专题16 交变电流、电磁振荡、电磁波及传感器-备战2025年高考物理真题题源解密（新高考通用）

考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 交变电流命题解读 考向 考查统计 本类试题主要考查交变电流的产生、变化规律、变压器及远距离输电。 考向一 发电装置 2024·新课标卷，7 2024·上海卷， 2023·湖南卷，9 2023·辽宁卷，4 2022·浙江1月，9 2022·广东卷，4 2022·河北卷，3 2021·江苏卷，12 2021·辽宁卷，5 考向二 交流变化规律 2024·广东卷，1 2024·河北卷，4 2024·山东卷，8 2023·广东卷，6 2021·北京卷，5 2021·天津卷，3 2021·浙江卷，5 考向三 变压器 2024·北京卷，5 2024·辽宁卷，13 2024·全国甲卷，6 2023·北京卷，7 2023·海南卷，11 2023·山东卷，7 2023·浙江6月，19 2023·重庆卷，12 2022·浙江6月，5 2022·北京卷，4 考向四 远距离输电 2024·湖南卷，6 2023·天津卷，6 2023·浙江6月，7 2021·山东卷，9 考向五 联系实际 2024·浙江1月，5 2024·甘肃卷，6 2022·重庆卷，3 2021·广东卷，7 电磁振荡、电磁波及传感器命题解读 考向 考查统计 本类试题主要考查电磁场与电磁波及各种传感器。 考向六 电磁场与电磁振荡 2024·浙江1月，14 2020·浙江1月，8 考向七 电磁波 2024·上海卷，3 2021·浙江卷，8 2020·江苏卷，13 考向八 传感器 2024·全国甲卷，10 2023·浙江1月，14 2023·湖南卷，12 2023·浙江6月，19 2022·广东卷，12 2022·湖北卷，12 2022·重庆卷，11 2022·河北卷，12 2021·广东卷，12 2021·山东卷，14 考向九 联系实际 2024·北京卷，13 命题分析 2024年高考大部分卷区物理试题均考查了交变电流、电磁场、电磁波及传感器的规律。预测2025年高考很多地区将继续考查。 试题精讲 考向一 发电装置 1. （2024年新课标卷第7题）（多选）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（　　） A. 电流最小 B. 电流最大 C. 电流方向由P指向Q D. 电流方向由Q指向P 【答案】BD 【解析】如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，故可知电流最大；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。 故选BD。 2. （2024·上海卷）自行车发电照明系统 某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡相连。当车轮匀速转动时，发电机榆出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。 （2024·上海卷·第12题）在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中 （1）通过的电流方向（在图中用箭头标出）；_____ （2）中的电流_____ A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 （2024·上海卷·第13题）若发电机线圈电阻为2Ω，车轮以某一转速n转动时，恰能正常发光。将更换为标有“24V，6W”的灯泡，当车轮转速仍为n时 （1）两端的电压_____ A．大于12V B．等于12V C．小于12V （2）消耗的功率_____ A．大于6W B．等于6W C．小于6W （2024·上海卷·第14题）利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比，该变压器原线圈两端的电压为______V。 （2024·上海卷·第15题）在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。 （1）在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为_____ A．B．C．D． （2）无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率，车灯的功率为。为使车灯的功率增大到，骑车人的功率P应为_____ 【答案】12. ①. ②. A 13. ①. A ②. C 14. 12 15. ①. C ②. 【解析】【12题详解】 （1）[1]根据题意，由楞次定律可知，通过的电流方向如图所示 （2）[2]由图可知，开始阶段，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，转动后，磁通量减小，磁通量的变化率增大，当转过时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，可知，转动过程中中的电流逐渐增大。 故选A。 【13题详解】 （1）[1]根据题意，由公式可得，的电阻为 恰能正常发光，则感应电动势的有效值为 的电阻为 车轮转速仍为n时，感应电动势的有效值不变，则两端的电压 故选A。 （2）[2]消耗的功率 故选C。 【14题详解】 根据变压器电压与匝数关系有 解得 【15题详解】 （1）[1]在自行车匀加速行驶过程中，发电机的转速越来越大，则周期越来越小，感应电动势的最大值越来越大，综上所述，只有C符合题意。 故选C。 （2）[2]根据题意，由可得 又有 所以 又有 可得 则 考向二 交流变化规律 3. （2024年广东卷第1题）将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 通过电阻电流的峰值为 C. 电阻在1秒内消耗的电能为 D. 电阻两端电压表达式为 【答案】D 【解析】A．由图可知交流电的周期为0.02s，则频率为 故A错误； B．根据图像可知电压的峰值为，根据欧姆定律可知电流的峰值 故B错误； C．电流的有效值为 所以电阻在1s内消耗的电能为 故C错误； D．根据图像可知其电压表达式为 故D正确。 故选D。 4. （2024年河北卷第4题）为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】根据有效值的定义可知图1的有效值的计算为 解得 图二的有效值为 接在阻值大小相等的电阻上，因此 故选B。 5. （2024年山东卷第8题）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为 由题图丙可知，磁场区域变化后，当时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为 C正确。 故选C。 考向三 变压器 6. （2024年北京卷第5题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为0.5A C. 原、副线圈匝数之比为1∶4 D. 原线圈的输入功率为12W 【答案】B 【解析】A．理想变压器由题图知，原线圈电压最大值为，则有效值为 故A错误； B．灯泡正常发光，由P = UI得，副线圈中电流有效值为 故B正确； C．由理想变压器电压与匝数关系可知 故C错误； D．理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率 P1 = PL = 3W 故D错误。 故选B。 7. （2024年辽宁卷第13题）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。 （1）求变压器的输出功率P； （2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为 设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有 联立解得 理想变压器的输出功率等于R的热功率，即 （2）设加热前容器内气体的压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有 由知气体吸收的热量 根据热力学第一定律，气体的体积不变，所以W = 0，容器是绝热容器，则 电热丝产生的热量全部被气体吸收 联立整理得 解得 8. （2024年全国甲卷第6题）（多选）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压不变的情况下，为提高的热功率，可以（　　） A. 保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 B. 将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变 C. 将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 D. 将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动 【答案】AC 【解析】A．保持T不动，根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变，当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时，R与串联后的总电阻减小，电流增大，根据可知此时热功率增大，故A正确； B．将T向b端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片位置不变时，通过的电流减小，故热功率减小，故B错误； C．将T向a端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器R的滑片向f端滑动，R与串联后的总电阻减小，电流增大，此时热功率增大，故C正确； D．将T向b端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片向e端滑动，R与串联后的总电阻增大，电流减小，此时热功率减小，故D错误。 故选AC。 考向四 远距离输电 9. （2024年湖南卷第6题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（ ） A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B. 输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D. 若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 【答案】A 【解析】 如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 A．当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误； B．若阻值增加一倍，输电线路上的电流 消耗的功率 故B错误； D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为 消耗的功率 故D错误。 故选A。 考向五 联系实际 10. （2024年1月浙江卷第5题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电，经原、副线圈匝数分别为和的变压器升压至峰值大于，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（　　） A. B. C. 用电压表测原线圈两端电压，示数为 D. 副线圈输出交流电压的频率是 【答案】B 【解析】AB．原线圈两端电压的有效值 根据电压匝数关系有 变压器副线圈电压的峰值 根据题意有 解得 ， 故A错误，B正确； C．用电压表测原线圈两端电压，电压表测是有效值，则示数为 故C错误； D．根据 解得 变压器不改变频率，则副线圈输出交流电压的频率是，故D错误。 故选B。 11. （2024年甘肃卷第6题）工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是（　　） A. 金属中产生恒定感应电流 B. 金属中产生交变感应电流 C. 若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D. 若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 【答案】B 【解析】AB．当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也不断随之变化，金属中产生交变感应电流，A错误，B正确； CD．若线圈匝数增加，根据电磁感应定律可知，感应电动势增大，则金属中感应电流变大，CD错误。 故选B。 考向六 电磁场与电磁振荡 12. （2024年1月浙江卷第14题）（多选）下列说法正确的是（　　） A. 相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱 B. 具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同 C. 电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量 D. 自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化 【答案】CD 【解析】A．相同温度下，黑体吸收和辐射能力最强，故A错误； B．根据 具有相同动能的中子和电子，电子质量较小，德布罗意波长较长，故B错误； C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量，故C正确； D．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光可视为偏振光，透过偏振片观察，转动偏振片时能观察到明暗变化，故D正确。 故选CD。 考向七 电磁波 13. （2024·上海卷·第3题）车载雷达系统可以发出激光和超声波信号，其中（　　） A. 仅激光是横波 B. 激光与超声波都是横波 C. 仅超声波横波 D. 激光与超声波都不是横波 【答案】B 【解析】车载雷达系统发出的激光和超声波信号都是横波。 故选B。 神秘的光 光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验。逐渐揭开了光的神秘面纱。人类对光的认识不断深入，引发了具有深远意义的物理学革命。 考向八 传感器 14. （2024年全国甲卷第10题）电阻型氧气传感器阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为、、、、）。 （1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整_____，使其能对传感器定标； （2）连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口； （3）把滑动变阻器的滑片滑到_____端（填“a”或“b”），闭合开关； （4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为，记录电压表的示数U； （5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）； （6）获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图（b）中；氧气含量为时电压表的示数如图（c），该示数为______V（结果保留2位小数）。 现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为_____（结果保留整数）。 【答案】 ①. ②. ③. 1.40 ④. 17 【解析】（1）[1]为了保持流过传感器的电流恒定，电阻型氧气传感器两端的电压调节范围较大，所以滑动变阻器采用分压式接法，由于毫安表内阻可忽略，所以电流表采用内接法，实物连接图如图所示 （3）[2]为了保护电路，闭合开关前，需要电阻型氧气传感器两端的电压为零，故滑动变阻器的滑片滑到端口； （6）[3]由图可知，电压表的分度值为0.1V，需要估读到分度值下一位，其读数为1.40V； [4]当瓶气体的氧气含量为时，电压为1.40V，在图（b）中描出该点，用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示 可知电压表的示数为1.50V时，此瓶气体的氧气含量为。 考向一 发电装置 1. （2023年湖南卷第9题）（多选）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为的正方形，共匝，总阻值为。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。 大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ） A. 线圈转动的角速度为 B. 灯泡两端电压有效值为 C. 若用总长为原来两倍相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为 D. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮 【答案】AC 【解析】A．大轮和小轮通过皮带传动，线速度相等，小轮和线圈同轴转动，角速度相等，根据 根据题意可知大轮与小轮半径之比为，则小轮转动的角速度为，线圈转动的角速度为，A正确； B．线圈产生感应电动势的最大值 又 联立可得 则线圈产生感应电动势的有效值 根据串联电路分压原理可知灯泡两端电压有效值为 B错误； C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则线圈的匝数变为原来的2倍，线圈产生感应电动势的最大值 此时线圈产生感应电动势的有效值 根据电阻定律 可知线圈电阻变为原来的2倍，即为，根据串联电路分压原理可得灯泡两端电压有效值 C正确； D．若仅将小轮半径变为原来两倍，根据可知小轮和线圈的角速度变小，根据 可知线圈产生的感应电动势有效值变小，则灯泡变暗，D错误。 故选AC。 2. （2023年辽宁卷第4题）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】如图所示 导体棒匀速转动，设速度为v，设导体棒从到过程，棒转过的角度为，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为 可知导体棒垂直磁感线的分速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过B点和B点关于P点的对称点时，电流方向发生变化，根据 可知导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像为余弦图像。 故选C。 3. （2022年浙江1月卷第9题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中线圈转动区域磁场可视匀强磁场 B. 乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 C. 甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电 D. 乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电 【答案】A 【解析】A．甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确； B．乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误； C．根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C错误； D．乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误； 故选A。 4. （2022年广东卷第4题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（　　） A. 两线圈产生的电动势的有效值相等 B. 两线圈产生的交变电流频率相等 C. 两线圈产生的电动势同时达到最大值 D. 两电阻消耗的电功率相等 【答案】B 【解析】AD．根据可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据 可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD错误； B．因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确； C．当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。 故选B。 5. （2022年河北卷第3题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电压为 B. 发电机输出交变电流的频率为 C. 变压器原、副线圈的匝数比为 D. 发电机产生的瞬时电动势 【答案】C 【解析】B．发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为 B错误； A．线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为 输出电压的有效值为 A错误； C．变压器原、副线圈的匝数比为 C正确； D．发电机产生的瞬时电动势为 D错误。 故选C。 6. （2021年江苏卷第12题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求： （1）线圈中感应电动势的有效值E； （2）线圈的输出功率P。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）电动势的最大值 有效值 解得 带入数据得 （2）输出电压 输出功率 解得 代入数据得 7. （2021年辽宁卷第5题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】交流电的最大值和两条边到转轴的距离无关，为 因此有效值为 故选B。 考向二 交流变化规律 8. （2023年广东卷第6题）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由题可知原线圈输入电压的有效值为 原线圈电流为 副线圈输出电流的有效值为 变压器无法改变电流频率，故 故选A。 9. （2021年北京卷第5题）一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在t0.4 s时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为0.5 s C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为 【答案】C 【解析】A．由图可知t0.4 s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误； B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误； C．由图可知，电流的最大值为，角速度为 故该交变电流的表达式为 故C正确； D．该交变电流的有效值为 故D错误。 故选C。 10. （2021年天津卷第3题）如图所示，闭合开关后，的电阻两端的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A. 该交流电周期为 B. 电压表的读数为 C. 电流表的读数为 D. 电阻的电功率为 【答案】C 【解析】A．该交流电的周期 B．电压表的读数为交流电的有效值，即 选项B错误； C．电流表的读数为 选项C正确； D．电阻的电功率为 选项D错误。 故选C。 11.（2021年浙江卷第5题） 如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】因虚线是正弦交流电的图像，则该交流电的有效值为 由图可知，在任意时刻，实线所代表的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所代表的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则 故选D。 考向三 变压器 12. （2023年北京卷第7题）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ） A. 仅增加原线圈匝数 B. 仅增加副线圈匝数 C. 将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D. 将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈 【答案】B 【解析】A．由知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压U2减小，不能使小灯泡正常发光，故A错误； B．由知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U2增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确； C．由知，将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故C错误； D．将两个3.8V小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故D错误。 故选B。 13. （2023年海南卷第11题）（多选）下图是工厂利用的交流电给照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（ ） A. 电源电压有效值为 B. 交变电流的周期为 C. 副线圈匝数为180匝 D. 副线圈匝数为240匝 【答案】BC 【解析】A．电源电压的有效值 选项A错误； B．交流电的周期 选项B正确； CD．根据 可得副线圈匝数 匝 选项C正确，D错误。 故选BC。 14. （2023年山东卷第7题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 发电机的输出电流为368A B. 输电线上损失的功率为4.8kW C. 输送给储能站的功率为408kW D. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44 【答案】C 【解析】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有 A错误； BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有 P′ = U4I4 联立解得 I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V 则输电线上损失的功率为 P损 = I32R = 4kW 且 U2 = U3＋I3R = 11500V 再根据，解得 BD错误； C．根据理想变压器无功率损失有 P = U2I3＋P储 代入数据有 P储 = 408kW C正确。 故选C。 15. （2023年浙江6月卷第19题）（多选）以下实验中，说法正确的是（ ） A. 在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 B. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积 C. “观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大 D. “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零 【答案】CD 【解析】A．在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流逐渐增大，故A错误； B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散开,形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，测出油膜面积，故B错误； C．“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；“观察金属热电阻特性”实验中，温度升高，金属热电阻阻值增大，故C正确； D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，变压器的效果减弱，副线圈磁通量还是会发生变化，副线圈输出电压不为零，故D正确。 故选CD 16. （2023年重庆卷第12题）一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。题图1为实验电路图，其中L1和L2为变压器的原、副线圈，S1和S2为开关，P为滑动变阻器Rp的滑片，R为电阻箱，E为正弦式交流电源（能输出电压峰值不变、频率可调的交流电）。 （1）闭合S1，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数_______（选填 “变大”“不变”“ 变小”）。 （2）保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为2500 mV时，用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为_______（保留3位有效数字）。 （3）闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50 Hz、1000 Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L2两端的电压U，得到U-R关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为20 Ω的负载R0替换电阻箱R，由图可知，当频率为1000 Hz时，R0两端的电压为_______mV；当频率为50 Hz 时，为保持R0两端的电压不变，需要将R0与一个阻值为_______Ω的电阻串联。（均保留3位有效数字） 【答案】①. 变大 ②. 12.6 ③. 272 ④. 12 【解析】（1）[1]闭合S1，滑动变阻器Rp是分压接法，滑片P向右滑动后，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。线圈L1两端的电压增大，因此与滑动前相比，电表的示数变大。 （2）[2]保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为U1=2500 mV。线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，由图像可得，线圈L2两端电压为 则线圈L1两端与L2两端的电压比值为 （3）[3]闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。由U−R关系曲线可得，当频率为1000 Hz时，当负载电阻R0=20 Ω时，R0两端的电压为UR0=272mV。 [4]当频率为50 Hz 时，由U−R关系曲线 两线交点可知，故 需给R0串联一电阻，此串联电阻值为 17. （2022年浙江6月卷第5题）下列说法正确的是（ ） A. 恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 B. 小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向 C. 正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大 D. 升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率 【答案】B 【解析】A．恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A错误； B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，B正确； C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C错误； D．根据变压器的原理可知，副线圈中磁通量的变化率小于或等于原线圈中磁通量的变化率，D错误。 故选B。 18. （2022年北京卷第4题）某理想变压器原线圈接在的正弦交流电源上，副线圈输出电压为，输出电流为。该变压器（　　） A. 原、副线圈的匝数之比为100∶1 B. 输入电流为 C. 输入电流的最大值为 D. 原、副线圈交流电的频率之比为1∶100 【答案】B 【解析】A．原、副线圈的匝数之比为 故A错误； B．根据 可得输入电流为 故B正确； C．输入电流的最大值为 故C错误； D．变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，故D错误。 故选B。 19. （2022年湖北卷第9题）（多选）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　） A. 接收线圈的输出电压约为8 V B. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1 C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同 D. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同 【答案】AC 【解析】A．根据 可得接收线圈的输出电压约为U2=8V； B．由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，故B错误； C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确； D．由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误。 故选AC。 20. （2022年湖南卷第6题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 【答案】B 【解析】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为 则变压器原线圈的电压有效值为 设输入交流电的电压有效值为，则 可得 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律 可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误； CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得 则 整理可得 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知 可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率 整理可得 可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。 故选B。 21. （2022年山东卷第4题）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（　　） A. n1为1100匝，为 B. 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为 C. 若将R接在两端，R两端的电压为，频率为 D. 若将R接在两端，流过R的电流为，周期为 【答案】D 【解析】A．变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为 解得原线圈为2200匝，A错误； B．根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC间的电压应该为12V，故BC间的线圈匝数关系有 BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为 B错误； C．若将R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压应该为18V。根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为，故交流电的频率为 C错误； D．若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AC间的电压应该为30V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为 交流电的周期为 D正确。 故选D。 22. （2021年海南卷第9题）（多选）如图，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（　　） A. 仅将滑片P向上滑动 B. 仅将滑片P向下滑动 C. 仅在副线圈电路中并联一个阻值为的电阻 D. 仅在副线圈电路中串联一个阻值为的电阻 【答案】BD 【解析】原线圈电压有效值 则次级电压有效值 则为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将滑片P向下滑动；或者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为 故选BD。 23. （2021年河北卷第8题）（多选）如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻的电流为 B. 电阻两端的电压为 C. 与的比值为 D. 发电机的功率为 【答案】BC 【解析】AB．由题知理想电流表读数为I，则根据欧姆定律 U1= IR1 根据变压器电压与匝数的关系有 ， 代入数据有 U0= ，U2= 再由欧姆定律有 U2= I2R2 可计算出 I2= 综上可知，A错误、B正确； C．由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则有 Emax= NB2L2ω，U0= = NBL2ω 由选项AB知 U0= 则 C正确； D．由于变压器为理想变压器则有 P0= P1 + P2= U1I + U2I2= I2R1 + U2I2 代入选项ABC公式有 P0= 由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则发电机的功率为P0，D错误。 故选BC。 24. （2021年湖北卷第6题） 如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　） A. 电流表A1示数减小 B. 电流表A2示数增大 C. 原线圈输入功率先增大后减小 D. 定值电阻R消耗的功率先减小后增大 【答案】A 【解析】本题考查含理想变压器电路的动态分析。 AB．由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得 可知副线圈的电流逐渐减小，由 可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确，B错误； C．原线圈的输入功率为 由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C错误； D．由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式 可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，故D错误。 故选A。 25. （2021年湖南卷第6题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　） A. L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B. L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C. L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 【答案】A 【解析】副线圈的总电阻为 解得 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，副线圈的总电阻选增大后减小，根据等效电阻关系有 则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有 ， 先减小后增大，先减小后增大，则先变暗后变亮，根据 ， 由于先减小后增大，则副线圈电压先增大后减小，通过L2的电流为 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，逐渐减小，副线圈的电压增大过程中 增大；在副线圈的电压减小过程中，通过R0的电流为 逐渐增大，则越来越小，则 则先变暗后变亮，一直变亮； 故选A。 考向四 远距离输电 26. （2023年天津卷第6题）（多选）“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域需要远距离输电。图为远距离交流输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电导线的电阻，的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　） A. 输出电压等于输入电压 B. 输出功率大于输入功率 C. 用电器增多后，R消耗的功率减小 D. 用电器增多后，输出电压降低 【答案】BD 【解析】AB．由于输电过程中，线路中有电流、线路电阻R会分压且产生热量，会损失功率，故输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故A错误，B正确； CD．设升压变压器原副线圈比为，输入出电压分别为、，根据理想变压器电压与原副线圈匝数关系可得 由于输入电压不变，原副线圈匝数比不变，则升压变压器输出变压恒定。设降压变压器的原副线圈匝数比为，输入输出电压分别为、，通过原副线圈的电流分别为、，的副线圈并联多个用电器等效电阻为，则有 ，， 则 令，则 随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻减小，则减小，输入线路中电流增大.R消耗的功率 输出电压 用电器增多后，增大， R消耗的功率增大，的输出电压降低，故C错误，D正确。 故选BD。 27. （2023年浙江6月卷第7题）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（　　） A. 送电端先升压再整流 B. 用户端先降压再变交流 C. 1100kV是指交流电的最大值 D. 输电功率由送电端电压决定 【答案】A 【解析】AB．升压和降压都需要在交流的时候才能进行，故送电端应该先升压再整流，用户端应该先变交流再降压，故A正确，B错误； C．1100kV指的是交流电的有效值，故C错误； D．输电的功率是由用户端负载的总功率来决定的，故D错误。 故选A。 28. （2021年山东卷第9题）（多选）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】当开关S接1时，左侧变压器次级电压 U2=3×7.5V=22.5V 电阻R上的电压，即右侧变压器的次级电压 电流 则右侧变压器初级电压 电流 则 当开关S接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压两边电压关系可知 解得 I=3A 则R上的功率 故选BD。 考向五 联系实际 29. （2022年重庆卷第3题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为的交流电后能正常工作，则（　　） A. 卤素灯两端的电压有效值为 B. 变压器原、副线圈的匝数比为55∶3 C. 流过卤素灯的电流为 D. 卤素灯的电阻为 【答案】B 【解析】A．卤素灯上标记的额定电压即为卤素灯两端的电压有效值，A错误； B．根据理想变压器的原理可知 B正确； C．流过卤素灯的电流为 C错误； D．卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误。 故选B。 30. （2021年广东卷第7题）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为10Hz B. 副线圈两端电压最大值为3V C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率 【答案】B 【解析】A．周期是T=0.2s，频率是 故A错误； B．由理想变压器原理可知 解得，副线两端的最大电压为 故B正确； C．根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C错误； D．由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。 故选B。 考向六 电磁场与电磁振荡 31. (2020·浙江1月选考·8)如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电．t＝0时开关S打到b端，t＝0.02 s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值．则(　　) A．LC回路的周期为0.02 s B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大 C．t＝1.01 s时线圈中磁场能最大 D．t＝1.01 s时回路中电流沿顺时针方向 答案　C 解析　以顺时针电流为正方向，LC电路中电流和电荷量变化的图像如下： t＝0.02 s时电容器下极板带正电荷且最大，根据图像可知周期为T＝0.04 s，故A错误；根据图像可知电流最大时，电容器中电荷量为0，电场能最小为0，故B错误；1.01 s时，经过25T，根据图像可知此时电流最大，电流沿逆时针方向，说明电容器放电完毕，电能全部转化为磁场能，此时磁场能最大，故C正确，D错误． 考向七 电磁波 32. （2021年浙江卷第8题）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为 解得 则引起神经混乱时有 引起心肺功能衰竭时有 所以B正确；ACD错误； 故选B。 33. (2020·江苏卷·13B(1))(多选)电磁波广泛应用在现代医疗中．下列属于电磁波应用的医用器械有(　　) A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机 C．治疗咽喉炎的超声波雾化器 D．检查血流情况的“彩超”机 答案　AB 考向八 传感器 34、（2023年1月浙江卷第14题）（多选）下列说法正确的是( ) A.利用电容传感器可制成麦克风 B.物体受合外力越大，则动量变化越快 C.利用红外传感器可制成商场的自动门 D.牛顿运动定律不适用，则动量守恒定律也不适用 答案：ABC 解析：可通过改变电容器电容大小，利用电容器充放电原理，将声音信号转换成电信号，故可以利用电容传感器制成麦克风，A正确；由动量定理公式得，显然动量变化得越快表明物体受的合外力越大，B正确；当红外传感器感应装置接收到人所发出的红外线时，可通过改变开关通断将门打开，C正确；牛顿运动定律适用于低速宏观的物体，而动量守恒定律的适用范围比牛顿运动定律更广泛，也适用于高速微观的物体，D错误。 35.（2023年湖南卷第12题）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）． （1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是____; （2）适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为_____（用表示）； （3）依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数，所测数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电压 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图（c）上描点，绘制关系图线_____； （4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是_____（重力加速度取，保留2位有效数字）； （5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则_____（填“>”“=”或“<”）． 【答案】①. 1000#1000.0 ②. ③. ④. 1.7×10-2 ⑤. > 【解析】（1）[1]欧姆表读数为10×100Ω=1000Ω （2）[2]当电压传感器读数为零时，CD两点电势相等，即 即 解得 （3）[3]绘出U-m图像如图 （4）[4]由图像可知，当电压传感器的读数为200mV时，所放物体质量为1.75g，则 （5）[5]可将CD以外的电路等效为新的电源，电动势E＇，内阻r＇，CD两点电压看做路端电压，因为换用非理想电压传感器时内阻不是无穷大，此时电压传感器读数 当读数为U＇=200mV时，实际CD间断路（接理想电压传感器时）时的电压等于E＇大于200mV，则此时压力传感器的读数F1>F0。 36. （2023年浙江6月卷第19题）（多选）以下实验中，说法正确的是（ ） A. 在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 B. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积 C. “观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大 D. “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零 【答案】CD 【解析】A．在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流逐渐增大，故A错误； B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散开,形状稳定后，用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，测出油膜面积，故B错误； C．“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；“观察金属热电阻特性”实验中，温度升高，金属热电阻阻值增大，故C正确； D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，变压器的效果减弱，副线圈磁通量还是会发生变化，副线圈输出电压不为零，故D正确。 故选CD 37.（2022年广东卷第12题） 弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： （1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。 （2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数__________（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx = __________（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 （3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。 （4）图11(c）是根据部分实验数据描绘的Rx—L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为__________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 【答案】①. 变小 ②. ③. 无 ④. 51.80 【解析】（2）[1]闭合S2后，并联部分的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，电压表的示数变小。 [2]加在导电绳两端的电压为U，流过导电绳的电流为I2—I1，因此导电绳的电阻 （3）[3]在闭合S2之前，电流表I1的示数包括定值电阻的电流和电压表分得的电流，闭合S2之后，加在电压表两端的电压保持不变，因此流过电压表和定值电阻的总电流仍为I1，故流过导电绳的电流是I2—I1，与电压表内阻无关，电压表内阻对测量没有影响。 （4）[4]由图c可知，导电绳拉伸后的长度为51.80cm。 38. （2022年湖北卷第12题）某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率理论值为_______。 （2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字） （3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。 A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 【答案】①. ②. ③. 0.59 ④. C 【解析】（1）[1]设初始位置时，细线与竖直方向夹角为θ，则细线拉力最小值为 到最低点时细线拉力最大，则 联立可得 即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为； （2）[2][3]由图乙得直线的斜率为 则小钢球的重力为 （3）[4]该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。 39. （2022年重庆卷第11题）某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。 （1）用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0μA，须调节___________（选填一种给定的实验器材）。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻___________（选填“远大于”“接近”“远小于”）RT阻值的电压表。 （2）测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是___________（保留2位有效数字）。 【答案】①. 可变电阻R1 ②. 远大于 ③. -1.2 【解析】（1）[1]由题知恒压直流电源E的电动势不变，而用加热器调节RT的温度后，导致整个回路的总电阻改变。而要确保电流表的示数仍为50.0μA，则需控制整个回路的总电阻不变，故需要调节的器材是可变电阻R1。 [2]连接电压表后，电流表示数显著增大，则说明电压表与RT并联后R总减小，则根据并联电阻的关系有 则要保证R总不变需须将原电压表更换为内阻远大于RT阻值的电压表。 （2）[3]图可得温度为35.0°C时电压表的电压为1.6V，且实验设定恒定电流为50.0μA，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT1= 32kΩ；温度为40.0°C时电压表的电压为1.3V，且实验设定恒定电流为50.0μA，则根据欧姆定律可知此时热敏电阻RT2= 26kΩ，则温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是 负号表示随着温度升高RT的阻值减小。 40．(2022年·河北卷·12)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图甲所示．选用的器材有：限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合)；电饭煲的框架(结构如图乙所示)．自备元件有：加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ)；指示灯L1和L2(2.5 V,0.6 W，当电流低于30 mA时可视为熄灭)；保险丝T. (1)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是________(多选)． A．按下S1，L1和L2均发光 B．当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光 C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换 D．当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭 (2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常．在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件．下列操作步骤的正确顺序是__________(填写各步骤前的字母)． A．将选择开关旋转到“×100”位置 B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点 C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度 D．测量指示灯L1两端的阻值 E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡 操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图丙所示，可判断是________断路损坏；若指针如图丁所示，可判断是________断路损坏．(用电路中的元件符号表示) 答案　(1)CD　(2)CABDE　L1　R1 解析　(1)按下S1后L2支路被短路，则L2不会发光，A错误；当锅内温度高于103 ℃时，S1断开，而要温度降到70 ℃以下时S2才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，RL≈10.42 Ω， 则回路中并联部分的电阻R并≈56.64 Ω 则回路总电阻R总＝1 067.06 Ω 则回路总电流I总＝≈0.21 A 则L2一定发光，此时并联的整体的电压为 U并＝I总R并≈11.89 V 则流过L1的电流为 IL1＝＝ A≈0.012 A 流过L1的电流小于30 mA，则L1熄灭，B错误；由题知，S2在锅内温度高于80 ℃时自动断开，锅内温度降到70 ℃以下时S2自动闭合，C正确；当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，则L2不会发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，则此时流过L1的电流为 IL1′＝＝ A≈0.218 A，此时流过L1的电流大于30 mA，则L1发光，D正确． (2)多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度——机械调零；将选择开关旋转到“×100”位置——选挡；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指计指向欧姆零点——欧姆调零；测量指示灯L1两端的阻值——测量；将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表．故正确顺序为CABDE. 由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，若指针如题图丙所示，可看出L1两端有1 100 Ω左右的电阻，则说明L1始终不亮的原因是L1断路损坏； 若指针如题图丁所示，可看出欧姆表的示数几乎为零，但由于RL＝10.42 Ω，此时选用的是“×100”挡，则说明灯泡L1正常，则说明L1始终不亮的原因是R1断路损坏． 41. （2021年广东卷第12题）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。 （1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。 （2）再按图连接好电路进行测量。 ①闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。 将温控室的温度设置为T，电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。 再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节和，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。 ②实验中记录的阻值_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值_____。 【答案】 ①. 短接 ②. 减小 ③. b ④. 大于 ⑤. 【解析】（1）[1][2]选择倍率适当的欧姆档，将两表笔短接；欧姆表指针向右偏转角度越大，则阻值越小，可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。 （2）①[3]闭合开关S前，应将滑动变阻器R1的阻值调到最大，即将滑片滑到b端； ②[4][5]因两次电压表和电流表的示数相同，因为 即 可知R01大于R02。 42. （2021年山东卷第14题）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E（电动势，内阻r约为）； 电阻箱R（阻值范围）； 滑动变阻器（最大阻值）； 滑动变阻器（最大阻值）； 微安表（量程，内阻等于）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________（填“”或“”）。 （2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路__________。 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为___________（结果保留到个位），该测量值___________（填“大于”或“小于”）真实值。 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐___________（填“增大”或“减小”）。 【答案】 ①. ②. ③. 3500 ④. 大于 ⑤. 减小 【解析】（1）[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。 （2）[2]电路连接图如图所示 （3）[3]微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即 可得 [4]当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。 （4）[5]由于是图像，当温度T升高时，减小，从图中可以看出减小，从而减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。 考向九 联系实际 43. （2022年北京卷第13题）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　） A. B. 为压力传感器 C. 若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D. 若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 【答案】C 【解析】AB．题意可知水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。控制开关自动开启低水位预警，此时水位较低，压力传感器的电阻值较大，由于a、b两端此时的电压大于，根据串联电路电压分部特点可知，为压力传感器，故高水位时压力传感器的电阻值越小，压力传感器两端电压变小， ，AB错误； CD．根据闭合电路欧姆定律可知，a、b两端的电压为 若定值电阻的阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于时，压力传感器阻值需要越大，则水位越低；当a、b两端的电压小于时开启高水位预警时，压压力传感器阻值需要越大，则水位越低。C正确，D错误。 故选C。 一、正弦式交变电流的产生及变化规律 1．产生 在匀强磁场中线圈绕垂直于磁场方向且与线圈共面的轴匀速转动． 2．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面转到中性面时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3．一个周期内线圈中电流的方向改变两次． 4．描述交变电流的物理量 (1)最大值 Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关(均选填“有关”或“无关”)． (2)周期和频率 ①周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．单位是秒(s)，公式T＝. ②频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．单位是赫兹(Hz)． ③周期和频率的关系：T＝或f＝. 5．交变电流的变化规律(线圈从中性面开始计时) 函数表达式 图像 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝Bscos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt 二、交变电流有效值的求解 1．有效值 让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流的电流I与电压U就是这个交变电流的有效值． 2．正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I＝，U＝，E＝. 三、交变电流“四值”的理解和计算 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 Em＝NBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 ＝N ＝ 计算通过导线横截面的电荷量 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ 适用于正(余)弦式交变电流 (1)交流电流表、交流电压表的示数 (2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等) (3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等) (4)没有特别加以说明的 四、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．实验原理 实验方法采用控制变量法 ①n1、U1一定，研究n2和U2的关系． ②n2、U1一定，研究n1和U2的关系． 2．实验器材 学生电源(低压交流电源，小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干． 3．实验过程 (1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响． ①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行测量． ②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压． (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响．重复(1)中步骤． 4．数据处理 由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系． 五、理想变压器的原理及应用 1．原理：电磁感应的互感现象． 2．基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出． (2)电压关系：＝. (3)电流关系：只有一个副线圈时＝. (4)频率关系：f出＝f入． 3．理想变压器的制约关系 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝U1 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1＝I2 4.含有多个副线圈的变压器 计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系： 电压关系：＝＝＝…＝ 功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn 电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn 六、理想变压器的动态分析 1．匝数比不变的分析思路 (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变． (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化． (3)I2变化引起P2变化，而P1＝P2，故P1发生变化． 2．负载电阻不变的分析思路 (1)U1不变，发生变化时，U2变化． (2)R不变，U2变化时，I2发生变化． (3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化． 七、远距离输电 如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户端的电压为U′，输电电流为I，输电线总电阻为R. 1．输电电流 I＝＝. 2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR. 3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′＝ΔU·I； (2)ΔP＝I2R＝()2R 4．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的电阻R.由R＝ρ知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线． (2)减小输电导线中的电流．在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压． 5．理清输电电路图的三个回路(如图) (1)在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1. (2)在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线． (3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户． 6．抓住两组关联式 (1)理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：＝，＝，P1＝P2. (2)理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：＝，＝，P3＝P4. 7．掌握一个守恒观念 功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝I线2R线＝. 八、电磁振荡 1．振荡电路：产生大小和方向都做周期性迅速变化的电流(即振荡电流)的电路．由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路． 2．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地充电和放电，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器内的电场强度E、线圈内的磁感应强度B发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡． 3．电磁振荡中的能量变化 (1)放电过程中电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能． (2)充电过程中线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能． (3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化． 4．电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝2π. (2)频率f＝. 5．LC振荡电路充、放电过程的判断方法 根据电流流向判断 当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程 根据物理量的变化趋势判断 当电容器的带电荷量q(电压U、电场强度E)增大或电流i(磁感应强度B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程 根据能量判断 电场能增加时充电，磁场能增加时放电 九、电磁波的特点及应用 1．麦克斯韦电磁场理论 2．电磁波 (1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波． (2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速)． (3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小． (4)v＝λf，f是电磁波的频率． 3．电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制． (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变． ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变． 4．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象． (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路． (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波．检波是调制的逆过程，也叫作解调． 5．电磁波谱：按照电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱． 按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线． 6．电磁波谱分析及应用 电磁波谱 频率/ Hz 真空中波 长/m 特性 应用 递变规律 无线电波 ＜3×1011 ＞10－3 波动性强，易发生衍射 无线电技术 衍射能力减弱，直线传播能力增强 红外线 1011～1015 10－7～10－3 热效应 红外遥感 可见光 1015 10－7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015～1016 10－8～10－7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射线 1016～1019 10－11～10－8 穿透本领强 检查、医用透视 γ射线 ＞1019 ＜10－11 穿透本领更强 工业探伤、医用治疗 7.对电磁波的两点说明 (1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长，越容易产生干涉、衍射现象，波长越短，穿透能力越强． (2)同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同，不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小． 十、常见的传感器 1．传感器的工作原理：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出．通常转换成的可用信号是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断．把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制． 2．传感器的核心元件 (1)敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分． (2)转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分． (3)信号调整与转换电路：能把输出的微弱的电信号放大的部分． 3．传感器的分类 工作原理 举例 物理传感器 利用物质的物理特性或物理效应感知并检测出待测对象信息 力传感器、磁传感器、声传感器等 化学传感器 利用电化学反应原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度转换为电信号 离子传感器、气体传感器等 生物传感器 利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质 酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等 十一、常见敏感元件 1．光敏电阻 (1)特点：光照越强，电阻越小． (2)原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能差；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好． (3)作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量． 2．热敏电阻和金属热电阻 (1)热敏电阻 热敏电阻一般由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图甲所示为某一热敏电阻的阻值随温度变化的特性曲线． (2)金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图乙所示为某金属导线电阻的温度特性曲线． (3)作用：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量． 注意：在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器． 3．电阻应变片 (1)电阻应变片的作用：电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量． (2)电子秤的组成及敏感元件：由金属梁和电阻应变片组成，敏感元件是应变片． (3)电子秤的工作原理 ⇒⇒⇒ 4．霍尔元件的应用 霍尔元件是根据霍尔效应原理制成的一种磁敏元件．一般用于电机中测定转子的转速，如录像机的磁鼓、电脑中的散热风扇等． (1)霍尔元件的工作原理：E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B时，薄片中的载流子就在洛伦兹力作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现电压(如图所示)． (2)霍尔元件在电流、电压稳定时，载流子所受静电力和洛伦兹力二力平衡． (3)霍尔电压：UH＝k(d为薄片的厚度，k为霍尔系数)．其中UH与B成正比，所以霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量． 十二、实验：利用传感器制作简单的自动控制装置 1. 门窗防盗报警装置 2. 光控开关 1. （2024·北京市海淀区·二模）类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是（　　） A. 变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率 B. 在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为 C. 不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=Φ(Rm1+ Rm2) D. 不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大 【答案】D 【解析】A．变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率，故A正确； B．根据磁阻定律 磁阻的单位为； 根据磁感应强度与磁通量的关系有 磁感应强度B的单位为T，电流I的单位为A，时间t的单位为s，质量m的单位为kg，长度l的单位为m，面积S的单位为m2，根据磁动势 Em=NI 磁阻的单位可以表示为，故B正确； C．不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足磁路欧姆定律 Em=Φ(Rm1+Rm2) 故C正确； D．不考虑漏磁，在图3所示的并联电路中，磁阻小的支路中磁通量大，但磁感应强度不一定大，因为磁感应强度与磁通量和面积S的比值有关，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 2. （2024·福建省三明市·一模）如图，是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原副线圈匝数比为100∶1，乙图中原副线圈匝数比为1∶10，则（ ） A. 甲图中的电表是电压表，输电电压为2200V B. 甲图是电流互感器，输电电流是100A C. 乙图中的电表是电压表，输电电压为22000V D. 乙图是电流互感器，输电电流是100A 【答案】D 【解析】根据变压器电压比等于匝数比，电流比等于匝数比的反比，可知甲图是电压互感器，乙图是电流互感器，则甲图中的电表是电压表，乙图中的电表是电流表；对甲图有 可得输电电压为 对乙图有 可得输电电流为 故选D。 3. （2024·甘肃省白银市靖远县·三模）（多选）某发电机的模型如图所示，该发电机的线圈有30匝，线圈的总电阻为10Ω，围成的面积为，图中两电表均为理想交流电表，当线圈以的转速在磁感应强度大小为的匀强磁场中匀速转动时，标称（12V，3.6W）的灯泡L恰好正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 电流表的示数为0.3A B. 电压表的示数为15V C. 定值电阻R阻值为20Ω D. 通过灯泡L的电流方向每秒改变50次 【答案】AB 【解析】A．电表测量的是有效值，根据 解得 选项A正确； B．设发电机产生电动势的最大值为，有 解得 选项B正确； C．定值电阻R两端的电压为3V，根据欧姆定律可知其电阻为 选项C错误； D．线圈的转速为，通过灯泡L的电流方向每秒改变100次，选项D错误。 故选AB。 4. （2024·广西南宁市、河池市等校联考·二模）（多选）如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为8和5，且原线圈两端的输入电压不变，所接的电表均为理想交流电表，两个定值电阻的阻值均为，滑动变阻器的最大阻值为，两个端点分别是，滑片为P，下列说法正确的是（　　） A. 在移动滑片P的过程中，电压表的示数会减小或增大 B. 滑片P由向移动的过程中，电流表的示数逐渐减小，的示数逐渐增大 C. 滑片P由向移动的过程中，滑动变阻器的电流会增大 D. 当滑片P位于点时，电源输出功率为 【答案】CD 【解析】A．由理想变压器的原理，电压与匝数成正比，可得电压表的示数始终为 选项A错误； BC．滑片由向移动的过程中滑动变阻器的接入阻值逐渐减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数逐渐增大，与串联的的电压增大，与串联的的电压减小，则的示数逐渐减小，滑动变阻器的电流等于的示数减去的示数，则滑动变阻器的电流会增大，选项B错误，C正确； D．当滑片位于点时，负载的总电阻为 电源的输出功率为 综合可得 选项D正确。 故选CD。 5. （2024·贵州省六校联盟·三模）（多选）特高压输电具有输电容量大、送电距离长、线路损耗少、占地面积少等优点，是目前世界上最先进的输电方式。我国已经掌握世界上最先进的高压输电技术，并在西电东输工程上效果显著。某发电厂从发电一运输一用户的输电全过程可简化为如图所示，在发电过程中，发电厂产生交流电通过升压变压器后，经远距离传输，再通过降压变压器供用户使用，假定在输电过程中，发电厂输出功率保持不变，输电线路电阻不变，变压器为理想变压器，用户接人电路均为纯电阻。下列说法正确的是（ ） A. 若只增大发电厂的输出电压，电流表的示数增大 B. 若只增大发电厂的输出电压，输电线上损耗的功率增大 C. 接入电路的用户越多，输电线上损耗的功率越大 D. 接入电路的用户增多，输电线上电压表与电流表示数变化量之比不变 【答案】AC 【解析】AB．如图 若只增大发电厂输出电压，根据 可得增大，根据 可得减小，根据 可得输电线上的电流减小，可知根据 可知输电线上损耗的功率减小，输电线损耗的电压 减小，根据 可得增大，根据 可得用户总电压增大，由闭合电路欧姆定律可得增大，故电流表的示数增大，故A正确，B错误； CD．由于用户电功率增多，降压变压器输出的功率变大，故高压输电线上的电流变大，根据 可知输电线上损耗的功率变大，由于电压表不是测量输电线的两端电压，所以 输电线上电压表与电流表示数变化量之比会变化，故C正确，D错误。 故选AC。 6. （2024·海南省四校联考）（多选）边长为L的正方形单匝线框放置在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度为B，线框总电阻为r，若线框从图示位置开始以角速度ω绕轴匀速转动，则下列说法正确的是（　　） A. 线框产生的感应电动势最大值是 B. 线框产生的感应电动势有效值是 C. 线框所在平面和磁场的方向垂直时，回路电流最大 D. 线框所在平面和磁场的方向平行时，回路电流最大 【答案】AD 【解析】AB．线框所在平面和磁场的方向平行时，线框产生的感应电动势最大 线框产生的感应电动势有效值是 故A正确，B错误； CD．线框所在平面和磁场的方向垂直时，感应电动势为零，回路中电流为零；线框所在平面和磁场的方向平行时，感应电动势最大，回路电流最大，故C错误，D正确。 故选AD。 7. （2024·河北·三模）如图甲所示，某理想变压器原线图接入如图乙所示的交流电源，副线圈所接的滑动变阻器的最大阻值为，电压表和电流表均为理想电表，原、副线圈的匝数比为6∶1。下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为 B. 副线圈两端的电压为 C. 原线圈所加电压的频率为 D. 电流表的最小示数为 【答案】B 【解析】A．电压表的示数应是该交流电原线圈两端电压的有效值，应为 A错误； B．根据变压器的原理可知 所以，副线圈两端的电压 B正确； C．由乙图可知，交流电的频率 C错误； D．电流表最小示数应是滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，故由 D错误。 故选B。 8. （2024·河南省九师联盟·三模）如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为和，降压变压器原、副线圈的匝数分别为和，输电线上的电阻为R，变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出电压不变，当输电线上电流减少时，则用户端的电压增加（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】一定，则一定，当输电线上电流减少，则输电线上电压减少，则降压变压器原线圈两端的电压增加 根据变压比可知 用户端电压增大 故选B 9. （2024·黑龙江名校联考·二模）如图所示是某款手摇点火器的原理图，当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，手摇发电机线圈的面积为，共50匝，不计内阻，变压器为理想变压器，其原、副线圈匝数比为。下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花 B. 只有当电压表示数超过50V时，点火器才能产生电火花 C. 线圈转速为2r/s时，点火器可以产生电火花 D. 线圈转速为5r/s时，1s内点火器可以产生10次电火花 【答案】D 【解析】AB．根据变压器原、副线圈的数比等于电压比，有 令 解得 电压表的示数为原线圈两端的电压有效值，刚点火时有 电压表的示数为5V时，点火器不能产生电火花，只有当电压表示数超过时，点火器才能产生电火花，故AB错误； CD．线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，发电机最大电动势等于变压器的输入线圈电压的最大值，即 设线圈转速为n，则发电机的最大电动势为 解得 故线圈转速为2r/s时，点火器不能产生电火花，线圈转速为5r/s时，副线圈的电压最大值超过了5000V，能产生电火花，且1s内点火器产生电火花的次数为 故C错误，D正确。 故选D。 10. （2024·湖北省十一校联考·二模）（多选）如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定交流电源上，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∶2。已知，R的最大阻值为20Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数变大，电流表示数变小 B. 电源的输出功率变大 C. 当时，滑动变阻器消耗的功率最大 D. 当时，电压表示数为48V 【答案】BD 【解析】A．依题意，理想变压器原副线圈电压之比为 又 联立，解得 可知滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动时，减小，增大，即电流表示数变大，也增大，由 可知原线圈电压减小，所以副线圈电压减小，即电压表示数变小。故A错误； B．电源的输出功率 随的增大而增大。故B正确； C．滑动变阻器消耗功率为 当满足 即时，滑动变阻器消耗的功率最大。故C错误； D．当时，有 电压表示数为 故D正确。 故选BD。 11. （2024·湖南省湘西州吉首市·三模）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（　　） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】B 【解析】设原、副线圈的匝数比为k，原线圈的电流为，则有副线圈的电流为 原线圈的电压 因为电源电压的有效值恒定，所以有 代入数据则有 解得 故选B。 12. （2024·江苏省4月大联考）某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线的电阻，灯、规格相同。保持变压器A的输入电压不变，开关S断开时，灯正常发光，则（ ） A. 仅将滑片P上移，A的输入功率变大 B. 仅将滑片P上移，亮度不变 C. 仅闭合S，、均正常发光 D. 仅闭合S，输电线路输送效率减小 【答案】D 【解析】AB．仅将滑片P上移，则升压变压器的副线圈匝数变小，所以输出电压变小，相应的B变压器的输入电压降低，输出电压也降低，所以L1两端电压变小，L1的功率变小，则B变压器的输出功率变小，则A变压器的输入功率也变小，故AB错误； CD．仅闭合S，则B变压器的负载电阻变小，输出总电流变大，相应的输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，B变压器的输入电压变小，输出电压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡不能正常发光，设A变压器的输出电压为，B变压器的输入电压为，则输电线路输送效率为 其中 输电线电流增大，则输电线路输送效率减小，故C错误，D正确。 故选D。 13. （2024·江西省九江市·二模）（多选）如图所示是磁吸基座无线充电器，当送电线圈通入的交流电源后，手机上的受电线圈产生感应电流，手机即进入“无线超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V，充电电流为5A，充电基座送电线圈接有理想电流表，受电线圈接有电阻，线圈电阻不计且充电过程中不计一切能量损失，则（　　） A. 电流表的示数为0.5A B. 此无线充电器的耗电功率是100W C. 送电线圈与受电线圈的匝数比为 D. 若此手机的电池容量为5000mAh，则超充模式下的充电时间为75分钟 【答案】AC 【解析】C．根据原副线圈的电压与匝数的关系可得 代入数据解得 即送电线圈与受电线圈的匝数之比为10:1，故C正确； A．由匝数比可知原线圈电流应为 即电流表的示数为0.5A，故A正确； B．充电器消耗的总功率为 故B错误； D．由容量单位可知，手机充电时间为电池容量与充电电流的比值，即 故D错误。 故选AC。 14. （2024·江西省九江市·二模）如图甲所示，两根光滑平行导轨固定在水平面内，相距为L，电阻不计，整个导轨平面处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为R的电阻，沿导轨方向建立x坐标轴。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置在处。在金属棒ab上施加x轴方向的外力F，使金属棒开始做简谐运动，当金属棒运动到时作为计时起点，其速度随时间变化的图线如图乙所示，其最大速度为。求： （1）简谐运动过程中金属棒的电流i与时间t的函数关系； （2）在时间内通过金属棒的电荷量； （3）在时间内外力F所做的功； （4）外力F的最大值。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】（1）由图乙可知简谐运动的周期 由此可得 根据图像乙可知速度与时间的变化关系满足余弦函数，可得其关系为 由闭合回路的欧姆定律有 （2）根据对称性可知在时，金属棒到达 处，则在时间内通过金属棒的电荷量 （3）简谐运动过程回路电流为余弦式交流电，在0到时间内，电路产生热量 其中 ， 解得 设在0到的时间内外力所做的功为，安培力所做的功为，由动能定理得 其中 解得 （4）由牛顿第二定得 整理得 则外力F的最大值 15. （2024·辽宁省·二模）（多选）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的。用户得到的电压为，则下列说法正确的是（　　） A. 升压变压器原、副线圈匝数比为 B. 降压变压器原、副线圈匝数比为 C. 用户增多，变小 D. 用户增多，、均变大 【答案】AC 【解析】A．升压变压器原线圈电流 升压变压器原、副线圈匝数比为 联立得 故A正确； B．降压变压器功率 降压变压器副线圈电流 降压变压器原、副线圈匝数比 得 故B错误； C．用户增多，变小，降压变压器输出功率增大，输电线电流增大，输电线上损失的功率增大，变小，故C正确； D．用户增多，输电线电流增大，输电线电压增大 U1、U2不变，则减小，减小，故D错误。 故选AC。 16. （2024·宁夏中卫市·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 原线圈的输入功率为W B. 电流表的读数为1A C. 电压表的读数为V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 【答案】B 【解析】ABC．根据题已知，理想变压器接在最大电动势为的交流电源上，则可知理想变压器原线圈两端电压的有效值为 根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得副线圈两端的电压 即电压表读数为110V，则副线圈所在回路中的电流 而根据变压器原副线圈所在回路中的电流比等于匝数的反比可得 则电流表的读数为1A，由此可得原线圈的输入功率为 故AC错误，B正确； D．根据交流电瞬时电压的表达式 可得 而 则可得 故D错误。 故选B。 17. （2024·青海省玉树州·第四次联考）（多选）如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为L的单匝金属线框abcd以MN为对称轴放置在纸面内，以角速度ω绕轴MN匀速转动，产生电流的最大值为Im，则下列说法正确的是（　　） A. 转一圈，电流方向改变两次 B. 电流的有效值等于 C. b、c两端电压的最大值为 D. 线圈中的电热功率为 【答案】AC 【解析】A．当线圈经过中性面时，电流方向改变，所以一个周期内，电流方向改变两次，故A正确； B．由于线圈转动过程中形成正弦式交变电流，所以电流的有效值为 故B错误； C．b、c两端电压的最大值为 故C正确； D．线圈中的电热功率为 故D错误。 故选AC。 18. （2024·山东潍坊市·三模）如图甲所示，小型交流发电机通过电刷和理想变压器原线圈连接，变压器副线圈两端接电阻R。已知发电机线圈匝数为10，变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，变压器原线圈中电流随时间变化规律如图乙所示，则发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，设发电机线圈面积为S、匝数为N，原线圈回路总电阻为R总，原线圈位置磁感应强度为B，则原线圈通过的电荷量为 其中 ， 解得 再根据 可知发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 故选C。 19. （2024·陕西省商洛市·二模）（多选）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且，当用户数量增加后，下列表述正确的是（　　） A. 用户的总电阻减小 B. 输电线的损耗功率减小 C. 升压变压器原线圈电压的有效值大于降压变压器副线圈电压的有效值 D. 用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率 【答案】AC 【解析】A．因为用户是并联关系，所以用户数量增加后，根据并联电阻的特点可知，用户的总电阻减小，故A正确； B．用户数量增加后，用户消耗的总电功率增加，所以降压变压器副线圈中的电流增加，根据 可知输电线中的电流增大，所以输电线的损耗功率 增大，故B错误； C．根据变压器的匝数与电压的关系有 可得 由 联立可得 所以 故C正确； D．由于用户消耗的总电功率增加，输电线路上的电流增大，输电线损失的功率变大，所以用户端变化的功率小于升压变压器变化的功率，故D错误。 故选AC。 20. （2024·天津和平区·二模）“西电东送”是国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂输出的电压恒为U，通过升压变压器将电压升高至kU向远处输电，在用户端用降压变压器把电压仍降为U供用户使用，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器原线圈匝数为副线圈匝数的k倍 B. 若用户功率增大，则输电线上损失的功率也增大 C. 若用户功率增大，升压变压器的输出电压也增大 D. 若用户功率增大，降压变压器输出电压也增大 【答案】B 【解析】A．升压变压器次级电压为kU，由于导线上有电压损失则降压变压器初级电压小于kU，而次级电压等于U，则降压变压器原线圈匝数与副线圈匝数比小于k，选项A错误； BCD．若用户功率增大，升压变压器的输入功率变大，而输入电压不变，则升压变压器的输出电压不变，输出功率变大，输出电流变大，输电线上的电流变大，则输电线上损失的功率也增大，输电线上的电压损失变大，降压变压器的初级电压减小，则降压变压器的输出电压减小，选项B正确，CD错误。 故选B。 21. （2024·浙江省宁波“十校”3月联考）如图甲、乙所示为某家庭应急式手动发电机的两个截面示意图。推动手柄使半径为r的圆形线圈a沿轴线往复运动，其运动的图像为如图丙所示的正弦曲线，最大速度为。已知线圈匝数为n，电阻不计，所在位置磁感应强度大小恒为B，理想变压器原、副线圈匝数之比为k，两灯泡电阻均为R，A为理想交流电流表，闭合开关S，下列说法正确的是（ ） A. 两端电压最大值为 B. 电流表A的读数为 C. 线圈a的输出功率为 D. 若断开开关S，中电流不变，原线圈中电流亦不变 【答案】C 【解析】A．由图像可知，发电机产生正弦式交流电，产生电压的最大值为 根据原副线圈匝数比，副线圈电压即两端电压最大值为 A错误； B．副线圈电压有效值为 两灯泡并联总电阻为，电流表A的读数为 B错误； C．理想变压器线圈a的输出功率为 C正确； D．若断开开关S，副线圈电压不变，则中电流不变，但副线圈电流减半，则原线圈中电流减半，D错误。 故选C。 22. （2024·广东多校联考·三模）压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随作用的压力变化而改变。某兴趣小组利用如图甲所示的电路测量某压力传感器在不同压力下的阻值。请回答以下问题： （1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的触头P滑至________端（选填“a”或“b”）； （2）通过多次实验，该兴趣小组测得了多组关于阻值、压力F的数据，并在图乙中描出了相应点，请根据图乙中所描点大致画出阻值随压力F变化的图像； （3）将阻值随压力F的变化率记作压力传感器的灵敏度，由图乙可知，在实验测量数据范围内，压力越大，灵敏度越________（选填“高”或“低”）。 【答案】（1）a （2）见解析 （3）低 【解析】【小问1详解】 闭合开关S前，应将滑动变阻器的触头P滑至a端。 【小问2详解】 如图 【小问3详解】 由图乙可知，在实验测量数据范围内，压力越大，图像斜率绝对值越小，灵敏度越低。 23. （2024·陕西省商洛市·二模）为研究某种热敏电阻（时阻值约为）的特性并将其制成体温报警器，某同学将该热敏电阻置于保温箱中，按照图甲所示的电路利用以下器材进行实验： A.电源E（电动势为，内阻可忽略不计）； B.电流表A1（，内阻可忽略不计）； C.电流表A2（，内阻可忽略不计）； D.电压表V（，内阻约为）； E.滑动变阻器R（，允许通过的最大电流为）。 （1）图甲中A应选择的电流表是________。（填器材前的字母） （2）调节保温箱中的温度，记录电压表和电流表的示数，计算出热敏电阻的阻值。当温度为时，电压表和电流表的示数分别为和，则此时热敏电阻的阻值为________。（计算结果保留三位有效数字）多次测量的数据如下： 电阻 3.22 3.12 3.02 2.92 2.82 温度 35 36 37 38 39 （3）利用该热敏电阻制作的体温报警器，其电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源 （电动势为，内阻可忽略不计）；当图中的输出电压达到或超过时，便触发报警器（图中未画出）报警，则图乙中_______（填“”或“”）应使用热敏电阻；若要求开始报警时的温度为，则另一定值电阻的阻值应为_________。（计算结果保留三位有效数字） 【答案】 ①. C ②. ③. ④. 【解析】（1）[1]通过热敏电阻的电流约为 故应选C； （2）[2]此时热敏电阻的阻值为 （3）[3]根据串联分压可知，电阻越大分压越多，而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，即温度越高热敏电阻两端电压越小，由题意可知图中的输出电压达到或超过时，才会报警，所以是热敏电阻； [4]由表格中数据可知温度升高一度，热敏电阻减少0.1kΩ，所以温度为时，则有 可得 由 可得 24. (2023·四川遂宁市模拟)高速路入口都安装有称量汽车重量的地磅．如图甲所示是某工厂生产的小型地磅结构图和电路图，其中R是压敏电阻，质量m0＝500 kg的秤台平放在压敏电阻上，被称汽车停放在秤台上．已知电路中电源电动势为26 V、内电阻r＝10 Ω，电流表量程为0.3 A、内阻RA＝10 Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为500 Ω.如图乙是压敏电阻的阻值R随压力F变化曲线．某设计人员对电流表上刻度重新赋值，使之能够从表盘上直接读出秤台上汽车的质量，他先后进行了以下操作．重力加速度g＝10 m/s2. (1)断开开关S，撤去秤台上的汽车，把多用电表的旋钮旋到欧姆挡“×10挡”，通过正确调零后，用红、黑表笔接在压敏电阻两端，多用电表的表针指到如图丙所示位置，则压敏电阻R此时的电阻值为________ Ω. (2)闭合开关S，设计人员通过调节滑动变阻器，使电流表读数为0.10 A，并在此处标注为0 kg，则此时滑动变阻器R′接入电路的电阻值为________ Ω；2 500 kg处应标注在________ A处． (3)设计人员按上述操作逐个刻度赋值后，经长时间使用，发现电池的电动势略有减小、内电阻有所增大．他重新调节滑动变阻器，使秤台空载时电流表读数仍为0.10 A，然后再去测量汽车的重量．您认为现在的测量值相比汽车真实重量________(选填“偏大”“偏小”或“不变”) 答案　(1)160　(2)80　0.13　(3)偏小 解析　(1)欧姆挡选择“×10挡”，则阻值为16.0×10 Ω＝160 Ω. (2)当仅有秤台时，压敏电阻的阻值为160 Ω，根据闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋R′＋RA＋r)，解得R′＝80 Ω，2 500 kg的物体在秤台上时，此时压力为(2 500＋500)×10 N＝3×104 N，压敏电阻的阻值约为100 Ω，根据闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋R′＋RA＋r)，解得I1＝0.13 A. (3)根据E＝I(R＋R′＋RA＋r)，可得R＝－R′－RA－r，电池的电动势偏小，则相同的电流下，R的阻值偏小，结合题图乙可知汽车的质量的测量值偏小． 25. (2023·上海市模拟)力传感器是高中物理实验中常见的一种传感器，它通过敏感元件把待测力这一物理量转化为相应的电信号来进行测量． (1)如图(a)所示，R1、R2、R3、R4为四个完全相同的应变片，弹性梁在外力的作用下产生形变时，应变片随之被拉伸或压缩，拉伸时电阻值变大，压缩时电阻值变小．现将R2、R3两个应变片粘贴在弹性梁的上表面，R1、R4两个应变片粘贴在弹性梁的下表面．当弹性梁右端受力向下弯曲时，R2、R3的电阻值________，R1、R4的电阻值________(均选填“变大”“变小”或“不变”)． 采用如图(b)所示的电路图测量电路，已知电源电动势为E，内阻不计．每片应变片的初始电阻为R0.当弹性梁右端受到外力作用，四个应变片电阻变化量的绝对值均为Δx，则A、B两端的电压UAB＝______. (2)如图(c)所示为半导体薄膜压力传感器的电阻值R随压力F变化的图线．读图可知，压力为1 N时该图像的斜率为__________ kΩ/N，压力为5 N时该图像的斜率为________ kΩ/N.要使传感器对力的变化测量较为灵敏，应选择在区间__________(选填“1 N”或“5 N”)附近． 答案　(1)变大　变小　E　(2)24　1.75　1 N 解析　(1)当弹性梁右端受力向下弯曲时，R2、R3拉伸，电阻变大，R1、R4压缩，电阻变小．R1两端电压U1＝E，R3两端电压U3＝E，所以UAB＝|U1－U3|＝E. (2)压力为1 N时该图像的斜率为k＝ kΩ/N＝24 kΩ/N，压力为5 N时该图像的斜率为k′＝ kΩ/N＝1.75 kΩ/N，要使传感器对力的变化测量较为灵敏，则压力改变量相同的情况下，电阻变化大，即斜率大的更灵敏，故在1 N附近． 26. (2023·上海市模拟)以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是(　　) A．电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场 B．电磁波是机械波，传播需要介质 C．电磁波的传播速度是3×108 m/s D．电磁波是一种物质，可在真空中传播 答案　D 解析　变化的电场与变化的磁场相互联系，它们统称为电磁场，选项A错误；电磁波不是机械波，传播不需要介质，选项B错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，选项C错误；电磁波是一种物质，可在真空中传播，选项D正确． 27. (2023·北京市模拟)使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为(2.4～2.48)×109 Hz.已知可见光的波段为(3.9～7.5)×1014 Hz，则蓝牙通信的电磁波(　　) A．是蓝光 B．波长比可见光短 C．比可见光更容易发生衍射现象 D．在真空中的传播速度比可见光小 答案　C 解析　根据题意可知，蓝牙通信的电磁波频率低于可见光频率，所以蓝牙通信的电磁波不可能是蓝光，故A错误；因为蓝牙通信的电磁波频率低于可见光频率，根据c＝λf可知，波长比可见光长，故B错误；因为波长比可见光长，所以更容易发生衍射现象，故C正确；所有电磁波在真空中传播速度都为光速，是一样的，故D错误． 28. (2023·天津市模拟)(多选)下列说法正确的是(　　) A．LC电路产生电磁振荡的过程中，回路电流值最小时刻，磁场能最小 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．无线电波发射接收过程中，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐 D．空调遥控器是利用发射紫外线来控制空调的 答案　AC 解析　LC电路产生电磁振荡的过程中，回路电流值最小时刻，磁场能最小，而电容器所带电荷量最大，故A正确；均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，故B错误；无线电波发射接收过程中，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，故C正确；空调遥控器是利用发射红外线来控制空调的，故D错误． 29. (2023·山东泰安市模拟)关于电磁波谱，下列说法中正确的是(　　) A．红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用 B．紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康 C．X射线、γ射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应 D．手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象 答案　D 解析　有温度的物体都会发射红外线，A错误；紫外线的频率比可见光高，B错误；X射线、γ射线频率较高，波动性较弱，粒子性较强，较易发生光电效应，C错误；手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象，D正确． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。 2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。 近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。 必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。 名校模拟探源：精选适量名校模拟题，发掘高考命题之源。 交变电流命题解读 考向 考查统计 本类试题主要考查交变电流的产生、变化规律、变压器及远距离输电。 考向一 发电装置 2024·新课标卷，7 2024·上海卷， 2023·湖南卷，9 2023·辽宁卷，4 2022·浙江1月，9 2022·广东卷，4 2022·河北卷，3 2021·江苏卷，12 2021·辽宁卷，5 考向二 交流变化规律 2024·广东卷，1 2024·河北卷，4 2024·山东卷，8 2023·广东卷，6 2021·北京卷，5 2021·天津卷，3 2021·浙江卷，5 考向三 变压器 2024·北京卷，5 2024·辽宁卷，13 2024·全国甲卷，6 2023·北京卷，7 2023·海南卷，11 2023·山东卷，7 2023·浙江6月，19 2023·重庆卷，12 2022·浙江6月，5 2022·北京卷，4 考向四 远距离输电 2024·湖南卷，6 2023·天津卷，6 2023·浙江6月，7 2021·山东卷，9 考向五 联系实际 2024·浙江1月，5 2024·甘肃卷，6 2022·重庆卷，3 2021·广东卷，7 电磁振荡、电磁波及传感器命题解读 考向 考查统计 本类试题主要考查电磁场与电磁波及各种传感器。 考向六 电磁场与电磁振荡 2024·浙江1月，14 2020·浙江1月，8 考向七 电磁波 2024·上海卷，3 2021·浙江卷，8 2020·江苏卷，13 考向八 传感器 2024·全国甲卷，10 2023·浙江1月，14 2023·湖南卷，12 2023·浙江6月，19 2022·广东卷，12 2022·湖北卷，12 2022·重庆卷，11 2022·河北卷，12 2021·广东卷，12 2021·山东卷，14 考向九 联系实际 2024·北京卷，13 命题分析 2024年高考大部分卷区物理试题均考查了交变电流、电磁场、电磁波及传感器的规律。预测2025年高考很多地区将继续考查。 试题精讲 考向一 发电装置 1. （2024年新课标卷第7题）（多选）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（　　） A. 电流最小 B. 电流最大 C. 电流方向由P指向Q D. 电流方向由Q指向P 2. （2024·上海卷）自行车发电照明系统 某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与标有“12V，6W”的灯泡相连。当车轮匀速转动时，发电机榆出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。 （2024·上海卷·第12题）在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中 （1）通过的电流方向（在图中用箭头标出）；_____ （2）中的电流_____ A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 （2024·上海卷·第13题）若发电机线圈电阻为2Ω，车轮以某一转速n转动时，恰能正常发光。将更换为标有“24V，6W”的灯泡，当车轮转速仍为n时 （1）两端的电压_____ A．大于12V B．等于12V C．小于12V （2）消耗的功率_____ A．大于6W B．等于6W C．小于6W （2024·上海卷·第14题）利用理想变压器将发电机输出电压变压后对标有“24V，6W”的灯泡供电，使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数比，该变压器原线圈两端的电压为______V。 （2024·上海卷·第15题）在水平路面骑行时，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力。已知空气阻力与车速成正比，忽略发电机内阻。 （1）在自行车匀加速行驶过程中，发电机输出电压u随时间t变化的关系可能为_____ A．B．C．D． （2）无风时自行车以某一速度匀速行驶，克服空气阻力的功率，车灯的功率为。为使车灯的功率增大到，骑车人的功率P应为_____ 考向二 交流变化规律 3. （2024年广东卷第1题）将阻值为的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 通过电阻电流的峰值为 C. 电阻在1秒内消耗的电能为 D. 电阻两端电压表达式为 4. （2024年河北卷第4题）为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（ ） A. B. C. D. 5. （2024年山东卷第8题）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（　　） A. B. C. D. 考向三 变压器 6. （2024年北京卷第5题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为0.5A C. 原、副线圈匝数之比为1∶4 D. 原线圈的输入功率为12W 7. （2024年辽宁卷第13题）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。 （1）求变压器的输出功率P； （2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。 8. （2024年全国甲卷第6题）（多选）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压不变的情况下，为提高的热功率，可以（　　） A. 保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 B. 将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变 C. 将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 D. 将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动 考向四 远距离输电 9. （2024年湖南卷第6题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（ ） A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4P B. 输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4P C. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8P D. 若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P 考向五 联系实际 10. （2024年1月浙江卷第5题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电，经原、副线圈匝数分别为和的变压器升压至峰值大于，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（　　） A. B. C. 用电压表测原线圈两端电压，示数为 D. 副线圈输出交流电压的频率是 11. （2024年甘肃卷第6题）工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是（　　） A. 金属中产生恒定感应电流 B. 金属中产生交变感应电流 C. 若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D. 若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 考向六 电磁场与电磁振荡 12. （2024年1月浙江卷第14题）（多选）下列说法正确的是（　　） A. 相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱 B. 具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同 C. 电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量 D. 自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化 考向七 电磁波 13. （2024·上海卷·第3题）车载雷达系统可以发出激光和超声波信号，其中（　　） A. 仅激光是横波 B. 激光与超声波都是横波 C. 仅超声波横波 D. 激光与超声波都不是横波 考向八 传感器 14. （2024年全国甲卷第10题）电阻型氧气传感器阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为、、、、）。 （1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整_____，使其能对传感器定标； （2）连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口； （3）把滑动变阻器的滑片滑到_____端（填“a”或“b”），闭合开关； （4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为，记录电压表的示数U； （5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）； （6）获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图（b）中；氧气含量为时电压表的示数如图（c），该示数为______V（结果保留2位小数）。 现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为_____（结果保留整数）。 考向一 发电装置 1. （2023年湖南卷第9题）（多选）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为的正方形，共匝，总阻值为。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场。 大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ） A. 线圈转动的角速度为 B. 灯泡两端电压有效值为 C. 若用总长为原来两倍相同漆包线重新绕制成边长仍为的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为 D. 若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮 2. （2023年辽宁卷第4题）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. （2022年浙江1月卷第9题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中线圈转动区域磁场可视匀强磁场 B. 乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 C. 甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电 D. 乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电 4. （2022年广东卷第4题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（　　） A. 两线圈产生的电动势的有效值相等 B. 两线圈产生的交变电流频率相等 C. 两线圈产生的电动势同时达到最大值 D. 两电阻消耗的电功率相等 5. （2022年河北卷第3题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电压为 B. 发电机输出交变电流的频率为 C. 变压器原、副线圈的匝数比为 D. 发电机产生的瞬时电动势 6. （2021年江苏卷第12题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求： （1）线圈中感应电动势的有效值E； （2）线圈的输出功率P。 7. （2021年辽宁卷第5题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为（　　） A. B. C. D. 考向二 交流变化规律 8. （2023年广东卷第6题）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（ ） A. B. C. D. 9. （2021年北京卷第5题）一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在t0.4 s时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为0.5 s C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为 10. （2021年天津卷第3题）如图所示，闭合开关后，的电阻两端的交流电压为，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A. 该交流电周期为 B. 电压表的读数为 C. 电流表的读数为 D. 电阻的电功率为 11.（2021年浙江卷第5题） 如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（　　） A. B. C. D. 考向三 变压器 12. （2023年北京卷第7题）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ） A. 仅增加原线圈匝数 B. 仅增加副线圈匝数 C. 将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D. 将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈 13. （2023年海南卷第11题）（多选）下图是工厂利用的交流电给照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（ ） A. 电源电压有效值为 B. 交变电流的周期为 C. 副线圈匝数为180匝 D. 副线圈匝数为240匝 14. （2023年山东卷第7题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ） A. 发电机的输出电流为368A B. 输电线上损失的功率为4.8kW C. 输送给储能站的功率为408kW D. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44 15. （2023年浙江6月卷第19题）（多选）以下实验中，说法正确的是（ ） A. 在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 B. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积 C. “观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大 D. “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零 16. （2023年重庆卷第12题）一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。题图1为实验电路图，其中L1和L2为变压器的原、副线圈，S1和S2为开关，P为滑动变阻器Rp的滑片，R为电阻箱，E为正弦式交流电源（能输出电压峰值不变、频率可调的交流电）。 （1）闭合S1，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数_______（选填 “变大”“不变”“ 变小”）。 （2）保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为2500 mV时，用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为_______（保留3位有效数字）。 （3）闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50 Hz、1000 Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L2两端的电压U，得到U-R关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为20 Ω的负载R0替换电阻箱R，由图可知，当频率为1000 Hz时，R0两端的电压为_______mV；当频率为50 Hz 时，为保持R0两端的电压不变，需要将R0与一个阻值为_______Ω的电阻串联。（均保留3位有效数字） 17. （2022年浙江6月卷第5题）下列说法正确的是（ ） A. 恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 B. 小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向 C. 正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大 D. 升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率 18. （2022年北京卷第4题）某理想变压器原线圈接在的正弦交流电源上，副线圈输出电压为，输出电流为。该变压器（　　） A. 原、副线圈的匝数之比为100∶1 B. 输入电流为 C. 输入电流的最大值为 D. 原、副线圈交流电的频率之比为1∶100 19. （2022年湖北卷第9题）（多选）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　） A. 接收线圈的输出电压约为8 V B. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1 C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同 D. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同 20. （2022年湖南卷第6题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 21. （2022年山东卷第4题）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（　　） A. n1为1100匝，为 B. 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为 C. 若将R接在两端，R两端的电压为，频率为 D. 若将R接在两端，流过R的电流为，周期为 22. （2021年海南卷第9题）（多选）如图，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，为了使图中“，”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（　　） A. 仅将滑片P向上滑动 B. 仅将滑片P向下滑动 C. 仅在副线圈电路中并联一个阻值为的电阻 D. 仅在副线圈电路中串联一个阻值为的电阻 23. （2021年河北卷第8题）（多选）如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻的电流为 B. 电阻两端的电压为 C. 与的比值为 D. 发电机的功率为 24. （2021年湖北卷第6题） 如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　） A. 电流表A1示数减小 B. 电流表A2示数增大 C. 原线圈输入功率先增大后减小 D. 定值电阻R消耗的功率先减小后增大 25. （2021年湖南卷第6题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　） A. L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B. L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C. L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 考向四 远距离输电 26. （2023年天津卷第6题）（多选）“西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域需要远距离输电。图为远距离交流输电的示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，R为输电导线的电阻，的副线圈并联多个用电器，下列说法正确的是（　　） A. 输出电压等于输入电压 B. 输出功率大于输入功率 C. 用电器增多后，R消耗的功率减小 D. 用电器增多后，输出电压降低 27. （2023年浙江6月卷第7题）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（　　） A. 送电端先升压再整流 B. 用户端先降压再变交流 C. 1100kV是指交流电的最大值 D. 输电功率由送电端电压决定 28. （2021年山东卷第9题）（多选）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 考向五 联系实际 29. （2022年重庆卷第3题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为的交流电后能正常工作，则（　　） A. 卤素灯两端的电压有效值为 B. 变压器原、副线圈的匝数比为55∶3 C. 流过卤素灯的电流为 D. 卤素灯的电阻为 30. （2021年广东卷第7题）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为10Hz B. 副线圈两端电压最大值为3V C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率 考向六 电磁场与电磁振荡 31. (2020·浙江1月选考·8)如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电．t＝0时开关S打到b端，t＝0.02 s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值．则(　　) A．LC回路的周期为0.02 s B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大 C．t＝1.01 s时线圈中磁场能最大 D．t＝1.01 s时回路中电流沿顺时针方向 考向七 电磁波 32. （2021年浙江卷第8题）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　） A. B. C. D. 33. (2020·江苏卷·13B(1))(多选)电磁波广泛应用在现代医疗中．下列属于电磁波应用的医用器械有(　　) A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机 C．治疗咽喉炎的超声波雾化器 D．检查血流情况的“彩超”机 考向八 传感器 34、（2023年1月浙江卷第14题）（多选）下列说法正确的是( ) A.利用电容传感器可制成麦克风 B.物体受合外力越大，则动量变化越快 C.利用红外传感器可制成商场的自动门 D.牛顿运动定律不适用，则动量守恒定律也不适用 35.（2023年湖南卷第12题）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）． （1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是____; （2）适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为_____（用表示）； （3）依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数，所测数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 电压 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图（c）上描点，绘制关系图线_____； （4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是_____（重力加速度取，保留2位有效数字）； （5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则_____（填“>”“=”或“<”）． 36. （2023年浙江6月卷第19题）（多选）以下实验中，说法正确的是（ ） A. 在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小 B. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面积 C. “观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度升高，金属热电阻阻值增大 D. “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零 37.（2022年广东卷第12题） 弹性导电绳逐步成为智能控制系统中部分传感器的敏感元件，某同学测量弹性导电绳的电阻与拉伸后绳长之间的关系，实验过程如下： （1）装置安装和电路连接；如图（a）所示，导电绳的一端固定，另一端作为拉伸端，两端分别用带有金属夹A、B的导线接入如图（b）所示的电路中。 （2）导电绳拉伸后的长度L及其电阻Rx的测量 ①将导电绳拉伸后，用刻度尺测量并记录A、B间的距离，即为导电绳拉伸后的长度L。 ②将滑动变阻器R的滑片滑到最右端。断开开关S2，闭合开关S1，调节R，使电压表和电流表的指针偏转到合适位置。记录两表的示数U和I1。 ③闭合S2，电压表的示数__________（选填“变大”或“变小”）。调节R使电压表的示数仍为U，记录电流表的示数I2，则此时导电绳的电阻Rx = __________（用I1、I2和U表示）。 ④断开S1，增大导电绳拉伸量，测量并记录A、B间的距离，重复步骤②和③。 （3）该电压表内阻对导电绳电阻的测量值__________（选填“有”或“无”）影响。 （4）图11(c）是根据部分实验数据描绘的Rx—L图线。将该导电绳两端固定在某种机械臂上，当机械臂弯曲后，测得导电绳的电阻Rx为1.33kΩ，则由图线可读出导电绳拉伸后的长度为__________cm，即为机械臂弯曲后的长度。 38. （2022年湖北卷第12题）某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。 （1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率理论值为_______。 （2）由图乙得:直线的斜率为______，小钢球的重力为_______N。（结果均保留2位有效数字） （3）该实验系统误差的主要来源是______（单选，填正确答案标号）。 A．小钢球摆动角度偏大 B．小钢球初始释放位置不同 C．小钢球摆动过程中有空气阻力 39. （2022年重庆卷第11题）某兴趣小组研究热敏电阻在通以恒定电流时，其阻值随温度的变化关系。实验电路如图所示，实验设定恒定电流为50.0μA，主要实验器材有：恒压直流电源E、加热器、测温仪、热敏电阻RT、可变电阻R1、电流表A、电压表V。 （1）用加热器调节RT的温度后，为使电流表的示数仍为50.0μA，须调节___________（选填一种给定的实验器材）。当RT两端未连接电压表时，电流表示数为50.0μA；连接电压表后，电流表示数显著增大，须将原电压表更换为内阻___________（选填“远大于”“接近”“远小于”）RT阻值的电压表。 （2）测得RT两端的电压随温度的变化如图所示，由图可得温度从35.0°C变化到40.0°C的过程中，RT的阻值随温度的平均变化率是___________（保留2位有效数字）。 40．(2022年·河北卷·12)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图甲所示．选用的器材有：限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合)；电饭煲的框架(结构如图乙所示)．自备元件有：加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ)；指示灯L1和L2(2.5 V,0.6 W，当电流低于30 mA时可视为熄灭)；保险丝T. (1)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是________(多选)． A．按下S1，L1和L2均发光 B．当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光 C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换 D．当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭 (2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常．在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件．下列操作步骤的正确顺序是__________(填写各步骤前的字母)． A．将选择开关旋转到“×100”位置 B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点 C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度 D．测量指示灯L1两端的阻值 E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡 操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图丙所示，可判断是________断路损坏；若指针如图丁所示，可判断是________断路损坏．(用电路中的元件符号表示) 41. （2021年广东卷第12题）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。 （1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。 （2）再按图连接好电路进行测量。 ①闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。 将温控室的温度设置为T，电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。 再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节和，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。 ②实验中记录的阻值_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值_____。 42. （2021年山东卷第14题）热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E（电动势，内阻r约为）； 电阻箱R（阻值范围）； 滑动变阻器（最大阻值）； 滑动变阻器（最大阻值）； 微安表（量程，内阻等于）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________（填“”或“”）。 （2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路__________。 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为___________（结果保留到个位），该测量值___________（填“大于”或“小于”）真实值。 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐___________（填“增大”或“减小”）。 考向九 联系实际 43. （2022年北京卷第13题）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于（、为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（　　） A. B. 为压力传感器 C. 若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低 D. 若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高 一、正弦式交变电流的产生及变化规律 1．产生 在匀强磁场中线圈绕垂直于磁场方向且与线圈共面的轴匀速转动． 2．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面转到中性面时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． 3．一个周期内线圈中电流的方向改变两次． 4．描述交变电流的物理量 (1)最大值 Em＝NBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关(均选填“有关”或“无关”)． (2)周期和频率 ①周期(T)：交变电流完成一次周期性变化所需的时间．单位是秒(s)，公式T＝. ②频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数．单位是赫兹(Hz)． ③周期和频率的关系：T＝或f＝. 5．交变电流的变化规律(线圈从中性面开始计时) 函数表达式 图像 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝Bscos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt 二、交变电流有效值的求解 1．有效值 让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等，则这个恒定电流的电流I与电压U就是这个交变电流的有效值． 2．正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I＝，U＝，E＝. 三、交变电流“四值”的理解和计算 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 计算线圈某时刻的受力情况 峰值 最大的瞬时值 Em＝NBSω Im＝ 讨论电容器的击穿电压 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 ＝N ＝ 计算通过导线横截面的电荷量 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 E＝ U＝ I＝ 适用于正(余)弦式交变电流 (1)交流电流表、交流电压表的示数 (2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等) (3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等) (4)没有特别加以说明的 四、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．实验原理 实验方法采用控制变量法 ①n1、U1一定，研究n2和U2的关系． ②n2、U1一定，研究n1和U2的关系． 2．实验器材 学生电源(低压交流电源，小于12 V)1个、可拆变压器1个、多用电表1个、导线若干． 3．实验过程 (1)保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究n2对副线圈电压U2的影响． ①估计被测电压的大致范围，选择多用电表交流电压挡适当量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电压挡的最大量程进行测量． ②组装可拆变压器：把两个线圈穿在铁芯上，闭合铁芯，用交流电压挡测量输入、输出电压． (2)保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响．重复(1)中步骤． 4．数据处理 由数据分析变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比与原、副线圈的匝数n1、n2之比的关系． 五、理想变压器的原理及应用 1．原理：电磁感应的互感现象． 2．基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出． (2)电压关系：＝. (3)电流关系：只有一个副线圈时＝. (4)频率关系：f出＝f入． 3．理想变压器的制约关系 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝U1 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1＝I2 4.含有多个副线圈的变压器 计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系： 电压关系：＝＝＝…＝ 功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn 电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn 六、理想变压器的动态分析 1．匝数比不变的分析思路 (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变． (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化． (3)I2变化引起P2变化，而P1＝P2，故P1发生变化． 2．负载电阻不变的分析思路 (1)U1不变，发生变化时，U2变化． (2)R不变，U2变化时，I2发生变化． (3)根据P2＝，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化． 七、远距离输电 如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户端的电压为U′，输电电流为I，输电线总电阻为R. 1．输电电流 I＝＝. 2．电压损失 (1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR. 3．功率损失 (1)ΔP＝P－P′＝ΔU·I； (2)ΔP＝I2R＝()2R 4．降低输电损耗的两个途径 (1)减小输电线的电阻R.由R＝ρ知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线． (2)减小输电导线中的电流．在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压． 5．理清输电电路图的三个回路(如图) (1)在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1. (2)在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线． (3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户． 6．抓住两组关联式 (1)理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：＝，＝，P1＝P2. (2)理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：＝，＝，P3＝P4. 7．掌握一个守恒观念 功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝I线2R线＝. 八、电磁振荡 1．振荡电路：产生大小和方向都做周期性迅速变化的电流(即振荡电流)的电路．由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路． 2．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地充电和放电，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器内的电场强度E、线圈内的磁感应强度B发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡． 3．电磁振荡中的能量变化 (1)放电过程中电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能． (2)充电过程中线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能． (3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化． 4．电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝2π. (2)频率f＝. 5．LC振荡电路充、放电过程的判断方法 根据电流流向判断 当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程 根据物理量的变化趋势判断 当电容器的带电荷量q(电压U、电场强度E)增大或电流i(磁感应强度B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程 根据能量判断 电场能增加时充电，磁场能增加时放电 九、电磁波的特点及应用 1．麦克斯韦电磁场理论 2．电磁波 (1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波． (2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速)． (3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小． (4)v＝λf，f是电磁波的频率． 3．电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制． (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变． ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变． 4．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象． (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路． (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波．检波是调制的逆过程，也叫作解调． 5．电磁波谱：按照电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱． 按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线． 6．电磁波谱分析及应用 电磁波谱 频率/ Hz 真空中波 长/m 特性 应用 递变规律 无线电波 ＜3×1011 ＞10－3 波动性强，易发生衍射 无线电技术 衍射能力减弱，直线传播能力增强 红外线 1011～1015 10－7～10－3 热效应 红外遥感 可见光 1015 10－7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015～1016 10－8～10－7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射线 1016～1019 10－11～10－8 穿透本领强 检查、医用透视 γ射线 ＞1019 ＜10－11 穿透本领更强 工业探伤、医用治疗 7.对电磁波的两点说明 (1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长，越容易产生干涉、衍射现象，波长越短，穿透能力越强． (2)同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同，不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小． 十、常见的传感器 1．传感器的工作原理：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出．通常转换成的可用信号是电压、电流等电学量，或转换为电路的通断．把非电学量转换为电学量，可以很方便地进行测量、传输、处理和控制． 2．传感器的核心元件 (1)敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分． (2)转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分． (3)信号调整与转换电路：能把输出的微弱的电信号放大的部分． 3．传感器的分类 工作原理 举例 物理传感器 利用物质的物理特性或物理效应感知并检测出待测对象信息 力传感器、磁传感器、声传感器等 化学传感器 利用电化学反应原理，把无机或有机化学物质的成分、浓度转换为电信号 离子传感器、气体传感器等 生物传感器 利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质 酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等 十一、常见敏感元件 1．光敏电阻 (1)特点：光照越强，电阻越小． (2)原因：光敏电阻的构成物质为半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能差；随着光照的增强，载流子增多，导电性变好． (3)作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量． 2．热敏电阻和金属热电阻 (1)热敏电阻 热敏电阻一般由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻减小，如图甲所示为某一热敏电阻的阻值随温度变化的特性曲线． (2)金属热电阻 有些金属的电阻率随温度的升高而增大，这样的电阻也可以制作温度传感器，称为热电阻，如图乙所示为某金属导线电阻的温度特性曲线． (3)作用：热敏电阻和金属热电阻都能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量． 注意：在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器． 3．电阻应变片 (1)电阻应变片的作用：电阻应变片能够把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量． (2)电子秤的组成及敏感元件：由金属梁和电阻应变片组成，敏感元件是应变片． (3)电子秤的工作原理 ⇒⇒⇒ 4．霍尔元件的应用 霍尔元件是根据霍尔效应原理制成的一种磁敏元件．一般用于电机中测定转子的转速，如录像机的磁鼓、电脑中的散热风扇等． (1)霍尔元件的工作原理：E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B时，薄片中的载流子就在洛伦兹力作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现电压(如图所示)． (2)霍尔元件在电流、电压稳定时，载流子所受静电力和洛伦兹力二力平衡． (3)霍尔电压：UH＝k(d为薄片的厚度，k为霍尔系数)．其中UH与B成正比，所以霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量． 十二、实验：利用传感器制作简单的自动控制装置 1. 门窗防盗报警装置 2. 光控开关 1. （2024·北京市海淀区·二模）类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是（　　） A. 变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率 B. 在国际单位制中，磁阻的单位可以表示为 C. 不考虑漏磁，图2所示的串联磁路满足Em=Φ(Rm1+ Rm2) D. 不考虑漏磁，在图3所示的并联磁路中，磁阻小的支路中磁感应强度一定大 2. （2024·福建省三明市·一模）如图，是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原副线圈匝数比为100∶1，乙图中原副线圈匝数比为1∶10，则（ ） A. 甲图中的电表是电压表，输电电压为2200V B. 甲图是电流互感器，输电电流是100A C. 乙图中的电表是电压表，输电电压为22000V D. 乙图是电流互感器，输电电流是100A 3. （2024·甘肃省白银市靖远县·三模）（多选）某发电机的模型如图所示，该发电机的线圈有30匝，线圈的总电阻为10Ω，围成的面积为，图中两电表均为理想交流电表，当线圈以的转速在磁感应强度大小为的匀强磁场中匀速转动时，标称（12V，3.6W）的灯泡L恰好正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 电流表的示数为0.3A B. 电压表的示数为15V C. 定值电阻R阻值为20Ω D. 通过灯泡L的电流方向每秒改变50次 4. （2024·广西南宁市、河池市等校联考·二模）（多选）如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为8和5，且原线圈两端的输入电压不变，所接的电表均为理想交流电表，两个定值电阻的阻值均为，滑动变阻器的最大阻值为，两个端点分别是，滑片为P，下列说法正确的是（　　） A. 在移动滑片P的过程中，电压表的示数会减小或增大 B. 滑片P由向移动的过程中，电流表的示数逐渐减小，的示数逐渐增大 C. 滑片P由向移动的过程中，滑动变阻器的电流会增大 D. 当滑片P位于点时，电源输出功率为 5. （2024·贵州省六校联盟·三模）（多选）特高压输电具有输电容量大、送电距离长、线路损耗少、占地面积少等优点，是目前世界上最先进的输电方式。我国已经掌握世界上最先进的高压输电技术，并在西电东输工程上效果显著。某发电厂从发电一运输一用户的输电全过程可简化为如图所示，在发电过程中，发电厂产生交流电通过升压变压器后，经远距离传输，再通过降压变压器供用户使用，假定在输电过程中，发电厂输出功率保持不变，输电线路电阻不变，变压器为理想变压器，用户接人电路均为纯电阻。下列说法正确的是（ ） A. 若只增大发电厂的输出电压，电流表的示数增大 B. 若只增大发电厂的输出电压，输电线上损耗的功率增大 C. 接入电路的用户越多，输电线上损耗的功率越大 D. 接入电路的用户增多，输电线上电压表与电流表示数变化量之比不变 6. （2024·海南省四校联考）（多选）边长为L的正方形单匝线框放置在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度为B，线框总电阻为r，若线框从图示位置开始以角速度ω绕轴匀速转动，则下列说法正确的是（　　） A. 线框产生的感应电动势最大值是 B. 线框产生的感应电动势有效值是 C. 线框所在平面和磁场的方向垂直时，回路电流最大 D. 线框所在平面和磁场的方向平行时，回路电流最大 7. （2024·河北·三模）如图甲所示，某理想变压器原线图接入如图乙所示的交流电源，副线圈所接的滑动变阻器的最大阻值为，电压表和电流表均为理想电表，原、副线圈的匝数比为6∶1。下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为 B. 副线圈两端的电压为 C. 原线圈所加电压的频率为 D. 电流表的最小示数为 8. （2024·河南省九师联盟·三模）如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为和，降压变压器原、副线圈的匝数分别为和，输电线上的电阻为R，变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出电压不变，当输电线上电流减少时，则用户端的电压增加（　　） A. B. C. D. 9. （2024·黑龙江名校联考·二模）如图所示是某款手摇点火器的原理图，当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度大小为，手摇发电机线圈的面积为，共50匝，不计内阻，变压器为理想变压器，其原、副线圈匝数比为。下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花 B. 只有当电压表示数超过50V时，点火器才能产生电火花 C. 线圈转速为2r/s时，点火器可以产生电火花 D. 线圈转速为5r/s时，1s内点火器可以产生10次电火花 10. （2024·湖北省十一校联考·二模）（多选）如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定交流电源上，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∶2。已知，R的最大阻值为20Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数变大，电流表示数变小 B. 电源的输出功率变大 C. 当时，滑动变阻器消耗的功率最大 D. 当时，电压表示数为48V 11. （2024·湖南省湘西州吉首市·三模）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（　　） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 12. （2024·江苏省4月大联考）某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线的电阻，灯、规格相同。保持变压器A的输入电压不变，开关S断开时，灯正常发光，则（ ） A. 仅将滑片P上移，A的输入功率变大 B. 仅将滑片P上移，亮度不变 C. 仅闭合S，、均正常发光 D. 仅闭合S，输电线路输送效率减小 13. （2024·江西省九江市·二模）（多选）如图所示是磁吸基座无线充电器，当送电线圈通入的交流电源后，手机上的受电线圈产生感应电流，手机即进入“无线超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V，充电电流为5A，充电基座送电线圈接有理想电流表，受电线圈接有电阻，线圈电阻不计且充电过程中不计一切能量损失，则（　　） A. 电流表的示数为0.5A B. 此无线充电器的耗电功率是100W C. 送电线圈与受电线圈的匝数比为 D. 若此手机的电池容量为5000mAh，则超充模式下的充电时间为75分钟 14. （2024·江西省九江市·二模）如图甲所示，两根光滑平行导轨固定在水平面内，相距为L，电阻不计，整个导轨平面处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为R的电阻，沿导轨方向建立x坐标轴。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置在处。在金属棒ab上施加x轴方向的外力F，使金属棒开始做简谐运动，当金属棒运动到时作为计时起点，其速度随时间变化的图线如图乙所示，其最大速度为。求： （1）简谐运动过程中金属棒的电流i与时间t的函数关系； （2）在时间内通过金属棒的电荷量； （3）在时间内外力F所做的功； （4）外力F的最大值。 15. （2024·辽宁省·二模）（多选）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的。用户得到的电压为，则下列说法正确的是（　　） A. 升压变压器原、副线圈匝数比为 B. 降压变压器原、副线圈匝数比为 C. 用户增多，变小 D. 用户增多，、均变大 16. （2024·宁夏中卫市·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 原线圈的输入功率为W B. 电流表的读数为1A C. 电压表的读数为V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 17. （2024·青海省玉树州·第四次联考）（多选）如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。边长为L的单匝金属线框abcd以MN为对称轴放置在纸面内，以角速度ω绕轴MN匀速转动，产生电流的最大值为Im，则下列说法正确的是（　　） A. 转一圈，电流方向改变两次 B. 电流的有效值等于 C. b、c两端电压的最大值为 D. 线圈中的电热功率为 18. （2024·山东潍坊市·三模）如图甲所示，小型交流发电机通过电刷和理想变压器原线圈连接，变压器副线圈两端接电阻R。已知发电机线圈匝数为10，变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，变压器原线圈中电流随时间变化规律如图乙所示，则发电机线圈从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为（ ） A. B. C. D. 19. （2024·陕西省商洛市·二模）（多选）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其能减少损耗、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某远距离输电示意图如图所示，发电机输出的正弦交流电压的有效值、输电线的电阻和理想变压器的匝数均不变，且，当用户数量增加后，下列表述正确的是（　　） A. 用户的总电阻减小 B. 输电线的损耗功率减小 C. 升压变压器原线圈电压的有效值大于降压变压器副线圈电压的有效值 D. 用户端变化的功率等于升压变压器变化的功率 20. （2024·天津和平区·二模）“西电东送”是国家重大工程。如图为某水电站远距离输电的原理图，发电厂输出的电压恒为U，通过升压变压器将电压升高至kU向远处输电，在用户端用降压变压器把电压仍降为U供用户使用，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器原线圈匝数为副线圈匝数的k倍 B. 若用户功率增大，则输电线上损失的功率也增大 C. 若用户功率增大，升压变压器的输出电压也增大 D. 若用户功率增大，降压变压器输出电压也增大 21. （2024·浙江省宁波“十校”3月联考）如图甲、乙所示为某家庭应急式手动发电机的两个截面示意图。推动手柄使半径为r的圆形线圈a沿轴线往复运动，其运动的图像为如图丙所示的正弦曲线，最大速度为。已知线圈匝数为n，电阻不计，所在位置磁感应强度大小恒为B，理想变压器原、副线圈匝数之比为k，两灯泡电阻均为R，A为理想交流电流表，闭合开关S，下列说法正确的是（ ） A. 两端电压最大值为 B. 电流表A的读数为 C. 线圈a的输出功率为 D. 若断开开关S，中电流不变，原线圈中电流亦不变 22. （2024·广东多校联考·三模）压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随作用的压力变化而改变。某兴趣小组利用如图甲所示的电路测量某压力传感器在不同压力下的阻值。请回答以下问题： （1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的触头P滑至________端（选填“a”或“b”）； （2）通过多次实验，该兴趣小组测得了多组关于阻值、压力F的数据，并在图乙中描出了相应点，请根据图乙中所描点大致画出阻值随压力F变化的图像； （3）将阻值随压力F的变化率记作压力传感器的灵敏度，由图乙可知，在实验测量数据范围内，压力越大，灵敏度越________（选填“高”或“低”）。 23. （2024·陕西省商洛市·二模）为研究某种热敏电阻（时阻值约为）的特性并将其制成体温报警器，某同学将该热敏电阻置于保温箱中，按照图甲所示的电路利用以下器材进行实验： A.电源E（电动势为，内阻可忽略不计）； B.电流表A1（，内阻可忽略不计）； C.电流表A2（，内阻可忽略不计）； D.电压表V（，内阻约为）； E.滑动变阻器R（，允许通过的最大电流为）。 （1）图甲中A应选择的电流表是________。（填器材前的字母） （2）调节保温箱中的温度，记录电压表和电流表的示数，计算出热敏电阻的阻值。当温度为时，电压表和电流表的示数分别为和，则此时热敏电阻的阻值为________。（计算结果保留三位有效数字）多次测量的数据如下： 电阻 3.22 3.12 3.02 2.92 2.82 温度 35 36 37 38 39 （3）利用该热敏电阻制作的体温报警器，其电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源 （电动势为，内阻可忽略不计）；当图中的输出电压达到或超过时，便触发报警器（图中未画出）报警，则图乙中_______（填“”或“”）应使用热敏电阻；若要求开始报警时的温度为，则另一定值电阻的阻值应为_________。（计算结果保留三位有效数字） 24. (2023·四川遂宁市模拟)高速路入口都安装有称量汽车重量的地磅．如图甲所示是某工厂生产的小型地磅结构图和电路图，其中R是压敏电阻，质量m0＝500 kg的秤台平放在压敏电阻上，被称汽车停放在秤台上．已知电路中电源电动势为26 V、内电阻r＝10 Ω，电流表量程为0.3 A、内阻RA＝10 Ω，滑动变阻器R′的最大阻值为500 Ω.如图乙是压敏电阻的阻值R随压力F变化曲线．某设计人员对电流表上刻度重新赋值，使之能够从表盘上直接读出秤台上汽车的质量，他先后进行了以下操作．重力加速度g＝10 m/s2. (1)断开开关S，撤去秤台上的汽车，把多用电表的旋钮旋到欧姆挡“×10挡”，通过正确调零后，用红、黑表笔接在压敏电阻两端，多用电表的表针指到如图丙所示位置，则压敏电阻R此时的电阻值为________ Ω. (2)闭合开关S，设计人员通过调节滑动变阻器，使电流表读数为0.10 A，并在此处标注为0 kg，则此时滑动变阻器R′接入电路的电阻值为________ Ω；2 500 kg处应标注在________ A处． (3)设计人员按上述操作逐个刻度赋值后，经长时间使用，发现电池的电动势略有减小、内电阻有所增大．他重新调节滑动变阻器，使秤台空载时电流表读数仍为0.10 A，然后再去测量汽车的重量．您认为现在的测量值相比汽车真实重量________(选填“偏大”“偏小”或“不变”) 25. (2023·上海市模拟)力传感器是高中物理实验中常见的一种传感器，它通过敏感元件把待测力这一物理量转化为相应的电信号来进行测量． (1)如图(a)所示，R1、R2、R3、R4为四个完全相同的应变片，弹性梁在外力的作用下产生形变时，应变片随之被拉伸或压缩，拉伸时电阻值变大，压缩时电阻值变小．现将R2、R3两个应变片粘贴在弹性梁的上表面，R1、R4两个应变片粘贴在弹性梁的下表面．当弹性梁右端受力向下弯曲时，R2、R3的电阻值________，R1、R4的电阻值________(均选填“变大”“变小”或“不变”)． 采用如图(b)所示的电路图测量电路，已知电源电动势为E，内阻不计．每片应变片的初始电阻为R0.当弹性梁右端受到外力作用，四个应变片电阻变化量的绝对值均为Δx，则A、B两端的电压UAB＝______. (2)如图(c)所示为半导体薄膜压力传感器的电阻值R随压力F变化的图线．读图可知，压力为1 N时该图像的斜率为__________ kΩ/N，压力为5 N时该图像的斜率为________ kΩ/N.要使传感器对力的变化测量较为灵敏，应选择在区间__________(选填“1 N”或“5 N”)附近． 26. (2023·上海市模拟)以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是(　　) A．电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场 B．电磁波是机械波，传播需要介质 C．电磁波的传播速度是3×108 m/s D．电磁波是一种物质，可在真空中传播 27. (2023·北京市模拟)使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为(2.4～2.48)×109 Hz.已知可见光的波段为(3.9～7.5)×1014 Hz，则蓝牙通信的电磁波(　　) A．是蓝光 B．波长比可见光短 C．比可见光更容易发生衍射现象 D．在真空中的传播速度比可见光小 28. (2023·天津市模拟)(多选)下列说法正确的是(　　) A．LC电路产生电磁振荡的过程中，回路电流值最小时刻，磁场能最小 B．变化的电场一定产生变化的磁场 C．无线电波发射接收过程中，使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐 D．空调遥控器是利用发射紫外线来控制空调的 29. (2023·山东泰安市模拟)关于电磁波谱，下列说法中正确的是(　　) A．红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用 B．紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康 C．X射线、γ射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应 D．手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$