約為
C．通過電流表的示數(shù)約為
D．燈泡的功率約為
【答案】
【考點】線性元件及其伏安特性曲線；串聯(lián)電路的特點及應(yīng)用；自耦變壓器；電功和電功率的計算
【專題】推理法；恒定電流專題；推理能力；定量思想
【分析】本題根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比以及圖像，結(jié)合選項，即可解答。
【解答】解：．由理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比有
可得
對于副線圈，設(shè)燈泡電壓為，電流為，由閉合電路歐姆定律
將解析式畫入燈泡的圖中
由圖中交點可得，，故燈泡功率，解得
故正確，錯誤；
故選：。
【點評】本題考查學(xué)生對理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比、圖像數(shù)據(jù)應(yīng)用的掌握，是一道中等難度題。
13．（2024?龍鳳區(qū)校級模擬）如圖為高鐵供電流程的簡化圖，牽引變電所的理想變壓器將電壓為的高壓電進行降壓；動力車廂內(nèi)的理想變壓器再把電壓降至，為動力系統(tǒng)供電，此時動力系統(tǒng)的電流為，發(fā)電廠的輸出電流為；若變壓器的匝數(shù)，則下列關(guān)系式正確的是
A．
B．
C．
D．原副線圈交流電的頻率之比是匝數(shù)之比
【答案】
【考點】理想變壓器兩端的頻率關(guān)系；變壓器的構(gòu)造與原理
【專題】定量思想；推理法；交流電專題；理解能力
【分析】根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律和變流規(guī)律分析計算即可，變壓器不改變電流的頻率。
【解答】解：、根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律有，因為輸電線上有電阻，所以和不相等，則，故錯誤；
、根據(jù)變壓器的變流規(guī)律有，因為，所以可得，故錯誤，正確；
、變壓器不改變電流的頻率，所以原副線圈交流電的頻率相等，故錯誤。
故選：。
【點評】要知道在這個輸電線路中因為輸電線上有電阻，所以升壓變壓器的輸出電壓不等于降壓變壓器的輸入電壓。
二．多選題（共7小題）
14．（2024?濮陽模擬）如圖是差動變壓器式位移傳感器的簡化模型。兩組匝數(shù)相等的副線圈上下對稱分布，在端輸入穩(wěn)定的正弦式交流電，電壓有效值為，間輸出電壓有效值為。初始時，鐵芯兩端與副線圈平齊，鐵芯上下移動過程中始終有一端留在副線圈內(nèi)，則鐵芯
A．向上移動，減小
B．向下移動，增大
C．靜止不動，增大則不變
D．向上移動一段距離后，增大則減小
【答案】
【考點】變壓器的構(gòu)造與原理
【專題】交流電專題；分析綜合能力；定性思想；推理法
【分析】根據(jù)差動變壓器式位移傳感器的工作原理進行分析。
【解答】解：根據(jù)差動變壓器式位移傳感器的工作原理可知，當(dāng)磁芯在中間位置時，輸出電壓為零，一旦向上或者向下移動，將在次級線圈間感應(yīng)出差分電壓，故鐵芯向上或向下移動，都會增大，鐵芯靜止不動，即使增大，但依然不變；故正確，錯誤；
故選：。
【點評】解答該題的關(guān)鍵是明確差動變壓器式位移傳感器的工作原理，題目理解起來具有一定的難度。
15．（2024?重慶）小明設(shè)計了臺燈的兩種調(diào)光方案，電路圖分別如圖甲、乙所示，圖中額定電壓為燈泡的電阻恒定，為滑動變阻器，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為、。原線圈兩端接電壓為的交流電，滑片可調(diào)節(jié)燈泡的亮度，在最左端時，甲、乙圖中燈泡均在額定功率下工作，則
A．
B．當(dāng)滑到中點時，圖甲中功率比圖乙中的小
C．當(dāng)滑到最左端時，圖甲所示電路比圖乙更節(jié)能
D．圖甲中兩端電壓的可調(diào)范圍比圖乙中的大
【答案】
【考點】變壓器的動態(tài)分析——原線圈無負(fù)載
【專題】信息給予題；定量思想；推理法；交流電專題；理解能力
【分析】根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系求解作答；
根據(jù)歐姆定律和功率公式求解作答；
根據(jù)并聯(lián)電路的特點和功率公式求解作答；
當(dāng)滑動片在最右端時，根據(jù)歐姆定律求通過燈泡的電流，再根據(jù)歐姆定律求解燈泡兩端電壓，然后求解燈泡兩端電壓的變化范圍。
【解答】解：圖甲中，在最左端時，甲燈泡正常發(fā)光，變壓器副線圈兩端電壓為
根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，故正確；
當(dāng)滑到中點時，甲電路負(fù)載的總電阻
通過變壓器副線圈的電流
燈泡兩端電壓
燈泡消耗的功率
乙電路負(fù)載的總電阻
通過變壓器副線圈的電流
燈泡兩端電壓
燈泡消耗的功率，故錯誤；
當(dāng)滑到最左端時，圖甲消耗的功率
圖甲消耗的功率
由于，因此，即圖甲所示電路比圖乙更節(jié)能，故正確；
當(dāng)滑動片在最右端時，圖甲中通過燈泡的電流
此時燈泡兩端電壓
當(dāng)滑動片在最右端時，圖乙中通過燈泡的電流
因此燈泡兩端電壓的條件范圍
綜上分析可知，圖甲中兩端電壓的可調(diào)范圍比圖乙中的小，故錯誤。
故選：。
【點評】本題主要考查了變壓器的動態(tài)分析，要掌握理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，歐姆定律和串聯(lián)與并聯(lián)電路的特點。
16．（2024?渾南區(qū)校級模擬）某同學(xué)自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動（皮帶不打滑），半徑之比為，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為的正方形，共匝，總阻值為。磁體間磁場可視為磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場。大輪以角速度勻速轉(zhuǎn)動，帶動小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直。線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為的燈泡。假設(shè)發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是
A．大輪轉(zhuǎn)動的角速度不能超過
B．燈泡兩端電壓有效值為
C．若用總長為原來兩倍的漆包線重新繞制邊長仍為的多匝正方形線圈，則燈泡變得更亮
D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t燈泡變得更亮
【答案】
【考點】用閉合電路的歐姆定律計算電路中的電壓和電流；法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達式；正弦式交變電流的有效值
【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力
【分析】、小輪和大輪屬于皮帶傳動，線速度大小相等，根據(jù)半徑的比值關(guān)系得出線圈轉(zhuǎn)動的角速度；
、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得出感應(yīng)電動勢的峰值，結(jié)合有效值和峰值的關(guān)系，以及歐姆定律聯(lián)立等式得出燈泡兩端的電壓以及亮度變化等；
、根據(jù)線速度的表達式得出小輪的角速度變化，結(jié)合感應(yīng)電動勢的計算公式得出燈泡亮度的變化。
【解答】解：．依題意，大輪和小輪通過皮帶傳動，線速度的大小相等，根據(jù)
由大輪和小輪的半徑之比為，可知小輪轉(zhuǎn)動的角速度為大輪轉(zhuǎn)動角速度的4倍，即線圈轉(zhuǎn)動的角速度為。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為
產(chǎn)生的電動勢的有效值為
根據(jù)歐姆定律可得燈泡兩端電壓的有效值為
解得
發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，可得
解得
故錯誤；正確；
．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則線圈的匝數(shù)會變?yōu)樵瓉淼?倍，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為
此時線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的有效值為
根據(jù)電阻定律可得
可知線圈的電阻也會變?yōu)樵鹊?倍，根據(jù)電路構(gòu)造的分析和歐姆定律可得
解得
可知燈泡變得更亮。故正確；
．若將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，則根據(jù)線速度的計算公式可知線圈和小輪的角速度都會變小，根據(jù)上述分析可知燈泡兩端電壓有效值會隨之減小，燈泡會變暗。故錯誤。
故選：。
【點評】本題主要考查了交流電的相關(guān)應(yīng)用，熟悉感應(yīng)電動勢的計算公式，理解正弦式交流電中峰值和有效值的關(guān)系，結(jié)合歐姆定律即可完成分析。
17．（2024?青羊區(qū)校級模擬）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機通過升壓變壓器和降壓變壓器向用戶供電。已知發(fā)電機線圈的匝數(shù)匝，面積，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小，輸電導(dǎo)線的總電阻為，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，若理想交流電流表的示數(shù)，降壓變壓器副線圈兩端電壓。發(fā)電機線圈電阻不可忽略。下列說法正確的是
A．輸電線路上損耗的電功率為
B．升壓變壓器副線圈兩端電壓為
C．用戶增多使用戶端總電阻減少時，用戶得到的電壓增大
D．交流發(fā)電機線圈電阻上消耗的熱功率為
【答案】
【考點】理想變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系；理想變壓器兩端的功率關(guān)系
【專題】定量思想；模型法；交流電專題；分析綜合能力
【分析】研究降壓變壓器，根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系，求出輸電線路上的電流，即可求得輸電線路上損耗的電功率；根據(jù)理想變壓器的電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系求出降壓變壓器原線圈的電壓，由歐姆定律求出輸電線路上損失的電壓，從而求得升壓變壓器副線圈兩端電壓；用戶增多使用戶端總電阻減少時，電流變大，分析輸電線路上損失電壓的變化，再判斷用戶得到的電壓變化；對于升壓變壓器，根據(jù)變壓規(guī)律求出升壓變壓器原線圈的電壓。根據(jù)求出線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值，由求出電動勢有效值，再根據(jù)功率公式和功率關(guān)系計算發(fā)電機線圈電阻上消耗的熱功率。
【解答】解：、對于降壓變壓器，根據(jù)理想變壓器的電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知，解得：，則輸電線路上損耗的電功率△，故錯誤；
、對于降壓變壓器，根據(jù)理想變壓器的電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系可知，解得，根據(jù)，可得升壓變壓器副線圈兩端電壓，故正確；
、當(dāng)住戶使用的用電器增加時，用戶的總電阻變小，降壓變壓器副線圈的電流增大，輸電線路上電流增大，則輸電線路損失的電壓增大，降壓變壓器原線圈減小，則用戶得到的電壓減小，故錯誤；
、對于升壓變壓器，根據(jù)理想變壓器的電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系可知，可得。根據(jù)，解得升壓變壓器原線圈的電流為
則升壓變壓器輸入功率為。根據(jù)正弦式交變電流產(chǎn)生規(guī)律可知，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為，代入數(shù)據(jù)解得，有效值，根據(jù)，得電機線圈內(nèi)阻上消耗的熱功率，故正確。
故選：。
【點評】本題主要考查遠(yuǎn)距離輸電的知識。解答本題的關(guān)鍵是知道理想變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比；理想變壓器的輸出功率與輸入功率相等。
18．（2024?江西模擬）圖甲為某品牌家用燃?xì)庠铧c火裝置的電路原理圖，轉(zhuǎn)換器左側(cè)電路電源為一節(jié)新的干電池時，轉(zhuǎn)換器把直流電壓按比例轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交流電壓并加在理想變壓器的原線圈上，設(shè)變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、。當(dāng)兩點火針間電壓瞬時值大于就會產(chǎn)生電火花進而點燃燃?xì)?，閉合，下列說法正確的是
A．當(dāng)時，才能點燃燃?xì)?br>B．在正常點燃燃?xì)獾那闆r下，兩點火針間電壓的有效值一定大于
C．電壓表的示數(shù)為
D．當(dāng)燃?xì)庠钪械母呻姵厥褂锰茫敵鲭妷鹤冃?，可能會使燃?xì)庠畲虿恢?br>【答案】
【考點】變壓器的構(gòu)造與原理；交變電流的圖像和圖像；正弦式交變電流的函數(shù)表達式及推導(dǎo)
【專題】推理法；定量思想；交流電專題；推理能力
【分析】根據(jù)圖乙得到原線圈電壓的最大值，根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求出電壓表的示數(shù)，當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于時，就會點火，根據(jù)電壓與線圈匝數(shù)比的關(guān)系即可求解。
【解答】解：原、副線圈的電壓關(guān)系為，由圖乙可知原線圈最大電壓為，副線圈最大電壓要大于，所以，故正確；
兩點火針間電壓的峰值應(yīng)該大于，峰值是有效值的倍，有效值不一定大于，故錯誤；
電壓表測量的是轉(zhuǎn)換之后的正弦交流電的有效值，由圖乙可知原線圈最大電壓為，則電壓的有效值為，故錯誤；
干電池舊了，輸出電壓變小，轉(zhuǎn)換器輸出電壓相應(yīng)減小，兩點火針最大電壓達不到要求，故打不著火。故正確。
故選：。
【點評】本題考查了理想變壓器，要掌握理想變壓器的電壓與線圈匝數(shù)比的關(guān)系，知道電壓表的示數(shù)為有效值。
19．（2024?全國）某生想要了解為何電力公司使用高壓電傳輸電力，因此比較兩種電力傳輸狀況：其一是交流電源經(jīng)由一電阻值為的長距離導(dǎo)線，直接連到配電箱提供的電源給用戶；另一是交流電源以較高電壓傳輸電力，經(jīng)由同一條長距離導(dǎo)線連接到主線圈和副線圈的圈數(shù)比為的理想變壓器，再由副線圈輸出的電源給用戶。
若用戶正在同時使用兩個并聯(lián)的電器，一個是功率為的吹風(fēng)機，另一個是功率為的冷氣機，則下列敘述哪些正確？
A．流經(jīng)吹風(fēng)機與流經(jīng)冷氣機的電流比為
B．流經(jīng)吹風(fēng)機與流經(jīng)冷氣機的電流比為
C．輸入理想變壓器主線圈之電功率為
D．不用變壓器與使用變壓器傳輸電力時，消耗在導(dǎo)線的電功率比是
E．不用變壓器與使用變壓器傳輸電力時，消耗在導(dǎo)線的電功率比是
【答案】
【考點】理想變壓器兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系；理想變壓器兩端的功率關(guān)系
【專題】信息給予題；定量思想；推理法；交流電專題；理解能力
【分析】根據(jù)電功率公式求解電流之比；
根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系分析作答；
不使用變壓器時，根據(jù)功率公式求解輸電線中的電流，根據(jù)功率公式求輸電線上的損失功率；使用變壓器時，根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系求解輸電線中的電流，根據(jù)功率公式求輸電線上的損失功率，最后求比值。
【解答】解：根據(jù)功率公式
設(shè)流經(jīng)流經(jīng)吹風(fēng)機與流經(jīng)冷氣機的電流分別為、；
因此，故正確，錯誤；
根據(jù)理想變壓器的功率關(guān)系，主線圈和副線圈消耗的功率相等，則主線圈的輸入功率，故正確；
不使用變壓器時，輸電線上的電流
輸電線上的功率損失△
使用變壓器后，根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系，輸電線上的電流
輸電線上的功率損失
因此，故正確，錯誤。
故選：。
【點評】本題主要考查了遠(yuǎn)距離輸電功率損失問題，掌握功率公式、理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系和功率關(guān)系是解題的關(guān)鍵。
20．（2024?沙坪壩區(qū)三模）如圖所示，一理想自耦變壓器線圈繞在一個圓環(huán)形閉合鐵芯上，左端輸入正弦交流電壓，、和為定值電阻，阻值均為，當(dāng)滑片處于位置時，端與端匝數(shù)比為，、閉合時，和功率相等。下列說法正確的是
A．流過的電流方向每秒改變50次
B．滑片處于位置時，流過的電流為
C．、均閉合后，將沿順時針方向轉(zhuǎn)動，消耗的功率一定變大
D．?dāng)嚅_，閉合，將沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，消耗的電功率一定變大
【答案】
【考點】電功和電功率的計算式及影響因素；變壓器的構(gòu)造與原理
【專題】交流電專題；定量思想；分析綜合能力；推理法
【分析】、由題意可得，由可得交流電周期，根據(jù)交流電一個周期內(nèi)電流方向改變兩次可得電流方向每秒內(nèi)改變的次數(shù)；
、根據(jù)理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，可得原線圈中電流的表達式，根據(jù)題意可得流過的電流大小；
、根據(jù)原線圈中電流表達式可知原線圈中電流變化特點，利用分析的功率變化特點；
、把原線圈中電流表達式與閉合電路歐姆定律比較，利用等效法和推論內(nèi)外電阻相等時輸出功率最大分析。
【解答】解：、由可得，則周期：
則△與周期的比值：，即：△，交流電一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，所以內(nèi)流過的電流方向每秒改變100次，故錯誤；
、設(shè)原線圈中的電流為，副線圈中電流為，匝數(shù)比為，則
根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則有：
可得：，其中，，
代入數(shù)據(jù)可得：
、閉合時，和功率相等，根據(jù)可知和的電流相等，所以滑片處于位置時，流過的電流為，故正確；
、、均閉合后，將沿順時針方向轉(zhuǎn)動，副線圈匝數(shù)減少，則匝數(shù)比增大，由可知減小，由可知的功率一定變小，故錯誤；
、把與閉合電路歐姆定律對比，可以把等效為電源內(nèi)阻，把等效為外電路電阻，根據(jù)內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，即：時變壓器的輸出功率最大，斷開，閉合，此時副線圈電阻：
代入數(shù)據(jù)可得：，可知原副線圈匝數(shù)相等時，此時在端，變壓器輸出功率最大，即消耗的電功率最大，所以將沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，消耗的電功率一定變大，故正確。
故選：。
【點評】本題考查了變壓器的原理和動態(tài)分析，解題的關(guān)鍵是根據(jù)理想變壓器輸入功率和輸出功率相等，推導(dǎo)出原線圈中電流的表達式，利用等效法分析變壓器的輸出功率的變化特點。
三．解答題（共5小題）
21．（2024?嘉定區(qū)校級模擬）電能的應(yīng)用遍及于生產(chǎn)和生活的各個方面，為了獲得和利用電能，人們制造了發(fā)電機并通過傳輸線路將電能傳輸?shù)焦S、學(xué)校、家庭。
（1）發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；下列實驗裝置中與發(fā)電機原理相同的是 。
（2）如圖為兩種不同的發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖。圖（a）為置于兩個磁極間可繞水平軸轉(zhuǎn)動的金屬圓盤，其中心與邊緣各與一個電刷接觸，通過手柄使圓盤轉(zhuǎn)動時可在回路中產(chǎn)生電流：圖（b）為位于兩磁極間的導(dǎo)體線圈，當(dāng)其繞圖中虛線軸轉(zhuǎn)動時也能產(chǎn)生電流。
①說明這兩種結(jié)構(gòu)發(fā)電機共同的發(fā)電原理和輸出電流特性。
②若將圖（a）中半徑為的圓盤整體位于方向與盤面垂直，磁感應(yīng)強度大小為的均勻磁場中，當(dāng)圓盤以恒定角速度旋轉(zhuǎn)時，與其接觸的兩電刷間的電動勢 。
（3）交流電技術(shù)使高壓輸電成為現(xiàn)實，家庭電路所使用的就是電壓為，頻率為的正弦交流電，其電壓隨時間的變化規(guī)律如圖1所示。圖中 ，△ 。該交變電壓的表達式為 。
（4）變壓器是遠(yuǎn)距離輸電不可或缺的設(shè)備。
①變壓器的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，在理想變壓器中鐵芯的作用是 ；理想變壓器的輸入功率和輸出功率之比為 。
②變壓器的鐵芯由相互絕緣的多層硅鋼片疊加而成，并使硅鋼片平面與磁感應(yīng)強度的方向平行，這是為了減小鐵芯中產(chǎn)生的 。
（5）如圖3，發(fā)電機的輸出功率，電壓，經(jīng)理想變壓器升壓后向用戶輸電，輸電線總電阻，在輸電線上損失的功率，在用戶端再利用理想變壓器將電壓降為。求：
①輸電線路中的電流；
②兩個變壓器的匝數(shù)比？
【答案】（1）；（2）①圖發(fā)電機產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，圖發(fā)電機產(chǎn)生周期性變化的電流；②；（3）；0.01；；（4）①減小磁場的損失；；②減小鐵芯中產(chǎn)生的渦流；（5）①輸電線路中的電流為；②兩個變壓器的匝數(shù)比為，為。
【考點】變壓器的構(gòu)造與原理；遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算；交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理
【專題】分析綜合能力；推理法；定量思想；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合
【分析】（1）根據(jù)電磁感應(yīng)定律及電磁間的規(guī)律分析判斷；
（2）根據(jù)動生電動勢原理解答；
（3）根據(jù)瞬時感應(yīng)電動勢表達式解答；
（4）根據(jù)變壓器原理及構(gòu)造解答；
（5）根據(jù)變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系解答。
【解答】解：（1）發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，圖是磁場對電流的作用，圖是電磁感應(yīng)原理，圖是電動機原理，圖是電流的磁效應(yīng)，故錯誤，正確；
故選：。
（2）①這兩種結(jié)構(gòu)發(fā)電機共同的發(fā)電原理是穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，圖發(fā)電機產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，圖發(fā)電機產(chǎn)生周期性變化的電流
②兩電刷間的電動勢為
解得
（3）根據(jù)題意，電壓的有效值為，所以
所以
（4）①在理想變壓器中鐵芯的作用是減小磁場的損失；理想變壓器沒有能量損失，所以輸入功率和輸出功率之比為；
②變壓器的鐵芯由相互絕緣的多層硅鋼片疊加而成，并使硅鋼片平面與磁感應(yīng)強度的方向平行，這是為了減小鐵芯中產(chǎn)生的渦流。
（5）①根據(jù)題意有
代入數(shù)據(jù)解得
②由于理想變壓器輸入功率等于輸出功率，所以
根據(jù)變壓器規(guī)律可知
聯(lián)立解得
同理
且
解得
故答案為：（1）；（2）①圖發(fā)電機產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，圖發(fā)電機產(chǎn)生周期性變化的電流；②；（3）；0.01；；（4）①減小磁場的損失；；（5）①輸電線路中的電流為；②兩個變壓器的匝數(shù)比為，為。
【點評】解題時要抓住理想變壓器的功率關(guān)系、電壓和電流特點；由于輸電線電阻的存在，輸電線上有電壓損失和功率損失。
22．（2024?南京模擬）某同學(xué)制作一個簡易的手搖發(fā)電機，將匝數(shù)，邊長，內(nèi)阻的正方形線圈放入磁感應(yīng)強度的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。其簡化示意圖如圖，輸出端與理想變壓器的原線圈相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈外接電阻。求：
（1）發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢有效值；
（2）電阻消耗的電功率。
【答案】（1）發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢有效值為；
（2）電阻消耗的電功率為。
【考點】正弦式交變電流的函數(shù)表達式及推導(dǎo)；變壓器的構(gòu)造與原理
【專題】推理法；定量思想；實驗?zāi)芰Γ唤涣麟妼ｎ}
【分析】（1）由，求出電動勢的最大值，再根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求有效值；
（2）根據(jù)電流與匝數(shù)成反比結(jié)合能量守恒，求出副線圈中的電流，再由即可求出電阻的功率。
【解答】解：（1）由題可知，線圈產(chǎn)生電動勢的最大值為：
則線圈產(chǎn)生電動勢的有效值為：
代入數(shù)據(jù)得：
（2）設(shè)變壓器原線圈的電流為，對發(fā)電機和變壓器整個電路，根據(jù)能量守恒有：
根據(jù)變壓器的電流關(guān)系有：
聯(lián)立代入已知解得，電阻中的電流強度為：
則電阻上消耗的電功率：
答：（1）發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢有效值為；
（2）電阻消耗的電功率為。
【點評】本題考查對交流發(fā)電機原理的理解能力，要注意計算功率時要用交流電的有效值，明確最大值和有效值之間的關(guān)系。
23．（2024?寶山區(qū)校級模擬）儲能技術(shù)主要是指在電網(wǎng)負(fù)荷低的時候，將難以儲存的電能轉(zhuǎn)換成更便利存儲的形式。常見的儲能技術(shù)有電池儲能、電容儲能、壓縮氣體儲能等。
（1）如圖1所示，用可調(diào)高內(nèi)阻電池研究電池儲能技術(shù)。若僅提高電池兩極之間的擋板：
①電壓傳感器1的示數(shù) 。
．變大
．變小
．不變
②滑動變阻器上消耗的電功率 。
．一直變大
．一直變小
．先變大后變小
．先變小后變大
（2）電容器可以儲存電能，用圖示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象。
①根據(jù)圖4甲電路在圖4乙中用筆畫線代替導(dǎo)線將實物電路連接完整。
②電容器在整個充放電過程中的圖像和圖像為電容器極板所帶的電荷量，為上、下兩板的電勢差），可能正確的是 。
③用電流傳感器替換靈敏電流計，測出電路中的電流隨時間變化的圖像如圖2所示，電源電壓為，則電容器的電容約為 （保留2位有效數(shù)字）。
（3）壓縮空氣儲能技術(shù)將高壓空氣密封存儲于容器中，被密封在容器中的氣體的圖，如圖3所示，下列說法正確的是 。
．的過程中，容器單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力增大
．的過程中，容器單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力減小
．的過程中，氣體的體積增大
．的過程中，氣體的體積減小
（4）（計算）用壓縮空氣推動一小型交流發(fā)電機發(fā)電。如圖5甲所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為，額定電壓的小燈泡正常發(fā)光，發(fā)電機輸出端的電流隨時間變化圖像如圖5乙，求：
①燈泡1分鐘內(nèi)消耗的電能。
②從燈泡上電流為零開始的半個周期內(nèi)，通過燈泡的電荷量。
【答案】（1）；；（2）實物圖見解析；；；（3）；（4）①燈泡1分鐘內(nèi)消耗的電能為；②從燈泡上電流為零開始的半個周期內(nèi)，通過燈泡的電荷量為。
【考點】變壓器的動態(tài)分析——原線圈有負(fù)載
【專題】交流電專題；定量思想；推理法；推理能力
【分析】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律分析解答；
（2）根據(jù)圖象所圍的面積，求電容器的電量，再由電容的定義式求電容；根據(jù)充、放電過程中初始時刻和結(jié)束時刻電荷量的變化，結(jié)合電荷之間的力的作用，判斷極板上電壓的變化圖象；
（3）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程分析解答；
（4）根據(jù)理想變壓器的規(guī)律，即電壓與匝數(shù)成正比，結(jié)合電能的公式解答。
【解答】解：（1）①電壓傳感器1測量內(nèi)電壓，電壓傳感器2測量路端電壓；擋板上提，內(nèi)電阻變小，外電阻不變化，電流增加，外電壓增大，電壓傳感器1的示數(shù)減小，故錯誤，正確；
故選：。
②根據(jù)可知，滑動變阻器的電功率已知增大，故正確，錯誤；
故選：。
2．①實物圖連接如圖
②電容器充電過程中，電容器兩端的電壓逐漸增大，則與電源之間的電勢差逐漸減小，充電電流逐漸減小，則圖像斜率逐漸減小，放電過程中，電容器兩端的電壓逐漸減小，則放電電流逐漸減小，則圖像斜率逐漸減小，故錯誤，正確；
電容器充電過程中，充電電流逐漸減小，電荷量增加得越來越慢，則根據(jù)△可知，電壓增加的越來越慢，同理，放電過程中，放電電流述漸減小，電壓減小的越來越慢，故錯誤，正確。
故選：。
③電容器放電時，根據(jù)電流的定義變形后得到：
可知圖像中，圖線與橫軸圍成的面積表示電荷量的多少，由圖乙可知，圖線與橫軸圍成的面積大約有14個小方格，則通過電荷量為：
電容器的電容為：
（3）、圖中的過程中，氣體的壓強不變，而容器單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力就是氣體的壓強，則容器單位面積受到氣體分子碰撞的平均作用力不變，故錯誤；
、根據(jù)
連線的斜率大于連線的斜率，可知態(tài)體積較小，的過程中氣體的體積增大，故正確，錯誤；
故選：。
（4）①根據(jù)變壓器原理
根據(jù)電能的公式有
代入數(shù)據(jù)解得
（2）根據(jù)交流電表達式
又
可得
故答案為：（1）；；（2）實物圖見解析；；；（3）；（4）①燈泡1分鐘內(nèi)消耗的電能為；②從燈泡上電流為零開始的半個周期內(nèi)，通過燈泡的電荷量為。
【點評】本題考查學(xué)生對交變電流圖像的理解，還涉及了變壓器的工作原理等知識點，屬于一道小型綜合題，對學(xué)生要求較高。
24．（2022?贛榆區(qū)校級二模）如圖所示，為實驗室使用的旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機模型，線圈的匝數(shù)，內(nèi)阻，輸出端與理想變壓器的原線圈相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈外接電阻。轉(zhuǎn)動磁極，線圈內(nèi)磁場的磁通量的變化規(guī)律為：，閉合，求：
（1）線圈產(chǎn)生電動勢的有效值；
（2）電阻中的電流強度。
【答案】（1）線圈產(chǎn)生電動勢的有效值為；
（2）電阻中的電流強度為。
【考點】變壓器的構(gòu)造和原理；交流的峰值、有效值以及它們的關(guān)系
【專題】交流電專題；推理法；定量思想；推理能力
【分析】（1）根據(jù)正弦式交變電流產(chǎn)生的規(guī)律，確定電動勢的最大值，從而解得有效值。
（2）根據(jù)變壓器的電流比結(jié)合能量守恒定律可解得。
【解答】解：（1）由題可知，線圈磁通量的最大值為
轉(zhuǎn)動的角速度為
則線圈產(chǎn)生電動勢的最大值為
則線圈產(chǎn)生電動勢的有效值為
代入數(shù)據(jù)解得：
（2）設(shè)變壓器原線圈的電流為，則根據(jù)能量守恒有
根據(jù)變壓器的電流關(guān)系有
聯(lián)立解得，電阻中的電流強度為
答：（1）線圈產(chǎn)生電動勢的有效值為；
（2）電阻中的電流強度為。
【點評】本題考查了正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律和變壓器的工作原理，解題的關(guān)鍵是明確變壓器的變流比和變壓比，并靈活運用。
25．（2022?朝陽區(qū)校級模擬）如圖所示為交流發(fā)電機的示意圖。線圈繞垂直于磁場的軸逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度。已知產(chǎn)生的交流電電動勢的最大值為，線圈電阻為，小燈泡電阻為，其他電阻忽略不計。求：
（1）線圈在圖示位置時，線圈中的感應(yīng)電流是多少？
（2）若在燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則電壓表示數(shù)？
（3）外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動一周所做的功？
【答案】（1）線圈在圖示位置時，線圈中的感應(yīng)電流是。
（2）若在燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則電壓表示數(shù)為。
（3）外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動一周所做的功為。
【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦式電流的原理；正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達式；交流的峰值、有效值以及它們的關(guān)系
【專題】計算題；學(xué)科綜合題；定量思想；模型法；交流電專題；分析綜合能力
【分析】（1）當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時，線圈中的感應(yīng)電流最大，根據(jù)閉合電路歐姆定律求線圈中的感應(yīng)電流；
（2）在燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則電壓表測量的是路端電壓的有效值，根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系以及歐姆定律求電壓表示數(shù)；
（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動，外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動一周所做的功等于線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量，根據(jù)功能關(guān)系求解外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動一周所做的功。
【解答】解：（1）線圈在圖示位置時，線圈平面與磁場方向平行，線圈中的感應(yīng)電流最大，所以線圈中的感應(yīng)電流為
（2）若在燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則電壓表示數(shù)是路端電壓的有效值，所以電壓表示數(shù)為
電流有效值為
聯(lián)立解得
（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動，外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動一周所做的功等于線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的熱量，則外力做功為
周期為
聯(lián)立解得
答：（1）線圈在圖示位置時，線圈中的感應(yīng)電流是。
（2）若在燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則電壓表示數(shù)為。
（3）外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動一周所做的功為。
【點評】本題考查正弦交流電的產(chǎn)生，要掌握正弦交流電有效值與峰值的關(guān)系，知道交流電壓表所測的是電壓有效值，計算電流產(chǎn)生的熱量時要用到電流或電壓的有效值。
考點卡片
1．線性元件及其伏安特性曲線
【知識點的認(rèn)識】
1.I﹣U圖像
以電流為縱軸、電壓為橫軸畫出導(dǎo)體上的電流隨電壓變化的曲線，叫作導(dǎo)體的伏安特性曲線。如下圖甲、乙所示。
2.比較電阻的大小
圖像的斜率k＝＝，即I﹣U圖像的斜率等于電阻的反比，圖甲中Rb＞Ra。
3.線性元件：如圖甲所示，伏安特性曲線是直線的電學(xué)元件稱作線性元件，適用歐姆定律。
4.非線性元件：如圖乙所示，伏安特性曲線為曲線的電學(xué)元件稱作非線性元件，不適用歐姆定律。
【命題方向】
對于圖中的圖線所對應(yīng)的兩個導(dǎo)體（ ）
A、R1＝3R2
B、R2＝2R1
C、兩個導(dǎo)體中的電流相等（不為零）時的電壓之比U1：U2＝3：1
D、兩個導(dǎo)體兩端的電壓相等（不為零）時的電流之比）I1：I2＝3：1
分析：伏安特性曲線中直線的斜率表示的是電阻的倒數(shù)，根據(jù)斜率的大小可以判斷AB電阻的大??；根據(jù)電阻的大小，再由歐姆定律可以判斷流過電阻的電流的大小。
解答：I﹣U圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)。由于1與2的斜率之比是1：3，所以電阻值比是3：1．故A正確，B錯誤。
兩個導(dǎo)體中的電流相等（不為零）時的電壓之比就等于電阻值比，即U1：U2＝3：1．故C正確。
由圖象可知，兩個導(dǎo)體兩端的電壓相等（不為零）時的電流之比）I1：I2＝1：3．故D錯。
故選：AC。
點評：題就是考查學(xué)生對于伏安特性曲線的理解，在做題時一定要區(qū)分開U﹣I圖象和I﹣U圖象，不同的圖象中的直線的斜率的含義不同。
【解題思路點撥】
（1）要區(qū)分是I﹣U圖像還是U﹣Ⅰ圖像。
（2）對線性元件，R＝，對非線性元件，R＝≠，伏安特性曲線上每一點的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值，對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻。
2．串聯(lián)電路的特點及應(yīng)用
【知識點的認(rèn)識】
1．串、并聯(lián)電路的特點
【命題方向】
如圖中，AB間的電壓為30V，改變滑動變阻器觸頭的位置，可以改變CD間的電壓，則UCD的變化范圍是（ ）
A、0～10V B、0～20V C、10～20V D、20～30V
分析：根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻的關(guān)系分析得知，當(dāng)滑動變阻器觸頭置于變阻器的最上端時，UCD最大，當(dāng)滑動變阻器觸頭置于變阻器的最下端時，UCD最小，分別求出UCD最小值和最大值，再得到UCD的變化范圍．
解答：當(dāng)滑動變阻器觸頭置于變阻器的最上端時，UCD最大，最大值為Umax＝＝＝20V；當(dāng)滑動變阻器觸頭置于變阻器的最下端時，UCD最小，最小值為Umin＝，所以UCD的變化范圍是10～20V。
故選：C。
點評：本題實質(zhì)是分壓器電路，考查對串聯(lián)電路電壓與電阻成正比特點的理解和應(yīng)用能力．
【解題思路點撥】
解決串聯(lián)電路問題的基本邏輯是：串聯(lián)電路中電流處處相等，所以電壓之比等于電阻之比，功率之比也等于電阻之比。
3．電功和電功率的概念及影響因素
【知識點的認(rèn)識】
1．電功
（1）電功：電路中電場力移動電荷做的功．
（2）公式：W＝qU＝IUt．
（3）實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程．
2．電功率
（1）定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流做功的快慢．
（2）公式：P＝＝IU．
【命題方向】
本考點主要考查電功和電功率的定義類問題
下列關(guān)于電功率的說法中正確的是（ ）
A、電功率是表示電流做功多少的物理量
B、電功率是表示電流做功效率高低的物理量
C、電功率是反映電流做功快慢程度的物理量
D、功率為100W的用電器正常工作10h耗電1Kw/h
分析：電功率是描述做功快慢的物理量，由W＝Pt計算電流做的功．
解答：A、電功率是描述做功快慢的物理量，與電流做功的多少無關(guān)。故A錯誤；
B、電功率是描述做功快慢的物理量，與電流做功效率高低無關(guān)。故C錯誤；
C、電功率是描述做功快慢的物理量。故C正確；
D、功率為100W的用電器正常工作10h耗電：W＝Pt＝100W×1h＝1000W?h＝1Kw/h。故D正確
故選：CD。
點評：電流做功的過程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程，電功率反映的電流做功的快慢．
【解題思路點撥】
1.電功的計算公式W＝qU＝UIt；電功率的計算公式P＝＝UI。
2.電功和電功率的計算公式都是針對所有電路都成立的。
4．電功和電功率的計算
【知識點的認(rèn)識】
1.電功的計算公式：W＝qU＝UIt
2.電功率的計算公式：P＝＝UI
3.如果是純電阻電路，電流做的功完全用來發(fā)熱，則有
W＝qU＝UIt＝I2Rt＝t
P＝UI＝I2R＝。
【解題思路點撥】
四個定值電阻連成如圖所示的電路。RA、RC的規(guī)格為“6V 6W”，RB、RD的規(guī)格為“6V 12W”。將該電路接在輸出電壓U＝11V的恒壓電源上，則（ ）
A、RA的功率最大，為6W
B、RB的功率最小，為0.67W
C、RC的功率最小，為1.33W
D、RD的功率最大，為12W
分析：根據(jù)P＝求出每個電阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路總電流，進而求出每個并聯(lián)電阻兩端的電壓，根據(jù)P＝I2R和P＝求各個電阻的功率。
解答：由P＝知，RA＝RC＝＝Ω＝6Ω，RB＝RD＝＝Ω＝3Ω
電阻B和C并聯(lián)的電阻RBC＝＝Ω＝2Ω
則電路的總電流I＝＝＝A＝1A
則并聯(lián)電阻兩端電壓UBC＝IRBC＝1×2V＝2V
則RA的功率為PA＝I2RA＝12×6W＝6W
RB的功率為PB＝＝W≈1.33W
RC的功率為PC＝＝W≈0.67W
RD的功率為PD＝I2RD＝12×3W＝3W
由此可知：RA的功率最大，為6W
RC的功率最小，為0.67W
故A正確，BCD錯誤；
故選：A。
點評：本題考查閉合電路的歐姆定律以及電阻功率的求法。注意并聯(lián)電阻的求解，以及求功率時，串聯(lián)電路常用P＝I2R而并聯(lián)電路常用P＝進行求解。
【解題思路點撥】
根據(jù)具體的電路，電功和電功率的計算有很多公式可選，要先具體分析電路條件，選擇出合適的公式，進而計算電功或電功率。
5．閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式
【知識點的認(rèn)識】
1.內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
2.表達式：I＝，E表示電動勢，I表示干路總電流，R表示外電路總電阻，r表示內(nèi)阻。
3.閉合電路中的電壓關(guān)系：閉合電路中電源電動勢等于內(nèi)、外電路電勢降落之和E＝U外+U內(nèi)。
4.由E＝U外+U內(nèi)可以得到閉合電路歐姆定律的另一個變形U外＝E﹣Ir。
【命題方向】
在已接電源的閉合電路里，關(guān)于電源的電動勢、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系應(yīng)是（ ）
A、如外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動勢也會隨之增大
B、如外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動勢必然減小
C、如外電壓不變，則內(nèi)電壓減小時，電源電動勢也隨內(nèi)電壓減小
D、如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動勢始終為二者之和，保持恒量
分析：閉合電路里，電源的電動勢等于內(nèi)電壓與外電壓之和．外電壓變化時，內(nèi)電壓也隨之變化，但電源的電動勢不變．
解答：A、如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源電動勢保持不變。故A錯誤。
B、如外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓將增大，電源電動勢保持不變。故B錯誤。
C、如外電壓不變，則內(nèi)電壓也不變。故C錯誤。
D、根據(jù)閉合電路歐姆定律得到，電源的電動勢等于內(nèi)電壓與外電壓之和，如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動勢保持恒量。故D正確。
故選：D。
點評：本題要抓住電源的電動勢是表征電源的本身特性的物理量，與外電壓無關(guān)．
【解題思路點撥】
閉合電路的幾個關(guān)系式的對比
6．用閉合電路的歐姆定律計算電路中的電壓、電流或電阻
【知識點的認(rèn)識】
閉合電路的歐姆定律的表達式為
（1）I＝
（2）E＝U內(nèi)+U外
（3）U＝E﹣Ir
可以根據(jù)具體的問題選擇合適的公式計算電路的電壓、電流、電阻等參數(shù)。
【命題方向】
如圖所示的電路中，電源電動勢E＝6V，電源的內(nèi)阻r＝2Ω，電阻R1＝3Ω，電阻R2＝6Ω．當(dāng)閉合電鍵S后，流過R2的電流為（ ）
A、A B、1A C、A D、A
分析：根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出通過電源的電流，再由并聯(lián)電路的特點知通過R2的電流。
解答：R1，R2并聯(lián)后的電阻R＝＝2Ω
根據(jù)閉合電路的歐姆定律，流過電源的電流I＝＝A＝
通過R1的電流為I2＝I＝A，故A正確、BCD錯誤。
故選：A。
點評：本題主要考查了閉合電路歐姆定律的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能正確分析電路的結(jié)構(gòu)，掌握并聯(lián)電阻的計算方法。
【解題思路點撥】
閉合電路的幾個關(guān)系式的對比
7．環(huán)形電流或通電螺線管周圍的磁場
【知識點的認(rèn)識】
幾種常見的磁場如下：
本考點主要針對環(huán)形電流或通電螺線管周圍的磁場分布
【命題方向】
如圖所示為一通電螺線管，a、b、c是通電螺線管內(nèi)、外的三點，下列說法正確的（ ）
A、通電螺線管在c處產(chǎn)生的磁場向右
B、通電螺線管在a處產(chǎn)生的磁場向右
C、通電螺線管內(nèi)部的磁場可認(rèn)為勻強磁場
D、a、b、c三點中a點的磁場最強
分析：根據(jù)安培定則即可判斷出通電螺線管產(chǎn)生的磁場的方向．通電螺線管內(nèi)部的磁場的特點是內(nèi)部的磁場最強．
解答：A、B、根據(jù)安培定則右手握住螺線管，四指表示電流的方向，則通電螺線管產(chǎn)生的磁場的方向向右，所以通電螺線管在a處產(chǎn)生的磁場向右，通電螺線管在c處產(chǎn)生的磁場向左。故A錯誤，B正確；
C、通電螺線管內(nèi)部的磁場可認(rèn)為勻強磁場。故C正確；
D、通電螺線管內(nèi)部的磁場的特點是內(nèi)部的磁場最強，所以a、b、c三點中a點的磁場最強。故D正確；
故選：BCD。
點評：該題考查通電螺線管產(chǎn)生的磁場的方向，根據(jù)安培定則即可判定，基礎(chǔ)題目．
【解題思路點撥】
1.電流的方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系可以用安培定則（右手螺旋定則）來判斷。各種電流的磁場磁感線判斷方法如下：
（1）直線電流：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指所指的方向與電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞的方向。
（2）環(huán)形電流：讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線軸線上磁場的方向。
（3）通電螺線管：右手握住螺線管，讓彎曲的四指跟電流的方向一致，拇指所指的方向就是螺線管磁場的方向，或者說拇指所指的就是通電螺線管N極的方向。
2.特別提醒
（1）磁場是分布在立體空間的，
（2）利用安培定則不僅可以判斷磁場的方向，還可以根據(jù)磁場的方向判斷電流的方向。
（3）應(yīng)用安培定則判定直線電流時，四指所指的方向是導(dǎo)線之外磁場的方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管電流時，拇指的指向是線圈軸線上磁場的方向。
（4）環(huán)形電流相當(dāng)于小磁針，通電螺線管相當(dāng)于條形磁鐵，應(yīng)用安培定則判斷時，拇指所指的一端為它的N 極。
8．法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達式
【知識點的認(rèn)識】
法拉第電磁感應(yīng)定律
（1）內(nèi)容：閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。
（2）公式：E＝n．
【命題方向】
下列幾種說法中正確的是（ ）
A、線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
B、線圈中磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
C、線圈放在磁場越強的位置，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢一定越大
D、線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大
分析：本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容，明確電動勢與磁通量的變化快慢有關(guān)．
解答：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈中磁通量變化越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大；
故選：D。
點評：本題要求學(xué)生能夠區(qū)分磁通量、磁通量的變化量及磁通量的變化率，能正確掌握法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容．
【解題方法點撥】
1．對法拉第電磁感應(yīng)定律的理解
2．計算感應(yīng)電動勢的公式有兩個：一個是E＝n，一個是E＝Blvsinθ，計算時要能正確選用公式，一般求平均電動勢選用E＝n，求瞬時電動勢選用E＝Blvsinθ．
3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中通過導(dǎo)體橫截面的電量的計算：由q＝I?△t，I＝，E＝n，可導(dǎo)出電荷量q＝n．
9．交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理
【知識點的認(rèn)識】
1.產(chǎn)生裝置
將閉合線圈置于勻強磁場，并繞垂直于磁場方向的軸做勻速轉(zhuǎn)動，線圈中將產(chǎn)生按正（余）弦規(guī)律變化的交流電。
2.兩個特殊位置及特點
①中性面 上圖甲和丙所處的位置 特點：穿過線圈的磁通量Φ最大，磁通量的變化率＝0，所以感應(yīng)電動勢E＝0，該應(yīng)電流I＝0，交變電流此時方向改變
②與中性面垂直的位置 上圖乙和丁所處的位置 特點：穿過線圈的磁通量Φ＝0，磁通量的變化率最大，所以感應(yīng)電動勢E最大，該應(yīng)電流I最大，交變電流此時方向不變
3.交變電流的變化規(guī)律
對于如圖所示的發(fā)電機，設(shè)t＝0時線圈剛好轉(zhuǎn)到中性面，此時導(dǎo)線AB的速度方向剛好與磁感線平行，因此感應(yīng)電動勢為0。設(shè)線圈旋轉(zhuǎn)的角速度為ω，AB和CD的長度為l，AD和BC的長度為d，則經(jīng)過時間t，線框轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt。線框旋轉(zhuǎn)過程中AB和CD的速度v＝ω，與磁感線垂直的速度為vsinθ，即sinωt。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線框上的感應(yīng)電動勢
e＝2Blvsinθ＝ωBldsin ωt＝ωBSsin ωt
其中，S表示線框的面積。
設(shè)Em＝ωBS，可知線框的電動勢是隨時間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的，為
e＝Emsin ωt
式中Em是常數(shù)，表示電動勢可能達到的最大值。對于單匝線圈，Em＝ωBS；如果線圈匝數(shù)為N，則Em＝NωBS。
同理如果線圈從平行于磁場方向開始轉(zhuǎn)動：e＝Emcsωt。
【命題方向】
交流發(fā)電機的示意圖如圖所示，當(dāng)線圈ABCD繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動時，電路中產(chǎn)生的最大電流為Im，已知線圈轉(zhuǎn)動的周期為T，下列說法正確的是（ ）
A、圖示位置磁通量最大，磁通量的變化率最大
B、圖示位置電流最大，方向為A→B
C、從圖示位置開始經(jīng)過，電流方向?qū)l(fā)生改變
D、從圖示位置計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為
分析：線圈平面與磁場垂直時，線圈位于中性面位置，此時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次，從中性面開始計時線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為。
解答：ABC、圖示位置為中性面，磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次，故ABC錯誤；
D、從圖示位置計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為，故D正確。
故選：D。
點評：本題主要考查了中性面，明確線圈位于中性面位置，此時磁通量最大，磁通量的變化率最小，電流最小，每經(jīng)過一次圖示位置的中性面，電流方向就改變一次。
【解題思路點撥】
正弦交變電流產(chǎn)生的原理
矩形線圈繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動的過程中，與軸平行的兩條邊（導(dǎo)線）切割磁感線，因而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線圈上就有了電流．交流發(fā)電機的工作過程是將機械能轉(zhuǎn)化為電能和回路中內(nèi)能的過程，符合能量守恒定律.
10．交變電流的u-t圖像和i-t圖像
【知識點的認(rèn)識】
1.用以描述交流電隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計時，其圖象為正弦曲線．如圖（e）、（f）所示．
2.可以直接或間接從圖像上讀取的物理量有：任意時刻的電壓或電流、交變電壓或電流的最大值、交變電壓或電流的周期、可以求出交變電流或電壓的角頻率（線圈轉(zhuǎn)動的角速度）、交變電壓或電流的表達式、交變電壓或電流的有效值等。
【命題方向】
圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表．線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動．從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示．以下判斷正確的是（ ）
A．電流表的示數(shù)為10 A
B．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50 π rad/s
C．0.01 s時線圈平面與磁場方向平行
D．0.02 s時電阻R中電流的方向自右向左
分析：由題圖乙可知交流電電流的最大值、周期，電流表的示數(shù)為有效值，感應(yīng)電動勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，由楞次定律可判斷出0.02s時流過電阻的電流方向．
解答：A、由題圖乙可知交流電電流的最大值是A，周期T＝0.02s，由于電流表的示數(shù)為有效值，故示數(shù)I＝＝10A，選項A正確；
B、角速度＝＝100π rad/s，選項B錯誤；
C、0.01s時線圈中的感應(yīng)電流達到最大，感應(yīng)電動勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，磁通量為0，故線圈平面與磁場方向平行，選項C正確；
D、由楞次定律可判斷出0.02s時流過電阻的電流方向自左向右，選項D錯誤．
故選AC．
點評：本題是2013年 的高考題，考查的知識點較多，難度不大．
【解題方法點撥】
解決交變電流圖象問題的三點注意
（1）只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)．
（2）注意峰值公式Em＝nBSω中的S為有效面積．
（3）在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置求特征解．
11．正弦式交變電流的函數(shù)表達式及推導(dǎo)
【知識點的認(rèn)識】
1.正弦式電流的函數(shù)表達式為i＝Imsinωt，u＝Umsinωt，
式中Im、Um分別表示電流和電壓的峰值。i和u表示電流和電壓的瞬時值。ω表示線圈轉(zhuǎn)動的角速度。
（1）此表達式代表的是線圈從中線面開始轉(zhuǎn)動的情況。
（2）式子中Um＝NBSω。
2.表達式的推導(dǎo)：若矩形線圈在磁場中從中性面開始以角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，則經(jīng)時間t：
（1）線圈轉(zhuǎn)過的角度為θ＝ωt。
（2）ab邊的線速度跟磁感線方向的夾角θ＝ωt。
（3）ab 邊轉(zhuǎn)動的線速度大小v＝ω
（4）ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢eab＝Blabvsinθ＝?sinωt。
（5）整個線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e＝2eab＝BSωsinωt，若線圈為n 匝，則e＝nBSωsinωt。
【命題方向】
矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生e＝220V的交流電，則有（ ）
A、頻率是50Hz
B、當(dāng)t＝0時，線圈平面恰好與中性面垂直
C、當(dāng)t＝時，e有最大值
D、有效值為220V
分析：根據(jù)交流電的表達式，可以知道其最大值，以及線圈轉(zhuǎn)動的角速度等物理量，然后進一步求出其它物理量，如有效值、周期、頻率等．
解答：A、線圈的角速度為100πrad/s，故其頻率為：f＝＝50Hz，故A正確；
B、當(dāng)t＝0時e＝0，此時線圈處在中性面上，故B錯誤。
C、當(dāng)t＝s時，sin100πt＝1，所以e有最大值，故C正確；
D、有效值為：＝220V，故D正確；
故選：ACD。
點評：對于交流電的產(chǎn)生和描述要正確理解，要會推導(dǎo)交流電的表達式，明確交流電表達式中各個物理量的含義．
【解題思路點撥】
1.交變電壓的表達式u＝Umsinωt，根據(jù)歐姆定律即可得出電路中電流的i＝。
2.正弦式交變電流瞬時值的表達式
12．正弦式交變電流的有效值
【知識點的認(rèn)識】
對于正弦式交變電流，有效值與峰值之間的關(guān)系為：
I＝，U＝
【命題方向】
家庭電路中電壓的瞬時值表達式為u＝220sin314t（v），則交流電壓的有效值是（ ）
A、220V B、220V C、110V D、110V
分析：根據(jù)交流電的表達式可讀出該交流電的最大值，再根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系可直接求解有效值。
解答：由瞬時表達式可知，最大值Um＝220V，則有效值U＝＝V＝220V，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
點評：本題考查對交流電最大值和有效值的認(rèn)識，要明確二者的關(guān)系，掌握有效值的計算方法。
【解題思路點撥】
對有效值的理解：
在一個周期內(nèi)通過同一個電阻，跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值、電壓值。
（1）正弦式交變電流的有效值Ⅰ、U與峰值Im、Um的關(guān)系為：
I＝，U＝。
（2）非正弦式交變電流的有效值只能根據(jù)電流的熱效應(yīng)計算。
（3）有效值的應(yīng)用
計算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量、交流電表的測量值、電氣設(shè)備標(biāo)注的額定電壓和額定電流以及通常提到的交流的數(shù)值都指有效值。
13．變壓器的構(gòu)造與原理
【知識點的認(rèn)識】
1.變壓器的構(gòu)造：變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的（如圖）。一個線圈與交流電源連接，叫作原線圈，也叫初級線圈；另一個線圈與負(fù)載連接，叫作副線圈，也叫次級線圈。
2.各部分的功能
原線圈：接在交流電源上的線圈，在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生交變磁場。
副線圈：連接負(fù)載的線圈，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，為負(fù)載提供電能。
鐵芯：硅鋼疊合成的閉合框架，能增強磁場和集中磁感線，提高變壓器效率。
3.工作原理：
互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。
當(dāng)原線圈兩端加上交變電壓U1時，原線圈中就有交變電流I1通過，
并在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁場，鐵芯中的磁通量就發(fā)生變化。由于副線圈也繞在同一鐵芯上，鐵芯中磁通量的變化便會在副線圈上產(chǎn)生
感應(yīng)電動勢。
4.理想變壓器
（1）閉合鐵芯的“漏磁”忽略不計。
（2）變壓器線圈的電阻忽略不計。
（3）閉合鐵芯中產(chǎn)生的渦流忽略不計。即沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器。
【命題方向】
關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是（ ）
A、通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變
B、穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等
C、穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
D、原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈
分析：變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，理想變壓器是無漏磁、無銅損、無鐵損．
解答：A、通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量是按照正弦規(guī)律周期性變化的，故A錯誤；
B、由于是理想變壓器，穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等，故B錯誤；
C、穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，符合法拉第電磁感應(yīng)定律，故C正確；
D、變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，原、副線圈并沒有直接相連，故D錯誤；
故選：C。
點評：本題關(guān)鍵是明確變壓器的工作原理，知道理想變壓器是指無能量損失的變壓器，基礎(chǔ)題．
【解題思路點撥】
變壓器是由原線圈、副線圈和鐵芯組成的，因為器工作原理是互感現(xiàn)象，可以改變交變電流的大小，對直流電流無效。
14．理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系
【知識點的認(rèn)識】
一、理想變壓器的基本規(guī)律
1.理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系
（1）原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比：U1：U2＝n1：n2
（2）如果n1＞n2，變壓器為降壓變壓器；如果n1＜n2，變壓器為升壓變壓器
2.理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系
原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：P入＝P出
3.理想變壓器原、副線圈的電流與匝數(shù)的關(guān)系
（1）只有一個副線圈時：
原、副線圈的電流之比等于匝數(shù)的反比：I1：I2＝n2：n1
（2）有多個副線圈時
由P1＝P2，可得U1I1＝U2I2+U3I3+???或n1I1＝n2I2+n3I3+???
4.理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系
變壓器只改變交變電流的大小，不改變交變電流的頻率：f1＝f2
二、各物理量之間的因果關(guān)系
（1）由于U1取決于電源電壓，由U2＝U1可知U1決定U2，即原線圈兩端的電壓決定副線圈兩端的電壓。
（2）由于副線圈中電流取決于所接負(fù)載I2＝，由I1＝I2可知，I2決定11，即副線圈中的電流決定原線圈中的電流。
（3）由于副線圈輸出功率取決于負(fù)載消耗的功率，由P入＝P出可知輸出功率決定輸入功率，功率按需提供。
【命題方向】
如圖所示，L1、L2是理想變壓器的兩個線圈．如果把它當(dāng)作降壓器，則（ ）
A、L1接電源，原、副線圈兩端電壓之比為1：5
B、L1接電源，原、副線圈兩端電壓之比為5：1
C、L2接電源，原、副線圈兩端電壓之比為5：1
D、L2接電源，原、副線圈兩端電壓之比為1：5
分析：根據(jù)理想變壓器中原副線圈的電壓與匝數(shù)成正比即可分析求解．
解答：如果把它當(dāng)作降壓器，則原線圈的匝數(shù)應(yīng)比副線圈匝數(shù)多，所以L1接電源，
＝
故選：B。
點評：要根據(jù)理想變壓器中電流、電壓與匝數(shù)比之間的關(guān)系進行有關(guān)問題的解答，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。
【解題思路點撥】
理想變壓器的規(guī)律
15．理想變壓器兩端的功率關(guān)系
【知識點的認(rèn)識】
一、理想變壓器的基本規(guī)律
1.理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系
（1）原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比：U1：U2＝n1：n2
（2）如果n1＞n2，變壓器為降壓變壓器；如果n1＜n2，變壓器為升壓變壓器
2.理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系
原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：P入＝P出
3.理想變壓器原、副線圈的電流與匝數(shù)的關(guān)系
（1）只有一個副線圈時：
原、副線圈的電流之比等于匝數(shù)的反比：I1：I2＝n2：n1
（2）有多個副線圈時
由P1＝P2，可得U1I1＝U2I2+U3I3+???或n1I1＝n2I2+n3I3+???
4.理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系
變壓器只改變交變電流的大小，不改變交變電流的頻率：f1＝f2
二、各物理量之間的因果關(guān)系
（1）由于U1取決于電源電壓，由U2＝U1可知U1決定U2，即原線圈兩端的電壓決定副線圈兩端的電壓。
（2）由于副線圈中電流取決于所接負(fù)載I2＝，由I1＝I2可知，I2決定11，即副線圈中的電流決定原線圈中的電流。
（3）由于副線圈輸出功率取決于負(fù)載消耗的功率，由P入＝P出可知輸出功率決定輸入功率，功率按需提供。
【命題方向】
理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10：1．下列說法正確的是（ ）
A、原、副線圈上的電流之比為10：1
B、正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1：1
C、原、副線圈產(chǎn)生的電壓之比為10：1
D、正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為10：1
分析：變壓器的原線圈的輸入電壓決定副線圈的輸出電壓，副線圈的輸出功率決定原線圈的輸出功率，由于匝數(shù)比不變，故副線圈的輸出電壓保持不變，當(dāng)負(fù)載電阻減小時，輸出功率變大，故輸入功率也變大．
解答：A、理想變壓器，原副線圈的電流與匝數(shù)成反比為1：10，故A錯誤；
BD、由于是理想變壓器，則原副線圈的電功率是相等的，正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1：1，故B正確D錯誤；
C、理想變壓器，原副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，可得原、副線圈產(chǎn)生的電壓之比為10：1．故C正確；
故選：BC。
點評：該知識點題目比較簡單，且題目單一，只要記住了原副線圈的輸入功率和輸出功率關(guān)系，輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系的一切題目都水到渠成．
【解題思路點撥】
理想變壓器的規(guī)律
16．理想變壓器兩端的頻率關(guān)系
【知識點的認(rèn)識】
一、理想變壓器的基本規(guī)律
1.理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系
（1）原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比：U1：U2＝n1：n2
（2）如果n1＞n2，變壓器為降壓變壓器；如果n1＜n2，變壓器為升壓變壓器
2.理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系
原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：P入＝P出
3.理想變壓器原、副線圈的電流與匝數(shù)的關(guān)系
（1）只有一個副線圈時：
原、副線圈的電流之比等于匝數(shù)的反比：I1：I2＝n2：n1
（2）有多個副線圈時
由P1＝P2，可得U1I1＝U2I2+U3I3+???或n1I1＝n2I2+n3I3+???
4.理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系
變壓器只改變交變電流的大小，不改變交變電流的頻率：f1＝f2
二、各物理量之間的因果關(guān)系
（1）由于U1取決于電源電壓，由U2＝U1可知U1決定U2，即原線圈兩端的電壓決定副線圈兩端的電壓。
（2）由于副線圈中電流取決于所接負(fù)載I2＝，由I1＝I2可知，I2決定11，即副線圈中的電流決定原線圈中的電流。
（3）由于副線圈輸出功率取決于負(fù)載消耗的功率，由P入＝P出可知輸出功率決定輸入功率，功率按需提供。
【命題方向】
如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2：1．電池和交變電源的電動勢都為6V，內(nèi)阻均不計。下列說法正確的是（ ）
A、S與a接通的瞬間，R中無感應(yīng)電流
B、S與a接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為0
C、S與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3V
D、S與b接通穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為2：1
分析：變壓器對于交流電起作用，接在直流電中是不起作用的，再根據(jù)最大值和有效值之間的關(guān)系以及電壓與匝數(shù)成正比即可求得結(jié)論。
解答：A、在S與a接通的瞬間，由于電流由零突然變大，所以線圈中的磁通量會發(fā)生變化，副線圈中的R會有感應(yīng)電流，所以A錯誤。
B、在S與a接通穩(wěn)定后，電路中的電流穩(wěn)定，磁通量不會發(fā)生變化，所以副線圈中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電阻R兩端的電壓為0，所以B正確。
C、在S與b接通穩(wěn)定后，由于b是交流電源，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓為3V，所以C正確。
D、變壓器不會改變交流電源的頻率，所以原、副線圈中電流的頻率是相同的，所以D錯誤。
故選：BC。
點評：掌握住理想變壓器的電壓、電流之間的關(guān)系，最大值和有效值之間的關(guān)系即可解決本題。
【解題思路點撥】
理想變壓器的規(guī)律
17．變壓器的動態(tài)分析——原線圈無負(fù)載
【知識點的認(rèn)識】
1.理想變壓器的規(guī)律
2.理想變壓器的動態(tài)分析．
解決理想變壓器中有關(guān)物理量的動態(tài)分析問題的方法
（1）分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系，利用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路特點進行分析判定．
（2）分析該類問題的一般思維流程是：
【命題方向】
如圖所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓μ＝311sin314t（V）的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料（電阻率隨溫度升高而減小）制成的傳感器，所有電表均為理想電表，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報警器上的電壓（報警器未畫出），R3為一定值電阻．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，以下說法中正確的是（ ）
A.A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小
B.A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大
C.V1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大
D.V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小
分析：和閉合電路中的動態(tài)分析類似，可以根據(jù)R2的變化，確定出總電路的電阻的變化，進而可以確定總電路的電流的變化的情況，在根據(jù)電壓不變，來分析其他的元件的電流和電壓的變化的情況．
解答：當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，R2的電阻減小，導(dǎo)致電路的總的電阻減小，所以電路中的總電流將會增加，A1測量的是原線圈中的總的電流，由于副線圈的電流增大了，所以原線圈的電流A1示數(shù)也要增加；由于電源的電壓不變，原副線圈的電壓也不變，所以V1的示數(shù)不變，由于副線圈中電流增大，R3的電壓變壓變大，所以V2的示數(shù)要減小，即R1的電壓也要減小，所以A2的示數(shù)要減小，所以AD正確。
故選：AD。
點評：電路的動態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法．
【解題思路點撥】
理想變壓器問題的分析流程
（1）由分析U2的情況。
（2）由I2＝分析I2的情況。
（3）由P1＝P2＝I2U2判斷輸入功率P1的情況。
（4）由P1＝I1U1分析I1的變化情況。
可表示為：
18．自耦變壓器
【知識點的認(rèn)識】
圖甲是自耦變壓器的示意圖。這種變壓器的特點是鐵芯上只繞有一個線圈。如果把整個線圈作原線圈，副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓；如果把線圈的一部分作原線圈，整個線圈作副線圈，就可以升高電壓。
調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖乙所示。線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，AB之間加上輸入電壓U1，移動滑動觸頭P的位置就可以調(diào)節(jié)輸出電壓U2。
【命題方向】
調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖所示．線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上．AB間加上正弦交流電壓U，移動滑動觸頭P的位置，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓．在輸出端連接了滑動變阻器R和理想交流電流表，變阻器的滑動觸頭為Q．則（ ）
A、保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變大
B、保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數(shù)變小
C、保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變大
D、保持Q的位置不動，將P沿逆時針方向移動時，電流表的讀數(shù)變小
分析：保持P的位置不動，輸出電壓不變，將Q向下移動時，R變大，電流減小，電流表的讀數(shù)減??；保持Q的位置不動，R不變，將P沿逆時針方向移動時，副線圈匝數(shù)變大，輸出電壓變大，電流表的讀數(shù)變大．
解答：保持P的位置不動，即是保持變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比不變，則滑動變阻器R兩端的電壓不變，當(dāng)將Q向下移動時，連入電路的電阻的阻值變大，因而電流減小，A錯誤B正確；保持Q的位置不動，即是保持滑動變阻器R連入電路的阻值不變，將P沿逆時針方向移動時，變壓器的原線圈的匝數(shù)不變，副線圈的匝數(shù)增多，滑動變阻器R兩端的電壓將增大，所以電流表的讀數(shù)變大，C正確D錯誤。
故選：BC。
點評：做好本題要能知道自耦變壓器的原理，結(jié)合變壓器的特點和歐姆定律去分析．
【解題思路點撥】
了解自耦變壓器的構(gòu)造與工作原理，能夠?qū)ψ择钭儔浩鬟M行一定的分析。
19．遠(yuǎn)距離輸電的相關(guān)計算
【知識點的認(rèn)識】
遠(yuǎn)距離輸電
1．輸電過程（如圖所示）
2．輸電導(dǎo)線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達式為Q＝I2Rt。
3．電壓損失
（1）△U＝U﹣U′；（2）△U＝IR。
4．功率損失
（1）△P＝P﹣P′；（2）△P＝I2R＝2R
5．輸送電流
（1）I＝；（2）I＝。
【命題方向】
?？碱}型：
2013年4月20日在四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震、地震發(fā)生后，某公司向災(zāi)區(qū)捐贈一批柴油發(fā)電機。該柴油發(fā)電機說明書的部分內(nèi)容如下表所示?，F(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機給災(zāi)民臨時安置區(qū)供電，發(fā)電機到安置區(qū)的距離是400m，輸電線路中的火線和零線均為GBC260型單股銅導(dǎo)線，該型導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5×10﹣4Ω/m。安置區(qū)家用電器的總功率為44kW，當(dāng)這些家用電器都正常工作時，下列說法中正確的是：（ ）
A．輸電線路中的電流為20A
B．輸電線路損失的電功率為8000W
C．發(fā)電機實際輸出電壓是260V
D．如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦交流電，則輸出電壓的峰值是300V
【分析】A、輸電線路的電流可根據(jù)P＝UI求得。
B、先求出線路電阻，再由電功率公式求得損失的電功率。
C、發(fā)電機輸出的電壓等于線路損失的電壓加安置區(qū)電壓。
D、根據(jù)正弦交變電流的有效值和峰值的關(guān)系可求出峰值。
解：A、由P＝UI得輸電線中的電流：I＝，故A錯誤；
B、線路電阻R線＝2.5×10﹣4Ω/m×800m＝0.2Ω．線路損失的電功率P線＝I線2R線＝（200A）2×0.2Ω＝8×103W，故B正確；
C、線路兩端的電壓U線＝I線R線＝200A×0.2Ω＝40V，發(fā)電機輸出電壓U＝U線+U0＝（40+220）V＝260V，故C正確；
D、根據(jù)正弦交變電流的有效值和峰值的關(guān)系可得峰值Um＝U＝260V，故D錯誤。
故選：BC。
【點評】求發(fā)電機的輸出電壓對學(xué)生來說是易錯點，也是難點，要注意：發(fā)電機的輸出電壓等于輸電線損失的電壓與用戶電壓之和；熟練應(yīng)用電功率公式及其變形公式、燃燒值公式等知識即可正確解題。
【解題方法點撥】
遠(yuǎn)距離輸電問題的“三二一”
1．理清三個回路
2．抓住兩個聯(lián)系
（1）理想的升壓變壓器聯(lián)系了回路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）中各個量間的關(guān)系是＝，，P1＝P2。
（2）理想的降壓變壓器聯(lián)系了回路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）中各個量間的關(guān)系是＝，，P3＝P4。
3．掌握一個守恒
能量守恒關(guān)系式P1＝P損+P3。
20．常見的傳感器及分類
【知識點的認(rèn)識】
1．力傳感器的應(yīng)用﹣﹣電子秤
（1）作用：稱量物體重量
（2）敏感元件：應(yīng)變片．應(yīng)變片能夠把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量．
2．聲傳感器的應(yīng)用﹣﹣話筒
（1）話筒的作用：把聲信號轉(zhuǎn)換為電信號．
（2）話筒分類：①電容式話筒；②駐極體話筒；③動圈式話筒．
3．溫度傳感器：①敏感元件：熱敏電阻和金屬熱電阻；
②應(yīng)用：電熨斗、電飯鍋、測溫儀、溫度報警器．
4．光傳感器：①敏感元件：光敏電阻、光電管、光電二極管、光電三極管等；②應(yīng)用：鼠標(biāo)、火災(zāi)報警器、光控開關(guān)．
【命題方向】
?？碱}型：
為了更加安全、快捷地測量體溫，醫(yī)療機構(gòu)大量采用了非接觸式體溫計，這種體溫計采用了（ ）
A．壓力傳感器 B．聲音傳感器 C．紅外傳感器 D．生物傳感器
分析：在自然界中，一切溫度高于絕對零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量，輻射紅外能量的多少與物體表面的溫度有密切關(guān)系．因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)．
解答：一切物體都會向外輻射紅外線，溫度越高，輻射的紅外線越多，紅外線溫度計是通過接收身體表面輻射出來的紅外線來測溫的，屬于紅外傳感器．
故選：C
點評：本題考查了紅外溫度計的原理，是物理知識在生活中的實際應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)知識，要記?。?br>【解題思路點撥】
1．傳感器的核心元件
（1）敏感元件：相當(dāng)于人的感覺器官，直接感受
被測量，并將其變換成與被測量成一定關(guān)系的易于測量的物理量，如溫度、位移等。
（2）轉(zhuǎn)換元件：也稱為傳感元件，通常不直接感受被測量，而是將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量輸出。
（3）轉(zhuǎn)換電路：是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流等。
2.常見傳感器的原理
（1）光敏電阻
①特點：光敏電阻一般由金屬硫化物等半導(dǎo)體材料做成，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照時，會有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時也形成更多的空穴，于是導(dǎo)電性能明顯增強。
②特性：光敏電阻的電阻隨光照的增強面減小。光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，這樣光敏電阻可以把光照強弱轉(zhuǎn)換為電阻大小這個電學(xué)量。
（2）熱敏電阻
①特點：熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，有溫度系數(shù)大、靈敏度極高、反應(yīng)迅速、體積小、壽命長等優(yōu)點。
②分類：
a、正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC熱敏電阻）這種熱敏電阻的電阻率隨溫度升高而增大，其特性與金屬熱電阻相似，其電阻隨溫度的變化圖像如圖甲所示；
b、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC熱敏電阻）這種熱敏電阻的電阻率隨溫度升高而明顯減小，其電阻隨溫度的變化圖像如圖乙所示。
③用途：
熱敏電阻是一種靈敏度極高的溫度傳感器，在測溫過程中反應(yīng)非?？?。電子體溫計及家用電器（電腦、空調(diào)、冰箱等）的溫度傳感器，主要使用熱敏電阻。
（3）霍爾元件
①特點：霍爾元件在電流、電壓穩(wěn)定時，載流子所受電場力和洛倫茲力二力平衡。
②應(yīng)用：霍爾效應(yīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的測試和研究中。例如用霍爾效應(yīng)可以確定一種半導(dǎo)體材料是電子型還是空穴型。半導(dǎo)體內(nèi)載流子的濃度受溫度、雜質(zhì)以及其他因素的影響很大，因此霍爾效應(yīng)為研究半導(dǎo)體載流子濃度的變化提供了重要的方法。
21．常見傳感器的工作原理及應(yīng)用
【知識點的認(rèn)識】
傳感器的工作原理
1．概念：能夠感受外界信息，并將其按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號的器件或裝置，叫傳感器．
2．組成：一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、轉(zhuǎn)換電路三個部分組成．
3．原理：通過對某一物理量敏感的元件，將感受到的物理量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于測量的量．例如，光電傳感器利用光敏電阻將光信號轉(zhuǎn)換成電信號；熱電傳感器利用熱敏電阻將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號．
4．流程：
5．類別：最簡單的傳感器由一個敏感元件（兼轉(zhuǎn)換器）組成，它感受被測量時，直接輸出電學(xué)量，如熱電偶．有的傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換器件組成，設(shè)有轉(zhuǎn)換電路，如光電池、光電管等；有的傳感器，轉(zhuǎn)換電路不止一個，要經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)換．
6．傳感器的分類：目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，常用的分類方法有兩個：
（1）按輸入量分類，如輸入量分別為溫度、壓力、位移、速度、加速度等非電學(xué)量時，相應(yīng)的傳感器稱為溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器．
（2）按傳感器的工作原理分類，可分為電阻傳感器、電容傳感器、電感傳感器、電壓傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器、光柵傳感器等．
7．傳感器的元件：制作傳感器時經(jīng)常使用的元件有光敏電阻、熱敏電阻、金屬熱電阻、霍爾元件等．
【命題方向】
?？碱}型：
圖是測試熱敏電阻R的實驗電路圖，滑動變阻器已調(diào)節(jié)到某一適當(dāng)?shù)闹担畬嶒炛杏^察到當(dāng)溫度升高時燈更亮．對實驗現(xiàn)象分析正確的有（ ）
A．溫度升高，電路中的電流減小
B．溫度升高，電路中的電流增大
C．溫度升高，熱敏電阻的阻值增大
D．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小
【分析】熱敏電阻在受熱時阻值變化，由閉合電路毆姆定律可知電路中的電流變化情況，從而確定燈泡的亮暗程度．
解：當(dāng)溫度升高時，電路中的熱敏電阻的阻值減小，由閉合電路毆姆定律可知：電路中的電流增大，導(dǎo)致燈泡變亮．
故選：BD．
【點評】為何要將滑動變阻器調(diào)到某一適當(dāng)值，按常規(guī)應(yīng)該調(diào)為0，隨著熱敏電阻減小，電流變大，燈泡功率更大嗎？其實不然，當(dāng)電源輸出功率越大，燈泡才可能越亮，所以將滑動變阻器與電源組合一個新電源，當(dāng)外電阻與內(nèi)電阻阻值相等時，電源輸出功率最大．
【解題思路點撥】
1．傳感器的核心元件
（1）敏感元件：相當(dāng)于人的感覺器官，直接感受
被測量，并將其變換成與被測量成一定關(guān)系的易于測量的物理量，如溫度、位移等。
（2）轉(zhuǎn)換元件：也稱為傳感元件，通常不直接感受被測量，而是將敏感元件輸出的物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量輸出。
（3）轉(zhuǎn)換電路：是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測量的電學(xué)量，如電壓、電流等。
2.常見傳感器的原理
（1）光敏電阻
①特點：光敏電阻一般由金屬硫化物等半導(dǎo)體材料做成，當(dāng)半導(dǎo)體材料受到光照時，會有更多的電子獲得能量成為自由電子，同時也形成更多的空穴，于是導(dǎo)電性能明顯增強。
②特性：光敏電阻的電阻隨光照的增強面減小。光敏電阻在被光照射時電阻發(fā)生變化，這樣光敏電阻可以把光照強弱轉(zhuǎn)換為電阻大小這個電學(xué)量。
（2）熱敏電阻
①特點：熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，有溫度系數(shù)大、靈敏度極高、反應(yīng)迅速、體積小、壽命長等優(yōu)點。
②分類：
a、正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC熱敏電阻）這種熱敏電阻的電阻率隨溫度升高而增大，其特性與金屬熱電阻相似，其電阻隨溫度的變化圖像如圖甲所示；
b、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC熱敏電阻）這種熱敏電阻的電阻率隨溫度升高而明顯減小，其電阻隨溫度的變化圖像如圖乙所示。
③用途：
熱敏電阻是一種靈敏度極高的溫度傳感器，在測溫過程中反應(yīng)非?？?。電子體溫計及家用電器（電腦、空調(diào)、冰箱等）的溫度傳感器，主要使用熱敏電阻。
（3）霍爾元件
①特點：霍爾元件在電流、電壓穩(wěn)定時，載流子所受電場力和洛倫茲力二力平衡。
②應(yīng)用：霍爾效應(yīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的測試和研究中。例如用霍爾效應(yīng)可以確定一種半導(dǎo)體材料是電子型還是空穴型。半導(dǎo)體內(nèi)載流子的濃度受溫度、雜質(zhì)以及其他因素的影響很大，因此霍爾效應(yīng)為研究半導(dǎo)體載流子濃度的變化提供了重要的方法。
聲明：試題解析著作權(quán)屬網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布日期：2024/11/5 12:54:18；用戶：組卷41；郵箱：zyb041@xyh.cm；學(xué)號：41419004
串聯(lián)電路
并聯(lián)電路
電路


電流
I＝I1＝I2＝…＝In
I＝I1+I2+…+In
電壓
U＝U1+U2+…+Un
U＝U1＝U2＝…＝Un
總電阻
R總＝R1+R2+…+Rn
＝++…+
功率分配
＝
P總＝P1+P2+…Pn
＝
P總＝P1+P2+…+Pn
直線電流的磁場
通電螺線管的磁場
環(huán)形電流的磁場
特點
無磁極、非勻強，且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱
與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強磁場，管外為非勻強磁場
環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱
安培定則



理想變壓器
①沒有能量損失；②沒有磁通量損失
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P入＝P出
電壓關(guān)系
原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即＝，與負(fù)載情況、副線圈個數(shù)的多少無關(guān)
電流關(guān)系
①只有一個副線圈：電流和匝數(shù)成反比，即；
②多個副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn
頻率關(guān)系
原、副線圈中電流的頻率相等
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，即U2＝U1（原制約副）
功率
副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2（副制約原）
電流
原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即I1＝I2（副制約原）
理想變壓器
①沒有能量損失；②沒有磁通量損失
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P入＝P出
電壓關(guān)系
原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即＝，與負(fù)載情況、副線圈個數(shù)的多少無關(guān)
電流關(guān)系
①只有一個副線圈：電流和匝數(shù)成反比，即；
②多個副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn
頻率關(guān)系
原、副線圈中電流的頻率相等
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，即U2＝U1（原制約副）
功率
副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2（副制約原）
電流
原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即I1＝I2（副制約原）
理想變壓器
①沒有能量損失；②沒有磁通量損失
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P入＝P出
電壓關(guān)系
原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即＝，與負(fù)載情況、副線圈個數(shù)的多少無關(guān)
電流關(guān)系
①只有一個副線圈：電流和匝數(shù)成反比，即；
②多個副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn
頻率關(guān)系
原、副線圈中電流的頻率相等
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，即U2＝U1（原制約副）
功率
副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2（副制約原）
電流
原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即I1＝I2（副制約原）
理想變壓器
①沒有能量損失；②沒有磁通量損失
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P入＝P出
電壓關(guān)系
原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即＝，與負(fù)載情況、副線圈個數(shù)的多少無關(guān)
電流關(guān)系
①只有一個副線圈：電流和匝數(shù)成反比，即；
②多個副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn
頻率關(guān)系
原、副線圈中電流的頻率相等
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，即U2＝U1（原制約副）
功率
副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2（副制約原）
電流
原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即I1＝I2（副制約原）
型號
AED6500S
最大輸出功率
60kW
輸出電壓范圍
220V～300V

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