全品复习方案2018高考物理大一轮复习第11单元交变电流传感器听课手册课件

1、1第十一单元第十一单元交变电流交变电流传感器传感器高考纵览高考纵览内容要求2012年课标全国卷2013 年2014 年2015 年2016 年卷卷卷卷卷卷卷卷卷交变电流、交变电流的图像正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值211621理想变压器1721161619远距离输电考情分析1.交变电流是电磁感应现象的应用，高考着重考查的知识点有：交变电流的产生、交变电流图像及表述(峰值、有效值、瞬时值)、理想变压器原理及远距离输电，理想变压器电路中原、副线圈各物理量之间的制约关系是复习重点2高考对本单元的考查一般以生产、生活实际及近代科技问题为背景，考查理想变压器的应用、含变压器电路动态分析及远距离输

2、电问题.第第 2828 讲讲交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述教材知识梳理教材知识梳理一、交变电流1定义：_随时间做周期性变化的电流2图像：如图 11281(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图(a)所示图 112812二、描述交变电流的物理量1峰值：Em_(N：线圈的匝数；S：线圈处于磁场中的有效面积；：线圈转动的角速度；B：磁场的磁感应强度)2瞬时值：反映某一时刻交变电流的_和_3有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流值，即让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果在相同时间内产生的_相等，则直流电的数值就是交流电的有效值4

3、平均值：用法拉第电磁感应定律E_求解5周期和频率(1)周期：完成一次周期性变化所需要的_；(2)频率：每秒钟完成周期性变化的_；(3)周期、角速度和频率的关系：T1f，2T2f.【思维辨析】(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流()(2)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动经过中性面时， 线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变()(3)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值()(4)交变电流的峰值总是有效值的 2倍()(5)线圈在磁场中每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次()(6)可以用平均值计算交变电流产生的热量()考点互动探究考点互动探究考

4、点一交变电流的产生及规律1.正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动(2)两个特殊位置的特点：线圈平面与中性面重合时，SB，最大，t0，e0，i0，电流方向将发生改变线圈平面与中性面垂直时，SB，0，t最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次(4)交变电动势的最大值 EmnBS，与转轴位置无关，与线圈形状无关2正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量函数表达式图像磁通量mcos tBScos t电动势eEmsin tnBSsin t3电压uUms

5、in tREmRrsin t电流iImsin tEmRrsin t1 一边长为 L 的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势 e 随时间 t 的变化情况如图 11282 所示已知匀强磁场的磁感应强度为 B，则结合图中所给信息可判定()图 11282At1时刻穿过线框的磁通量为 BL2Bt2时刻穿过线框的磁通量为零Ct3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D线框转动的角速度为EmBL2式题 一不动的矩形线圈 abcd 处于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如图 11283所示该匀强磁场是由一对磁极 N、S 产生，磁极以 OO为轴匀速转动在 t0 时刻，磁场的方向与线圈平行，磁

6、极 N 开始离开纸面向外转动，规定 abcda 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流 i 随时间 t 变化的图像是()图 11283图 11283考点二交变电流“四值”的理解和应用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eEmsin tiImsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值EmnBSImEmRr讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值用于正(余)弦式电流：(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、 电功4EEm2UUm2IIm2率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图像

7、中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值EntIERr计算通过电路截面的电荷量考向一考向一交变电流瞬时表达式的书写交变电流瞬时表达式的书写2 图 11284 甲是交流发电机模型示意图在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一矩形线圈 abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 OO转动，由线圈引出的导线 ae 和 df 分别与两个跟线圈一起绕 OO转动的金属圆环相连接， 金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻 R 形成闭合电路图乙是线圈的主视图，导线 ab 和 cd 分别用它们的横截面来表示已知 ab 长度为 L1，bc 长度为 L2，线圈以恒定角速度逆时

8、针转动(只考虑单匝线圈)(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e1的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成0角位置时开始计时，如图丙所示，试写出 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e2的表达式图 11284 方法技巧书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式 EmnBS求出相应峰值(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式若线圈从中性面位置开始转动， 则 it 图像为正弦函数图像， 函数式为 iImsin t.若线圈从垂直中性面位置开始转动，则 it 图像为余弦函数图像，函数式为 iImcost.5考向二

9、考向二有效值的计算和应用有效值的计算和应用3 如图 11285 所示，实验室一台手摇交流发电机内阻 r1 ，外接 R9 的电阻 闭合开关 S， 当发电机转子以某一转速匀速转动时， 产生的电动势 e10 2sin 10t(V)，则()图 11285A该交变电流的频率为 10 HzB该电动势的有效值为 10 2 VC外接电阻 R 所消耗的电功率为 10 WD电路中理想交流电流表的示数为 1 A考向三考向三平均值和有效值的比较平均值和有效值的比较4 (多选)如图 11286 所示，一矩形线圈面积为 S，匝数为 N，内阻为 r，绕其垂直于磁感线的对称轴 OO以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为 B

10、，从图示位置转 90的过程中，下列说法正确的是()图 11286A通过电阻 R 的电荷量 qNBS2 2（Rr）B通过电阻 R 的电荷量 qNBSRrC外力做功平均功率 PN2B2S222（Rr）D从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为 eNBSsin t 注意事项(1)明确交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的意义，有效值是与交变电流的热效应等效的恒定电流值，一般情况下交流电的电压、电流及电功率指的都是有效值，电容器的击穿电压应大于交流电的峰值；(2)计算线圈某时刻的受力情况时应使用电流的瞬时值；计算电功、电功率、电热等与电流的热效应有关的量时应使用有效值，保险丝的熔断电流为有

11、效值；计算通过导线横截面的电荷量时应使用电流在一段时间内的平均值考点三特殊交变电流的有效值计算5 图 11287 为交变电流随时间变化的图像，则交变电流有效值为()6图 11287A52 AB5 AC.722 AD3.5 A 题根分析此题为矩形波交变电流，可以根据定义计算，在一个周期内交变电流产热等于恒定电流产热常见的交变电流的有效值计算方法1公式法利用 EEm2、UUm2、IIm2计算，只适用于正(余)弦式交变电流2利用有效值的定义计算(非正弦式电流)计算时“相同时间”取一个周期或周期的整数倍3利用能量关系当有电能和其他形式的能转化时，可利用能量守恒定律求有效值 变式网络式题 1 家用电子调

12、光灯的调光功能是用电子线路将输入的正弦交变电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积小电压经电子调光灯调整后波形如图 11288 所示，求灯泡两端的电压的有效值图 112887式题 2 2015太原期中 图 11289 为某一交变电流图像，在第 1 个周期内，01102s 电流恒为 1 A，11022102s 的电流波形为正弦式交变电流的后半周期波形，求该交变电流的有效值图 11289式题 3 2015郑州模拟 某研究小组成员设计了一个如图 112810 所示的电路，与定值电阻 R 并联的电表是一个理想交流电压表， D 是理想二极

13、管(它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大)在 A、B 间加一交流电压，其瞬时值的表达式为 u20 2sin 100t(V)，则交流电压表示数为()图 112810A10 VB20 VC15 VD14.1 V8第第 2929 讲讲变压器变压器远距离输电远距离输电教材知识梳理教材知识梳理一、变压器1变压器的构造：变压器由原线圈、副线圈和闭合_组成2理想变压器：不考虑铜损(线圈电阻产生的热量)、铁损(涡流产生的热量)和漏磁的变压器，即理想变压器原、副线圈的电阻均为_，变压器的输入功率和_相等3基本关系(1)功率关系：_；(2)电压关系：_；(3)电流关系：_二、远距离输电1输电导线上的能量损

14、失：输电线的电阻R发热产生热量，表达式为_2 减小输电线电能损失的主要途径： (1)减小输电线的_； (2)采用_输电3高压输电过程：如图 11291 所示图 11291(1)输电线电压损失：U_；(2)输电线功率损失：P_【思维辨析】(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用()(2)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率()(3)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压()(4)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随之减小()(5)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失()(6)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的热损耗

15、()考点互动探究考点互动探究考点一理想变压器1.变压器的工作原理2理想变压器的基本关系电压原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2功率副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入电流副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1考向一考向一基本关系的应用基本关系的应用1 (多选)如图 11292 所示，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在9正弦交变电源上 闭合开关 S 后， 用电器正常工作， 交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2 A以下判断正确的是()图 11292A变压器输入功率为 484 WB通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC通过副线

16、圈的电流的最大值为 2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n2113考向二考向二变压器原线圈与用电器串联问题变压器原线圈与用电器串联问题2 (多选)2016全国卷 如图 11293 所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a 和 b.当输入电压U为灯泡额定电压的 10 倍时， 两灯泡均能正常发光 下列说法正确的是()图 11293A原、副线圈匝数比为 91B原、副线圈匝数比为 19C此时 a 和 b 的电功率之比为 91D此时 a 和 b 的电功率之比为 19考向三考向三变压器副线圈含二极管问题变压器副线圈含二极管问题3 (多选)如图 11294 所示，一理想变压器原、副线圈的匝

17、数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表 A 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()图 11294AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，c、d间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍考点二变压器电路的动态分析考向一考向一匝数比不变，负载变化的情况匝数比不变，负载变化的情况4 2016天津卷 如图 11295 所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表下列说法正确的是()10图 1

18、1295A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表 V 示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表 A1示数变大D若闭合开关 S，则电流表 A1示数变大，A2示数变大 规律总结如图 11296 所示图 11296(1)U1不变，根据U1U2n1n2，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，副线圈的电流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变化引起输出功率P2变化，输出功率决定输入功率，可以判断输入功率P1的变化考向二考向二匝数比变化，负

19、载电阻不变的情况匝数比变化，负载电阻不变的情况5 (多选)2015济南模拟 如图 11297 甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 41，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R10 ，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是()图 11297A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为 55 VB当单刀双掷开关与a连接且t0.01 s 时，电流表示数为零C当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率增大D当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率为 25 Hz 规律总结如图 11298 所示11图 11298(1)U

20、1不变，n1n2发生变化，U2变化(2)R不变，U2变化，I2发生变化(3)根据P2U22R和P1P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化考点三远距离输电问题1.输电线路与物理量基本关系输电线路如图 11299 所示：图 112992基本关系(1)功率关系：P1P2，P3P4，P2P损P3；(2)电压关系：U1U2n1n2，U3U4n3n4，U2UU3；(3)电流关系：I2I1n1n2，I4I3n3n4，I2I3I线；(4)输电电流：I线P2U2；(5)输电线上损失：P损I线UI2线R线6 (多选)2015江门模拟 图 112910 为某小型水电站的电能输送示意图已知输

21、电线的总电阻R10 ，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为 41，电阻R011 .若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u220 2sin 100t(V)，下列说法正确的是()图 112910A发电机中的电流变化频率为 100 HzB通过R0的电流的有效值为 20 AC升压变压器T1的输入功率为 4650 WD若R0的电阻减小，发电机的输出功率也减小 建模点拨(1)正确画出输电过程示意图并在图上标出各物理量；(2)理清三个回路：输电过程的电路被划分为三个独立的回路(如图 112911 所示)，电源回路、输送回路和用户回路在每个回路中，变压器的原线圈相当于电源回路的用电器，而相

22、应的副线圈相当于下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁12图 112911(3)抓住两个联系： 理想的升压变压器联系了电源回路和输送回路， 由理想变压器原理，升压变压器原、副线圈中各个量间的关系是：U1U2n1n2，I1n1I2n2，P1P2；理想的降压变压器联系了输送回路和用户回路，由理想变压器原理，降压变压器原、副线圈中各个量间的关系是：U3U4n3n4，I3n3I4n4，P3P4.(4)掌握能量关系：原线圈的功率就是输电的总功率，在输送过程中，部分电能被输电线损耗，大部分电能通过降压变压器和用户回路被用户

23、消耗，能量关系为P总P线损P用户注意：输电线损失的电能和输电电流一般是解题的突破点考点四特殊变压器的问题考向一考向一自耦变压器自耦变压器7 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图 112912 所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1900 匝；原线圈为 1100 匝，接在有效值为 220 V 的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为 2 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()图 112912A380 V 和 5.3 AB380 V 和 9.1 A

24、C240 V 和 5.3 AD240 V 和 9.1 A 规律总结自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图112913 所示图 112913考向二考向二互感器互感器8 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图 112914 中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈13的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()图 112914Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，I

25、abIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd 规律总结互感器分为电压互感器和电流互感器，比较如下：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交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利用的公式U1U2n1n2I1n1I2n2考向三考向三双副线圈变压器双副线圈变压器9 如图 112915 所示，接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1n2n3为()图 112915A111B321C621D221 规律总结计算具有两个(或两个以上)副线圈的变压器问题时

26、，应注意三个关系：(1)电压关系：U1n1U2n2U3n3(2)电流关系：n1I1n2I2n3I3(3)功率关系：P1P2P3考向四考向四副线圈含电容器的变压器副线圈含电容器的变压器1410 2016江苏扬州期末 某一火警报警系统原理图如图 112916 所示，报警器未画出，a、b接在电压u311sin 314t(V)的正弦交流电源上，Rt为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻值随温度升高而减小，下列说法正确的是()图 112916A电压表 V 的示数为 311 VB电容器C电容增大，灯 L 变暗CRt所在处出现火警时，电流表 A 的示数增大DRt所在处出现火警时，变压器输入功率减小15实验十二

27、实验十二传感器的简单应用传感器的简单应用一、实验目的1认识热敏电阻、光敏电阻的特性2了解传感器在技术上的简单应用二、实验器材热敏电阻、光敏电阻、烧杯、温度计、铁架台(带铁夹)、冷水、热水、多用电表、小灯泡、学生电源、滑动变阻器、开关、导线等考点互动探究考点互动探究考点一实验原理与实验操作1.研究热敏电阻的特性(1)如图 S121 所示连接好电路，将热敏电阻绝缘处理图 S121(2)把多用电表置于“欧姆”挡， 并选择适当的倍率测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻值，并记下温度计的示数(3)向烧杯中注入少量的冷水， 使热敏电阻浸没在冷水中， 记下温度计的示数和热敏电阻的阻值(4)将热水分几次注入烧杯中

28、，测出不同温度下热敏电阻的阻值，并记录、填表(5)画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线(6)根据实验数据和Rt图线，分析得到热敏电阻的特性2研究光敏电阻的特性(1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器按图 S122 所示电路连接，其中多用电表置于“欧姆”挡图 S122(2)测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值，并记录数据(3)接通电源，让小灯泡发光，调节滑动变阻器使小灯泡的亮度逐渐变亮，观察表盘指针显示电阻阻值的情况，并记录(4)用黑纸遮住光，观察并记录光敏电阻的阻值(5)分析记录结果，得到光敏电阻的特性：光敏电阻的阻值被光照射时发生变化，光照增强时电阻减小，光照减弱时电阻增大1 热电传感器

29、利用了热敏电阻对温度变化响应很敏感的特性某学习小组的同学拟探究某种类型的热敏电阻的阻值如何随温度变化从室温升到 80 时，所提供的热敏电阻Rt的阻值变化范围可能是由 5 变到 1 或由 5 变到 45 .除热敏电阻外，可供选用的器材如下：温度计，测温范围10100 ；16电流表 A1，量程 3 A，内阻rA0.1 ；电流表 A2，量程 0.6 A，内阻约为 0.2 ；电压表 V1，量程 6 V，内阻rV1.5 k；电压表 V2，量程 3 V，内阻约为 1 k；标准电阻，阻值R1100 ；滑动变阻器R2，阻值范围 05 ；电源E，电动势 3 V，内阻不计；开关及导线若干(1)甲同学利用如图 S1

30、23 所示的电路测量室温下热敏电阻的阻值要使测量效果最好，应选下列_(选填“A” “B”或“C”)组器材图 S123AA1和 V1BA2和 V2CA1和 V2(2)在测量过程中，随着倒入烧杯中的开水增多，热敏电阻的温度升高到 80 时，甲同学发现电流表、电压表的示数几乎都不随滑动变阻器R2的阻值的变化而改变(电路保持安全完好)，这说明该热敏电阻的阻值随温度升高而_(选填“增大”或“减小”)(3)学习小组的同学根据甲同学的实验， 建议他在测量较高温度热敏电阻的阻值时重新设计电路，更换器材请你在如图 S124 所示的虚线框内完成测量温度 80 时热敏电阻阻值的实验电路图图 S124式题 为了节能和

31、环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为 lx)某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(k)754028232018(1)根据表中数据， 请在坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线， 并说明阻值随照度变化的特点17图 S125(2)如图 S126 所示， 当 1、 2 两端所加电压上升至 2 V 时， 控制开关自动启动照明系统 请利用下列器材设计一个简单电路，给 1、2 两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至 1.0 lx

32、时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻RP(符号)；直流电源E(电动势 3 V，内阻不计)；定值电阻：R110 k，R220 k，R340 k(限选其中之一并在图中标出)；开关 S 及导线若干图 S126考点二力电传感器的实际应用传感器的一般应用模式：由敏感元件、转换器件和转换电路三个部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换成电信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理(如图 S127所示)图 S12718工作过程：敏感元件将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量，如下非电学物理量 敏感元件 转换器件 转换电路 电学量 输出2

33、 某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)，如图 S128 所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为 0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.请完成对该物体质量的测量：(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使调节范围尽可能大，在虚线框中画出完整的测量电路图(2)简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m.图 S128式题 传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)

34、，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图 S129 甲所示，图乙是用热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器原理图则图 S129(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关 S 应接在_(选填“a”或“b”)处(2)若使启动报警器的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向_(选填“左”或“右”)移动课时巩固训练课时巩固训练1(多选)美国科学家 Willard SBoyle 与 George ESmith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获 2009 年度诺贝尔物理学奖CCD 是将光学量转变成电学量的传感器下列器件可作为传感器的有()19A定值电阻B热敏

35、电阻C霍尔元件D干电池2(多选)如图 S1210 所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明()图 S1210A热敏电阻在温度越高时，电阻越大B热敏电阻在温度越高时，电阻越小C半导体材料温度升高时，导电性能变差D半导体材料温度升高时，导电性能变好3金属铂的电阻值随温度的变化而变化，图 S1211 中可能表示金属铂电阻的UI图线的是()图 S12114 2016江苏湛江二模 如图 S1212 所示为某电容传声器结构示意图， 膜片和极板组成一个电容器，当人对着传声器讲话时，膜片会振动若某次膜片振动时，膜片与极板距离减小，则在此过程中()图 S1212A膜片与极板

36、所组成的电容器的电容变小B极板的带电荷量增大C膜片与极板间的电场强度变小D电阻R中无电流通过52016北京东城模拟 利用金属导体的电阻随温度的变化而变化的特点可以制成电阻温度计 如图 S1213 甲所示为某种金属导体的电阻R随温度t变化的图线(直线) 如果用这种金属导体做成测温探头，再将它连入如图乙所示的电路中，随着测温探头处待测温度的变化，电流表示数也会发生变化则在t1t2温度范围内()图 S1213A待测温度越高，电流表的示数越大20B待测温度越高，电流表的示数越小C待测温度升高，电流表的示数均匀增大D待测温度升高，电流表的示数均匀减小6(多选)2016江苏扬州模拟 传感器是把非电学量转换

37、成电学量的一种元件如图S1214 所示，图乙、图丙中是两种常见的电容式传感器的示意图，现将图乙、图丙两种传感器分别接到图甲的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)，下列实验现象中正确的是()图 S1214A当乙传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转B当乙传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向右偏转C当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变大，则电流表指针向左偏转D当丙传感器接入电路实验时，若导电溶液深度h变小，则电流表指针向左偏转7(多选)2016浙江江山模拟 如图 S1215 甲所示的电路中电源电动势E8 V，电阻R与一个电流传感器相连，传感器可以将

38、电路中的电流随时间变化的曲线显示在计算机屏幕上，先将 S 接 2 给电容器C充电，再将 S 接 1，结果在计算机屏幕上得到如图乙所示的曲线，C为图像上的一点，将该曲线描绘在坐标纸上(坐标纸上的小方格图中未画出)，电流坐标轴每小格表示 0.1 mA，时间坐标轴每小格表示 0.1 s，曲线与AOB所围成的面积约为 80个小方格则下列说法正确的是()图 S1215A充电电流由a极板穿过电容器内部流向b极板BC点的坐标乘积表示电容器放电过程中流过电流传感器的电荷量C电容器充电完毕时，所带电荷量约为 8104CD电容器的电容约为 104F8(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况

39、，图 S1216甲为某工厂成品包装车间的光传感器工作的示意图，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为 0.2 m，则下列说法正确的是()图 S121621A传送带运动的速度是 0.1 m/sB传送带运动的速度是 0.2 m/sC该传送带每小时输送 3600 个工件D该传送带每小时输送 7200 个工件9(多选)2016河南鹤壁质检 工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤， 图 S1217 甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图， 其中实现称质量的关键

40、性元件是拉力传感器拉力传感器的内部电路如图丙所示，R1、R2、R3是定值电阻，R120 k，R210 k，R0是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重1103N，没装料时Uba0，g取 10 m/s2.下列说法中正确的是()图 S1217AR3阻值为 40 kB装料时，R0的阻值逐渐变大，Uba的值逐渐变小C拉力越大应变片电阻阻值也越大，Uba的值也越大D应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量10利用负温度系数热敏电阻(随着温度的升高，电阻值降低)制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快且精确度高(1)如果将负温度系数

41、热敏电阻与电源、 电流表和其他元件串联成一个电路， 其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变_(选填“大”或“小”)；(2)上述电路中， 我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度， 就能直接显示出热敏电阻附近的温度如果刻度盘正中的温度为 20 (如图甲)，则 25 的刻度应在 20 的刻度的_(选填“左”或“右”)侧；图 S1218(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内的温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路2211为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图 S1219 甲所示的电路进行实验，得出两种UI图线，如

42、图乙所示图 S1219(1)根据UI图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为_，强光照射时电阻为_ ；(2)若实验中所用电压表的内阻约为 5 k，毫安表的内阻约为 100 ，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中_(选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大若测量这种光照射下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用_(选填“内接”或“外接”)法进行实验，实验结果较为准确12如图 S1220 所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3 V0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 1 A”的字样，电流表的量程为 0.6A，电压表的量程为 3 V.图

43、S1220(1)根据传感器上的标注，讨论该传感器的电阻和额定电流；(2)若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分绝对安全，在a、b之间所加电源电压的最大值是多少？(3)根据技术资料可知， 如果传感器的电阻变化超过 1 ， 则该传感器就失去了作用 实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值)，闭合开关 S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压检测记录如下：电压表示数U/V电流表示数I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不计检测电路的变化对传感器电阻的影响通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多

44、少？参考答案（听课手册）参考答案（听课手册）23第十一单元第十一单元交变电流交变电流传感器传感器第第 2828 讲讲交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述【教材知识梳理】核心填空一、1.方向二、1.nBS2.大小方向3.热量4.nt5(1)时间(2)次数思维辨析(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()(6)()【考点互动探究】考点一例 1D解析t1时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，选项 A 错误；t2时刻，穿过线框的磁通量最大，为mBL2，选项 B 错误；t3时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，选项 C 错误；交变电流的最大值为EmBL2，则EmBL2，选项 D

45、 正确变式题C解析 磁极以OO为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动，在t0 时刻，由右手定则可知，产生的感应电流方向为abcda，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项 C 正确考点二例 2(1)e1BL1L2sint(2)e2BL1L2sin (t0)解析 (1)矩形线圈abcd在磁场中转动时，只有ab和cd切割磁感线，且转动的半径为rL22，设ab和cd的转动速度为v，则vL22在t时刻，导线ab、cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1BL1v由图可知vvsint则整个线圈的感应电动势为e12E1BL1L2sint(2)当线圈由图丙位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电

46、动势为e2BL1L2sin(t0)例 3D解析 由交流电的表达式可知10 rad/s，Em10 2 V， 得f25 Hz，E10 V，选项 A、B 错误IERr1 A，选项 D 正确PRI2R9 W，选项 C 错误例 4BC解析 从图示位置转 90的过程中，磁通量变化量BS，通过电阻R的电荷量qItERrtNRrNBSRr，选项 A 错误，选项 B 正确；矩形线圈绕其垂直于磁感线的对称轴OO以角速度匀速转动，产生的感应电动势最大值EmNBS，感应电流有效值为I22EmRr，外力做功平均功率P22EmII2(Rr)N2B2S222（Rr），选项 C 正确；24从图示位置开始计时，感应电动势随时间

47、变化的规律为eNBSsint2NBScost，选项 D 错误考点三例 5B解析 设交变电流的有效值为I，根据有效值的定义，有I2RT(4 2 A)2RT2(3 2 A)2RT2，解得I5 A，选项 B 正确变式题 1Um2解析 从ut图像看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为U1Um2；后半周期电压为零根据有效值的定义，U2RTUm22RT20，解得UUm2.变式题 232A解析 将该电流加在一个阻值为R的电阻上，设周期为T，则根据有效值的定义得(1 A)2RT222A2RT2I2RT解得电流的有效值I32A.变式题 3D解析 根据交流电有效值的定义，结合理想二极管的单向导电特点，有U

48、2RTU2RT20，解得交流电压表示数UU214.1 V.【教师备用习题】1一台发电机的结构示意图如图所示，其中 N、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈在绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场，磁感应强度大小处处相等若从图示位置开始计时，设此时电动势为正值，图中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是()解析 D由于磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场，线圈在绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动过程中，垂直切割磁感线，产生的电动势大小不变，经过竖直面时，方向改变，所以 D 选项中的图像正

49、确反映了线圈中感应电动势e随时间t变化的规律，选项D 正确22015泉州模拟 如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动， 能产生正弦交变电动势eBSsint的图是25()解析 A线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)从中性面开始匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsint，由这一原理可判断，A 图中感应电动势为eBSsint，选项 A 正确；B 图中的转动轴不在线圈所在平面内，C、D 中的图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直，线圈转动过程中穿过线圈的磁通量均为零且保持不变，不能产生感应电动势3如图所示电路，电阻R1与电阻R

50、2阻值相同，都为R，和R1并联的 D 为理想二极管(正向电阻可看作零， 反向电阻可看作无穷大)， 在A、B间加一正弦交流电u20 2sin 100t(V)，则加在R2上的电压有效值为()A10 VB20 VC15 VD5 10 V解析 D电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R2上的电压等于输入电压值，电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大，可看作断路，R2上的电压等于输入电压值的一半，因此可设加在R2的电压有效值为U，根据电流的热效应，在一个周期内满足U2RT（20 V）2RT2（10 V）2RT2，解得U5 10 V，选项 D 正确4 (多选)如图所示， 某玩具电磁驱

51、动发电机可简化为在匀强磁场中的一匝闭合金属线圈，线圈平面与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度大小为B，线圈面积为S，电阻为R.当线圈以右边为轴，以恒定的角速度匀速转动时，下列叙述中正确的是()A产生的感应电流的有效值为2BS2RB转过 30时，线圈中的电流方向为逆时针C转过 90的过程中，通过线圈导线某一横截面的电荷量为BSRD线圈转动一周产生的热量为2B2S2R解析 AC线圈中产生的感应电动势最大值为EmBS，电动势有效值为E22Em22BS，则电流的有效值为IER2BS2R，选项 A 正确；据楞次定律可知转过 30时，线26圈中感应电流方向为顺时针，选项 B 错误；由Et，IER，qIt，解得

52、电荷量qRBSR，故选项 C 正确；线圈转动一周的过程中，产生的热量为QI2RtB2S2R，选项 D 错误5电压u随时间t的变化情况如图所示，求电压的有效值答案 55 10 V解析 由有效值的定义，15622RT231122RT2U2RT，得U55 10 V.第第 2929 讲讲变压器变压器远距离输电远距离输电【教材知识梳理】核心填空一、1.铁芯2.零输出功率3(1)P1P2(2)U1U2n1n2(3)I1I2n2n1二、1.QI2Rt2.(1)电阻(2)高压3U2U3I2R(2)P2P3I22R思维辨析(1)()(2)()(3)()(4)()(5)()(6)()【考点互动探究】考点一例 1B

53、D解析 将额定电压为 60 V 的用电器接在理想变压器的输出端，在闭合开关后， 用电器正常工作， 已知交流电压表和交流电流表(均为理想电表)读数分别为 220 V 和 2.2A，根据功率公式可以求出用电器消耗的功率等于输入功率，为 132 W，选项 A 不正确；再根据变压器变压公式和变流公式U1U2n1n2和I1I2n2n1，可求得通过原线圈的电流的有效值为 0.6 A，选项 B 正确；由于电流表显示的是有效值，因此通过副线圈电流的最大值不是 2.2 A，选项 C错误；根据变压器的变压公式可知，变压器原、副线圈的匝数比为n1n2113，选项 D 正确例 2AD解析 设灯泡的额定电压为U0，则输

54、入电压U10U0，由于两灯泡均正常发光，故原线圈两端的电压U1UU09U0，副线圈两端的电压U2U0，所以原、副线圈的匝数比n1n2U1U291，A 正确，B 错误；原、副线圈的电流之比I1I2n2n119，由电功率PUI可知，a 和 b 的电功率之比为 19，C 错误，D 正确例 3BD解析 交流电压表、 交流电流表测得的值分别为交变电压和交变电流的有效值，根据变压器公式UabU2n1n2可得到输出电压U2，而输出电压U2不等于c、d端电压，因二极管27具有单向导电性，输出电压经二极管整流后有效值发生变化，Ucd2U222n2Uab2n1，则UabUcd 2n1n2，选项 A 错误增大负载电

55、阻的阻值R后，由于Uab不变，Ucd也不变，根据P出U2cdR可知输出功率减小，根据理想变压器的输入功率等于输出功率可知，输入功率必减小，故电流表读数变小，选项 B 正确，选项 C 错误二极管短路时，UcdU2，输出功率P出U2cdRU22R2P出，故输入功率P1也加倍，而输入电压U1不变，根据P1U1I1得电流表读数加倍，选项D 正确考点二例 4B解析 滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，总电阻也变大，而副线圈两端的电压没有变化，所以干路中的电流减小，R1消耗的功率变小，A 错误；干路中的电流变小，R1两端的电压变小，并联电路的电压变大，即电压表 V示数变大，B

56、正确；由于变压器副线圈干路中的电流变小，所以原线圈中的电流变小，即电流表 A1的示数变小，C 错误；闭合开关 S 后，并联电路的阻值变小，总电阻也变小，干路中的电流变大，R1两端的电压变大，并联电路的电压变小，通过R2的电流变小，即电流表 A2示数变小，因变压器的功率变大，故电流表 A1示数变大，D 错误例 5AC解析 由图像可知，电压的最大值为 311 V，交流电的周期为 2102s，所以交流电的频率为 50 Hz，交流电的有效值为 220 V，根据电压与匝数成正比可知，当单刀双掷开关与a连接时，副线圈电压为 55 V，所以副线圈电流为 5.5 A，电流表示数为电流的有效值，不随时间的变化而

57、变化，所以电流表的示数为 5.5 A，选项 A 正确，选项 B 错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的匝数变小，所以副线圈的输出电压要变大，电阻R上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大，选项 C 正确；变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为 50 Hz，选项 D 错误考点三例 6BC解析 变压器不能改变交变电流的频率，交变电流的频率f250 Hz，选项 A 错误；降压变压器副线圈两端交变电压有效值为 220 V，负载电阻为 11 ，所以通过R0电流的有效值是I20 A， 选项 B 正确； 根据电流与匝数成反比可知， 输电线上的电流为I5 A，所以输电线上消耗的功率为I2R

58、250 W，用电器消耗的功率为I2R04400 W，所以升压变压器的输入功率为 4650 W，选项 C 正确；当用电器的电阻R0减小时，通过用电器的电流增大，通过输电线的电流增大，用电器的功率增大，输电线损耗的功率增大，则发电机的输出功率也增大，选项 D 错误考点四例 7B解析 对理想变压器， 原、 副线圈功率相同， 故通过原线圈的电流I1PU12000220A9.1 A，负载两端电压即为副线圈电压，由U1n1U2n2，即2201100U21900，可得U2380 V，故选项 B 正确例 8B解析 根据理想变压器的原理，线圈电流与匝数成反比，ab接MN，通过的电流较大，电流表接在cd两端，通过

59、的电流较小，选项 B 正确例 9B解析 灯泡正常发光，可得UAUBUCUD，所以U22U3，由理想变压器的电28压关系得n2n3U2U321，可得n22n3.灯泡都正常发光，则功率相等，即PAPBPCPD.由PI2R得IAIBICID，即I1I2I3，由理想变压器的功率关系得U1I1U2I2U3I3，即n1I1n2I2n3I3，可得n1n2n32n3n33n3.所以n1n2n3321，选项 B 正确例 10C解析a、b间所接交变电压的有效值为3112V220 V，则电压表 V 的示数是220 V，故选项 A 错误；电容器C电容增大，对该支路电流的阻碍作用变小，灯 L 变亮，故选项 B 错误；当

60、Rt所在处出现火警时，Rt的电阻值变小，由于副线圈的电压不变，则消耗的功率PU2Rt变大，故变压器的输入功率变大，由于输入电压不变，则电流表示数变大，故选项 C正确，选项 D 错误【教师备用习题】12015江苏卷 一电器中的变压器可视为理想变压器，它将 220 V 交变电流改变为110 V已知变压器原线圈匝数为 800，则副线圈匝数为()A200B400C1600D3200解析 B根据U1U2n1n2可知，副线圈匝数为 400 匝，选项 B 正确22015安徽卷 如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置