2021届高考物理新动向专题12 交变电流 传感器

2021高考物理最新动向 专题12 交变电流 传感器（原卷版） 【命题新趋势】 交变电流的产生及变化规律、交变电流“四值”的计算及应用、变压器的工作原理、远距离输电等是高考考查的热点内容.题型一般为选择题，多以发电机为载体，考查交变电流的相关知识.试题与生活实际相联系是未来的命题趋势，需要特别关注的是传感器的简单使用，随着科技、社会的发展，它将成为高考考查的新热点. 【高考新动向】 考向一　交变电流的产生及描述 1．（2020·新课标Ⅲ卷）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是 A．所用交流电的频率为50Hz B．电压表的示数为100V C．电流表的示数为1.0A D．变压器传输的电功率为15.0W 2．(多选)(2019年天津卷)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图象如图所示．下列说法正确的是(　　) A.时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势有效值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．从t＝0到t＝过程中线框的平均感应电动势为 【方法总结】求解交变电流变化规律有关问题的三点注意 (1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式．其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关． (2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S为有效面积． (3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应 起来，再根据特殊位置求特征解. (1)计算有效值时一般选取交变电流的一个周期进行计算．非正弦交变电流的有效值要根据电流的热效应进行等效计算． (2)交变电流的有效值与电流的方向无关；交变电流的平均值是根据法拉第电磁感应定律＝n计算的，与交变电流的方向、所选取的时间段有关． 考向二　理想变压器、电能的输送 1．（2020·江苏卷）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器 A．是一种降压变压器 B．能测量直流电路的电流 C．原、副线圈电流的频率不同 D．副线圈的电流小于原线圈的电流 2．（2020·浙江卷）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是 A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流 C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流 3．(2019年江苏卷)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V时，输出电压(　　) A．降低2 V B．增加2 V C．降低200 V D．增加200 V 【方法总结】 1．基本关系 (1)P入＝P出(有多个副线圈时，P＝P2＋P3＋…)． (2)＝，有多个副线圈时，仍然成立． (3)＝，电流与匝数成反比(只适合一个副线圈)，有多个副线圈时，n1I1＝n2I2＋n3I3＋… 2．制约关系 (1)电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定． (3)电流：原线圈的电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定． 3.求解远距离输电问题的必备技巧 (1)正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量． (2)抓住变压器变压前后各物理量间的关系，求出输电线上的电流． (3)计算电路功率问题时常用关系式：P损＝IR线，注意输电线上的功率损失和电压损失． (4)电网送电遵循“用多少送多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决 【押题抢先看】 押题1　交变电流的产生和“四值”问题 (多选)如图所示，一边长为L的正方形单匝金属线圈垂直放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，ab边与磁场边界重合，M和N是两个滑环，负载电阻为R.线圈、电流表和导线的电阻不计，现让线圈绕ab边以转速n匀速转动，以图中线圈所处位置为计时起点，下列说法正确的是(　　) A．线圈中产生的感应电动势的最大值为πBnL2 B．电流表的示数为 C．在线圈从图示位置起转过圈的时间内电阻R上产生的焦耳热为 D．在线圈从图示位置起转过圈的时间内通过电阻R的电荷量为 押题依据：本题考查了交变电流的最大值、有效值和平均值，考查较为全面，不同情况下有效值