专题04 交变电流、电磁波、传感器（期中复习课件）高二物理下学期粤教版

GREEN BUSINESS 专题04 交变电流、电磁波、传感器 物理 高二年级下学期期中考点大串讲（粤教版·选择性必修二） 01 知识导图·思维引航 知识导图·思维引航 02 核心精讲·题型突破 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 4 考点一  力 弹力 重力概念辨析 核心精讲·题型突破 核心精讲 知识点一 交变电流 1．交变电流：大小和方向都随时间做__________变化的电流，简称交流． 2．直流：________不随时间变化的电流．大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流． 周期性　 方向　 5 考点突破·考法探究 核心精讲 　交变电流的产生 1．产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕_____________方向的轴匀速转动． 2．中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场________时所在的平面． 垂直于磁场　 垂直　 6 考点突破·考法探究 核心精讲 交变电流的变化规律 1．正弦式交变电流：按________规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称 ______________． 2．当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量________，线圈中的电流为________，且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生________，故线圈转动一周电流方向改变______次． 3．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝____________，Em叫作电动势的________． 正弦　 正弦式电流　 最大　 零　 改变　 两　 Emsin ωt　 峰值　 7 考点突破·考法探究 核心精讲 知识点四　交流发电机 1．________转动，________不动的发电机，叫作旋转电枢式发电机． 2．________转动，________不动，线圈中同样会产生感应电动势，这种发电机叫作旋转磁极式发电机． 3．不论哪种发电机，转动的部分都叫______子，不动的部分都叫______子． 电枢　 磁极　 磁极　 电枢　 转　 定　 8 考点突破·考法探究 核心精讲 　周期和频率 1．物理意义：描述交变电流____________的物理量． 2．周期：交变电流完成____________性变化所需的时间，用T表示，单位是秒(s)． 3．频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率，用f表示，单位是________(Hz)． 变化快慢　 一次周期　 赫兹　 2πf　 9 考点突破·考法探究 核心精讲 5．我国民用交变电流的周期和频率． (1)周期：T＝________s． (2)频率：f＝________Hz．ω＝100π rad/s，电流方向每秒钟改变________次． 0.02　 50　 100　 　峰值和有效值 1．峰值． (1)定义：交变电流的电压、电流所能达到的________数值． (2)应用：电容器所能承受的电压要________交流电压的峰值． 最大　 高于　 10 考点突破·考法探究 核心精讲 　正弦式交变电流的公式和图像 1．某发电机产生的电动势为e＝50sin (100πt) V，对此电动势，最大值是______V；频率是______Hz；有效值是______V；周期是______s． 2．如图是一个正弦式交变电流的图像，由图可知，电流的峰值Im＝________A，有效值I＝________A，周期T＝________s，频率f＝________Hz． 50　 50　 0.02　 1　 4　 0.25　 11 考点突破·考法探究 核心精讲 　 1．构造：由____________和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示． (1)原线圈：与____________连接的线圈，也叫____________． (2)副线圈：与________连接的线圈，也叫____________． 闭合铁芯　 交流电源　 初级线圈　 负载　 次级线圈　 知识点二 变压器 12 考点突破·考法探究 核心精讲 2．原理：_______现象是变压器工作的基础．电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的______也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生________________． 3．作用：改变交变电流的________，不改变交变电流的________和________． 互感　 磁场　 感应电动势　 电压　 周期　 频率　 13 考点突破·考法探究 核心精讲 　电压与匝数的关系 1．理想变压器：没有___________的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型． 2．电压与匝数的关系． 能量损耗　 电压之比　 匝数之比　 14 考点突破·考法探究 核心精讲 3．理想变压器原、副线圈功率关系． P1________P2(填“＞”“＝”或“＜”)． 4．两类变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫作________变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫作________变压器． ＝　 降压　 升压　 15 考点突破·考法探究 核心精讲 降低输电损耗的两个途径 1．输送电能的基本要求． (1)可靠：指保证____________可靠地工作，故障少． (2)保质：保证电能的质量——电压和________稳定． (3)经济：指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗少． 供电线路　 频率　 16 考点突破·考法探究 核心精讲 2．降低输电损耗的两个途径． 要减少输电线路上的功率损失，由公式P损＝I2R线知，必须减小输电线的电阻或减小输电导线中的电流． (2)从公式P＝IU来看，在保证功率不改变的情况下，要减小输送电流就必须提高____________． 前一种方法的作用十分有限，一般采用后一种方法． 横截面积　 电阻率　 输电电压　 17 考点突破·考法探究 核心精讲 3．高压输电． (1)现代远距离输电都采用________输电．目前我国远距离输电采用的电压有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线已经采用500 kV和750 kV的超高压，西北电网甚至达到1 100 kV的特高压． (2)输电电压并不是越高越好．电压越高，对输电线路____________的要求就越高，线路修建费用就会增多． (3)实际输送电能时要综合考虑各种因素，如____________的大小、距离的远近、技术和经济要求等，选择合适的输电电压． 高压　 绝缘性能　 输送功率　 18 考点突破·考法探究 核心精讲 　电网供电 1．远距离输电基本原理． 在发电站内用________变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过________变压器降到所需的电压． 2．电网． 通过________的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电网络． 升压　 降压　 网状　 19 考点突破·考法探究 核心精讲 3．电网输电的优点． (1)降低一次________的运输成本，获得最大的经济效益． (2)减小断电的风险，调剂不同地区电力供需的________，保障供电的质量． (3)合理________电力，使电力的供应更加可靠，质量更高． 能源　 平衡　 调度　 20 考点突破·考法探究 核心精讲 1．电磁波谱：把各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就组成了__________．按照波长从长到短依次排列为：____________、__________、_________、_________、_________、_________．不同的电磁波由于具有不同的______________，才具有不同的特性． 2．无线电波：波长大于1 mm(频率小于300 GHz)的电磁波是无线电波，主要用于________和________． 电磁波谱　 无线电波　 红外线　 可见光　 紫外线　 X射线　 γ射线　 频率(波长)　 通信　 广播　 知识点三 电磁波 21 考点突破·考法探究 核心精讲 　红外线、可见光、紫外线 1．红外线：它是一种光波，它的波长比无线电波短，比可见光长，不能引起人的视觉．所有________都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射________，主要应用于加热、红外摄影等． 2．可见光：可见光的波长在400 nm到760 nm之间．分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色．不同颜色的光波长(频率)_________． 3．紫外线：波长范围在5 nm到370 nm之间，不能引起人的视觉，紫外线具有较高的能量，因此可以利用紫外线____________；许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，根据这一点可以设计___________． 物体　 强　 不同　 灭菌消毒　 防伪措施　 22 考点突破·考法探究 核心精讲 　X射线、γ射线 1．X射线：X射线能够穿透物质，可以用来___________________；在工业上，利用X射线____________________________． 2．γ射线：具有很高的能量，穿透能力更强．主要应用有：医学上具有治疗________的作用，工业上具有__________________________． 3．电磁波传递能量：电磁波传递_______，电磁波是一种_______． 检查人体内部器官　 检查金属零件内部的缺陷　 癌症　 探测金属部件内部的缺陷　 能量　 物质　 23 考点突破·考法探究 核心精讲 　光敏电阻 1．特点：光照越强，电阻________． 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________；随着光照的________，载流子增多，导电性________． 3．作用：把____________这个光学量转换为________这个电学量． 越小　 差　 增强　 变好　 光照强弱　 电阻　 24 考点突破·考法探究 核心精讲 金属热电阻和热敏电阻 1．金属热电阻． 有些金属的电阻率随温度的升高而________，这样的金属丝可以制作温度传感器，称为热电阻，如图甲所示为某金属导线电阻的温度特性曲线． 增大　 25 考点突破·考法探究 核心精讲 2．热敏电阻． 热敏电阻由半导体材料制成，其电阻随温度的变化明显，温度升高电阻________，如图乙所示为某一热敏电阻的电阻随温度变化的特性曲线． 减小　 3．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． 26 考点突破·考法探究 核心精讲 　电阻应变片 1．金属导体在________作用下发生机械________(伸长或缩短)时，其________随着它所受机械形变的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应．金属电阻应变片就是利用这一原理制成的． 2．电阻应变片能够把物体形变这个______学量转换为________这个电学量． 外力　 形变　 电阻　 力　 电阻　 27 考点突破·考法探究 核心精讲 　门窗防盗报警装置 1．自动提示报警的功能：在睡觉前连接好电路，_______防盗报警装置．当门窗紧闭时，蜂鸣器不响，指示灯_______；当门窗被打开时，蜂鸣器发出声音警报，指示灯_______． 启动　 亮　 灭　 28 考点突破·考法探究 核心精讲 2．利用干簧管在磁场中的特性：如图是一个简单的门窗磁控防盗报警装置示意图．门的上沿嵌入一小块__________M，门框内与M 相对的位置嵌入________SA，并将干簧管接入报警电路．干簧管可将门与门框的相对位置这一___________转换为电路的通断． 永磁体　 干簧管　 非电学量　 29 考点突破·考法探究 核心精讲 　光控开关 1．光控路灯可以根据________的变化自动开启或关闭．我们可以利用________电阻来完成这一任务． 2．在控制电路中，由于光敏电阻的工作电流很微弱，不能直接驱动执行机构工作，因此一般都需要配置一定的________电路实现控制．晶体三极管是半导体基本元件之一，具有________放大作用，在控制电路中常用作________开关． 光照　 光敏　 放大　 电流　 电子　 30 考点突破·考法探究 核心精讲 3．三极管的一个重要特性：从_______极输入一个较小的电流，就会在________极获得较大的电流．此外，三极管还具有完成断路和接通的________作用． 基　 集电　 开关　 31 考点突破·考法探究 考题研析 考点1 交变电流的变化规律 32 考点突破·考法探究 考题研析 33 考点突破·考法探究 考题研析 34 考点突破·考法探究 考题研析 35 考点突破·考法探究 考题研析 答案B 36 考点突破·考法探究 考题研析 例2.(多选) 矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时．穿过线圈的磁通量随时间变化的规律如图所示，下列结论正确的是 (　　) A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大 B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向 C．电动势的最大值是157 V D．在t＝0.4 s时，磁通量变化率达到最大，其值为3.14 Wb/s 答案 CD 37 考点突破·考法探究 考题研析 答案 A 38 考点突破·考法探究 考题研析 答案 B 39 考点突破·考法探究 考题研析 40 考点突破·考法探究 考题研析 41 考点突破·考法探究 考题研析 A．此正弦交流电的频率为50 Hz B．副线圈上的电压的有效值为110 V C．电阻R上的功率为270 W D．原线圈中电流的有效值为10 A 答案 A 42 考点突破·考法探究 考题研析 43 考点突破·考法探究 考题研析 答案 A 44 考点突破·考法探究 考题研析 45 考点突破·考法探究 考题研析 46 考点突破·考法探究 考题研析 答案 C 47 考点突破·考法探究 考题研析 变式4.如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1 000，两个副线圈的匝数分别为n2＝50和n3＝100，L1是“6 V　2 W”的小灯泡，L2是“12 V　4 W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为 答案 C 48 考点突破·考法探究 考题研析 49 考点突破·考法探究 考题研析 50 考点突破·考法探究 考题研析 51 考点突破·考法探究 考题研析 答案 A 52 考点突破·考法探究 考题研析 变式5.如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为 A.2.2×103 W B.2.2×10－2 W C.2.2×108 W D.2.2×104 W 答案 C 53 考点突破·考法探究 考题研析 考点5 理想变压器的动态分析问题 常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况． 54 考点突破·考法探究 考题研析 55 考点突破·考法探究 考题研析 方法总结：含有变压器的动态电路问题的解题思路 56 考点突破·考法探究 考题研析 例6．(2024年南常德一中期末)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u＝200sin (100πt) V．设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是I1、I2．下列说法正确的是 (　　) 57 考点突破·考法探究 考题研析 B．滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I1与I2都变大 C．滑片P向b端滑动过程中，R0两端的电压变小 D．通过原、副线圈的交变电流频率之比为10∶1 答案 B 58 考点突破·考法探究 考题研析 变式6.(多选)理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片.原线圈两端接在电压为U的交流电源上.则 A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小 B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大 C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大 D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小 答案 AC 59 考点突破·考法探究 考题研析 考点 6 电网供电 1．远距离输电的几个基本关系式． 60 考点突破·考法探究 考题研析 61 考点突破·考法探究 考题研析 2．两个联系． 62 考点突破·考法探究 考题研析 3．计算输电线上功率损失的两种方法． 计算输电线上损失的功率时，要注意区分两个电压：输电电压(输电线始端的电压)U和输电线上的损失电压ΔU． 63 考点突破·考法探究 考题研析 64 考点突破·考法探究 考题研析 例7.(2024年荆州期末)如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2．在变压器的原线圈两端接入一电压u＝Umsin (ωt)的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为(　　) 答案　C 65 考点突破·考法探究 考题研析 变式7．(多选)远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器．当S由2改接为1时，下列说法正确的是(　　)       A．电压表读数变大 B．电流表读数变大 C．电流表读数变小 D．输电线损失的功率变小 答案 AB 66 考点突破·考法探究 考题研析 考点7 常见传感器的工作原理及应用 例8.(多选)如图所示是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是(　　) A．严重污染时，LDR是高电阻 B．轻度污染时，LDR是高电阻 C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定 D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响 答案 AD 67 考点突破·考法探究 考题研析 例9.(多选)(2024年河南联考)某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，R0是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻．控制开关电路具有下列特性：当电压表示数小于某一数值U时，控制开关处于断路状态； 68 考点突破·考法探究 考题研析 当电压表示数大于U时，控制开关接通电路，M开始运转．电路两端的电压U0恒定，下列说法中正确的是(　　) A．环境温度升高时，电压表示数变大 B．可变电阻R阻值调大时，电压表示数变大 C．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度降低 D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作 答案 ABC 69 考点突破·考法探究 考题研析 例10.(2024年江苏泰州期末)地磅工作原理图如图所示，地磅空载时变阻器滑片P位于A点，满载时滑片P位于B点，弹簧始终处于弹性限度内．下列说法正确的是(　　) A．电压表两端电压与被测汽车的质量成反比 B．电池长时间使用后，称量值会偏小 C．若称量值偏小，可在R0上串联一个电阻进行校正 D．若将一个电阻与电压表串联，可增大地磅量程 答案B 70 考点突破·考法探究 考题研析 例12.(多选)如图所示为某霍尔元件的工作原理示意图，该元件中电流I由正电荷的定向运动形成．下列说法正确的是(　　) A．M点电势比N点电势高 B．用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度 C．用霍尔元件能够把磁学量转换为电学量 D．若保持电流I恒定，则霍尔电压UH与B成正比 答案 BCD 71 考点突破·考法探究 考题研析 考点8利用传感器制作简单的自动控制装置 例13.小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示．将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响．图甲中继电器的供电电压U1＝3 V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30 Ω．当线圈中的电流大于等于50 mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响．图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像． 72 考点突破·考法探究 考题研析 73 考点突破·考法探究 考题研析 (1)由图乙可知，当环境温度为40 ℃时，热敏电阻阻值为________ Ω．当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________，继电器的磁性将________．(后两空均填“增大”“减小”或“不变”) (2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱________相连．(均填“A”或“B”) (3)图甲中线圈下端P的磁极是________(填“N”或“S”)极． (4)请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警． 答案(1)70　减小　增大　(2)B　A　(3)S　(4)环境温度大于等于80 ℃时，警铃报警． 74 考点突破·考法探究 考题研析 变式9.(2024年江西上饶检测)小欣同学发现学校楼道的灯，白天不亮，晚上经过楼道时，发出声音才亮，她经过调查了解到楼道的灯使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才打开的工作要求(电源及电流表内阻不计)，其示意图如图甲所示． (1)声控开关和光控开关的连接方式为_____ (填“串联”或“并联”)． 75 考点突破·考法探究 考题研析 (2)其中光控开关的结构如图乙所示，现用多用电表测量电磁继电器的等效电阻，将多用电表的选择开关置于“×1”挡，再将红、黑表笔短接，调零后，测量的示数如图丁所示，则电磁继电器的等效电阻为__________Ω．光敏电阻的阻值随照度(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx)的变化关系如图丙所示，由图丙可知随光照强度的增加，光敏电阻的阻值__________(填“增大”“减小”或“不变”)． 76 考点突破·考法探究 考题研析 (3)已知光控开关的电源电动势为3.0 V，电阻箱的阻值为10 Ω．若设计要求当流过电磁继电器的电流为0.05 A时，光控开关闭合，则此时的照度约为___________lx．为了节约用电，需要降低光照度值，应该把电阻箱的阻值调___________(填“大”或“小”)． 答案 (1)串联　(2)20　减小　(3)0.6　小 77 考点突破·考法探究 命题预测 1．(多选)一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图像，根据图像提供的信息，以下说法正确的是(　　) B．电动势的最大值为20 V C．t＝1.0×10－2 s时，线圈平面和磁场方向的夹角为30° D．t＝1.5×10－2 s时，穿过线圈平面的磁通量最大 答案 ABC 78 考点突破·考法探究 命题预测 2.图甲为一小型发电机的示意图，发电机线圈内阻为1 Ω，灯泡L的电阻为9 Ω，电压表为理想交流电压表.发电机产生的电动势e随时间t按图乙的正弦规律变化，则 A.t＝0.01 s时，穿过线圈的磁通 量为零 B.线圈转动的角速度为50 rad/s C.电压表的示数为9 V D.灯泡L的电功率为10 W 答案 C 79 考点突破·考法探究 命题预测 3．(2024年温州期末)如图所示，某个小水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的输出电压为250 V，用匝数比为n1∶n2＝1∶16的升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8 Ω．用户端再用降压变压器把电压降为220 V，假设两个变压器均为理想变压器．下列说法正确的是(　　) 80 考点突破·考法探究 命题预测 A．输电线路上通过的电流为400 A B．降压变压器原线圈两端的电压为3 800 V C．用户得到的功率为90 kW D．降压变压器匝数比n3∶n4＝25∶22 答案B 81 考点突破·考法探究 命题预测 4.(多选)如图所示，Q是熔断电流为1 A的保险丝，R为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1.原线圈的电压为u＝ 220 sin (100πt) V.要使保险丝不熔断，则 A.副线圈中电流最大值不超过2 A B.副线圈中电流有效值不超过2 A C.R的阻值一定不能小于55 Ω D.R的阻值一定不能小于77 Ω 答案 BC 82 考点突破·考法探究 命题预测 4．[科学思维](2024年河南南阳期末)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶2，原线圈接输出电压恒定的交流电源，副线圈中滑动变阻器的最大阻值是定值电阻R0的4倍，电压表为理想交流电表．现将滑片从滑动变阻器最上端向下滑动，则 (　　) A．定值电阻R0消耗的功率减小 B．电压表的示数变大 C．变压器副线圈的输出功率减小 D．当滑片处于滑动变阻器正中间时， 滑动变阻器消耗的功率最大 【答案】C 83 考点突破·考法探究 命题预测 5.(多选)如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图．其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻．每当扶梯上有顾客经过挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次．下列说法正确的是(　　) 84 考点突破·考法探究 命题预测   A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 【答案】BC 85 考点突破·考法探究 命题预测 5.(多选)图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙所示．开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为6.0 V，电流表的量程为0～0.6 A，电表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计．则电子秤(　　) A．最大称量值为1 500 N B．压力传感器的电阻最小为0 C．空载时，电流表的读数为20 mA D．称重为900 N时，电阻R为120 Ω 答案 CD 86 考点突破·考法探究 命题预测 6.如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；　为毫安表，量程为6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值约为999.9 Ω；S为开关.已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下RT的值. (1)在图中画出连线，完成实验原理电路图. 87 考点突破·考法探究 命题预测 (2)完成下列实验步骤中的填空. ①依照实验原理电路图连线. ②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ℃. ③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全. ④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录_______________. ⑤将RT的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________________. ⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝_______________. ⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥. 电阻箱的读数R0 仍为I0 电阻箱的读数R1 R0－R1＋150 Ω 88 GREEN BUSINESS 汇报：xxx 谢谢 聆听 1. 比较 物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsinωt i＝Imsinωt 计算线圈某一时刻的受力情况 最大值 最大的瞬时值 Em＝NBSω Im＝eq \f(Em,R＋r) 确定电容器的耐压值 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值、电压值 E＝eq \f(Em,\r(,2))， U＝eq \f(Um,\r(,2))， I＝eq \f(Im,\r(,2)) 凡涉及能量的问题、交变电流的电功、电功率问题、计算交变电流通过导体产生的热量及确定保险丝的熔断电流时都用有效值 物理含义 重要关系 适用情况 平均值 交变电流图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值 eq \x\to(E)＝neq \f(ΔΦ,Δt)， eq \x\to(I)＝eq \f(\x\to(E),R＋r) 计算通过电路横截面的电荷量 2. 特别提醒注意： (1) 交变电流的平均值是针对某一过程的物理量，在不同的时间内平均值一般不相同． (2) 平均电动势不等于始、末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第电磁感应定律计算，即 eq \x\to(E)＝neq \f(ΔΦ,Δt). (3) 研究电功、电功率和电热时，只能用有效值． (4) 研究通过导体某横截面的电荷量时，要用平均值． 变式1.某交变电压随时间变化的图像如图甲所示，每个周期内前二分之一周期的电压按正弦规律变化，后二分之一周期的电压不变．若电路如图乙所示，电路中额定电压为 50 V 的灯泡L正常发光，两个电表均为理想电表，已知R＝1×104 Ω，则下列说法中正确的是( ) 甲 　乙 A. 理想电压表的示数为60 V B. 理想电流表的示数为5 A C. 灯泡消耗的电功率为50 W D. 电阻R在2 min内产生的热量为 2 400 J 变式2. (广州第二中学)如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动．线圈的匝数n＝20、电阻r＝5 Ω，线圈的两端经集流环与R＝45 Ω的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法中正确的是( ) 甲 　乙 A. 此交流发电机产生感应电动势的最大值为Em＝31.4 V B. t＝0.4π s 时刻，线圈处在中性面的位置 C. 1 min内电阻R上产生的焦耳热为60 J D. 线圈从图甲所示位置转过90°过程中通过电阻R的电荷量为0.1 C 考点2　变压器的基本规律 1. 功率关系 理想变压器的输入、输出功率的关系为P入＝P出，或P1＝P2. 2. 电压与匝数的关系 eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2) (1) 无论副线圈一端是空载还是有负载，上述关系都是适用的． (2) 若n2＞n1，U2＞U1，这种变压器为升压变压器；若n2＜n1，U2＜U1，这种变压器为降压变压器． 3. 电流关系 由I1U1＝I2U2，得eq \f(I1,I2)＝eq \f(U2,U1)＝eq \f(n2,n1). 4. 原、副线圈的交变电流的周期T和频率f相同． 5. 考查分析：理想变压器的电压、电流与匝数的关系是考查重点，重要关系是P入＝P出．关注四点说明： (1) 变压器不能改变直流电压． (2) 变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率． (3) 理想变压器本身不消耗能量． (4) 理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值． 考点3　多个副线圈的变压器问题 1. 当有多个副线圈且绕在同一“□”字形铁芯上时： (1) 电压比等于匝数比仍然成立．如右图，当原线圈中磁通量变化时，整个闭合铁芯中，eq \f(ΔΦ,Δt)处处相等，可推得 eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，eq \f(U1,U3)＝eq \f(n1,n3)，eq \f(U2,U3)＝eq \f(n2,n3)，或电压与匝数的关系 eq \f(U1,n1)＝eq \f(U2,n2)＝eq \f(U3,n3)＝…，总是成立的． (2) 电流比不再与匝数比成反比．由功率关系得到的表达式是：I1U1＝I2U2＋I3U3…，或I1n1＝I2n2＋I3n3… 2. 对于磁感线回路不唯一的如“□□”形变压器．不同位置eq \f(ΔΦ,Δt)可能不同，此时有eq \f(ΔΦ1,Δt)＝eq \f(ΔΦ2,Δt)＋eq \f(ΔΦ3,Δt)，要具体问题具体分析． 3. 作为可能的考查题型，求解“一原多副”变压器问题的两点技巧： (1) 理想变压器的电压关系 eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，对于一个或多个副线圈均适用，而电流关系eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，适用于只有一个副线圈的变压器． (2) 处理含有多个副线圈的变压器问题时，首选P入＝P出，从输出端的P出打开突破口． 例4.广州地铁供电的变电站，将35 kV的高压电送到变压器(可视为理想变压器)，变为1 180 V和220 V后供机车牵引和照明使用，其部分电路可简化为如图所示．图中M为牵引机车的电机，其电流恒定，则( ) A. n1∶n2∶n3 ＝175∶59∶11 B. S闭合后与闭合前相比，n2两端的电压会减小 C. S闭合后与闭合前相比，原线圈的电流会增大 D. S闭合后与闭合前相比，变压器的输入功率保持不变 A. A B. A C. A D. A 考点4　几种特殊的变压器 1. 自耦变压器 图甲所示是自耦变压器的示意图．这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压． 甲 乙 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2. 2. 互感器 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在待测大电流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 关系式 eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2) I1n1＝I2n2 例5.如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一个理想交流电压表V1后接在稳定的交流电源上，右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一个理想交流电压表V2.下列说法中正确的是( ) A. 若P不动，滑片F向上移动时，灯泡L消耗的功率变大 B. 若P不动，滑片F向上移动时，V1、V2的示数均变大 C. 若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡L消耗的功率变小 D. 若F不动，滑片P向上滑动时，V1、V2示数都变小 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 匝数比不变的情况 负载电阻不变的情况 (1)U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变 (2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化 (3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化 (1)U1不变，发生变化，U2变化 (2)R不变，U2变化，I2发生变化 (3)根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化 $$