第十三章 交变电流 传感器（综合训练）（广东专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第十三章 交变电流 传感器 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共46分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意；选对的得4分，错选或不选的得0分) 1．全球首座商用海浪发电厂LIMPET500外观和原理示意图如下。如乙图所示，该发电厂面向大海的一侧有一部分水下建筑，海浪涌入或后退时，结构内的水位上升或下降，压缩空气推动涡轮旋转带动转子转动，产生电力。其发电机的简化结构如丙图所示。下面说法正确的是（　　） A．图中线圈所处位置是中性面 B．在图所示位置时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．在图所示位置时，线圈BB′边的导线受到的安培力方向向上 D．在图所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 2．图为航天员转动训练的装置，两个平行的半径均为R的金属大圆环连接着四支间隔相等的金属杆，杆的长度为d，地磁场垂直于杆向下的磁感应强度的分量为B，假设水平分量很小可忽略不计，从右向左看，环以初始角速度ω绕圆心 O、O转动，下列分析正确的是（　　） A．每个圆环也能产生感应电动势 B．每条金属杆从与圆心O、O等高开始转动一周产生正弦式感应电动势 C．每条金属杆在经过环最高点时切割磁感线产生的感应电动势为 D．每条杆都没有受到安培阻力作用，装置能一直匀速转动下去 3．二极管是常用的电子元件，具有单向导电的性质，其电路符号为“”。如图（a）所示为一个定值电阻和一个理想二极管串联后连接到一正弦交流电源两端，经测量发现，通过定值电阻的电流随时间的变化如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．电源的频率为2Hz B．电源的电压有效值为5V C．通过电阻的电流周期为1s D．通过电阻的电流有效值为2.5A 4．某同学制作一个发电机装置如图甲所示。线圈在圆柱体磁极内上下往复运动切割磁感线而产生感应电动势，再将线圈与阻值为9 Ω的小灯泡串联，小灯泡恰好正常发光。线圈匝数为50，线圈总电阻为1 Ω，线圈半径为m，速度随时间的变化如图乙所示呈正弦波形变化，线圈所处位置的磁感应强度大小为0.1 T。下列说法正确的是（　　） A．线圈中电流的周期为0.2 s B．线圈中电动势的峰值为 C．线圈中电流的有效值为0.2 A D．灯泡的功率为0.72 W 5．如图1所示是某智能手表所采用的无线充电方式，其工作原理示意图（可视为理想变压器）如图2所示，在充电器线圈M中接入交流电，在手表线圈N中感应出交流电，已知手表的充电电流为，则手表充电时（　　） A．线圈M中电流为 B．线圈N中电压最大值为 C．线圈M和线圈N的匝数比为1∶44 D．线圈M和线圈N的功率比为1∶44 6．图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．该充电器的最大输出功率为1440W B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为 C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40A D．家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压，该充电器允许的脉冲电压峰值约为339V 7．甲图为某同学做的远距离输电模型，图中变压器均视为理想变压器，用模拟输电线电阻，用模拟用户端电阻。在输入端a、b接如乙图所示的交流电，发现电压表示数小于220V，为使电压表示数等于220V，下列措施合理的是（　　） A．减小 B．减小 C．使 D．使 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对而不全的得3分，错选或不选的得0分) 8．如图所示为正弦交流电通过理想变压器对某家庭供电的电路图，线路电阻R较大。开关、均合上，各用电器均正常工作。某时突然发现指示灯L亮度增加，可能的原因是（　　） A．电阻R变大 B．开关断开 C．输入电压U变小 D．关闭了电视机 9．某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条型磁铁转动，在线圈L中产生感应电动势的瞬时表达式 ，将线圈L与一电阻R相连（未画出），则（　　） A．磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最大 B．线圈L中感应电动势的有效值为44V C．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变两次 D．风叶转速不变，增大R的阻值，则电阻R上消耗的功率一定增大 10.如图所示的电路中，定值电阻，，R为电阻箱，理想变压器原线圈匝数为，副线圈匝数可以通过滑片P调节，其最大值为1500匝。当滑片在图中位置时副线圈匝数，此时原线圈接220V的交流电源，开关K断开后，小灯泡L（10V，10W）正常发光。已知当小灯泡两端的电压低于5V时，它将不再发光，小灯泡的阻值为定值，不随电压发生变化。下列说法正确的是（    ）    A．小灯泡正常发光时，电阻箱的阻值为 B．仅闭合开关K小灯泡不再发光 C．闭合开关K后，仅将调至1200匝可使小灯泡恰好发光 D．闭合开关K后，仅调节R可使小灯泡再次正常发光 第Ⅱ卷(非选择题，共54分) 三、实验题(本题共2小题，共18分) 11．(8分)（2025·山东·高考真题）某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L（额定电压为）； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： (1)模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时（量程为）示数如图乙所示，为________，学生电源的输出功率为________W。 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的________倍。 (3)示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了________W。 12．(10分)气体流量检测仪在医疗领域和工业检测中有广泛的应用。如图甲，某实验小组利用热敏电阻设计一款简易气体流量检测装置，装置包含：电源E（电动势为6V，内阻忽略不计）、电压表V（量程为3V，内阻Rg=3kΩ、热敏电阻RT（特性曲线见图乙）、电阻箱R（0~3kΩ）、定值电阻R0、开关S、进气管道、导线若干。进气管道的空气流经热敏电阻RT表面时会带走热量，引起热敏电阻RT阻值变化，通过电压变化进而推算气体流量。已知气体流量为零时，热敏电阻RT温度为70℃。 (1)首先将电压表V量程扩大至4.5V，将电阻箱R与电压表V___________（选填“串联”或“并联”），电阻箱R的电阻大小为___________kΩ。 (2)电路连接，为了安全测量，并使电压表V的示数随着气体流量增加而增加，图甲中已正确连接部分电路，请将其补充完整。 (3)电路测试，当气体流量为零时，电压表V的示数如图丙所示。 ①此时电压表V的示数为___________V。 ②计算可得定值电阻R0的大小为___________Ω（结果保留3位有效数字）。 四、计算题(本题共3小题，共36分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位) 13．(9分)如图甲所示，金属线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交流电。已知线框匝数匝，面积，线框电阻，线框与的外电阻构成闭合回路，从图中这一时刻开始计时，通过R的电流随时间变化的图像如图乙所示，求解下列问题： (1)转动一周，整个回路产生的电热Q； (2)匀强磁场的磁感应强度结果可以含根号与根式 14．(12分)某发电站向远处输电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。 （1）结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系（发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计）； （2）若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？ 15．(15分)为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了两种发电装置为车灯供电。 方式一：如图甲所示，固定磁极N、S在中间区域产生匀强磁场，磁感应强度，矩形线圈abcd固定在转轴上，转轴过ab边中点，与ad边平行，转轴一端通过半径的摩擦小轮与车轮边缘相接触，两者无相对滑动。当车轮转动时，可通过摩擦小轮带动线圈发电，使、两灯发光。已知矩形线圈N=100匝，面积，线圈abcd总电阻，小灯泡电阻均为。 方式二：如图乙所示，自行车后轮由半径的金属内圈、半径的金属外圈（可认为等于后轮半径）和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间沿同一直径接有两根金属条，每根金属条中间分别接有小灯泡、，阻值均为。在自行车支架上装有强磁铁，形成了磁感应强度、方向垂直纸面向里的“扇形”匀强磁场，张角。 以上两方式，都不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。求： （1）“方式一”情况下，当自行车匀速骑行速度时，小灯泡的电流有效值； （2）“方式二”情况下，当自行车匀速骑行速度时，小灯泡的电流有效值； （3）在两种情况下，若自行车以相同速度匀速骑行，为使两电路获得的总电能相等，“方式一”骑行的距离和“方式二”骑行的距离之比。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十三章 交变电流 传感器 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共46分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意；选对的得4分，错选或不选的得0分) 1．全球首座商用海浪发电厂LIMPET500外观和原理示意图如下。如乙图所示，该发电厂面向大海的一侧有一部分水下建筑，海浪涌入或后退时，结构内的水位上升或下降，压缩空气推动涡轮旋转带动转子转动，产生电力。其发电机的简化结构如丙图所示。下面说法正确的是（　　） A．图中线圈所处位置是中性面 B．在图所示位置时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．在图所示位置时，线圈BB′边的导线受到的安培力方向向上 D．在图所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 【答案】C 【详解】A．题图丙中线圈所处位置与磁感线平行，与中性面垂直，故A错误； B．题图丙中线圈所处位置与磁感线平行，穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，故B错误； C．题图丙中线圈顺时针转动，根据右手定则可知线圈内部电流从a到b，根据左手定则可知线圈BB′边的导线受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据右手定则可知此时线圈内部电流从a到b，则线圈转动到如题图所示位置时a端电势低于b端电势，故D错误。 故选C。 2．图为航天员转动训练的装置，两个平行的半径均为R的金属大圆环连接着四支间隔相等的金属杆，杆的长度为d，地磁场垂直于杆向下的磁感应强度的分量为B，假设水平分量很小可忽略不计，从右向左看，环以初始角速度ω绕圆心 O、O转动，下列分析正确的是（　　） A．每个圆环也能产生感应电动势 B．每条金属杆从与圆心O、O等高开始转动一周产生正弦式感应电动势 C．每条金属杆在经过环最高点时切割磁感线产生的感应电动势为 D．每条杆都没有受到安培阻力作用，装置能一直匀速转动下去 【答案】B 【详解】A．通过圆环的磁通量不变，不会产生感应电动势，A错误； B．每条金属杆从与圆心O、O等高开始转动时，杆速度方向与磁场平行，则感应电动势从零开始正弦式变化，B正确； C．每条金属杆在经过环最高点时，速度与磁场垂直，感应电动势为 C错误； D．转动过程中，O、O上方的两杆与下方两杆产生的感应电动势叠加，由感应电流，则每条杆都受安培力作用，装置不能一直匀速转动下去，D错误。 故选B。 3．二极管是常用的电子元件，具有单向导电的性质，其电路符号为“”。如图（a）所示为一个定值电阻和一个理想二极管串联后连接到一正弦交流电源两端，经测量发现，通过定值电阻的电流随时间的变化如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．电源的频率为2Hz B．电源的电压有效值为5V C．通过电阻的电流周期为1s D．通过电阻的电流有效值为2.5A 【答案】D 【详解】A．电源的周期为2s，电源的频率为 A错误； C．通过电阻的电流周期为2s，C错误； D．电流有效值为 解得 D正确； B．设电源的电压的有效值为U，电源的输出功率等于外电路消耗的总功率 解得 B错误； 故选D。 4．某同学制作一个发电机装置如图甲所示。线圈在圆柱体磁极内上下往复运动切割磁感线而产生感应电动势，再将线圈与阻值为9 Ω的小灯泡串联，小灯泡恰好正常发光。线圈匝数为50，线圈总电阻为1 Ω，线圈半径为m，速度随时间的变化如图乙所示呈正弦波形变化，线圈所处位置的磁感应强度大小为0.1 T。下列说法正确的是（　　） A．线圈中电流的周期为0.2 s B．线圈中电动势的峰值为 C．线圈中电流的有效值为0.2 A D．灯泡的功率为0.72 W 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，交流电的周期0.4 s，故A错误； B．线圈中电动势的峰值为 故B错误； C．根据速度是正弦变化，故线圈中电动势的有效值为 线圈中电流的有效值 故C正确； D．灯泡的功率为 故D错误。 故选C。 5．如图1所示是某智能手表所采用的无线充电方式，其工作原理示意图（可视为理想变压器）如图2所示，在充电器线圈M中接入交流电，在手表线圈N中感应出交流电，已知手表的充电电流为，则手表充电时（　　） A．线圈M中电流为 B．线圈N中电压最大值为 C．线圈M和线圈N的匝数比为1∶44 D．线圈M和线圈N的功率比为1∶44 【答案】B 【详解】AD．根据理想变压器规律知线圈M和线圈N的功率比为1∶1 可得线圈M中电流为 AD错误； B．由正弦式交变电流规律知线圈N中电压最大值为 B正确； C．线圈M和线圈N的匝数比为 C错误。 故选B。 6．图（1）为某款手机充电器的铭牌信息，家庭电路两端电压随时间变化的关系如图（2）所示，手机充电器工作时，可近似看成一理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．该充电器的最大输出功率为1440W B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时，原副线圈的匝数之比为 C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，原线圈中的电流有效值为40A D．家庭电路中偶尔会有瞬时的脉冲电压，该充电器允许的脉冲电压峰值约为339V 【答案】D 【详解】A．该充电器的最大输出功率为 Pm=11V×6A=66W 选项A错误； B．该充电器在家庭电路中以最大功率使用时副线圈电压为11V，原副线圈的匝数之比为 选项B错误； C．该充电器原副线圈中均以最小电压正常工作时，即原线圈电压100V，副线圈电压为5V，电流为2A，则 可得原线圈中的电流有效值为 I1=0.1A 选项C错误。 D．充电器输入最大电压为240V有效值交流电，对应峰值为240V≈339.4V，故D正确。 故选D。 7．甲图为某同学做的远距离输电模型，图中变压器均视为理想变压器，用模拟输电线电阻，用模拟用户端电阻。在输入端a、b接如乙图所示的交流电，发现电压表示数小于220V，为使电压表示数等于220V，下列措施合理的是（　　） A．减小 B．减小 C．使 D．使 【答案】A 【详解】AB．将降压变压器原线圈等效为一个电阻，则有， 得 减小则分得的电压增大，则增大，增大；减小则减小，分得的电压减小，则减小，减小，故A正确，B错误； CD．因， 得， 因 故 因 可得，故CD错误。 故选A。 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对而不全的得3分，错选或不选的得0分) 8．如图所示为正弦交流电通过理想变压器对某家庭供电的电路图，线路电阻R较大。开关、均合上，各用电器均正常工作。某时突然发现指示灯L亮度增加，可能的原因是（　　） A．电阻R变大 B．开关断开 C．输入电压U变小 D．关闭了电视机 【答案】BD 【详解】A．电阻R变大，则副线圈总电流减小，通过指示灯L的电流减小，指示灯L亮度减小，故A错误； B．开关断开，则副线圈输出功率减小，副线圈总电流减小，电阻R两端电压减小，则指示灯L两端电压增大，指示灯L亮度增加，故B正确； C．输入电压U变小，则副线圈输出电压减小，副线圈总电流减小，通过指示灯L的电流减小，指示灯L亮度减小，故C错误； D．关闭了电视机，则副线圈输出功率减小，副线圈总电流减小，电阻R两端电压减小，则指示灯L两端电压增大，指示灯L亮度增加，故D正确。 故选BD。 9．某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条型磁铁转动，在线圈L中产生感应电动势的瞬时表达式 ，将线圈L与一电阻R相连（未画出），则（　　） A．磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最大 B．线圈L中感应电动势的有效值为44V C．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变两次 D．风叶转速不变，增大R的阻值，则电阻R上消耗的功率一定增大 【答案】AC 【详解】A．根据磁通量的定义可知图示位置时，线圈L中的磁通量最大，A正确； B．根据 B错误； C．根据中性面的知识可知，发电机电枢单个线圈转至中性面时其感应电动势为0，感应电流为0，经过中性面时电流方向改变一次，因此，风叶每转动一圈时，都将经过两次中性面，因此电流方向将改变两次，C正确； D．电阻R上消耗的功率 风叶转速不变，感应电动势不变，当 时，电阻R上的功率最大，因不知线圈内阻r和R的关系，增大R的阻值，则电阻R上消耗的功率不一定增大，D错误。 故选AC。 10.如图所示的电路中，定值电阻，，R为电阻箱，理想变压器原线圈匝数为，副线圈匝数可以通过滑片P调节，其最大值为1500匝。当滑片在图中位置时副线圈匝数，此时原线圈接220V的交流电源，开关K断开后，小灯泡L（10V，10W）正常发光。已知当小灯泡两端的电压低于5V时，它将不再发光，小灯泡的阻值为定值，不随电压发生变化。下列说法正确的是（    ）    A．小灯泡正常发光时，电阻箱的阻值为 B．仅闭合开关K小灯泡不再发光 C．闭合开关K后，仅将调至1200匝可使小灯泡恰好发光 D．闭合开关K后，仅调节R可使小灯泡再次正常发光 【答案】BC 【详解】A．由 可知，当时，小灯泡正常发光时其阻值 额定电流 此时电阻箱与小灯泡和串联，所以电阻箱的阻值 A项错误； B．闭合开关K后，电阻箱与小灯泡串联后与并联，它们的总电阻 它们再与串联，所以此时它们的电压为 而 所以小灯泡不发光，B项正确； C．若要小灯泡恰好发光，其电压，电流，则此时电阻箱的电压为 的电压为 电流为，所以通过的电流为，电压为，即此时副线圈两端的电压 由 可知 C项正确； D．闭合开关K后，若要使小灯泡再次正常发光，设此时流过的电流为，则流过的电流为，故有 解得 即电阻箱与小灯泡的总电压为 而小灯泡正常发光的电压为10V，故无法通过仅调节R使小灯泡再次正常发光，D项错误。 故选BC。 第Ⅱ卷(非选择题，共54分) 三、实验题(本题共2小题，共18分) 11．(8分)（2025·山东·高考真题）某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L（额定电压为）； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： (1)模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时（量程为）示数如图乙所示，为________，学生电源的输出功率为________W。 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的________倍。 (3)示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了________W。 【答案】(1) 200 2.4 (2)100 (3)0.9 【详解】（1）[1]根据题图可知电流表的分度值为5mA，故读数为200mA； [2]学生电源的输出功率 （2）低压输电时电阻箱消耗的功率为 电阻箱的接入的电阻为 高压输电时，电阻箱消耗的功率为 可得 即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。 （3）示数为时，学生电源的输出功率 高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 12．(10分)气体流量检测仪在医疗领域和工业检测中有广泛的应用。如图甲，某实验小组利用热敏电阻设计一款简易气体流量检测装置，装置包含：电源E（电动势为6V，内阻忽略不计）、电压表V（量程为3V，内阻Rg=3kΩ、热敏电阻RT（特性曲线见图乙）、电阻箱R（0~3kΩ）、定值电阻R0、开关S、进气管道、导线若干。进气管道的空气流经热敏电阻RT表面时会带走热量，引起热敏电阻RT阻值变化，通过电压变化进而推算气体流量。已知气体流量为零时，热敏电阻RT温度为70℃。 (1)首先将电压表V量程扩大至4.5V，将电阻箱R与电压表V___________（选填“串联”或“并联”），电阻箱R的电阻大小为___________kΩ。 (2)电路连接，为了安全测量，并使电压表V的示数随着气体流量增加而增加，图甲中已正确连接部分电路，请将其补充完整。 (3)电路测试，当气体流量为零时，电压表V的示数如图丙所示。 ①此时电压表V的示数为___________V。 ②计算可得定值电阻R0的大小为___________Ω（结果保留3位有效数字）。 【答案】(1) 联 1.5 (2) (3) 1.00 【详解】（1）[1][2]电压表扩大量程需串联大电阻，串联电阻阻值为 （2）随流量的增加，气体带走的热量增加，则温度降低，热敏电阻的阻值变大，若电压表示数变大，则需电压表与热敏电阻并联，则电路如图 （3）①[1]电压表最小刻度为0.1V，则此时电压表V的示数为1.00V。 ②[2]当气体流量Q=0时，热敏电阻温度为70℃，从图乙中可知，此时热敏电阻阻值为0.5kΩ，电压表示数U=1.00V，对应热敏电阻分压，回路中电流大小 定值电阻分压 解得定值电阻阻值为 四、计算题(本题共3小题，共36分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位) 13．(9分)如图甲所示，金属线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交流电。已知线框匝数匝，面积，线框电阻，线框与的外电阻构成闭合回路，从图中这一时刻开始计时，通过R的电流随时间变化的图像如图乙所示，求解下列问题： (1)转动一周，整个回路产生的电热Q； (2)匀强磁场的磁感应强度结果可以含根号与根式 【答案】(1)0.2J (2) 【详解】（1）电路中电流的有效值 转动一周，整个回路产生的电热 （2）线圈产生的感应电动势的最大值 根据 又 联立解得 14．(12分)某发电站向远处输电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。 （1）结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系（发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计）； （2）若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？ 【答案】（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）根据题意，在第一个回路中，由电功率公式可得 第二个回路中，电流关系为 电压关系为 功率关系为 电流、电阻、电压和功率间的关系为 ，，， 第三个回路中有 （2）根据题意，由理想变压器电压、电流和功率的关系，第一个变压器中有 ，， 第二个变压器中有 ，， 15．(15分)为了提高自行车夜间行驶的安全性，小明同学设计了两种发电装置为车灯供电。 方式一：如图甲所示，固定磁极N、S在中间区域产生匀强磁场，磁感应强度，矩形线圈abcd固定在转轴上，转轴过ab边中点，与ad边平行，转轴一端通过半径的摩擦小轮与车轮边缘相接触，两者无相对滑动。当车轮转动时，可通过摩擦小轮带动线圈发电，使、两灯发光。已知矩形线圈N=100匝，面积，线圈abcd总电阻，小灯泡电阻均为。 方式二：如图乙所示，自行车后轮由半径的金属内圈、半径的金属外圈（可认为等于后轮半径）和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间沿同一直径接有两根金属条，每根金属条中间分别接有小灯泡、，阻值均为。在自行车支架上装有强磁铁，形成了磁感应强度、方向垂直纸面向里的“扇形”匀强磁场，张角。 以上两方式，都不计其它电阻，忽略磁场的边缘效应。求： （1）“方式一”情况下，当自行车匀速骑行速度时，小灯泡的电流有效值； （2）“方式二”情况下，当自行车匀速骑行速度时，小灯泡的电流有效值； （3）在两种情况下，若自行车以相同速度匀速骑行，为使两电路获得的总电能相等，“方式一”骑行的距离和“方式二”骑行的距离之比。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意则有 代入数据可得 由于产生的是正弦式交变电流，则 回路总电阻 小灯泡的电流有效值 （2）根据题意则有 产生方波式的交变电流，设有效值为，则由 可得 回路总电阻 小灯泡的电流有效值 （3）由 相同，相同所以有 可得 / 学科网（北京）股份有限公司 $