专题03 交变电流与传感器（期末真题汇编，江苏专用）高二物理下学期

**基本信息** 江苏多地高二期末物理试题汇编，聚焦交变电流与传感器两大考点，融合风力发电、波浪能发电等真实情境，注重物理观念与科学思维考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|25题|交变电流产生、有效值、变压器动态分析、传感器应用|结合风力发电（泰州期末）、低油位报警（扬州期末）等情境| |实验题|5题|变压器电压与匝数关系、热敏电阻特性|涉及多用电表使用（无锡期末）、铁芯硅钢片作用（苏州调研）| |解答题|7题|远距离输电功率损失、线圈转动电动势计算|如南京六校联合体题考查发电机电动势及变压器功率关系|

专题03 交变电流与传感器 2大高频考点概览 考点01 交变电流及远距离输电 考点02 传感器 地 城 考点01 交变电流及远距离输电 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏淮安·期末）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化关系图像如图所示，则（　　） A．时刻线圈平面与磁场方向垂直 B．时刻线圈中的电流方向发生改变 C．时间内，线圈中的电流逐渐变大 D．时间内，线圈中的电动势逐渐变小 2．（24-25高二下·江苏泰州·期末）风力发电将成为沿海城市实现“双碳”目标的重要途径之一、如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动。发电模型简化为图乙，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线垂直。此时（　　） A．电压表的示数为零 B．通过线圈的电流最大 C．穿过线圈的磁通量最大 D．穿过线圈的磁通量的变化率最大 3．（24-25高二下·江苏连云港·期末）从发电站输出的功率一定，用1100V和11kV两种电压输电。两种情况下由输电线上电阻造成的（　　） A．电压损失比为1∶1 B．电压损失比为1∶10 C．功率损失比为10∶1 D．功率损失比为100∶1 4．（24-25高二下·江苏扬州·期末）一正弦式交变电流的电流随时间变化的规律如图所示，则它的表达式为（　　） A． B． C． D． 5．（24-25高二下·江苏南通·期末）某远距离输电的原理如图所示，发电机输出的电压恒定，升压变压器副线圈两端的电压为，用户两端的电压为，发电机输出的功率为，输电线路上损耗的功率为。当用户的用电器增加时，则（　　） A．增大 B．减小 C．不变 D．减小 6．（24-25高二下·江苏徐州·期末）如图所示，理想变压器a、b端接稳压交变电源，电流表、电压表均为理想电表，R1为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），R2为定值电阻。当温度升高时（　　） A．电压表示数增大 B．电流表示数减小 C．交变电源的输出功率增大 D．定值电阻R2的热功率减小 7．（24-25高二下·江苏徐州·期末）如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，一竖直单匝矩形线框在磁场中绕其中心轴匀速转动，若自磁场方向与线框平面平行时取t=0，设顺时针方向的电流为正，则线圈中感应电流i随时间t的变化图像为（　　） A． B． C． D． 8．（24-25高二下·江苏常州·期末）如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，处在水平方向的匀强磁场中，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴俯视逆时针匀速转动，转动过程中的线圈内电流最大值为Im。MN边与磁场方向的夹角到达α的时刻，则此时（　　） A．瞬时电流大小为Imsinα，方向为K→N→M→L→K B．瞬时电流大小为Imcosα，方向为K→N→M→L→K C．瞬时电流大小为Imsinα，方向为K→L→M→N→K D．瞬时电流大小为Imcosα，方向为K→L→M→N→K 9．（24-25高二下·江苏泰州·期末）图示是街头用变压器降压供电的示意图。输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压的波动忽略不计。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，滑动变阻器代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，电表均为理想电表，当滑片向下移时，以下各表读数变化正确的是（　　） A．变大 B．变大 C．变小 D．变大 10．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）在远距离输电中，若输送的电功率、输电导线电阻不变，将输电电压从220V升高为11kV，则输电导线上的损失功率变为原来的（    ） A． B． C．50 D．2500 11．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）如图所示，匝数为20匝、面积为10cm2的交流发电机线圈在磁感应强度为1T的匀强磁场中匀速转动。线圈平面与磁场平行时开始计时，通过一理想自耦变压器对外供电，转动角速度为50rad/s，线圈内阻不计，电压表为理想电压表。则下列说法正确的是（　　） A．电压表V示数为1V B．线圈产生的电动势的瞬时值表达式为 C．当滑动变阻器滑片向上滑动时，流经灯泡的电流不变 D．当自耦变压器滑片P向上滑动时，灯泡变亮 12．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）图甲所示为我国“南锟”号，是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置。其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如图乙所示，矩形线圈abcd固定不动，磁铁绕OO'轴转动，初始时，abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是（　　） A．若磁铁匀速转动，线圈中电流保持不变 B．初始时线圈中电流为零 C．若磁铁转过90°时，线圈中电流为零 D．初始时刻线圈中电流方向为abcd 13．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为150匝，副线圈匝数为1500匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为20Ω。降压变压器右侧电路中R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器，则下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B．若升压变压器的输入功率为75kW，远距离输电线路损耗功率为9kW C．当滑片P向a端滑动时，电阻R1上的电压变小 D．当滑片P向a端滑动时，输电线上的电流变大 14．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B的匀强有界磁场，EF是其左边界，一面积为S的n匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O在EF上，线圈电阻为R，若线框以角速度ω绕EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（   ）    A．时，线框中的感应电流最大 B．0到时间内，通过线框的电量为 C．线框中产生的交变电动势的最大值为nBsω D．线框中产生的交变电动势的有效值为 15．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）远距离输电的原理图如图所示，发电机的输出功率为P，输电线上损失的功率为P线，变压器均为理想变压器，下列关系式正确的是（　　）    A． B． C． D． 16．（24-25高二下·南京金陵中学·期末）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 17．（24-25高二下·江苏南师附中·期末）某同学利用实验室的器材组装了甲乙两种电路，两种电刷接触良好且电阻均忽略不计。甲电路使用互感变压器，匝数比为1：2，乙电路使用自耦变压器，两变压器均看作理想变压器。甲乙电路的线框、二极管、灯泡均相同。两线框以相同角速度匀速转动，下列说法正确的是（　　） A．仅闭合，甲乙两电路均能实现二极管交替闪烁 B．仅闭合，，和两灯泡亮度相同 C．仅闭合，由于变压器匝数比为1：2，所以甲电路三个灯泡亮度相同 D．仅闭合，将原线圈划片向上移动，灯泡变亮 二、实验题 18．（24-25高二下·江苏无锡·期末）图1是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为正弦交变电压，并加在一变压器的原线圈上。V为多用电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。 (1)为测量输入端电压，需将多用电表旋转至图2的________区域的某个挡位（选填“”、“”、“”和“”）。 (2)若多用电表V测量值为，则变压器原、副线圈的匝数分别为、，升压变压器的匝数比应该满足________ A． B． C． D． (3)如图3所示的升压变压器，甲同学认为闭合开关时，输出电压为零。你同意甲同学的判断吗？请说明理由________。 19．（24-25高二下·江苏连云港·期末）下图为一环形降压变压器，图中1、2为初级线圈，3、4和5、6为两次级线圈，某同学想测量三个线圈的匝数并依次进行如下操作 (1)该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，可以推知其中较粗的铜线属于________（选填“初级线圈”或“次级线圈”）。 (2)下图中的器材，本实验需要用到的有________。（填选项字母） A． B． C． D． (3)该同学在变压器闭合铁芯上紧密缠绕匝漆包细铜线，然后在初级线圈（1、2端）上接入________V（选填“12”“36”“110”“220”）的交流电压并听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声。 (4)测量100匝细铜线上的电压，应先选择题下图中多用电表的________（选填“A”“B”“C”“D”“E”“F”“G”“H”）挡接在细铜线两端。 (5)选择正确的量程后测得100匝细铜线上的电压为4V，则1、2之间的线圈匝数可能为________。 A．290 B．300 C．320 D．900 20．（24-25高二下·江苏扬州·期末）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中 (1)为了保证安全，测副线圈两端电压时，先将多用电表的选择开关置于图1中______（选填“A”“B”“C”或“D”）位置试测，再选用适当的挡位进行测量。 (2)某次实验情景如图2所示，原线圈“0”“8”间输入电压为6V时，测得副线圈“0”“4”间电压为2.6V；当输入电压为12V时，副线圈两端电压可能为______。 A．24V B．6V C．5.3V D．1.3V (3)变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的目的是______。 21．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）小明做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。 (1)本次实验的电源应选用 。（填选项字母） A． B． (2)若如图所示理想变压器的左侧接线柱输入电压为10V。根据测量数据，右侧接线柱输出电压为5V。已知左侧接线柱选取“0”和“8”，则右侧接线柱选取“0”和“_______”。 (3)若用匝数N1=400匝和N2=800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则N1一定是_______线圈。（选填“原”或“副”） 实验次数 1 2 3 4 U1 0.90 1.40 1.90 2.40 U2 2.00 3.01 4.02 5.02 (4)小明使用螺旋测微器测量（3）中原线圈导线直径d，测量结果如图所示。则d =_______。小明认为该变压器的副线圈导线直径应小于原线圈导线直径，你是否同意他的观点？_______（选填“同意”或“不同意”），并解释理由_______。 22．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）一研究小组用可拆变压器（图甲）探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。 (1)本实验主要运用的科学研究方法是 。 A．控制变量 B．等效替代 C．理想模型 (2)铁芯横梁的硅钢片的设计和摆放，下列最合理的是______，请说明理由_____。 (3)某次实验，副线圈的输出电压用10V量程的交流电压挡测量时，示数如图，读数为______V。 (4)某次实验，选用匝数匝和匝的变压器，得到一组实验数据如下表，则原线圈是______（填Na或Nb）。 实验次数 1 2 3 4 5 U1/V 2.9 3.8 4.9 5.7 6.7 U2/V 1.4 1.8 2.4 2.8 3.2 (5)改变匝数再进行实验，选用原、副线圈匝数分别为800、400匝，由于疏忽，未安装铁芯横梁，当输入电压为8V时，输出电压可能为 。 A．4.0V B．3.9V C．1.4V 三、解答题 23．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压的正弦交流电源上，原、副线圈的回路中两个阻值相同的电阻消耗的电功率之比。求： (1)原、副线圈的匝数比； (2)原线圈回路中电阻两端的电压。 24．（24-25高二下·江苏南通·期末）如图所示，矩形线框在匀强磁场中以角速度匀速转动，理想变压器原、副线圈的匝数分别为和，副线圈接有电阻，交流电压表的示数为。在时刻线框平面与磁场方向平行，线框和导线的电阻不计。求： (1)线框中产生电动势的瞬时表达式； (2)电阻上消耗的电功率。 25．（24-25高二下·江苏连云港·期末）某发电机原理如图所示，矩形线圈ABCD匝数、面积电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，在外力作用下线圈绕对称轴匀速转动，角速度，求线圈从图示位置转过的过程中 (1)产生的平均感应电动势； (2)电阻R上产生的热量Q。 26．（24-25高二下·江苏徐州·期末）如图为某组同学研究远距离输电过程的装置图。ABCD为发电机的矩形线圈，其面积S=0.5m2，匝数N=200匝，线圈内阻不计。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω=100πrad/s。线圈与升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻R=20Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台内阻r=8Ω且机械效率η=80%的电动机，其两端的电压U4=250V。变压器均为理想变压器且其余导线电阻不计，求： (1)电压表的示数U1； (2)电动机的输出功率P； (3)升压变压器的原、副线圈匝数比。 27．（24-25高二下·江苏常州·期末）某电源两端能产生按正弦规律变化的电压，用该电源给阻值为20Ω的电阻直接供电，一个周期内电阻产生的热量与1A的恒定电流在相同时间产生热量相同．现用该电源给额定电压是220V的交流用电器供电，为使用电器正常工作，在电源与用电器之间使用了升压变压器．求： (1)该电源两端电压的有效值； (2)升压变压器原副线圈的匝数之比． 28．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。目前输电线上损失的功率为。求： (1)输电线上通过的电流； (2)升压变压器输出的电压； (3)在发电机输出功率不变情况下，仅调整两个变压器的匝数比，可使输电线上损失的功率降至100W，这两个变压器的匝数比各为多少。 29．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈面积为S，匝数为，电阻为，角速度为。线圈与阻值为的定值电阻及理想交流电流表相连。求： (1)电流表示数； (2)线圈由图示位置转过过程中，通过的电荷量。 地 城 考点02 传感器 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏连云港·期末）某散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻。当电压表示数小于某一数值U时，控制开关处于断路状态；当电压表示数大于U时，控制开关接通电路，M开始运转。电路两端的电压恒定，下列说法中正确的是（　　） A．环境温度降低时，电压表示数变大 B．可变电阻R阻值调大时，电压表示数变小 C．若用金属电阻代替热敏电阻，电路不能正常工作 D．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高 2．（24-25高二下·江苏扬州·期末）一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。如图1所示，液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，指示灯不亮。如图2所示，当液体减少、热敏电阻露出液面时，指示灯亮。与图1相比，图2中热敏电阻（　　） A．温度较低，电阻较小 B．温度较低，电阻较大 C．温度较高，电阻较小 D．温度较高，电阻较大 3．（24-25高二下·江苏南通·期末）传感器在生产生活中得到广泛应用，电子体重计中需要用到的传感器元件是（　　） A．电阻应变片 B．干簧管 C．双金属片 D．光敏电阻 4．（24-25高二下·江苏徐州·期末）小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。盒内的传感器元件应是（　　） A．干簧管 B．应变片 C．光敏电阻 D．热敏电阻 5．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）能将力学量转化为电学量的传感器是（    ） A．电阻应变片 B．热敏电阻 C．光敏电阻 D．霍尔元件 6．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（　　） A．甲图为黑体辐射强度与辐射光波长的关系，其中T2对应的温度更高 B．乙图中温度为T4对应的气体分子热运动的平均动能较大 C．丙图中干簧管是通过电流受到的安培力来控制电路的通断 D．丁图为康普顿散射实验，散射光中出现波长变长的成分，支持了光的“波动说” 7．（24-25高二下·江苏南师附中·期末）如图所示为某种光电式烟雾报警器的原理图。在无烟雾时，光源发出的光沿直线传播，光电管接收不到光，报警器处于静默状态；当烟雾通过烟雾入口时，烟雾颗粒会散射光源发出的光，散射的光被光电管接收，从而产生光电流。干簧管是一个磁控开关，用于控制报警电路的通断。当通过烟雾入口的烟雾达到一定浓度时，报警电路被激活，蜂鸣器就会发出报警声。电键S处于闭合状态，下列说法正确的是（　　） A．干簧管是否导通与的电动势大小有关 B．减小R₁的阻值可以提高该报警器的灵敏度 C．增加干簧管外缠绕线圈的匝数可以降低该报警器的灵敏度 D．烟雾达到报警浓度时，干簧管外缠绕的线圈中一定无电流 8．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）某学习小组利用传感器制作简单的自动控制装置的实验中选择了智能扶手电梯课题，设计如下原理图，其中R是压敏电阻，电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快，下列说法正确的是（  　） A．电磁继电器与发电机工作原理相同 B．电磁铁上端是N极 C．电梯上无乘客时，衔铁与触点1接触 D．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值增大 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 交变电流与传感器 2大高频考点概览 考点01 交变电流及远距离输电 考点02 传感器 地 城 考点01 交变电流及远距离输电 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏淮安·期末）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间变化关系图像如图所示，则（　　） A．时刻线圈平面与磁场方向垂直 B．时刻线圈中的电流方向发生改变 C．时间内，线圈中的电流逐渐变大 D．时间内，线圈中的电动势逐渐变小 【答案】A 【详解】A．根据题图可知，时刻穿过线圈的磁通量最大，此时线圈平面与磁场方向垂直，故A正确； B．时刻穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势最大，感应电流最大，电流方向不发生改变，故B错误； C．时间内，图像斜率逐渐减小，根据可知线圈中的电动势逐渐减小，则电流也逐渐减小，故C错误； D．时间内，图像斜率逐渐增大，根据可知线圈中的电动势逐渐增大，故D错误。 故选A。 2．（24-25高二下·江苏泰州·期末）风力发电将成为沿海城市实现“双碳”目标的重要途径之一、如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动。发电模型简化为图乙，外接交流电压表和定值电阻，图示位置线圈平面与磁感线垂直。此时（　　） A．电压表的示数为零 B．通过线圈的电流最大 C．穿过线圈的磁通量最大 D．穿过线圈的磁通量的变化率最大 【答案】C 【详解】A．电压表的示数为电压有效值，所以此时电压表的示数不为零，故A错误； BCD．图示位置线圈平面与磁感线垂直，此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，感应电动势为0，通过线圈的电流为0，故BD错误，C正确。 故选C。 3．（24-25高二下·江苏连云港·期末）从发电站输出的功率一定，用1100V和11kV两种电压输电。两种情况下由输电线上电阻造成的（　　） A．电压损失比为1∶1 B．电压损失比为1∶10 C．功率损失比为10∶1 D．功率损失比为100∶1 【答案】D 【详解】AB．设输电功率为P，输电电压分别为，，则 电压损失 电压损失比为，故AB错误； CD．功率损失 故功率损失比为，故C错误，D正确。 故选D。 4．（24-25高二下·江苏扬州·期末）一正弦式交变电流的电流随时间变化的规律如图所示，则它的表达式为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由图像可知最大电流 周期 则其角频率 初相位 则交流电的电流瞬时表达式为 故选A。 5．（24-25高二下·江苏南通·期末）某远距离输电的原理如图所示，发电机输出的电压恒定，升压变压器副线圈两端的电压为，用户两端的电压为，发电机输出的功率为，输电线路上损耗的功率为。当用户的用电器增加时，则（　　） A．增大 B．减小 C．不变 D．减小 【答案】B 【详解】A．设升压变压器原、副线圈的匝数分布为、，则有 由于发电机输出的电压恒定，所以不变，故A错误； D．当用户的用电器增加时，相当于降压变压器副线圈用户总电阻减小，设降压变压器原、副线圈的匝数分布为、，将降压变压器与用户看成一个等效电阻，则有 则输电线路的电流为 可知输电线路的电流增大；输电线路上损耗的功率为 可得增大，故D错误； C．根据可知，升压变压器原线圈电流增大，发电机输出的功率为 可得增大，故C错误； B．设降压变压器原线圈的电压为，则有 可得减小；根据可知，减小，故B正确。 故选B。 6．（24-25高二下·江苏徐州·期末）如图所示，理想变压器a、b端接稳压交变电源，电流表、电压表均为理想电表，R1为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），R2为定值电阻。当温度升高时（　　） A．电压表示数增大 B．电流表示数减小 C．交变电源的输出功率增大 D．定值电阻R2的热功率减小 【答案】C 【详解】A．根据理想变压器电压表等于匝数比 由于原线圈输入电压不变，原、副线圈匝数不变，所以副线圈输出电压不变，即电压表示数不变，故A错误； D．当温度升高时，热敏电阻阻值减小，则副线圈总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，根据 可知定值电阻的热功率增大，故D错误； BC．根据 可知原线圈电流增大，则电流表示数增大；根据 可知交变电源的输出功率增大，故B错误，C正确。 故选C。 7．（24-25高二下·江苏徐州·期末）如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，一竖直单匝矩形线框在磁场中绕其中心轴匀速转动，若自磁场方向与线框平面平行时取t=0，设顺时针方向的电流为正，则线圈中感应电流i随时间t的变化图像为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】图示位置，线圈与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，所以感应电动势最大，感应电流最大；此时线圈的左右两边分布向外和向里切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中的感应电流方向为顺时针（正方向）。 故选B。 8．（24-25高二下·江苏常州·期末）如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，处在水平方向的匀强磁场中，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴俯视逆时针匀速转动，转动过程中的线圈内电流最大值为Im。MN边与磁场方向的夹角到达α的时刻，则此时（　　） A．瞬时电流大小为Imsinα，方向为K→N→M→L→K B．瞬时电流大小为Imcosα，方向为K→N→M→L→K C．瞬时电流大小为Imsinα，方向为K→L→M→N→K D．瞬时电流大小为Imcosα，方向为K→L→M→N→K 【答案】B 【详解】若从线圈经过中性面开始计时，则瞬时电流表达式为（其中为线圈与中性面的夹角） 若从线圈与磁场平行时开始计时，则瞬时电流表达式为（其中为线圈与磁场方向的夹角） 图中的为线圈与磁场方向的夹角，故瞬时电流大小为，穿过线圈的磁通量正在增大，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，该时刻电流方向为K→N→M→L→K。 故选B。 9．（24-25高二下·江苏泰州·期末）图示是街头用变压器降压供电的示意图。输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压的波动忽略不计。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，滑动变阻器代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，电表均为理想电表，当滑片向下移时，以下各表读数变化正确的是（　　） A．变大 B．变大 C．变小 D．变大 【答案】D 【详解】A．根据变压器电压比等于匝数比 由于原线圈输入电压不变，所以副线圈输出电压不变，则表读数不变，故A错误； BD．当滑片向下移时，接入电路阻值减小，根据欧姆定律可得 可知副线圈电流变大，则表读数变大；根据 可知表读数变小，故B错误，D正确； C．根据变压器电流比等于匝数比的反比 可知原线圈电流变大，则表读数变大，故C错误。 故选D。 10．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）在远距离输电中，若输送的电功率、输电导线电阻不变，将输电电压从220V升高为11kV，则输电导线上的损失功率变为原来的（    ） A． B． C．50 D．2500 【答案】B 【详解】输送功率 输电导线上的功率损失为 原电压 ，现电压 ，则输电导线上的损失功率变为原来的 。 故选B。 11．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）如图所示，匝数为20匝、面积为10cm2的交流发电机线圈在磁感应强度为1T的匀强磁场中匀速转动。线圈平面与磁场平行时开始计时，通过一理想自耦变压器对外供电，转动角速度为50rad/s，线圈内阻不计，电压表为理想电压表。则下列说法正确的是（　　） A．电压表V示数为1V B．线圈产生的电动势的瞬时值表达式为 C．当滑动变阻器滑片向上滑动时，流经灯泡的电流不变 D．当自耦变压器滑片P向上滑动时，灯泡变亮 【答案】C 【详解】A．感应电动势的最大值为 电压表V示数为，A错误； B．线圈产生的电动势的瞬时值表达式为，B错误； C．当滑动变阻器滑片向上滑动时，变压器副线圈两端电压不变，灯泡两端电压不变，流过灯泡的电流不变，C正确； D．根据，当自耦变压器滑片P向上滑动时，n1增大，副线圈两端电压减小，灯泡两端电压减小，灯泡的电流减小，灯泡变暗，D错误。 故选C。 12．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）图甲所示为我国“南锟”号，是世界上首台达到兆瓦级的漂浮式波浪能发电装置。其使用的旋转磁极式发电机的简化装置如图乙所示，矩形线圈abcd固定不动，磁铁绕OO'轴转动，初始时，abcd与OO'在同一平面内。下列判断正确的是（　　） A．若磁铁匀速转动，线圈中电流保持不变 B．初始时线圈中电流为零 C．若磁铁转过90°时，线圈中电流为零 D．初始时刻线圈中电流方向为abcd 【答案】C 【详解】A．若磁铁匀速转动，线圈中产生交变电流，A错误； B．初始时线圈与磁铁在同一平面内，ab、cd两条边切割磁感线的有效速度最大，线圈中的感应电流最大，B错误； C．若磁铁转过90°时，线圈的四条边均不切割磁感线，线圈中电流为零，C正确； D．根据楞次定律，初始时刻线圈中电流方向为dcba，D错误。 故选C。 13．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为150匝，副线圈匝数为1500匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为20Ω。降压变压器右侧电路中R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器，则下列说法正确的是（　　） A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B．若升压变压器的输入功率为75kW，远距离输电线路损耗功率为9kW C．当滑片P向a端滑动时，电阻R1上的电压变小 D．当滑片P向a端滑动时，输电线上的电流变大 【答案】D 【详解】A．由题图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为，故A错误： B．由题图乙知，升压变压器输入端电压有效值为 若升压变压器的输入功率为75kW，则 根据理想变压器原副线圈电流与匝数的关系有 所以 所以远距离输电线路损耗功率为 故B错误； CD．对输电回路，有 根据理想变压器原副线圈电压与匝数的关系有 根据理想变压器原副线圈电流与匝数的关系有 对用电回路有 联立可得 当滑片向a端滑动时，R2减小，升压变压器副线圈两端电压U2不变，则I2、I4增大，电阻R1上的电压变大，故C错误，D正确。 故选D。 14．（24-25高二下·江苏部分高中·期末迎考）如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B的匀强有界磁场，EF是其左边界，一面积为S的n匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O在EF上，线圈电阻为R，若线框以角速度ω绕EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（   ）    A．时，线框中的感应电流最大 B．0到时间内，通过线框的电量为 C．线框中产生的交变电动势的最大值为nBsω D．线框中产生的交变电动势的有效值为 【答案】D 【详解】A．当时，即时，线框回到图示位置，此时的感应电流最小，磁通量最大，A错误； B．当，即时，线圈转到与图示垂直位置，此时磁通量为零，则0到时间内产生的感应电动势的平均值为 则0到时间内，通过线框的电量为 B错误； C．线框中产生的交变电动势的最大值为 C错误； D．线框中产生的交变电动势的有效值为 D正确。 故选D。 15．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）远距离输电的原理图如图所示，发电机的输出功率为P，输电线上损失的功率为P线，变压器均为理想变压器，下列关系式正确的是（　　）    A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．根据电压与匝数的关系有 故A错误； B．输电线路上损耗的电压 根据输电线上电压的关系有 解得 故B错误； C．输电线上损耗的功率 结合上述解得 故C错误； D．发电机输出的功率为 故D正确。 故选D。 16．（24-25高二下·南京金陵中学·期末）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 【详解】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，副线圈的总电阻先增大后减小，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，则副线圈的电压先增大后减小，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。 17．（24-25高二下·江苏南师附中·期末）某同学利用实验室的器材组装了甲乙两种电路，两种电刷接触良好且电阻均忽略不计。甲电路使用互感变压器，匝数比为1：2，乙电路使用自耦变压器，两变压器均看作理想变压器。甲乙电路的线框、二极管、灯泡均相同。两线框以相同角速度匀速转动，下列说法正确的是（　　） A．仅闭合，甲乙两电路均能实现二极管交替闪烁 B．仅闭合，，和两灯泡亮度相同 C．仅闭合，由于变压器匝数比为1：2，所以甲电路三个灯泡亮度相同 D．仅闭合，将原线圈划片向上移动，灯泡变亮 【答案】B 【详解】A．甲图能实现二级极管的交替闪烁，乙图连接着转换器使得电流方向不变，故A错误； B．两线框以相同角速度匀速转动，产生的电压的有效值相同，所以L1和L4两灯泡亮度相同，故B正确； C．根据变压器的电流与匝数成反比可知当副线圈的电流为I时，原线圈的电流为2I，所以L1比L2、L3灯亮，故C错误； D．仅闭合K6，将原线圈划片向上移动，原线圈匝数增大，副线圈匝数不变，所以副线圈输出电压减小，副线圈电流减小，根据变压器的电流与匝数成反比可知原线圈电流减小，故L4灯变暗，故D错误。 故选B。 二、实验题 18．（24-25高二下·江苏无锡·期末）图1是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为正弦交变电压，并加在一变压器的原线圈上。V为多用电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。 (1)为测量输入端电压，需将多用电表旋转至图2的________区域的某个挡位（选填“”、“”、“”和“”）。 (2)若多用电表V测量值为，则变压器原、副线圈的匝数分别为、，升压变压器的匝数比应该满足________ A． B． C． D． (3)如图3所示的升压变压器，甲同学认为闭合开关时，输出电压为零。你同意甲同学的判断吗？请说明理由________。 【答案】(1)ACV (2)D (3)见解析 【详解】（1）因为转换器将直流电压转换为正弦交变电压，要测量输入端的交变电压，多用电表应旋转至ACV区域的某个挡位。 （2）多用电表测量的是原线圈电压的有效值，即 根据正弦式交变电压有效值与最大值的关系可得，原线圈电压的最大值为 当副线圈电压的瞬时值大于5000V时会引发电火花，所以副线圈电压的最大值应满足 根据理想变压器电压与匝数的关系有 可得 故选D。 （3）不同意甲同学的判断。因为闭合开关时，原线圈所在电路中的电流从无到有，发生变化，会引起原线圈中的磁通量发生变化。根据电磁感应原理可知，副线圈中会产生感应电动势，所以输出电压不为零。 19．（24-25高二下·江苏连云港·期末）下图为一环形降压变压器，图中1、2为初级线圈，3、4和5、6为两次级线圈，某同学想测量三个线圈的匝数并依次进行如下操作 (1)该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，可以推知其中较粗的铜线属于________（选填“初级线圈”或“次级线圈”）。 (2)下图中的器材，本实验需要用到的有________。（填选项字母） A． B． C． D． (3)该同学在变压器闭合铁芯上紧密缠绕匝漆包细铜线，然后在初级线圈（1、2端）上接入________V（选填“12”“36”“110”“220”）的交流电压并听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声。 (4)测量100匝细铜线上的电压，应先选择题下图中多用电表的________（选填“A”“B”“C”“D”“E”“F”“G”“H”）挡接在细铜线两端。 (5)选择正确的量程后测得100匝细铜线上的电压为4V，则1、2之间的线圈匝数可能为________。 A．290 B．300 C．320 D．900 【答案】(1)次级线圈 (2)D (3)12 (4)E (5)A 【详解】（1）由题知变压器为降压变压器，次级线圈（副线圈）电流大一些，所以需要较粗铜线绕制。 （2）AB．本实验需要用到的电流是交流电源，B无交流输出，故AB不需要； CD．本实验需要用到的电表是交流电表，故C不需要，D需要。 故选D。 （3）在本实验中，使用的是交流电，所以选用的电源是低压交流电源，交流电压12V是最安全的。 （4）为保证实验过程中仪器的安全，在刚开始实验时，应选用交流电压挡的最大挡位，即交流500V，故将多用电表的E挡接在细铜线两端。 （5）若变压器是理想变压器，则有 将，，代入可得匝 由于实际使用中，变压器有漏磁、线圈发热等影响，故实际匝 故选A。 20．（24-25高二下·江苏扬州·期末）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中 (1)为了保证安全，测副线圈两端电压时，先将多用电表的选择开关置于图1中______（选填“A”“B”“C”或“D”）位置试测，再选用适当的挡位进行测量。 (2)某次实验情景如图2所示，原线圈“0”“8”间输入电压为6V时，测得副线圈“0”“4”间电压为2.6V；当输入电压为12V时，副线圈两端电压可能为______。 A．24V B．6V C．5.3V D．1.3V (3)变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的目的是______。 【答案】(1)B (2)C (3)增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率 【详解】（1）在测量电压时，应选择较高的电压量程进行试测，以避免因量程过小导致损坏多用电表，因此开关应置于250V挡，故选B； （2）根据理想变压器电压与匝数的关系，可得 则输入电压为12V时，副线圈两端电压可能为 因实验误差的存在，副线圈电压可能在5.2V附近波动，故C正确，ABD错误，故选C； （3）变压器铁芯设计成相互绝缘的薄硅钢片平行叠压，是为了增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率 21．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）小明做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。 (1)本次实验的电源应选用 。（填选项字母） A． B． (2)若如图所示理想变压器的左侧接线柱输入电压为10V。根据测量数据，右侧接线柱输出电压为5V。已知左侧接线柱选取“0”和“8”，则右侧接线柱选取“0”和“_______”。 (3)若用匝数N1=400匝和N2=800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则N1一定是_______线圈。（选填“原”或“副”） 实验次数 1 2 3 4 U1 0.90 1.40 1.90 2.40 U2 2.00 3.01 4.02 5.02 (4)小明使用螺旋测微器测量（3）中原线圈导线直径d，测量结果如图所示。则d =_______。小明认为该变压器的副线圈导线直径应小于原线圈导线直径，你是否同意他的观点？_______（选填“同意”或“不同意”），并解释理由_______。 【答案】(1)B (2)4 (3)副 (4) 2.396/2.397/2.398 不同意 副线圈电压低电流较大，所以采用较粗的导线绕制尽可能地减少导线电阻，以减少焦耳热损耗。 【详解】（1）“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验要用低压交流电源，所以需要学生电源，不需要干电池。 故选B。 （2）左侧接线柱选取“0”和“8”，即输入线圈的匝数，根据 解得，故右侧接线柱选取“0”和“4”。 （3）由理想变压器规律有 根据表中测量数据可知，由于有漏磁、原、副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，则U1处的线圈一定是输出端，N1是副线圈。 （4）[1]根据螺旋测微器读数原理可得 [2][3]（3）中变压器为降压变压器，则副线圈电压低电流较大，所以采用较粗的导线绕制尽可能地减少导线电阻，以减小焦耳热损耗，使变压器近似为理想变压器。故副线圈导线直径应大于原线圈导线直径。 22．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）一研究小组用可拆变压器（图甲）探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。 (1)本实验主要运用的科学研究方法是 。 A．控制变量 B．等效替代 C．理想模型 (2)铁芯横梁的硅钢片的设计和摆放，下列最合理的是______，请说明理由_____。 (3)某次实验，副线圈的输出电压用10V量程的交流电压挡测量时，示数如图，读数为______V。 (4)某次实验，选用匝数匝和匝的变压器，得到一组实验数据如下表，则原线圈是______（填Na或Nb）。 实验次数 1 2 3 4 5 U1/V 2.9 3.8 4.9 5.7 6.7 U2/V 1.4 1.8 2.4 2.8 3.2 (5)改变匝数再进行实验，选用原、副线圈匝数分别为800、400匝，由于疏忽，未安装铁芯横梁，当输入电压为8V时，输出电压可能为 。 A．4.0V B．3.9V C．1.4V 【答案】(1)A (2) B 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，减小涡流；用B选项的摆放方式可以更好减少漏磁 (3)9.2 (4)Na (5)C 【详解】（1）实验中需要运用的科学方法是控制变量法。 故选A。 （2）[1][2] 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，减小涡流；用B选项的摆放方式可以更好减少漏磁。 （3）某次实验，副线圈的输出电压用10V量程的交流电压挡测量时，读数为9.2V。 （4）由于存在有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律有 由表格数据值总是大于，故应该是副线圈的电压值，应是原线圈的电压值，可判断连接电源的线圈是。 （5）若为理想变换器，则 但是由于铁芯没有闭合，漏磁过多，使得通过副线圈的磁通量明显小于通过原线圈的磁通量，使得副线圈的电压很小，故C符合题意。 故选C。 三、解答题 23．（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压的正弦交流电源上，原、副线圈的回路中两个阻值相同的电阻消耗的电功率之比。求： (1)原、副线圈的匝数比； (2)原线圈回路中电阻两端的电压。 【答案】(1)n1:n2=3:1 (2) 【详解】（1）设原、副线圈回路中电流分别为I1、I2，由 可得I1:I2=1:3 根据 解得n1:n2=3:1 （2）设理想变压器原、副线圈的输入电压为U1、U2，初级所接电阻两端电压为UR，根据 解得U2=3UR 根据 可得 原线圈回路中有，其中 解得 24．（24-25高二下·江苏南通·期末）如图所示，矩形线框在匀强磁场中以角速度匀速转动，理想变压器原、副线圈的匝数分别为和，副线圈接有电阻，交流电压表的示数为。在时刻线框平面与磁场方向平行，线框和导线的电阻不计。求： (1)线框中产生电动势的瞬时表达式； (2)电阻上消耗的电功率。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）线框中产生的电动势的峰值 在时刻线框垂直于中性面，故线框中产生电动势的瞬时表达式 （2）根据，得副线圈两端的电压 电阻上消耗的电功率 25．（24-25高二下·江苏连云港·期末）某发电机原理如图所示，矩形线圈ABCD匝数、面积电阻，图示位置线圈平面与磁感线平行，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，在外力作用下线圈绕对称轴匀速转动，角速度，求线圈从图示位置转过的过程中 (1)产生的平均感应电动势； (2)电阻R上产生的热量Q。 【答案】(1)0 (2)40J 【详解】（1）线圈从图示位置转过的过程中 根据法拉第电磁感应定律有 解得 （2）交变电流的最大值为 则产生的热量为 其中 代入数据得 26．（24-25高二下·江苏徐州·期末）如图为某组同学研究远距离输电过程的装置图。ABCD为发电机的矩形线圈，其面积S=0.5m2，匝数N=200匝，线圈内阻不计。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω=100πrad/s。线圈与升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻R=20Ω，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台内阻r=8Ω且机械效率η=80%的电动机，其两端的电压U4=250V。变压器均为理想变压器且其余导线电阻不计，求： (1)电压表的示数U1； (2)电动机的输出功率P； (3)升压变压器的原、副线圈匝数比。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由， 解得 （2）设流过电动机的电流为I4 则电动机的输入功率为 内阻发热功率为 则 得 由 解得 （3）由理想变压器电压与匝数关系 解得 由理想变压器电流与匝数关系 解得 输电线损失的电压 则 解得 27．（24-25高二下·江苏常州·期末）某电源两端能产生按正弦规律变化的电压，用该电源给阻值为20Ω的电阻直接供电，一个周期内电阻产生的热量与1A的恒定电流在相同时间产生热量相同．现用该电源给额定电压是220V的交流用电器供电，为使用电器正常工作，在电源与用电器之间使用了升压变压器．求： (1)该电源两端电压的有效值； (2)升压变压器原副线圈的匝数之比． 【答案】(1)U1=20V (2) 【详解】（1）题意可知电流有效值为                             则电源两端电压的有效值 （2）根据            其中                              联立解得 28．（24-25高二下·江苏宿迁·期末）某个小水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。目前输电线上损失的功率为。求： (1)输电线上通过的电流； (2)升压变压器输出的电压； (3)在发电机输出功率不变情况下，仅调整两个变压器的匝数比，可使输电线上损失的功率降至100W，这两个变压器的匝数比各为多少。 【答案】(1) (2) (3) ； 【详解】（1）根据电功率公式 可得输电线上通过的电流 （2）升压变压器输出的电压 （3）升压变压器原线圈的电流 得 根据理想变压器原副线圈与匝数的关系可知，升压变压器的匝数比 降压变压器的输出功率 降压变压器的输出电流 降压变压器的匝数比 综上可得                  29．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈面积为S，匝数为，电阻为，角速度为。线圈与阻值为的定值电阻及理想交流电流表相连。求： (1)电流表示数； (2)线圈由图示位置转过过程中，通过的电荷量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）矩形线框转动产生感应电动势的最大值 转动产生感应电动势的有效值 回路中产生的感应电流由闭合电路欧姆定律 （2）转过90°过程中产生的感应电动势的平均值 感应电流的平均值 通过的电荷量 联立可得 代入数值得 地 城 考点02 传感器 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏连云港·期末）某散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，是热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻。当电压表示数小于某一数值U时，控制开关处于断路状态；当电压表示数大于U时，控制开关接通电路，M开始运转。电路两端的电压恒定，下列说法中正确的是（　　） A．环境温度降低时，电压表示数变大 B．可变电阻R阻值调大时，电压表示数变小 C．若用金属电阻代替热敏电阻，电路不能正常工作 D．可变电阻R阻值调大时，排风扇开始工作的临界温度升高 【答案】C 【详解】A．环境温度降低时，阻值变大，则分压变大，则R电压减小，则电压表示数变小，选项A错误； B．可变电阻R阻值调大时，R分压变大，则电压表示数变大，选项B错误； C．金属电阻阻值随温度增加电阻变大，则若用金属电阻代替热敏电阻，电路不能正常工作，选项C正确； D．可变电阻R阻值调大时，当电压表读数为仍为U时，热敏电阻的阻值也变大，此时温度降低，即此时的临界温度降低，选项D错误。 故选C。 2．（24-25高二下·江苏扬州·期末）一些汽车的低油位报警装置采用热敏电阻来检测油箱的警戒液位。如图1所示，液面高于热敏电阻的高度时，热敏电阻发出的热量会被液体带走，指示灯不亮。如图2所示，当液体减少、热敏电阻露出液面时，指示灯亮。与图1相比，图2中热敏电阻（　　） A．温度较低，电阻较小 B．温度较低，电阻较大 C．温度较高，电阻较小 D．温度较高，电阻较大 【答案】C 【详解】如图1所示，若给热敏电阻通以一定电流时，热敏电阻会产生热量，当液面高于热敏电阻时，热敏电阻的热量会被液体带走，温度基本不变，热敏电阻阻值较大，电流较小，故指示灯不亮；如图2所示，当液体减少，液面低于热敏电阻时，热敏电阻温度升高，阻值减小，电流增大，故指示灯亮，就显示出报警信号，所以与图1相比，图2中热敏电阻温度较高，电阻较小。 故选C。 3．（24-25高二下·江苏南通·期末）传感器在生产生活中得到广泛应用，电子体重计中需要用到的传感器元件是（　　） A．电阻应变片 B．干簧管 C．双金属片 D．光敏电阻 【答案】A 【详解】电子体重计中需要用到力传感器，所以用到的传感器元件是电阻应变片。 故选A。 4．（24-25高二下·江苏徐州·期末）小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关。如果把磁体B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。盒内的传感器元件应是（　　） A．干簧管 B．应变片 C．光敏电阻 D．热敏电阻 【答案】A 【详解】盒内的传感器元件应是干簧管；把磁体B放到盒子上面，干簧管的两个簧片被磁化而接通，灯泡会发光；把磁体移走，干簧管的两个簧片分开，灯泡熄灭。 故选A。 5．（24-25高二下·江苏苏州·学业质量阳光指标调研）能将力学量转化为电学量的传感器是（    ） A．电阻应变片 B．热敏电阻 C．光敏电阻 D．霍尔元件 【答案】A 【详解】A．电阻应变片利用材料形变导致电阻变化，将力学量（如力、形变）转化为电阻变化，属于将力学量转化为电学量，故A正确； B．热敏电阻将温度变化转化为电阻变化，属于热学量转化为电学量，故B错误； C．光敏电阻将光照强度变化转化为电阻变化，属于光学量转化为电学量，故C错误； D．霍尔元件通过磁场变化产生电压，属于磁学量转化为电学量，故D错误。 故选A。 6．（24-25高二下·江苏南京六校联合体·期末）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（　　） A．甲图为黑体辐射强度与辐射光波长的关系，其中T2对应的温度更高 B．乙图中温度为T4对应的气体分子热运动的平均动能较大 C．丙图中干簧管是通过电流受到的安培力来控制电路的通断 D．丁图为康普顿散射实验，散射光中出现波长变长的成分，支持了光的“波动说” 【答案】B 【详解】A．在黑体辐射强度与辐射光波长的关系图像中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。由图甲可知，对应的辐射强度极大值对应的波长较短，所以对应的温度更高，故A错误； B．温度是气体分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大。从乙图中可以看出，对应的曲线中速率大的分子数占总分子数的百分比较大，说明对应的温度较高，其气体分子热运动的平均动能较大，故B正确； C．干簧管是利用磁场对其内部磁性材料的作用来控制电路通断的，而不是通过电流受到的安培力来控制电路通断的，故C错误； D．康普顿散射实验中，散射光中出现波长变长的成分，说明光子具有动量，支持了光的粒子性，而不是光的“波动说”，故D错误。 故选B。 7．（24-25高二下·江苏南师附中·期末）如图所示为某种光电式烟雾报警器的原理图。在无烟雾时，光源发出的光沿直线传播，光电管接收不到光，报警器处于静默状态；当烟雾通过烟雾入口时，烟雾颗粒会散射光源发出的光，散射的光被光电管接收，从而产生光电流。干簧管是一个磁控开关，用于控制报警电路的通断。当通过烟雾入口的烟雾达到一定浓度时，报警电路被激活，蜂鸣器就会发出报警声。电键S处于闭合状态，下列说法正确的是（　　） A．干簧管是否导通与的电动势大小有关 B．减小R₁的阻值可以提高该报警器的灵敏度 C．增加干簧管外缠绕线圈的匝数可以降低该报警器的灵敏度 D．烟雾达到报警浓度时，干簧管外缠绕的线圈中一定无电流 【答案】B 【详解】A．干簧管是否导通主要取决于其外绕线圈中电流产生的磁场，而该线圈又受光电管电路控制，与报警电路电源的电动势无直接关系，故A错误。 B．是光源所在回路的限流电阻，减小会增大光源发光强度，从而使散射到光电管的光更强、光电流更大，更易触发报警，灵敏度提高，故B正确。 C．增加干簧管外线圈匝数通常会增强线圈在给定电流下产生的磁场，有利于干簧管导通，提高灵敏度，故C错误； D．要使干簧管吸合、蜂鸣器报警，线圈中必须有足够的电流产生磁场，故D错误。 故选 B。 8．（24-25高二下·镇江实验高级中学·期末）某学习小组利用传感器制作简单的自动控制装置的实验中选择了智能扶手电梯课题，设计如下原理图，其中R是压敏电阻，电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快，下列说法正确的是（  　） A．电磁继电器与发电机工作原理相同 B．电磁铁上端是N极 C．电梯上无乘客时，衔铁与触点1接触 D．电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值增大 【答案】C 【详解】A．电磁继电器的主要结构是电磁铁，电磁铁是通电流之后具有磁性，是根据电流的磁效应工作的，而发电机是根据电磁感应原理制成的，故A错误； B． 根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定可知，电磁铁的下端是N极、上端是S极，故B错误； C．当电梯上无乘客时，电动机转速较慢，电动机两端的电压较小，电阻R1和电动机都接入电路，此时衔铁和上面的静触头1接通，故C正确； D．电梯上有乘客时，衔铁和下面的静触头2接通，说明线圈中电流增加，磁性增加而吸引触头2，此时压敏电阻R的阻值减小，选项D错误。 故选C。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 交变电流与传感器 2大高频考点概览 考点01 交变电流及远距离输电 考点02 传感器 地 城 考点01 交变电流及远距离输电 一、单选题 1．A 2．C 3．D 4．A 5．B 6．C 7．B 8．B 9．D 10．B 11．C 12．C 13．D 14．D 15．D 16．A 17．B 二、实验题 18． 【答案】(1)ACV (2)D (3)见解析 19． 【答案】(1)次级线圈 (2)D (3)12 (4)E (5)A 20． 【答案】(1)B (2)C (3)增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率 21． 【答案】(1)B (2)4 (3)副 (4) 2.396/2.397/2.398 不同意 副线圈电压低电流较大，所以采用较粗的导线绕制尽可能地减少导线电阻，以减少焦耳热损耗。 22． 【答案】(1)A (2) B 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，减小涡流；用B选项的摆放方式可以更好减少漏磁 (3)9.2 (4)Na (5)C 三、解答题 23． 【答案】(1)n1:n2=3:1 (2) 【详解】（1）设原、副线圈回路中电流分别为I1、I2，由 可得I1:I2=1:3 根据 解得n1:n2=3:1 （2）设理想变压器原、副线圈的输入电压为U1、U2，初级所接电阻两端电压为UR，根据 解得U2=3UR 根据 可得 原线圈回路中有，其中 解得 24． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）线框中产生的电动势的峰值 在时刻线框垂直于中性面，故线框中产生电动势的瞬时表达式 （2）根据，得副线圈两端的电压 电阻上消耗的电功率 25． 【答案】(1)0 (2)40J 【详解】（1）线圈从图示位置转过的过程中 根据法拉第电磁感应定律有 解得 （2）交变电流的最大值为 则产生的热量为 其中 代入数据得 26． 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由， 解得 （2）设流过电动机的电流为I4 则电动机的输入功率为 内阻发热功率为 则 得 由 解得 （3）由理想变压器电压与匝数关系 解得 由理想变压器电流与匝数关系 解得 输电线损失的电压 则 解得 27． 【答案】(1)U1=20V (2) 【详解】（1）题意可知电流有效值为                             则电源两端电压的有效值 （2）根据            其中                              联立解得 28． 【答案】(1) (2) (3) ； 【详解】（1）根据电功率公式 可得输电线上通过的电流 （2）升压变压器输出的电压 （3）升压变压器原线圈的电流 得 根据理想变压器原副线圈与匝数的关系可知，升压变压器的匝数比 降压变压器的输出功率 降压变压器的输出电流 降压变压器的匝数比 综上可得                  29． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）矩形线框转动产生感应电动势的最大值 转动产生感应电动势的有效值 回路中产生的感应电流由闭合电路欧姆定律 （2）转过90°过程中产生的感应电动势的平均值 感应电流的平均值 通过的电荷量 联立可得 代入数值得 地 城 考点02 传感器 一、单选题 1．C 2．C 3．A 4．A 5．A 6．B 7．B 8．C 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $