专题03 交变电流与传感器（期末真题分类汇编，福建专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦交变电流与传感器核心考点，精选福建各地期末真题，融合高空风车发电、电动汽车储能等科技情境，设置基础到综合的分层设问。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|16|交变电流产生、变压器电压比、传感器电阻特性|结合风力发电机、体重计等实际装置考查概念辨析| |多选题|15|有效值计算、输电功率损失、传感器电路动态分析|以远距离输电、火灾报警器为情境设计多因素分析题| |填空题|16|磁通量变化率、电动势瞬时值、变压器匝数比|通过Φ-t图像、电压波形图考查物理量关联| |解答题|9|发电机功率计算、输电线路损耗、传感器临界条件|综合交变电流规律与能量守恒解决实际问题| |实验题|5|变压器匝数比探究、传感器特性验证|设计可拆变压器实验、热敏电阻报警电路考查科学探究|

专题03 交变电流与传感器 3大高频考点概览 考点01 交变电流初步 考点02变压器与远距离输电 考点03 传感器 地 城 考点01 交变电流初步 一、单选题 1．(24-25高二下·福建三明·期末)如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时，下列说法正确的是（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最大 D．线圈中电流方向为abcda 2．(24-25高二下·福建三明六校·期末)通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示（前半个周期为正弦波形的），则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 3．(24-25高二下·福建龙岩·期末)如图所示是一款高空风车的发电模块原理图，两磁极间的磁场可近似视为匀强磁场，某时刻发电机线圈ab恰与磁场方向平行，则（　　） A．该时刻线圈ab的电流最大 B．风力增大，线圈ab的感应电动势变小 C．风车每转一圈，线圈ab中电流方向改变一次 D．风车发电的原理是电流的磁效应 4．(24-25高二下·福建厦门双十中学·期末)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势有效值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．从到过程中线框的平均感应电动势为 5．(24-25高二下·福建福州高级中学·期末)图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，其余电阻均忽略不计。从图示位置开始计时，电阻R两端电压随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．发电机工作原理是电流的磁效应 B．图示时刻，电压表的示数为 C．电阻中的电流方向每秒钟变化100次 D．线圈通过图示位置时，通过线圈的磁通量的变化率为0 6．(24-25高二下·福建三明·期末)阻值的电阻接到一交流电源上，其图像如图所示，周期为2s，则电阻两端电压的有效值为（　　） A．24V B． C．30V D． 二、多选题 7．(24-25高二下·福建三明永安九中、宁化六中、金沙高级中学、宁化滨江实验中学·期末)如图甲为小型交流发电机的示意图，两磁板N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，n=20匝的线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向以角速度ω匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示。已知线圈内阻，与线圈连接的定值电阻，其他部分的电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．图甲所示位置是图乙的计时起点 B．将电阻R换成电容并使其不击穿，其耐压值为 C．在0~0.1s内，通过电阻R的电荷量为0.8C D．在0~0.1s内，电阻R产生的焦耳热为 8．(24-25高二下·福建宁德福鼎第四中学·期末)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　) A．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 B．两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合 C．曲线a表示的交变电动势频率为50 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为5V 9．(24-25高二下·福建福州八县（区）协作校·期末)图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为5A B．在0.02s时通过线圈的磁通量最大 C．电阻R消耗的功率为2375W D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 10．(24-25高二下·福建龙岩长汀县第一中学·期末)如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，导线两端通过两个小金属环a、b与长直金属杆连接，在外力F作用下，正弦形金属导线可以在杆上无摩擦滑动，金属杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部、底部到杆的距离都是d。在导线右侧有一有界匀强磁场区域，磁场的左右边界与金属杆垂直，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。若导线在外力F作用下沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线所在平面始终与磁场垂直。则在导线穿过磁场的过程中（　　） A．导线上有电流流过的时间为 B．导线上的电流最大值为 C．外力F做的功为 D．导线上的电流的瞬时值表达式为 三、填空题 11．(24-25高二下·福建龙岩非一级达标校·期末)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。汽车制动时车轮转动带动磁极绕固定的线圈匀速旋转，在线圈中产生交变电流。如图所示，某时刻线圈平面与磁场方向恰好垂直，此时穿过线圈的磁通量_____（填“最大”或“为零”），线圈_____（填“平行”或“垂直”）于中性面，线圈的感应电动势_____（填“最大”或“为零”）。 12．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期末)中国是全球发电量最大的国家。图为交流发电机模型的示意图，两磁极之间的磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场，线圈位于图示位置时，线圈________（填“平行”或“垂直”）于中性面，此时线圈的感应电动势________（填“最大”或“最小”）。矩形线圈的面积为，线圈的匝数为，线圈绕轴以角速度匀速转动时，线圈产生的感应电动势的有效值为________。 13．(24-25高二下·福建南平·期末)匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生的瞬时电动势与时间的关系图像如图所示（和为已知量）。则线圈转动一个周期电流方向改变___________次，磁通量变化率的最大值___________，穿过线圈的磁通量最大值___________。 14．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期末)家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦式交流电压的波形截去一部分来实现调节电压，从而调节灯光的亮度。某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，则电压有效值为______V。若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为______W。 15．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期末)如图所示，平行四边形线圈匝数匝，线圈面积S=10cm2，线圈电阻r=1Ω，在匀强磁场中绕轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小，角速度，外电阻电阻R=9Ω，交流电表均为理想电表。若从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为_________，转动过程中交流电压表的数值为__________。 16．(24-25高二下·福建泉州四校·期末)如图所示，边长为L、绕线N匝、总电阻为r的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B、水平向右的匀强磁场中，线圈以角速度绕轴匀速转动，外接电阻值为R，则图示位置线圈处于________________的位置（选填“中性面”或“与中性面垂直”），在线圈由图示位置转过角的过程中，通过电阻R的电荷量________________。 四、解答题 17．(24-25高二下·福建龙岩一中锦山校区·期末)如图甲所示，一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数，穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图乙所示．发电机线圈电阻，外电路中的电阻，灯泡L电阻，不计其他电阻，交流电流表为理想电流表。求： （1）线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式； （2）从图示位置转过的过程中电阻R产生的热量。 18．(24-25高二下·福建福州联盟校·期末)如图所示，线圈的面积是，共500匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时（取此时电动势为正），当线圈绕垂直磁场的转轴以的转速匀速旋转时，求：（图中电表均为理想交流电表） (1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值大小； (3)电路中，电压表和电流表的示数（保留一位小数）。 19．(24-25高二下·福建南平·期末)如图，水平面内有两根光滑平行金属导轨，左端接一定值电阻，右侧部分处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁场分布如图所示，其中I区和III区的磁场垂直纸面向里，II区磁场垂直纸面向外。一导体棒在外力作用下在I区和II区向右做匀速直线运动，进入Ⅲ区时撤去外力。已知导轨间距为区、II区长度分别为，III区足够长，I区磁感应强度大小为，II区和III区的磁感应强度大小均为。定值电阻大小为，导体棒质量为，在I区和II区的速度为。导轨和导体棒的电阻均不计并接触良好。求： (1)导体棒穿越I区和II区整个过程电流的有效值I； (2)导体棒在磁场运动过程中电阻产生的总焦耳热； (3)导体棒在磁场运动过程中流过电阻的电荷量。 20．(24-25高二下·福建莆田·期末)一个边长L=10cm的正方形线圈，匝数N=200匝，线圈电阻r=1.0Ω。现让线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动，角速度ω=50rad/s。外电路电阻R=9.0Ω，两电表均为理想电表，如图所示。求线圈转动过程中 (1)通过线圈磁通量的最大值； (2)感应电动势的最大值Em； (3)电流表读数I和电压表读数U。 地 城 考点02 变压器与远距离输电 一、单选题 1．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)如图甲所示，匝数为匝的矩形闭合导线框，电阻不计，处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，导线框面积为.导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为，副线圈接有一滑动变阻器，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．导线框线圈的匝数 B．从甲图所示位置开始计时，导线框线圈中产生的交变电压表达式为 C．若滑动变阻器的滑片向上移动，图像的峰值变大 D．若导线框的转速加倍，变压器的输出功率将加倍 2．(24-25高二下·福建泉州南安华侨中学、石狮八中、泉州外国语学校、泉州城东中学四校·期末)如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上如图所示（图线为正弦曲线）的交变电压。则下列说法中正确的是（　　） A．电压表的示数为V B．交变电流的频率为100Hz C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变大 D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小 3．(24-25高二下·福建三明·期末)如图，理想变压器接入输出电压恒定的交流电源，为阻值随光照强度增强而减小的光敏电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．仅增强上的光照强度，电压表的示数变大 B．仅增强上的光照强度，变压器的输入功率变小 C．仅将触头上移，两电流表示数均变大 D．仅将触头上移，变压器的输入功率变小 4．(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则  （　　） A．输电线电流 B．输电线损失的电功率为   C．提高输送电压 ，则输电线电流I₂减小 D．用户得到的电功率为 5．(24-25高二下·福建泉州德化第三中学·期末)如图所示为远距离输电的原理图。两个变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，其他导线电阻可以忽略不计。发电厂的输出功率为200kW，输出电压为400V。向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用5kV高压输电，最后用户得到的电压为220V。下列说法正确的是（　　） A．输电线路中的电流为4A B．升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶25 C．降压变压器原、副线圈的匝数比为450∶11 D．输电效率为 6．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻，降压变压器所接用户的用电器可等效为图中的滑动变阻器，用电器增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户的额定电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户在正常情况下，消耗的总功率为，下列说法正确的是（　　） A．发电厂的输出功率为11kW B．升压变压器原、副线圈的匝数比为 C．用电器增加时，用户得到的电压增大 D．用电器增加时，输电效率升高 二、多选题 7．(24-25高二下·福建龙岩第二中学东山校区·期末)某风力发电机的输出电压为2500V，用户得到的电功率为142.5kW，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈匝数为110匝，则下列说法正确的是（　　） A．风力发电机的输出功率为150kW B．通过输电线的电流为5A C．升压变压器副线圈匝数是原线圈匝数的7倍 D．降压变压器原线圈匝数为7125匝 8．(24-25高二下·福建龙岩·期末)水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，龙岩市共有大小水电站1100多处。如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为100kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用10kV的高压进行输电，最后用户得到220V、95kW的电力，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶25 B．输电线上总电阻R=500Ω C．降压变压器原、副线圈的电流之比I3∶I4=11∶475 D．输电线上总电阻R两端的电压为180V 9．(24-25高二下·福建莆田·期末)某小型发电厂的电能输送示意图如图所示，发电厂通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。图中R为输电线的总电阻，a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，若变压器视为理想变压器、电表均视为理想交流电表。当用户使用的用电器增加时（　　） A．电流表A1的示数不变 B．电流表A2的示数变大 C．电压表V的示数不变 D．输电线R的损失功率变大 10．(24-25高二下·福建百校·期末)如图所示为某风力发电机发电后电能输送的简易模型，假设风力发电输送的功率恒定不变，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且图中已经标出了各部分的电流、电压和线圈匝数，输电线的总电阻为，则下列关系式正确的是（　　） A． B． C．输电线上损失的功率为 D．输电线上损失的功率为 11．(24-25高二下·福建宁德·期末)某科技小组设计了一款火灾报警装置。如图所示，将理想自耦变压器T的原线圈与交流电源相连接，副线圈与滑动变阻器Rp、示警器L和烟雾敏感元件R相连接。当烟雾浓度超过某一临界值时，示警器立即发出声音报警。已知当烟雾浓度增大时，烟雾敏感元件接入电路的电阻减小。现欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，以下方法可行的是（　　） A．仅将自耦变压器滑片向上移动 B．仅将自耦变压器滑片向下移动 C．仅将滑动变阻器滑片向上移动 D．仅将滑动变阻器滑片向下移动 12．(24-25高二下·福建恒一教育集团联考·期末)如图所示，M是理想变压器，将a、b接在电压为正弦交流电源上。变压器右侧为一火警报警系统原理图，其中 Rr为用半导体热敏材料制成的传感器（其电阻率随温度升高而减小），电流表A2为值班室的显示器，显示通过R₁的电流，电压表 V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R2为定值电阻。当传感器RT所在处出现火情时，以下说法中正确的是（　　） A．电流表A1的示数不变， 电流表 A2的示数增大 B．电流表A1的示数增大， 电流表 A2的示数减小 C．电压表 V1的示数增大， 电压表 V2的示数增大 D．电压表 V1的示数不变， 电压表 V2的示数减小 三、填空题 13．(24-25高二下·福建福州马尾一中等六校·期末)如图所示，输入电压为时，完全相同的灯泡的电压均为，其阻值恒定不变。已知为随温度升高阻值减小的热敏电阻，变压器为理想变压器，两灯泡始终未烧坏，原、副线圈匝数之比为___________，若热敏电阻温度升高，灯泡变___________、灯泡变___________（填“亮”或“暗”） 14．(24-25高二下·福建泉州第五中学·期末)如图所示，一原、副线圈匝数均可调节的理想变压器，输入端接入有效值恒定的交流电源。已知定值电阻阻值为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时刻原、副线圈的匝数之比为1：2，滑片位于最下端。理想电压表的示数用表示；理想电流表的示数用表示。不计其余电阻，若保持位置不变，向上缓慢滑动的过程中，示数__________（选填“增大”“减小”或“不变”）；副线圈的输出功率__________________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 15．(24-25高二下·福建部分优质高中·期末)某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率500kW。降压变压器的匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，功率110kW，所有变压器均为理想变压器。则发电机的输出电流为_____________A，输电线上损失的功率为_____________kW，升压变压器的匝数比n1：n2=_________。 16．(24-25高二下·福建福州第三中学·期末)某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅为350V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出,之后用降压变压器降压到220V给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω,则损失的电功率为______W,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______． 17．(24-25高二下·福建永春第一中学·期末)如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，副线圈、理想电流表A与标有“6V，3W”字样的小灯泡L串联成闭合回路，灯泡L正常发光。已知变压器原、副线圈匝数比为5∶3，矩形线圈的电阻为1.0Ω，则A的示数为________A，流过矩形线圈的电流为________A，矩形线圈的电动势有效值为________V。 18．(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入一电压为的交流电源，副线圈接一个R=11Ω的负载电阻，若 则： (1)副线圈中电压表的读数为_________V； (2)原线圈中电流表的读数为_________A； (3)原线圈中的输入功率为___________W。 四、实验题 19．(24-25高二下·福建南平·期末)如图甲为一功率放大器中的环形变压器，该变压器效率极高，可视为理想变压器。某同学测量该环形变压器原、副线圈的匝数。 (1)该环形变压器的磁芯可能是___________ A．整块硅钢 B．整块不锈钢 C．彼此绝缘的硅钢片卷制而成 (2)如图乙所示，先在闭合磁芯上紧密缠绕匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端：然后在原线圈上输入有效值的低压交流电，再将理想交流电压表连接在副线圈上，若的示数为，的示数为。则副线圈的匝数___________匝。 (3)关于该实验操作，下列说法正确的是___________ A．在改变输入电压时，要先断开电源开关，再进行操作 B．通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱 C．为了提高实验精度，电压表量程越大越好 20．(24-25高二下·福建三明六校·期末)“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 (1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是 。 A．演绎法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想实验法 (2)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“14”两个接线柱之间（接入匝数为1400匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 。 A．0.86V B．9.0V C．10.5V D．11.5V (3)图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R₀可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n₁、n₂，在交流电源的电压有效值U₀不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=______时，R获得的功率最大。 21．(24-25高二下·福建福州联盟校·期末)在“探究变压器原、副线圈电压比与匝数比的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 (1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．理想实验法 (2)如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是________。 A．电压 B．电流 C．功率 D．频率 (3)某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，____________________。 实验次数 /匝 /匝 /V /V 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 (4)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是________。 A．原、副线圈的电压不同步 B．变压器线圈中有电流通过时会发热 C．铁芯在交变磁场的作用下会发热 D．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 五、解答题 22．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为U=12V的正弦式交流电源，定值电阻，副线圈接有阻值为的定值电阻和一个电阻箱R，现电路正常工作，两块理想交流电流表A1的示数为，A2的示数为。 (1)求变压器原副线圈的匝数比n1：n2； (2)调节电阻箱R，使其接入电路阻值，求此时电流表A1的示数。 23．(24-25高二下·福建龙岩·期末)图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压。求： (1)电压表的示数； (2)电流表的示数； (3)变压器的输入功率。 24．(24-25高二下·福建三明六校·期末)某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的输出电压为，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为R＝10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为，要求在输电线上损失的功率控制在，请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算： （1）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？ （2）两个变压器的匝数比各应等于多少？ 25．(24-25高二下·福建三明永安九中、宁化六中、金沙高级中学、宁化滨江实验中学·期末)如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶9，降压变压器原、副线圈的匝数比比n3∶n4=5∶1。充电桩充电时的额定功率P=19kW，额定电压U4=380V，变压器均视为理想变压器。求： (1)升压变压器副线圈两端电压U2； (2)通过输电线上的电流I3； (3)输电线的总电阻r。 地 城 考点03 传感器 一、单选题 1．(24-25高二下·福建龙岩·期末)随着人民生活水平的不断提高，大家开始注重健康管理，体重计走进千家万户。如图是某家用体重计的原理图，人只要站在踏板上，仪表A就能显示人的体重，踏板下面的传感器M实质是一个阻值可随压力大小而变化的电阻，显示体重的仪表A实质是理想电流表，开机自动调零后，传感器M阻值R随人的体重G变化的函数关系式为（a、k是常量，G和R的单位分别是N和Ω）。下列说法不正确的是（　　） A．传感器M是压力传感器 B．调节滑动变阻器，可以改变电子秤量程 C．如果要增加电子秤的灵敏度，滑动变阻器接入电路中的电阻应调大 D．该秤的零刻度线（即踏板空载时的刻度线）无法标在电流表A刻度盘的零刻度处 2．(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线框内所示，它的主要部件压力传感器是一个阻值随压力增大而减小的电阻器，下列说法正确的是 （　　） A．称重计在电路中相当于一个电压表 B．电路中的R'没有作用 C．电路中的 R'越大，称重计越容易损坏 D．人体越重，流过称重计的电流越大 3．(24-25高二下·福建莆田第一中学·期末)压敏电阻的阻值会随着其所受压力的增大而减小。某同学将压敏电阻平放在电梯内并接入如图所示的电路，在其受压面上放一物体，开始时电梯静止，后来电梯向上做匀加速直线运动，则和静止时相比较，下列说法正确的是（　　）    A．压敏电阻所受的压力减小 B．压敏电阻的阻值增加 C．电流表示数增加 D．定值电阻R上消耗的功率减小 4．(24-25高二下·福建三明·期末)如图，理想变压器接入输出电压恒定的交流电源，为阻值随光照强度增强而减小的光敏电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．仅增强上的光照强度，电压表的示数变大 B．仅增强上的光照强度，变压器的输入功率变小 C．仅将触头上移，两电流表示数均变大 D．仅将触头上移，变压器的输入功率变小 5．(24-25高二下·福建三明六校·期末)图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 b 处 B．若使启动报警器的温度提高些，可将图1中左边电源电动势调小一些 C．若使启动报警器的温度提高些，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D．若使启动报警器的温度提高些，可将图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 二、多选题 6．(24-25高二下·福建宁德·期末)某科技小组设计了一款火灾报警装置。如图所示，将理想自耦变压器T的原线圈与交流电源相连接，副线圈与滑动变阻器Rp、示警器L和烟雾敏感元件R相连接。当烟雾浓度超过某一临界值时，示警器立即发出声音报警。已知当烟雾浓度增大时，烟雾敏感元件接入电路的电阻减小。现欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，以下方法可行的是（　　） A．仅将自耦变压器滑片向上移动 B．仅将自耦变压器滑片向下移动 C．仅将滑动变阻器滑片向上移动 D．仅将滑动变阻器滑片向下移动 7．(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)某种感温式火灾报警器如图甲所示，其简化的工作电路如图乙所示。变压器原线圈接交流电源，副线圈连接报警系统，其中为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小， 为滑动变阻器， 为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置 （图中未画出）通过检测通过 的电流触发报警。下列说法正确的是 （　　） A．警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 B．警戒范围内出现火情时，热敏电阻 两端的电压减小 C．警戒范围内出现火情时，通过定值电阻 的电流减小，报警装置报警 D．若要调高预设的报警温度，可增大滑动变阻器 连入电路的阻值 8．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)某热敏电阻RT为RTC型，其阻值随温度的升高而降低，下图是由该热敏电阻作为敏感元件制作的简单自动报警器电路图，以下说法正确的是（    ） A．为了使温度过高时报警器铃响，c应接在a端 B．为了使温度过高时报警器铃响，c应接在b端 C．若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向左移动一些 D．若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向右移动一些 9．(24-25高二下·福建龙岩一级校·期末)传感器在生活中应用广泛，下列说法中正确的是（　　） A．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B．电子秤是利用力传感器进行测量的 C．街旁的路灯，利用温度传感器，控制电路的通断 D．半导体热敏电阻常用作温度传感器 10．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期末)在今年4月份居家躲避新冠疫情期间，张华同学利用网课的课余时间，结合所学传感器、电路的有关知识，自己在家设置了一个火警报警装置，他设计的电路如图所示，为热敏电阻，温度升高时，急剧减小，当电铃两端电压低于某一定值时，报警电铃响起，则下列说法正确的是（　　） A．若试验时发现当有火时装置不响，应把的滑片P向下移 B．若试验时发现当有火时装置不响，应把的滑片P向上移 C．增大电源电压，会使报警的临界温度降低 D．增大电源电压，会使报警的临界温度升高 11．(24-25高二下·福建龙岩部分县域学校·期末)如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电器，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接。则（  ） A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下 B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下 C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端 D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端 三、填空题 12．(24-25高二下·福建宁德·期末)如图是“液面报警器”的原理示意图，其中T为敏感元件。当T未露出液面（温度低）时，指示灯不亮；当T露出液面（温度高）时，指示灯亮。则T是___________（选填“光敏电阻”或“热敏电阻”），T元件的电阻率随温度的升高而___________（选填“增大”或“减小”）。 13．(24-25高二下·福建宁德某校·期末)某热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图（甲）所示，图（乙）是由热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器电路图。 (1)为了使温度过高时报警器铃响，开关（报警前）应接在_____（填“a”或“b”）端。 (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P点向______移动（填“左”或“右”）。 14．(24-25高二下·福建泉州一中、德化一中等四校·期末)4．某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图，电路中的R1和R2，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U1时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U2（U1、U2为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。则压力传感器为______（选填“R1”或“R2”）；若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越______（选填“高”或“低”）。    15．(24-25高二下·福建宁德·期末)如图所示，为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上物品，为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，为定值电阻，当有光照射时，信号处理系统获得______（填“低”“高”）电压，信号处理系统每获得一次_____（填“低”“高”）电压，就计数一次。 四、实验题 16．(24-25高二下·福建厦门·期末)全自动洗衣机的水位控制装置中使用了压力传感器，工作原理如下： （1）如图甲所示，与洗衣缸相连的气室中会封闭一定质量的空气，气室上部与压力传感器的膜盒连通； （2）向洗衣缸注水时，气室内被密封的空气压强增大，使压力传感器的膜片向上凸起，如图乙所示。气室中的空气可视为理想气体，整个进水过程可视为等温过程，若某时刻气室内空气体积为注水前的，则此时气室内的压强为原来的______倍； （3）如图丙所示，当进水量达到设定值时，传感器控制电路关闭进水阀门，同时接通洗涤电动机电源，开始洗涤衣物，则图中A是______（选填“洗涤电动机”或“进水阀门”）的控制开关。 （4）一台旧洗衣机的压力传感器膜片长期反复形变，导致弹性降低（更小的压力即可使膜片凸起），则该旧洗衣机的实际进水量______（选填“大于”“小于”或“等于”）原来设定的进水量。 17．(24-25高二下·福建泉州第七中学·期末)某热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图甲所示，某同学用该热敏电阻制作的简易火灾自动报警器电路图如图乙所示。请回答以下问题： （1）为使温度在升高到报警温度时，报警器响起，单刀双掷开关c应该接______（选填“a”或“b”）； （2）为实现温度升高到60℃时报警器响起的目的，该同学先把热敏电阻放入60℃的恒温水中，然后调节滑动变阻器的电阻，直到报警器响起。在闭合两开关S1，S2之前，该同学还应将滑动变阻器的滑片滑至最左端； （3）已知直流电源电动势E1=18V，内阻不计。若继电器线圈ed电阻忽略不计，流过继电器线圈的电流I0≥15mA才会报警，欲使温度升高到60℃时报警器响起，则滑动变阻器接入电路的阻值应该是______Ω； （4）为了让报警器在50℃报警，滑动变阻器的阻值应调________（选填“大”或“小”）。 / / 学科网（北京）股份有限公司 $丽学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题03交变电流与传感器 ☆3大高频考点概览 考点01交变电流初步 考点02变压器与远距离输电 考点03传感器 目目 考点01 交变电流初步 一、单选题 1.C 2.C 3.A 4.B 5.C 6.B 二、多选题 7.AD 8.BD 9.AC 10.BC 三、填空题 11. 最大 平行 为零 12. 平行 最小 √2NBSo 2 13. 2 m N 14. 110 100 15. e=302cos300t(V) 27V 16. 与中性面垂直 √3NBL2 2(R+r) 四、解答题 1/8 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 17.(1)e=200cos200t();(2)6.54J 【详解】(1)根据乙图可知周期为 T=3.14×10-2s 则角速度为 2元 0二下 =200rad/s 线圈产生的电动势的最大值为 Em=n④m0=200V 线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式 e=200cos200t(V) (2)电阻R和灯泡并联的等效电阻为 RRL=42 R并二R+RL 电阻R上电压的有效值为 Em UR=2R并+) ，·R#=50V2V 转过90°角的时间 =20=4×102s 电阻R产生的热量为 Q=0g=502元 R 6 -××10-2J=6.54J 4 18.(1)400cos(10mt)V (2)200V (3)2.8A,254.5V 【详解】(1)根据题意，转速为n=300r/min=5rs 角速度为o=2om=10mrad/s 感应电动势的最大值为Em=NBSo=400V 从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时，此时磁通量变化率为0，电动势最大。则线圈中感应电动势的瞬 时值表达式为e=Emcos@t=400cos(10t)V (2)当t=0s时，代入表达式可得e=400cos(10r×0V=200V (3)感应电动势的有效值为=号=2002V 2/8 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 则电流表的示数为I=R千，=22A≈28A 电压表的示数为U=R=1802V≈254.5V 19.(1)I=3BL R (2)Q=9BL3+m 2R 2 39=聚+置 2R 【详解】1)根据题意，可知导体棒在1区和Ⅱ☒运动时间为=1十=是 导体棒在I区切割磁感线产生的电流1=LY R 导体棒在Ⅱ区切割磁感线产生的电流L,=L R 振据有效值的定义可知讯=R·片+织品 联立解得I=3BLY R (2)根据导体棒在I区和Ⅱ区根据Q12=I2Rt 联立解得Q12=B1 2R 导体棒穿越Ⅲ区只受安培力，根据能量守恒定律，mv?=Q3 导体棒整个运动过程中电阻R产生的焦耳热Q=Q12+Q3 故导体棒整个运动过程中电阻R产生的焦耳热Q=B1+m 2R (3)因为E=兽I=昌q=at R 解得导体棒穿越I区的电量q1=L R 导体棒穿越Ⅱ区的电量q=股 q=q-4=0 导体棒穿越Ⅲ区只受安培力，取时间微元△t,规定向右为正方向，根据动量定理有-BL△t=m△v 求和得BLq3=mvo 即导体棒穿越Ⅲ区的电量q=置 故导体棒整个运动过程中流过电阻R的电量q=9192+9B=股+置 2R 3/8 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 20.(1)Φm=2×10-3Wb (2)Em=20V (3)I=1.41A,U=12.73V 【详解】(1)当线圈平面与磁感线垂直时磁通量最大，最大值Φm=B$ 代入数据得④m=2×10-3Wb (2)感应电动势的最大值Em=NBS@ 代入数据得Em=20V (3)感应电动势的有效值E-号 由闭合电路欧姆定律得I=十 E 联立解得I=√2A≈1.41A 由欧姆定律得U=R 联立解得电压表读数U=92V≈12.73V 目目 考点02 变压器与远距离输电 一、单选题 1.B 2.D 3.D 4.C 5.D 6.B 二、多选题 7.AD 8.AC 9.BD 10.AC 11.AC 12.BD 三、填空题 4/8 而学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 13. 2:1 亮 暗 14. 减小 减小 15. 2000 1:46 16. 4900 133:11 17. 0.5 0.3 10.3 18.(1)44 (2)0.8 (3)176 四、实验题 19.(1C (2)300 (3)AB 20.(ac (2)D o( 21.(1)A (2)CD 3是：=品 (4)BCD 五、解答题 22.(1)1:5 2)号A(约0.71A) 【详解】(1)原副线圈两端分别有U=U1+IRo,U2=I2R1 解得U1=10V,U2=50V 根据U1U2=n1n2 解得n1n2=1:5 (2)刷线医所接的总电阻为尔-=3750 在副线圈回路中有U'2=I'2R' 5/8 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 根据电压与匝数的关系有U1U'2=n1n2 根据电流与匝数的关系有I1I2=n2n1 在原线圈回路中有U=U1+I1R0 解得11=号A(约0.71A) 解法二： 副线图所接的总电阻为R==3750 理想变压器其右侧的等效电阻尔”=(（侧R! 在原有线圈回路中有U=I1Ro+R) 解得1=号A(约0.71A) 23.(1)110V (2)2A (3)220W 【详解】(1)根据理想变压器特点有号-出 其中U1=202V=220v 2 解得U2=110V 即电压表读数为110V。 (2)根据欧姆定律可得1，=畏 代入数据解得I2=2A 即电流表读数为2A。 (3)根据理想变压器输入功率等于输出功率，则变压器的输入功率为P1=P2=U22=220W 24.1)AU=20v,U2=500v,(2)是=02=0 【详解】(1)由 P损=22R 解得输电线上通过的电流是 I2= P损二 4000A=20A 输电线损失的电压为 6/8 可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 △U=I2R=20×10V=200V 由 P1=P2 U2I2 可得升压变压器输出的电压是 =:=100×102V=5000V U2=2 20 (2)升压变压器的匝数比为 n=-2501 n2U2=5000=20 降压变压器输入电压为 U3=U2-U损=5000V-200V=4800V 降压变压器的匝数比为 凸3-3-4800_240 n4=4=220=11 25.(1)2250V (2)10A (3)352 【详解】(1)根据理想变压器两端电压与匝数的关系得9= U2 解得U2=2250V (2)根据连想变压器两端电压与匝数的关系得铝=出 通过输电线上的电流为1，=号 解得I3=10A,U3=1900V (3)输电线电势差为△U=U2-U3 输电线的总电阻=智 解得r=352 目目 考点03 传感器 一、单选题 1.C 2.D 3.C 7/8 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 4.D 5.B 二、多选题 6.AC 7.BD 8.AC 9.BD 10.BD 11.BD 三、填空题 12. 热敏电阻 减小 13.(1)a (2)左 14. R1 低 15. 低 高 四、实验题 16. 10 洗涤电动机 小于 17. a 620 小 8/8 专题03 交变电流与传感器 3大高频考点概览 考点01 交变电流初步 考点02变压器与远距离输电 考点03 传感器 地 城 考点01 交变电流初步 一、单选题 1．(24-25高二下·福建三明·期末)如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时，下列说法正确的是（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最大 D．线圈中电流方向为abcda 【答案】C 【详解】ABC．当线圈处于图示水平位置时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，线圈中瞬时感应电动势最大，故AB错误，C正确； D．当线圈逆时针转动到图示水平位置时，图中ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中电流方向为adcba，故D错误。 故选C。 2．(24-25高二下·福建三明六校·期末)通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示（前半个周期为正弦波形的），则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设该交变电流的有效值为，根据有效值定义可得 解得 故选C。 3．(24-25高二下·福建龙岩·期末)如图所示是一款高空风车的发电模块原理图，两磁极间的磁场可近似视为匀强磁场，某时刻发电机线圈ab恰与磁场方向平行，则（　　） A．该时刻线圈ab的电流最大 B．风力增大，线圈ab的感应电动势变小 C．风车每转一圈，线圈ab中电流方向改变一次 D．风车发电的原理是电流的磁效应 【答案】A 【详解】A．由图可知，该时刻线圈磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，则该时刻线圈ab的电流最大，故A正确； B．风力增大，风车转动的越快，则线圈的角速度越大，根据可知，感应电动势变大，故B错误； C．风车每转一圈，线圈ab中电流方向改变两次，故C错误； D．风车发电是利用了电磁感应，故D错误。 故选A。 4．(24-25高二下·福建厦门双十中学·期末)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．时刻线框平面与中性面垂直 B．线框的感应电动势有效值为 C．线框转一周外力所做的功为 D．从到过程中线框的平均感应电动势为 【答案】B 【详解】A．由图可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，故A错误； B．由图可知交流电的周期为T，则有 由交流电的电动势的最大值为 则有效值为 故B正确； C．线圈转一周外力所做的功等于回路中产生的焦耳热，则有 故C错误； D．从到过程中线框的平均感应电动势为 故D错误。 故选B。 5．(24-25高二下·福建福州高级中学·期末)图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，其余电阻均忽略不计。从图示位置开始计时，电阻R两端电压随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．发电机工作原理是电流的磁效应 B．图示时刻，电压表的示数为 C．电阻中的电流方向每秒钟变化100次 D．线圈通过图示位置时，通过线圈的磁通量的变化率为0 【答案】C 【详解】A．交流发电机的工作原理是电磁感应，故A错误； B．电压表的示数是有效值，结合图乙可知电压表示数为V=10V 故B错误； C．交流电的周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，故C正确； D．线圈通过图示位置时，通过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率最大，故D错误； 故选C。 6．(24-25高二下·福建三明·期末)阻值的电阻接到一交流电源上，其图像如图所示，周期为2s，则电阻两端电压的有效值为（　　） A．24V B． C．30V D． 【答案】B 【详解】根据电流的热效应计算电流的有效值，有 解得电流的有效值 则电阻两端电压的有效值为 故选B。 二、多选题 7．(24-25高二下·福建三明永安九中、宁化六中、金沙高级中学、宁化滨江实验中学·期末)如图甲为小型交流发电机的示意图，两磁板N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，n=20匝的线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向以角速度ω匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示。已知线圈内阻，与线圈连接的定值电阻，其他部分的电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．图甲所示位置是图乙的计时起点 B．将电阻R换成电容并使其不击穿，其耐压值为 C．在0~0.1s内，通过电阻R的电荷量为0.8C D．在0~0.1s内，电阻R产生的焦耳热为 【答案】AD 【详解】A．图甲所示线圈位置磁通量为零，图乙的起始磁通量也为零，因此图乙的磁通量曲线可以描述为以图甲为起点的线圈磁通量变化情况，故A正确； B．最大电动势为 要使电容不击穿，其耐压值至少为20πV，故B错误； C．通过电阻R的电荷量为 由闭合电路欧姆定律得 由法拉第电磁感应定律得， 解得 故C错误； D．电流有效值为 因此在0~0.1s内，电阻R产生的焦耳热为 故D正确。 故选AD。 8．(24-25高二下·福建宁德福鼎第四中学·期末)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　) A．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 B．两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合 C．曲线a表示的交变电动势频率为50 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为5V 【答案】BD 【详解】A．由图可知，a的周期为；b的周期为，则由n=可知，转速与周期成反比，故转速之比为3：2，A错误； B．在t=0时刻，此时磁通量最大，线圈一定处在中性面上，B正确； C．曲线a的交变电流的频率 C错误； D．曲线a、b对应的线圈转速之比为，即角速度之比为3：2，根据 得 曲线a表示的交变电动势最大值是15V，曲线b表示的交变电动势最大值是，则有效值为 D正确。 故选BD。 9．(24-25高二下·福建福州八县（区）协作校·期末)图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω，外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为5A B．在0.02s时通过线圈的磁通量最大 C．电阻R消耗的功率为2375W D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 【答案】AC 【详解】A．电流表测有效值 A正确； B．在0.02s时，电流最大（与图甲位置相同，为垂直中性面），磁通量为0，B错误； C．电阻R消耗的功率为 C正确； D．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，因为 则通过电阻R的电荷量为 D错误。 故选AC。 10．(24-25高二下·福建龙岩长汀县第一中学·期末)如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，导线两端通过两个小金属环a、b与长直金属杆连接，在外力F作用下，正弦形金属导线可以在杆上无摩擦滑动，金属杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部、底部到杆的距离都是d。在导线右侧有一有界匀强磁场区域，磁场的左右边界与金属杆垂直，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。若导线在外力F作用下沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线所在平面始终与磁场垂直。则在导线穿过磁场的过程中（　　） A．导线上有电流流过的时间为 B．导线上的电流最大值为 C．外力F做的功为 D．导线上的电流的瞬时值表达式为 【答案】BC 【详解】A．正弦形金属导线穿过磁场的过程都有电流，则有电流的时间为，故A错误； B．切割磁场的有效长度最大值为2d时，感应电流最大，则有感应电动势的最大值 最大电流为，故B正确； CD．正弦形金属导线穿过磁场的过程，在0~L的距离上产生的电流大小的变化规律与离开时在2L~3L的距离上产生的电流大小的变化规律相同，所以 则导线从开始向右运动到L的过程中 则电流的瞬时值 则此过程中电动势的最大值为 有效值为 导线从L向右运动到2L的过程中 则电流的瞬时值 则此过程中电动势的最大值为 有效值为 导线从2L向右运动到3L的过程与导线从开始向右运动L的过程相同，在整个过程中产生的内能为，故C正确，D错误。 故选BC。 三、填空题 11．(24-25高二下·福建龙岩非一级达标校·期末)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。汽车制动时车轮转动带动磁极绕固定的线圈匀速旋转，在线圈中产生交变电流。如图所示，某时刻线圈平面与磁场方向恰好垂直，此时穿过线圈的磁通量_____（填“最大”或“为零”），线圈_____（填“平行”或“垂直”）于中性面，线圈的感应电动势_____（填“最大”或“为零”）。 【答案】 最大 平行 为零 【详解】[1] [2][3]某时刻线圈平面与磁场方向恰好垂直，此时穿过线圈的磁通量最大；线圈平行于中性面；线圈的感应电动势为零。 12．(24-25高二下·福建宁德部分学校·期末)中国是全球发电量最大的国家。图为交流发电机模型的示意图，两磁极之间的磁场可视为磁感应强度大小为的匀强磁场，线圈位于图示位置时，线圈________（填“平行”或“垂直”）于中性面，此时线圈的感应电动势________（填“最大”或“最小”）。矩形线圈的面积为，线圈的匝数为，线圈绕轴以角速度匀速转动时，线圈产生的感应电动势的有效值为________。 【答案】 平行 最小 【详解】[1][2]图示位置即为中性面的位置，或与中性面平行的位置，此位置时磁通量最大，磁通量的变化率为零，电动势最小（为零）； [3]根据法拉第电磁感应定律可得，线圈的电动势的最大值 故电动势的有效值 13．(24-25高二下·福建南平·期末)匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生的瞬时电动势与时间的关系图像如图所示（和为已知量）。则线圈转动一个周期电流方向改变___________次，磁通量变化率的最大值___________，穿过线圈的磁通量最大值___________。 【答案】 【详解】[1]由图像可知线圈每过一次中性面，电流方向改变一次，所以线圈转动一个周期电流方向改变两次。 [2]由法拉第电磁感应定律 得 [3]由 得 14．(24-25高二下·福建泉州安溪一中、惠安一中、养正中学、泉州实验中学·期末)家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦式交流电压的波形截去一部分来实现调节电压，从而调节灯光的亮度。某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，则电压有效值为______V。若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为______W。 【答案】 110 100 【详解】[1]根据有效值的定义有 解得 [2]若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为 15．(24-25高二下·福建厦泉五校联考·期末)如图所示，平行四边形线圈匝数匝，线圈面积S=10cm2，线圈电阻r=1Ω，在匀强磁场中绕轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小，角速度，外电阻电阻R=9Ω，交流电表均为理想电表。若从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为_________，转动过程中交流电压表的数值为__________。 【答案】 27V 【详解】[1]线圈产生电动势的最大值为 图示位置垂直于中性面，此时穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，产生的电动势最大，则从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为 [2]电动势有效值为 则回路电流为 则电阻两端电压为 则交流电压表的数值为27V。 16．(24-25高二下·福建泉州四校·期末)如图所示，边长为L、绕线N匝、总电阻为r的正方形线圈abcd处于磁感应强度为B、水平向右的匀强磁场中，线圈以角速度绕轴匀速转动，外接电阻值为R，则图示位置线圈处于________________的位置（选填“中性面”或“与中性面垂直”），在线圈由图示位置转过角的过程中，通过电阻R的电荷量________________。 【答案】 与中性面垂直 【详解】[1]图示位置，过程线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，产生的感应电动势最大，线圈处于与中性面垂直的位置； [2]在线圈由图示位置转过角的过程中，通过电阻R的电荷量为 四、解答题 17．(24-25高二下·福建龙岩一中锦山校区·期末)如图甲所示，一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数，穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图乙所示．发电机线圈电阻，外电路中的电阻，灯泡L电阻，不计其他电阻，交流电流表为理想电流表。求： （1）线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式； （2）从图示位置转过的过程中电阻R产生的热量。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据乙图可知周期为 则角速度为 线圈产生的电动势的最大值为 线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式 （2）电阻和灯泡并联的等效电阻为 电阻R上电压的有效值为 转过角的时间 电阻R产生的热量为 18．(24-25高二下·福建福州联盟校·期末)如图所示，线圈的面积是，共500匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时（取此时电动势为正），当线圈绕垂直磁场的转轴以的转速匀速旋转时，求：（图中电表均为理想交流电表） (1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值大小； (3)电路中，电压表和电流表的示数（保留一位小数）。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）根据题意，转速为 角速度为 感应电动势的最大值为 从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时，此时磁通量变化率为0，电动势最大。则线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 （2）当时，代入表达式可得 （3）感应电动势的有效值为 则电流表的示数为 电压表的示数为 19．(24-25高二下·福建南平·期末)如图，水平面内有两根光滑平行金属导轨，左端接一定值电阻，右侧部分处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁场分布如图所示，其中I区和III区的磁场垂直纸面向里，II区磁场垂直纸面向外。一导体棒在外力作用下在I区和II区向右做匀速直线运动，进入Ⅲ区时撤去外力。已知导轨间距为区、II区长度分别为，III区足够长，I区磁感应强度大小为，II区和III区的磁感应强度大小均为。定值电阻大小为，导体棒质量为，在I区和II区的速度为。导轨和导体棒的电阻均不计并接触良好。求： (1)导体棒穿越I区和II区整个过程电流的有效值I； (2)导体棒在磁场运动过程中电阻产生的总焦耳热； (3)导体棒在磁场运动过程中流过电阻的电荷量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意，可知导体棒在I区和II区运动时间为 导体棒在I区切割磁感线产生的电流 导体棒在II区切割磁感线产生的电流 根据有效值的定义可知 联立解得 （2）根据导体棒在I区和II区根据 联立解得 导体棒穿越III区只受安培力，根据能量守恒定律 导体棒整个运动过程中电阻产生的焦耳热 故导体棒整个运动过程中电阻产生的焦耳热 （3）因为，， 解得导体棒穿越I区的电量 导体棒穿越II区的电量 则 导体棒穿越III区只受安培力，取时间微元，规定向右为正方向，根据动量定理有 求和得 即导体棒穿越III区的电量 故导体棒整个运动过程中流过电阻的电量 20．(24-25高二下·福建莆田·期末)一个边长L=10cm的正方形线圈，匝数N=200匝，线圈电阻r=1.0Ω。现让线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO'匀速转动，角速度ω=50rad/s。外电路电阻R=9.0Ω，两电表均为理想电表，如图所示。求线圈转动过程中 (1)通过线圈磁通量的最大值； (2)感应电动势的最大值Em； (3)电流表读数I和电压表读数U。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）当线圈平面与磁感线垂直时磁通量最大，最大值 代入数据得 （2）感应电动势的最大值 代入数据得 （3）感应电动势的有效值 由闭合电路欧姆定律得 联立解得 由欧姆定律得 联立解得电压表读数 地 城 考点02 变压器与远距离输电 一、单选题 1．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)如图甲所示，匝数为匝的矩形闭合导线框，电阻不计，处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，导线框面积为.导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器原、副线圈匝数比为，副线圈接有一滑动变阻器，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．导线框线圈的匝数 B．从甲图所示位置开始计时，导线框线圈中产生的交变电压表达式为 C．若滑动变阻器的滑片向上移动，图像的峰值变大 D．若导线框的转速加倍，变压器的输出功率将加倍 【答案】B 【详解】A．次级电压最大值为U2m=20V，则初级电压最大值 对线圈根据 其中 解得导线框线圈的匝数，A错误； B．甲图示位置感应电动势最大，则从甲图所示位置开始计时，导线框线圈中产生的交变电压表达式为，B正确； C．图像的峰值由线圈产生的感应电动势最大值与变压器的匝数比决定，与滑动变阻器的阻值无关，若滑动变阻器的滑片向上移动，则图像的峰值不变，C错误； D．若导线框的转速加倍，则角速度加倍，感应电动势最大值加倍，变压器的次级电压加倍，根据可知，变压器的输出功率将变为原来的4倍，选项D错误。 故选B。 2．(24-25高二下·福建泉州南安华侨中学、石狮八中、泉州外国语学校、泉州城东中学四校·期末)如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上如图所示（图线为正弦曲线）的交变电压。则下列说法中正确的是（　　） A．电压表的示数为V B．交变电流的频率为100Hz C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变大 D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小 【答案】D 【详解】A．由图可知，交变电压的最大值为，故有效值为，根据理想变压器电压关系，又原、副线圈的匝数比为10∶1，故电压表的示数为，故A错误； B．由图可知，交流电的周期为 故频率为，故B错误； CD．在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，副线圈电压不变，故副线圈电流变小，根据电流关系，原线圈的电流变小，故理想变压器的输入功率变小，故C错误，D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·福建三明·期末)如图，理想变压器接入输出电压恒定的交流电源，为阻值随光照强度增强而减小的光敏电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．仅增强上的光照强度，电压表的示数变大 B．仅增强上的光照强度，变压器的输入功率变小 C．仅将触头上移，两电流表示数均变大 D．仅将触头上移，变压器的输入功率变小 【答案】D 【详解】A．仅增强上的光照强度，的阻值减小，可知副线圈所接电路的总电阻减小，不改变副线圈两端电压，由欧姆定律，副线圈电流 可知增大，电压表的示数 则减小，故A错误； B．对于理想变压器，有， 可知变压器的输入功率变大，故AB错误； CD．仅将触头上移，由 则可知增大，减小，副线圈电流减小，可得电压表的示数 则减小，电流表示数 则减小，由 则电流表示数减小，即两电流表示数均变小，且变压器的输入功率变小，故C错误，D正确。 故选D。 4．(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则  （　　） A．输电线电流 B．输电线损失的电功率为   C．提高输送电压 ，则输电线电流I₂减小 D．用户得到的电功率为 【答案】C 【详解】A．由于输电线总电阻为R，输电线上有电压降 根据欧姆定律，故A错误； B．输电线上有功率损失，故B错误； C．根据理想变压器 知在输送功率不变的情况下，增大U2，I2减小，故C正确； D．用户得到的电功率为 ，故D错误。 故选C。 5．(24-25高二下·福建泉州德化第三中学·期末)如图所示为远距离输电的原理图。两个变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，其他导线电阻可以忽略不计。发电厂的输出功率为200kW，输出电压为400V。向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用5kV高压输电，最后用户得到的电压为220V。下列说法正确的是（　　） A．输电线路中的电流为4A B．升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶25 C．降压变压器原、副线圈的匝数比为450∶11 D．输电效率为 【答案】D 【详解】AB．变压器为理想变压器，故，则输电线路中的电流为 升压变压器原、副线圈匝数比 故AB错误； CD．输电线两端电压为 降压变压器原线圈两端电压为 降压变压器原、副线圈匝数比为 降压变压器输入功率 则输电效率为 故C错误，D正确。 故选D。 6．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻，降压变压器所接用户的用电器可等效为图中的滑动变阻器，用电器增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户的额定电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户在正常情况下，消耗的总功率为，下列说法正确的是（　　） A．发电厂的输出功率为11kW B．升压变压器原、副线圈的匝数比为 C．用电器增加时，用户得到的电压增大 D．用电器增加时，输电效率升高 【答案】B 【详解】A．用户端正常工作消耗的总功率为，则降压变压器副线圈中的电流为 由 解得 输电线上损失的功率为 则发电厂的输出功率为 故A错误； B．由题图乙可知，升压变压器原线圈两端电压，则升压变压器原线圈中的电流为 则升压变压器原、副线圈的匝数比 故B正确； C．当用电器增加时，用户消耗的功率增大，则发电厂的输出功率增大，输出电流增大，输电电流增大，输电线上损失的电压增大，降压变压器原线圈的输入电压减小，则其副线圈的输出电压减小，用户得到的电压减小，故C错误； D．发电厂的输电效率为 用电器增加时输电电流增大，则输电效率降低，故D错误。 故选B。 二、多选题 7．(24-25高二下·福建龙岩第二中学东山校区·期末)某风力发电机的输出电压为2500V，用户得到的电功率为142.5kW，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈匝数为110匝，则下列说法正确的是（　　） A．风力发电机的输出功率为150kW B．通过输电线的电流为5A C．升压变压器副线圈匝数是原线圈匝数的7倍 D．降压变压器原线圈匝数为7125匝 【答案】AD 【详解】A．风力发电机的输出功率，故A正确； B．根据题意有 代入题中数据，解得通过输电线的电流，故B错误； C．升压变压器副线圈输出电压 因为 其中 联立可得，故C错误； D．降压变压器输入端电压 根据 其中 联立解得降压变压器原线圈匝数，故D正确。 故选AD。 8．(24-25高二下·福建龙岩·期末)水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，龙岩市共有大小水电站1100多处。如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为100kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用10kV的高压进行输电，最后用户得到220V、95kW的电力，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶25 B．输电线上总电阻R=500Ω C．降压变压器原、副线圈的电流之比I3∶I4=11∶475 D．输电线上总电阻R两端的电压为180V 【答案】AC 【详解】A．升压变压器原、副线圈的匝数之比为，故A正确； BD．根据 可得输电线上的电流为 输电线电阻损失的功率为 根据 输电线上总电阻为 输电线上总电阻R两端的电压为，故BD错误； C．降压变压器副线圈的电流为 则降压变压器原、副线圈的电流之比为，故C正确。 故选AC。 9．(24-25高二下·福建莆田·期末)某小型发电厂的电能输送示意图如图所示，发电厂通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。图中R为输电线的总电阻，a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，若变压器视为理想变压器、电表均视为理想交流电表。当用户使用的用电器增加时（　　） A．电流表A1的示数不变 B．电流表A2的示数变大 C．电压表V的示数不变 D．输电线R的损失功率变大 【答案】BD 【详解】B．用户使用的用电器增加时，用户总电阻减小，电流表A2的示数变大，故B正确； D．用户使用的用电器增加时，用户总电阻减小，电流表A2的示数变大，由理想变压器电流之比等于匝数的反比可知输电线上的电流增大，由，输电线R的损失功率变大，故D正确。 A．由D项分析可知输电线上的电流增大，由理想变压器电流之比等于匝数的反比可知电流表A1的示数增大，故A错误； C．a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，则升压变压器原线圈电压不变，由电压之比等于匝数之比，升压变压器副线圈电压为不变，电压表V的示数，因为输电线上的电流增大，所以电压表V的示数减小，故C错误； 故选BD。 10．(24-25高二下·福建百校·期末)如图所示为某风力发电机发电后电能输送的简易模型，假设风力发电输送的功率恒定不变，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且图中已经标出了各部分的电流、电压和线圈匝数，输电线的总电阻为，则下列关系式正确的是（　　） A． B． C．输电线上损失的功率为 D．输电线上损失的功率为 【答案】AC 【详解】A．由理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比关系，可得，A正确； B．由理想变压器的原、副线圈的电流与匝数关系可得，B错误； CD．由电功率公式，可得输电线上损失的功率是，C正确，D错误。 故选AC。 11．(24-25高二下·福建宁德·期末)某科技小组设计了一款火灾报警装置。如图所示，将理想自耦变压器T的原线圈与交流电源相连接，副线圈与滑动变阻器Rp、示警器L和烟雾敏感元件R相连接。当烟雾浓度超过某一临界值时，示警器立即发出声音报警。已知当烟雾浓度增大时，烟雾敏感元件接入电路的电阻减小。现欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，以下方法可行的是（　　） A．仅将自耦变压器滑片向上移动 B．仅将自耦变压器滑片向下移动 C．仅将滑动变阻器滑片向上移动 D．仅将滑动变阻器滑片向下移动 【答案】AC 【详解】设副线圈电压为U2，并联部分的总电阻为R并，则有 示警器的电压为 依题意可知，R减小，U并增大，当U并增大到报警电压时，报警器报警。 AB．欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，则R较大时，U并仍达到报警电压，即R增大，U并不变，由可知，可以让U2增大，根据可知，U1、n1不变，n2增大，所以应仅将自耦变压器滑片向上移动，故A正确，B错误； CD．欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，则R较大时，U并仍达到报警电压，即R增大，U并不变，由可知，可以让R并增大，即让Rp增大，所以应仅将滑动变阻器滑片向上移动，故C正确，D错误。 故选AC。 12．(24-25高二下·福建恒一教育集团联考·期末)如图所示，M是理想变压器，将a、b接在电压为正弦交流电源上。变压器右侧为一火警报警系统原理图，其中 Rr为用半导体热敏材料制成的传感器（其电阻率随温度升高而减小），电流表A2为值班室的显示器，显示通过R₁的电流，电压表 V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R2为定值电阻。当传感器RT所在处出现火情时，以下说法中正确的是（　　） A．电流表A1的示数不变， 电流表 A2的示数增大 B．电流表A1的示数增大， 电流表 A2的示数减小 C．电压表 V1的示数增大， 电压表 V2的示数增大 D．电压表 V1的示数不变， 电压表 V2的示数减小 【答案】BD 【详解】由于电源的电压不变，所以V1的示数不变，匝数比不变，副线圈的电压也不变，当传感器所在处出现火情时，的电阻减小，导致副线圈总的电阻减小，所以副线圈总电流将会增加，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加，由于副线圈中电流增大，的电压变大，所以V2的示数要减小，即的电压也要减小，所以A2的示数要减小。 故选BD。 三、填空题 13．(24-25高二下·福建福州马尾一中等六校·期末)如图所示，输入电压为时，完全相同的灯泡的电压均为，其阻值恒定不变。已知为随温度升高阻值减小的热敏电阻，变压器为理想变压器，两灯泡始终未烧坏，原、副线圈匝数之比为___________，若热敏电阻温度升高，灯泡变___________、灯泡变___________（填“亮”或“暗”） 【答案】 2：1 亮 暗 【详解】[1]由题意可知变压器原线圈电压为2U0，副线圈电压为U0，则原、副线圈匝数之比为 [2][3]变压器等效电阻 若热敏电阻温度升高，则阻值减小，次级电阻减小，则等效电阻减小，根据可知，初级电流变大，灯泡变亮，灯泡a电压变大，则初级电压减小，次级电压也减小，则灯泡变暗。 14．(24-25高二下·福建泉州第五中学·期末)如图所示，一原、副线圈匝数均可调节的理想变压器，输入端接入有效值恒定的交流电源。已知定值电阻阻值为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时刻原、副线圈的匝数之比为1：2，滑片位于最下端。理想电压表的示数用表示；理想电流表的示数用表示。不计其余电阻，若保持位置不变，向上缓慢滑动的过程中，示数__________（选填“增大”“减小”或“不变”）；副线圈的输出功率__________________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 减小 减小 【详解】[1]根据电压关系，其中满足，满足 电流关系 联立可得 保持位置不变，向上缓慢滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，可得原线圈电流变大，电阻分压增大，故原线圈变小，副线圈电压变小，电压表读数，故电压表的示数减小。 [2]根据第一问的解析，把理想变压器和负载等效为电阻 副线圈的输出功率为 其中 整理得 由数学知识可得当且仅当时，输出功率达到最大值，已知初始时 可得当变小时，输出功率减小。 15．(24-25高二下·福建部分优质高中·期末)某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率500kW。降压变压器的匝数比，输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压，功率110kW，所有变压器均为理想变压器。则发电机的输出电流为_____________A，输电线上损失的功率为_____________kW，升压变压器的匝数比n1：n2=_________。 【答案】 2000 5 1:46 【详解】[1]发电机的输出电流 [2]用户端电流 则通过R的电流 则输电线上损失的功率为 [3]升压变压器原线圈的电压 降压变压器副线圈的电压 可知升压变压器的匝数比 16．(24-25高二下·福建福州第三中学·期末)某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104W,电厂输出电压仅为350V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800V再输出,之后用降压变压器降压到220V给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω,则损失的电功率为______W,降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______． 【答案】 4900 133：11 【详解】[1]．输送的总功率为9.8×104W，将电压升高到2800V再输出，故传输电流为： 故功率损耗为： △P=I2R=352×4=4900W [2]．导线上电压损耗为： △U=IR=35×4=140V 故降压变压器的输入电压为： U3=U-△U=2800-140=2660V 故降压变压器的原、副线圈的匝数之比为： 17．(24-25高二下·福建永春第一中学·期末)如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，副线圈、理想电流表A与标有“6V，3W”字样的小灯泡L串联成闭合回路，灯泡L正常发光。已知变压器原、副线圈匝数比为5∶3，矩形线圈的电阻为1.0Ω，则A的示数为________A，流过矩形线圈的电流为________A，矩形线圈的电动势有效值为________V。 【答案】 0.5 0.3 10.3 【详解】[1]小灯泡L正常发光，则 [2][3]由理想变压器公式 解得 由理想变压器 解得流过矩形线圈的电流 所以矩形线圈的电动势有效值 18．(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入一电压为的交流电源，副线圈接一个R=11Ω的负载电阻，若 则： (1)副线圈中电压表的读数为_________V； (2)原线圈中电流表的读数为_________A； (3)原线圈中的输入功率为___________W。 【答案】(1)44 (2)0.8 (3)176 【详解】（1）由题意，原线圈电压 副线圈中电压表的读数即为副线圈电压 （2）副线圈电流为 原线圈中电流表的读数即为原线圈电流 （3）原线圈中的输入功率为 四、实验题 19．(24-25高二下·福建南平·期末)如图甲为一功率放大器中的环形变压器，该变压器效率极高，可视为理想变压器。某同学测量该环形变压器原、副线圈的匝数。 (1)该环形变压器的磁芯可能是___________ A．整块硅钢 B．整块不锈钢 C．彼此绝缘的硅钢片卷制而成 (2)如图乙所示，先在闭合磁芯上紧密缠绕匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端：然后在原线圈上输入有效值的低压交流电，再将理想交流电压表连接在副线圈上，若的示数为，的示数为。则副线圈的匝数___________匝。 (3)关于该实验操作，下列说法正确的是___________ A．在改变输入电压时，要先断开电源开关，再进行操作 B．通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱 C．为了提高实验精度，电压表量程越大越好 【答案】(1)C (2)300 (3)AB 【详解】（1）环形变压器，效率极高，可视为理想变压器，即涡流很小，能量损耗小，故磁芯可能是彼此绝缘的硅钢片卷制而成，故选C。 （2）若的示数为，的示数为，根据电压关系，解得匝 （3）AB．为了实验安全，在改变输入电压时，要先断开电源开关，再进行操作；通电时不能用手接触裸露的线和接线柱，故AB正确； C．为了提高实验精度，电压表量程应该合适，不是越大越好，故C错误。 故选AB。 20．(24-25高二下·福建三明六校·期末)“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 (1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是 。 A．演绎法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想实验法 (2)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“14”两个接线柱之间（接入匝数为1400匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 。 A．0.86V B．9.0V C．10.5V D．11.5V (3)图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R₀可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n₁、n₂，在交流电源的电压有效值U₀不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=______时，R获得的功率最大。 【答案】(1)C (2)D (3) 【详解】（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选C。 （2）若为理想变压器，根据 可知原线圈电压为V 考虑到实际变压器有铜损和铁损等因素，则实际输入电压大于10.5V。 故选D。 （3）变压器等效电阻 将看作电源内阻，可知当时R获得的功率最大，即 可得 21．(24-25高二下·福建福州联盟校·期末)在“探究变压器原、副线圈电压比与匝数比的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 (1)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．理想实验法 (2)如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是________。 A．电压 B．电流 C．功率 D．频率 (3)某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，____________________。 实验次数 /匝 /匝 /V /V 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 (4)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是________。 A．原、副线圈的电压不同步 B．变压器线圈中有电流通过时会发热 C．铁芯在交变磁场的作用下会发热 D．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 【答案】(1)A (2)CD (3) (4)BCD 【详解】（1）当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压U1一定，探究副线圈输出的电压U2和匝数n1、n2的关系。 故选A。 （2）由理想变压器原理可知，理想变压器原副线圈两端的交变电流功率、频率不变，通过副线圈的电流和副线圈两端电压与变压器原、副线圈的匝数比有关。 故选CD。 （3）通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即 （4）变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，分别是绕制线圈的铜导线发热损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。 故选BCD。 五、解答题 22．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为U=12V的正弦式交流电源，定值电阻，副线圈接有阻值为的定值电阻和一个电阻箱R，现电路正常工作，两块理想交流电流表A1的示数为，A2的示数为。 (1)求变压器原副线圈的匝数比n1：n2； (2)调节电阻箱R，使其接入电路阻值，求此时电流表A1的示数。 【答案】(1) (2)（约0.71A） 【详解】（1）原副线圈两端分别有， 解得， 根据 解得 （2）副线圈所接的总电阻为 在副线圈回路中有 根据电压与匝数的关系有 根据电流与匝数的关系有 在原线圈回路中有 解得（约0.71A） 解法二： 副线圈所接的总电阻为 理想变压器其右侧的等效电阻为 在原有线圈回路中有 解得（约0.71A） 23．(24-25高二下·福建龙岩·期末)图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压。求： (1)电压表的示数； (2)电流表的示数； (3)变压器的输入功率。 【答案】(1)110V (2)2A (3) 【详解】（1）根据理想变压器特点有 其中 解得 即电压表读数为110V。 （2）根据欧姆定律可得 代入数据解得 即电流表读数为2A。 （3）根据理想变压器输入功率等于输出功率，则变压器的输入功率为 24．(24-25高二下·福建三明六校·期末)某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的输出电压为，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为R＝10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为，要求在输电线上损失的功率控制在，请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算： （1）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？ （2）两个变压器的匝数比各应等于多少？ 【答案】（1），；（2）， 【详解】（1）由 解得输电线上通过的电流是 输电线损失的电压为 由 可得升压变压器输出的电压是 （2）升压变压器的匝数比为 降压变压器输入电压为 降压变压器的匝数比为 25．(24-25高二下·福建三明永安九中、宁化六中、金沙高级中学、宁化滨江实验中学·期末)如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶9，降压变压器原、副线圈的匝数比比n3∶n4=5∶1。充电桩充电时的额定功率P=19kW，额定电压U4=380V，变压器均视为理想变压器。求： (1)升压变压器副线圈两端电压U2； (2)通过输电线上的电流I3； (3)输电线的总电阻r。 【答案】(1)2250V (2)10A (3)35Ω 【详解】（1）根据理想变压器两端电压与匝数的关系得 解得 （2）根据理想变压器两端电压与匝数的关系得 通过输电线上的电流为 解得， （3）输电线电势差为 输电线的总电阻 解得 地 城 考点03 传感器 一、单选题 1．(24-25高二下·福建龙岩·期末)随着人民生活水平的不断提高，大家开始注重健康管理，体重计走进千家万户。如图是某家用体重计的原理图，人只要站在踏板上，仪表A就能显示人的体重，踏板下面的传感器M实质是一个阻值可随压力大小而变化的电阻，显示体重的仪表A实质是理想电流表，开机自动调零后，传感器M阻值R随人的体重G变化的函数关系式为（a、k是常量，G和R的单位分别是N和Ω）。下列说法不正确的是（　　） A．传感器M是压力传感器 B．调节滑动变阻器，可以改变电子秤量程 C．如果要增加电子秤的灵敏度，滑动变阻器接入电路中的电阻应调大 D．该秤的零刻度线（即踏板空载时的刻度线）无法标在电流表A刻度盘的零刻度处 【答案】C 【详解】A．M是将压力信号转换成电信号的传感器，即压力电传感器，故A正确，不符合题意； B．根据 可得 则调节滑动变阻器，可以改变电子秤量程，故B正确，不符合题意； C．如果要增加电子秤的灵敏度，需要仪表A的测量范围变大，根据 可知滑动变阻器接入电路中的电阻应调小，故C错误，符合题意； D．当重力为零时，电流最小，但不为零，故D正确，不符合题意； 本题选择错误选项，故选C。 2．(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线框内所示，它的主要部件压力传感器是一个阻值随压力增大而减小的电阻器，下列说法正确的是 （　　） A．称重计在电路中相当于一个电压表 B．电路中的R'没有作用 C．电路中的 R'越大，称重计越容易损坏 D．人体越重，流过称重计的电流越大 【答案】D 【详解】A．称重表串联在电路中，相当于电流表，A错误； B．当车辆很重，压力传感器阻值很小，如果没有，电路中电流过大，会损坏电表，所以电路中的 R'是起保护电路作用，B错误； C．电路中的 R'越小，电路中电流越大，称重计越容易损坏，C错误； D．当人体越重时，压力传感器阻值很小，电路中电阻越小，电流越大，D正确。 故选D。 3．(24-25高二下·福建莆田第一中学·期末)压敏电阻的阻值会随着其所受压力的增大而减小。某同学将压敏电阻平放在电梯内并接入如图所示的电路，在其受压面上放一物体，开始时电梯静止，后来电梯向上做匀加速直线运动，则和静止时相比较，下列说法正确的是（　　）    A．压敏电阻所受的压力减小 B．压敏电阻的阻值增加 C．电流表示数增加 D．定值电阻R上消耗的功率减小 【答案】C 【详解】电梯向上做匀加速直线运动，则重物超重，对压敏电阻的压力变大，可知压敏电阻的阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，即电流表示数变大，根据P=I2R可知，定值电阻R上消耗的功率变大。 故选C。 4．(24-25高二下·福建三明·期末)如图，理想变压器接入输出电压恒定的交流电源，为阻值随光照强度增强而减小的光敏电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．仅增强上的光照强度，电压表的示数变大 B．仅增强上的光照强度，变压器的输入功率变小 C．仅将触头上移，两电流表示数均变大 D．仅将触头上移，变压器的输入功率变小 【答案】D 【详解】A．仅增强上的光照强度，的阻值减小，可知副线圈所接电路的总电阻减小，不改变副线圈两端电压，由欧姆定律，副线圈电流 可知增大，电压表的示数 则减小，故A错误； B．对于理想变压器，有， 可知变压器的输入功率变大，故AB错误； CD．仅将触头上移，由 则可知增大，减小，副线圈电流减小，可得电压表的示数 则减小，电流表示数 则减小，由 则电流表示数减小，即两电流表示数均变小，且变压器的输入功率变小，故C错误，D正确。 故选D。 5．(24-25高二下·福建三明六校·期末)图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 b 处 B．若使启动报警器的温度提高些，可将图1中左边电源电动势调小一些 C．若使启动报警器的温度提高些，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D．若使启动报警器的温度提高些，可将图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 【答案】B 【详解】A．使温度过高时，热敏电阻阻值降低，电流增大，则电磁铁磁性增强，衔铁接a，若此时报警器响铃， c应接在a处，故A错误； BCD．若使报警的温度提高些，则相当于减小了热敏电阻的阻值，为了仍等于刚好接通时的电流，应减小左边电源电动势调小一些，或将图1中弹簧更换为劲度系数更大的弹簧，或增大滑动变阻器接入电路中电阻，此时滑动变阻器应将P向左移动，故CD错误，B正确； 故选B。 二、多选题 6．(24-25高二下·福建宁德·期末)某科技小组设计了一款火灾报警装置。如图所示，将理想自耦变压器T的原线圈与交流电源相连接，副线圈与滑动变阻器Rp、示警器L和烟雾敏感元件R相连接。当烟雾浓度超过某一临界值时，示警器立即发出声音报警。已知当烟雾浓度增大时，烟雾敏感元件接入电路的电阻减小。现欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，以下方法可行的是（　　） A．仅将自耦变压器滑片向上移动 B．仅将自耦变压器滑片向下移动 C．仅将滑动变阻器滑片向上移动 D．仅将滑动变阻器滑片向下移动 【答案】AC 【详解】设副线圈电压为U2，并联部分的总电阻为R并，则有 示警器的电压为 依题意可知，R减小，U并增大，当U并增大到报警电压时，报警器报警。 AB．欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，则R较大时，U并仍达到报警电压，即R增大，U并不变，由可知，可以让U2增大，根据可知，U1、n1不变，n2增大，所以应仅将自耦变压器滑片向上移动，故A正确，B错误； CD．欲使该装置在烟雾浓度更低时报警，则R较大时，U并仍达到报警电压，即R增大，U并不变，由可知，可以让R并增大，即让Rp增大，所以应仅将滑动变阻器滑片向上移动，故C正确，D错误。 故选AC。 7．(24-25高二下·福建三明第一中学·期末)某种感温式火灾报警器如图甲所示，其简化的工作电路如图乙所示。变压器原线圈接交流电源，副线圈连接报警系统，其中为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小， 为滑动变阻器， 为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置 （图中未画出）通过检测通过 的电流触发报警。下列说法正确的是 （　　） A．警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小 B．警戒范围内出现火情时，热敏电阻 两端的电压减小 C．警戒范围内出现火情时，通过定值电阻 的电流减小，报警装置报警 D．若要调高预设的报警温度，可增大滑动变阻器 连入电路的阻值 【答案】BD 【详解】A．根据电压与匝数的关系有。由于变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源，可知，警戒范围内出现火情时，环境温度升高；接入电阻减小，即变压器负载总电阻减小，由于副线圈两端电压不变，则副线圈中电流增大，根据电流匝数关系可知，变压器原线圈电流增大，由于原线圈电压一定，则原线圈输入功率变大，故A错误； B．由于副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，两端电压减小，故B正确； C．结合上述可知，警戒范围内出现火情时，副线圈中电流增大，即通过定值电阻的电流过大时，报警装置才会报警，故C错误； D．结合上述可知，温度升高时，接入电阻减小，若要调高预设的报警温度，即使得此时副线圈中电流仍然没有达到报警电流，则可以提供调节滑动变阻器，适当增大滑动变阻器的阻值，故D正确。 故选BD。 8．(24-25高二下·福建厦门第一中学·期末)某热敏电阻RT为RTC型，其阻值随温度的升高而降低，下图是由该热敏电阻作为敏感元件制作的简单自动报警器电路图，以下说法正确的是（    ） A．为了使温度过高时报警器铃响，c应接在a端 B．为了使温度过高时报警器铃响，c应接在b端 C．若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向左移动一些 D．若要使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向右移动一些 【答案】AC 【详解】AB．由题知，热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低，当温度过高时，热敏电阻阻值变小，电路中电流变大，电磁铁吸引力变大，衔铁被吸引向a端，要使此时报警铃响，则开关c应该接在a处，故A正确，B错误； CD．由题知，热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低，若要使启动报警的温度提高些，此时热敏电阻阻值会比原来设定报警时的阻值更小。为了保证在温度更高时才达到报警所需的电流，根据串联电路电阻的特点，滑动变阻器的阻值要大些。由图乙可知，滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，故C正确，D错误。 故选AC。 9．(24-25高二下·福建龙岩一级校·期末)传感器在生活中应用广泛，下列说法中正确的是（　　） A．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转换为声信号 B．电子秤是利用力传感器进行测量的 C．街旁的路灯，利用温度传感器，控制电路的通断 D．半导体热敏电阻常用作温度传感器 【答案】BD 【详解】A．话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将声音信号转换为电信号，故A错误；     B．电子秤是利用力传感器将压力转换成电信号的，故B正确；     C．街旁的路灯利用光传感器，控制电路的通断，故C错误； D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，随着温度升高，电阻减小，故D正确。 故选BD， 10．(24-25高二下·福建福宁古五校教学联合体·期末)在今年4月份居家躲避新冠疫情期间，张华同学利用网课的课余时间，结合所学传感器、电路的有关知识，自己在家设置了一个火警报警装置，他设计的电路如图所示，为热敏电阻，温度升高时，急剧减小，当电铃两端电压低于某一定值时，报警电铃响起，则下列说法正确的是（　　） A．若试验时发现当有火时装置不响，应把的滑片P向下移 B．若试验时发现当有火时装置不响，应把的滑片P向上移 C．增大电源电压，会使报警的临界温度降低 D．增大电源电压，会使报警的临界温度升高 【答案】BD 【详解】AB．若试验时发现当有火时装置不响，说明此时电铃两端电压比较大，应增大滑动变阻器接入的阻值，从而减小电铃两端电压，故应把的滑片P向上移，B正确，A错误； CD．增大电源电压，会使原来报警时电铃两端电压增大，需要使温度继续升高，减小热敏电阻，从而使电铃两端电压减小到报警时的电压，故增大电源电压，会使报警的临界温度升高，D正确，C错误； 故选BD。 11．(24-25高二下·福建龙岩部分县域学校·期末)如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电器，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小。电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器（图中未画出）相连接。则（  ） A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下 B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下 C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端 D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端 【答案】BD 【详解】当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，通过电磁继电器螺线管的电流增大，磁性增强，吸下金属片，触点接通，所以应把恒温箱内的加热器接在A、B端。选项BD正确，AC错误； 故选BD。 三、填空题 12．(24-25高二下·福建宁德·期末)如图是“液面报警器”的原理示意图，其中T为敏感元件。当T未露出液面（温度低）时，指示灯不亮；当T露出液面（温度高）时，指示灯亮。则T是___________（选填“光敏电阻”或“热敏电阻”），T元件的电阻率随温度的升高而___________（选填“增大”或“减小”）。 【答案】 热敏电阻 减小 【详解】[1][2]因为当T露出液面温度高时，指示灯亮。则T是与温度有关的电阻，即T是热敏电阻；温度升高，指示灯亮，电流大，说明电阻变小，则T元件的电阻率随温度的升高而减小。 13．(24-25高二下·福建宁德某校·期末)某热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图（甲）所示，图（乙）是由热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器电路图。 (1)为了使温度过高时报警器铃响，开关（报警前）应接在_____（填“a”或“b”）端。 (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P点向______移动（填“左”或“右”）。 【答案】(1)a (2)左 【详解】（1）温度升高热敏电阻变小，控制左边电路电流变大，电磁铁磁性变强、开关接触a点，要使温度过高时报警器报警，c应接在a处。 （2）滑片P向左移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，在温度更高时控制电路才能有足够大电流，使磁铁有足够大引力吸引开关，因此滑片向左移可以提高报警器的灵敏度。 14．(24-25高二下·福建泉州一中、德化一中等四校·期末)4．某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图，电路中的R1和R2，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U1时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的电压小于U2（U1、U2为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。则压力传感器为______（选填“R1”或“R2”）；若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越______（选填“高”或“低”）。    【答案】 R1 低 【详解】[1]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U1，根据串联电路电压分部特点可知，R1为压力传感器； [2]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R2阻值越大，当开启低水位预警时a、b两端的电压大于U1时，R1压力传感器阻值需要越大，则水位越低。 15．(24-25高二下·福建宁德·期末)如图所示，为光敏电阻自动计数器的示意图，其中A是发光仪器，B是传送带上物品，为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，为定值电阻，当有光照射时，信号处理系统获得______（填“低”“高”）电压，信号处理系统每获得一次_____（填“低”“高”）电压，就计数一次。 【答案】 低 高 【详解】[1]当有光照射 R1时，R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，所以R2两端的电压增大，R1两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压； [2]工件每遮挡光一次，R1阻值变大一次，R1两端的电压U1变大一次，信号处理系统就获得一次高电压，就计数一次。 四、实验题 16．(24-25高二下·福建厦门·期末)全自动洗衣机的水位控制装置中使用了压力传感器，工作原理如下： （1）如图甲所示，与洗衣缸相连的气室中会封闭一定质量的空气，气室上部与压力传感器的膜盒连通； （2）向洗衣缸注水时，气室内被密封的空气压强增大，使压力传感器的膜片向上凸起，如图乙所示。气室中的空气可视为理想气体，整个进水过程可视为等温过程，若某时刻气室内空气体积为注水前的，则此时气室内的压强为原来的______倍； （3）如图丙所示，当进水量达到设定值时，传感器控制电路关闭进水阀门，同时接通洗涤电动机电源，开始洗涤衣物，则图中A是______（选填“洗涤电动机”或“进水阀门”）的控制开关。 （4）一台旧洗衣机的压力传感器膜片长期反复形变，导致弹性降低（更小的压力即可使膜片凸起），则该旧洗衣机的实际进水量______（选填“大于”“小于”或“等于”）原来设定的进水量。 【答案】 洗涤电动机 小于 【详解】[1]进水过程为等温过程，由玻意耳—马略特定律得 则 [2]要水位达到一定后才开始洗涤工作，并且同时关闭进水，由丙图可看出图中A是洗涤电动机。 [3]进水量越少，气室体积越大，由玻意耳—马略特定律可知，气室体积越大，压强越小，而压强越小，则压力越小，由于更小的压力即可使膜片凸起，则该旧洗衣机的实际进水量小于原来设定的进水量。 17．(24-25高二下·福建泉州第七中学·期末)某热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图甲所示，某同学用该热敏电阻制作的简易火灾自动报警器电路图如图乙所示。请回答以下问题： （1）为使温度在升高到报警温度时，报警器响起，单刀双掷开关c应该接______（选填“a”或“b”）； （2）为实现温度升高到60℃时报警器响起的目的，该同学先把热敏电阻放入60℃的恒温水中，然后调节滑动变阻器的电阻，直到报警器响起。在闭合两开关S1，S2之前，该同学还应将滑动变阻器的滑片滑至最左端； （3）已知直流电源电动势E1=18V，内阻不计。若继电器线圈ed电阻忽略不计，流过继电器线圈的电流I0≥15mA才会报警，欲使温度升高到60℃时报警器响起，则滑动变阻器接入电路的阻值应该是______Ω； （4）为了让报警器在50℃报警，滑动变阻器的阻值应调________（选填“大”或“小”）。 【答案】 a 620 小 【详解】（1）[1]由图甲可知，热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在温度升高的过程中图乙中电流增大，螺旋管的磁感应强度增大，铁片受到的作用力增大将向左移动，要使报警器响起，单刀双掷开关c应该接a； （3）[2]由图甲可知，温度升高到60℃时热敏电阻的阻值为，由闭合电路欧姆定律得 代入数据，解得 （4）[3]若工作过程中希望温度达到50℃时报警，由热敏电阻的阻值R 随温度t变化的图像可知，50℃时热敏电阻的阻值大于60℃时热敏电阻的阻值，根据 可知50℃时滑动变阻器接入电路阻值更小，则工作过程中希望温度达到50℃时才报警，应将滑动变阻器的阻值应调小。 / / 学科网（北京）股份有限公司 $