创新方案2017版新课标物理一轮复习教参第10章-交变电流传感器

第1 考纲：1.交变电流、交变电流的图象(Ⅰ) 主干知识·练中回扣——忆夯基提T＝ω。

＝f

e随时间变化的规律：e＝Emsin_ωtωnBSω流电，其有效值和峰值的关系为：E＝Em2

2＝，I＝。22巩固线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动的过穿过线圈的磁通量最大时，产生2

(6)0.02s50次。(×) 次解析：选 的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6V6W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计表达式为()i＝sin5t(A) B．i＝sin10πt(A)C．i＝1.41sin5t(A) D．i＝1.41sin10πt(A)U解析：选 UIm＝2A≈1.41An＝5r/sω＝2nπω＝10πrad/si＝1.41sin10πt(A)DR＝10Ω的电阻构成闭合电路，电路中的其他电阻不计。下列说法正确的是()交变电流的周期为0.125 C．交变电流的有效值为2 解析：选 由题图可获取的信息是：交变电流的周期T＝0.250s，感应电动势的Em＝20Vf＝1＝

A＝2A，DI＝Im＝

A＝2A，C 考点·分类突破——析考点讲透练足Φ＝Φm·cosBScose＝Em·sinnBSωsinu＝Um·sinREmsinωti＝Im·sinEmsinωt 如图(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的 ba

Dimcos4

Em＝nBSωSab2t＝0时刻线圈平 解析：选AEm＝NBSω，所分析感应电流方向，可知选项A2．[多选](2014·高考)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不a、b所示，则()a25b10 TTa＝3∶2，B错误；曲线a表示的交变电动势的频率为fa＝1

Hz＝25Hz，C

E

V＝5

V，D利用E＝Em、2

2＝、I＝计算，只适用于正(余)22问题一R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10Ω，R2＝20ΩS后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则 AR11.2AB．R16VCR21.22D．R262解析：选B首先从交流电图象中找出交变电流的最大值即通过R20.62A，由正弦式交变电流最大值与有效值的关系Im＝2I可知其有效值为0.6A，由于R1R2R10.6A，选项A、C错；R1两端电压有效值为U1＝IR1＝6VB对；R2U2m＝ImR2＝0.62×20V＝122V，选项D错。2．(2015·高考)Nabcd，磁极间abcde0 CC2

D．有效值是解析：选D因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0，每匝中abcd2e0。N匝线圈串联，整个线圈中感应电动D问题二[2]部分，则此交变电流的电压的有效值是()A.34C.B．5A.34C.

D．3

32

1t1＋

××0.01s＋(4V)2××0.01

2 2U＝52

VC

A．52 B．3.52 D．5 12 12

5在如图所示的电路中，电阻R1与R2阻值相同，和R1并联的D为理想二极管(正向电则加在R2上的电压有效值为( A．10 B．20 C．15 D．510解析：选

20220V，当二极管上有反向电流时，R1、R2串联，R210V，由R2·T＝R2＋10＋10R2·2U＝510V，De＝Emsinωtu＝Umsini＝Imsin 2 E＝nE 如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外R＝9ΩB＝π

T300r/min

s

sR

300＝100××0.05×2π×60

×60tV＝50sin10πtπt＝1s时，e＝50sin10π1V≈43.3 E＝Em＝

V≈35.4 I＝E＝

U＝IR＝3.54×9V＝31.86 30sθ＝ωt＝60×2π×30＝该 ，ΔΦ＝BS－BScosI＝q，I＝E

＝

＝＝＝＝

C＝1

(3)31.86 3.54 (1)e＝50sin10πt(3)31.86 3.54 ω，ω＝T＝2πf确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSωi-ti＝Imsin若线圈从垂直中性面位置开始转动，则i-t图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt。如图甲所示，标有“220V40W”的灯泡和标有“20μF300V”的电容器并正确的是()

＝2时刻，的示数为零 D.的示数保持1102V不解析：选 的示数应是电压的有效值220V，故A、D错；电压的有效值恰好等灯泡的额定电压，灯泡正常发光，BUm＝2202V≈311V，大于300V，故有可能被击穿，C错。2．[多选](2016·河北联考)如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动，磁场强度大小为B，外接电阻阻值为R，从图示位置转过90°的过，下列说法正确的是()AR

2BRQ＝De＝NBSωsin解析：选 从图示位置转过90°的过，磁通量的变化量ΔΦ＝BS，通过电阻NQ＝IΔt＝EΔt＝ΔΦ＝NBS，A错误，BN

，外力做功的平均功率为 ，C正确；从图示位置 e＝NBSωcosωt，D电流的有效值为()A．52 B．25 D．5解析选 0～1s内线圈中产生的感应电动势E1＝nΔt＝100×0.01V＝1V，1～1.2内线圈中产生的感应电动势E

V＝5V nΔtRR RR

×

＝25AB正确，A、C、D

C. D. 法求解。设电灯的阻值为R，正弦式交流电压的有效值与峰值的关系是U＝Um22

·U2·周期内半个周期有交流电压，一周期内交流电产生的热量为Q＝

2R

2mU2 2m··

2R2＝

N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面成半圆柱面形状。MM中心的e随时间t变化规律的是()解析：选D线圈转动过，与磁感线方向垂直的两条对边切割磁感线并产生感应电ab，则线圈中的感应电动势大小恒为 44.(2016·济南质检)在如图甲所示电路中，D为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)。R1＝30Ω，R2＝60Ω，R3＝10ΩMN间加上如图乙所示的交变电压时，R3两端4 A．3 B．3.5 C．4 D．5解析：选 在0～0.01s内，二极管导通，R1、R2并联电阻

＝20两端电压U3＝ Um＝4V，在0.01s～0.02s内，二极管截止，R3两端电压U′3＝

33

R3

＋R3＋

×TU≈3.5B线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则( 50解析：选 电动势的有效值为E＝2202

V＝220V，所以电流的有效值I＝E

TT＝2×10－2sf＝1＝50Hz2次，故每秒钟内电100次，BP灯＝I2R＝2.22×95.0W＝459.8T t＝0.005st＝0.01s解析：选 线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比，而t＝0.005s时e最大，×动势有效值为 2V≈220V，C错误；周期T＝0.02s，频率f＝1＝50Hz，D× 直线部分长度为0.4m，线框的电阻为1Ω，若线框从虚线位置开始以2m/s的速度匀速进热为0.4J，线框中电流随时间变化的关系式为( A．i＝2sin10πt(A) B．i＝2sin10πt(A)C．i＝2sin5πt(A) D．i＝2sin5πt(A)v解析：选 设该正弦式交流电的电流有效值为I，由题意可得Q＝I2Rt，其中t＝lv0.2sI＝2AIm＝2I＝2AvT＝2l＝0.4v

＝T

5πrad/s达式为i＝2sin5πt

＝

Ω，它的引出线接有R2＝9.50Ω的小电珠L，为理想交流电流表。当线圈框架的P端在外力作用下沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。若线圈往复运动的规律如图丙所示 B．0.01sC．回路流电的频率为50D．0.015sL解析：选 由E＝BLv及v-t图可知，线圈往复运动所产生的感应电流为正弦式交

T＝0.02s，f＝50Hz，C正确；t＝0.01s时，v＝0I＝0，B错；t＝0.015s9．(2016·青岛测试)一交流电压为u＝1002sin(100πt)V，由此表达式可知( A．用电压表测该电压其示数为100V ＝400

解析：选 电压有效值为100V，故用电压表测该电压其示数为100V，A正确 400灯泡恰好正常工作，C错；t＝400

100V，Dωr，其他电阻不计，则()解析：选BC金属杆从圆环最高点向最低点转动的过，垂直磁场方向的分速度先交流电，遵守I＝Im的关系。电动势的最大值为

2BLωR，

C正确，Db所示。以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是()B2∶3Cab中，t＝0 解析选

0.06

t＝0时刻感应电动势为零，线圈与中性面平行，磁通量最大，C

Em＝BSω，因此E

＝Ebmsinωbt＝100sin3t(V)，Du-te、f两端，若电阻的阻值为110Ω，电源的内阻不计，交流电压表是量程为250V的理想，则下列说法中正确的是()150100πrad/sD1R5.28×104J1解析：选BC 由图甲知交流电的周期为T＝0.02s，频率f＝T＝50Hz，而一周内电流1 V220V，Bω＝T＝100πrad/s可知，CQ＝Rt1R2.64×104J，DS且电阻相同的正方形线圈和圆形线圈，分别放在如图所示的磁场中，图B0TOO′轴匀速转动，图乙中磁 T，从图示位置开始计时，则 Ct(t>T)，两线圈产生的热量相同T解析选 图甲中通过线圈的磁通量变化规律为Φ甲＝B0ScosTt，图乙中通过Φ乙＝B0ScosTt感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E

R C、D14.(2016·忻州联考)如图所示，一个“U”形线框处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，OO′为磁场的边界。现使线框以角速度ω绕轴OO′匀速转动，线框通过金属转轴和电刷与阻值为R的外电阻相连。已知线框各边的长均为L，总电阻为r，不计转轴与电刷的电阻， R

解析：选 A；由交变电流电动势最大值表达式Em＝NBSω可知B项正确；根据闭合电路欧姆定

2·T22第2讲变压 考纲：1.理想变压器

R＋rT＝R＋r主干知识·练中回扣——忆夯基提①功率关系：P入＝P出 ②电压关系：只有一个副线n1＝n2 有多个副线圈时n1＝n2＝n3 1③电流关系：只有一个副线圈时，I2＝n1输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q＝I2Rt。①ΔU＝U－U′；②ΔU＝IRP ①I＝U；②I＝ 巩固(4)变压器副线圈并联的用电器时，原线圈输入的电流随之减小。(×)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( A．U＝110V，I＝0.2A B．U＝110V，I＝0.05AC．U＝1102V，I＝0.2A D．U＝1102V，I＝0.22AU U2 U1I1＝U2I2I1>I2，A错误，D正确；由部分电路欧姆定律可得4．[多选]在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( U解析：选AC 输电线损失电压ΔU＝IR，在R一定时，ΔU和I成正比，A正确； U时

I＝UΔP＝URΔPUI的平方成正比，A、CD考点·分类突破——析考点讲透练足电约关系：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定[1][多选](2014·山东高考)60V为理想)的示数分别为220V和2.2A。以下判断正确的是() 由题意知U1＝220V，U2＝60V，I2＝2.2A，则由U2 n1∶n2＝11∶3，I1＝0.6A，P1＝132W，B、D正确，A2.22A，C 4点说明当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1 220V A．U＝66 C．U＝66

D．U＝22 2 2 2U1，则U1＝n1＝3U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电压为1，故

＝220VU＝66VA用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通 22 22W≈3.9WP1＝P2＝3.9W，AU2m＝1102V，B i＝0.05sin100πt(A)，D问题一匝数比不变的情况(如图所示

U1U2R不变，根据U＝n 何变化，U2当负载电阻发生变化时，I2I2I1I1的I2P2P1＝P2P1[2](2015·高考)如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效列说法正确的是()V1[解析]电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选AV2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不V2示数不变，V3示数为V2R0R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1＝U2I2，则＞ΔI1U2＜U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知Rc→d的方向滑动，选项D 1．[多选](2014·高考)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器U1S，下列说法正确的是()A．PL解析：选 变，B正确；P向下滑动时，灯泡L两端的电压不变，灯泡的亮度不变，A错误；PR2．多选火警系统原理如甲所示M是一小型理想变压，原、副圈匝数之比n1n2＝1∶1接柱ab接上个正交变源电压随时变化规如图乙示在变压器右侧部分，R2为用半导体热敏材料(电阻率随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值阻。下说法中确的是( )50解析：BD22VR1两端22V，A0.02s50Hz，B正确；R2所在处出现火警时，R2的示数变大，电压表的示数变小，C错误，D问题二负载电阻不变的情况(如图所示

不变，n2发生变

n1Rn2nU2R不变，U2I2RP2＝2，P1＝P2P2发生变化时，P1变化，U1不变时，I1R[典题3] (2016·潍坊联考)如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，为理想，Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，则 A．变压器原线圈流电压u的表达式u＝110B．Sa端，RtC．Sa端，RtD．Sab，Rt 由交变电流图象，可知电压最大值为1102V，周期为0.02s，所以

随之增大，B；S由a切换到b，副线圈匝数减小，故输出电压减小，Rt电阻不变，P＝R知，消耗功率减小 3．多选(2015· 高考)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝可以通滑动触头Q来节副线圈端连接了值电阻0和滑变阻器P为滑动阻器的动触头在原线上加一压为U的正交流电则( )PQ解析：选 保持Q的位置不动，则U2不变，将P向上滑动时，R接入电路的电I2＝U2知，I2变小，由I1＝n2I1也变小，即电流表读数变小，A错误，B

I2确；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，U2变大，则根据 2知副线圈输出功P1＝P2P1P1＝I1UU一定，I1大，即电流表读数变大，C正确，D某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2202sin100πt(V)。

s时刻，c、d110Ba222解析：选 由c、d两点间的电压瞬时值表达式u1＝2202sin100πt(V)，当t＝600π时，u＝220

V＝1102V，A错误；由U1＝n1U＝U1n2＝220

V＝22 aP向上移动时，电压表示数不变，C问题一[4]AB端输入电压如图乙所示，R0＝11Ω，C22VP使电容器刚好不会被击穿，所有均为理想，下列说法正确的是()A220 由题图乙知电压的有效值即电压表的示数为220V，A正确；电容器的耐压为交流最大值，有效值为2

V＝112V102∶1，B电容器通交流电，所以电流表的示数大于通过电阻R0的电流，C错误；由题图乙知交流电的周期为0.02s所以角速度为100πrad/sAB端输入电压的变化规律为u＝311sinπtV，D 问题二 U [典题5]普通的交流电流表不能直接接在高压输电线测量电流，通常要通过电流Icd，为了使电流表能正常工作，则()A．abMN、cdB．abMN、cdC．abPQ、cdD．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd[解析 反比，abMNcd两端，通过的电流较小，B 问题三

电压关系：n1＝n2＝n3[典题6] 同的灯泡，匝数比为n1∶n2＝3∶1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为( A．P、

4P、

4P、、 C. D. 由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P，设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，两种情况下变压器输入电压为3U，变压器输入电流为2；图甲中L

2

＝9PL1P2＝3IR＝9B数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是U1＝n1，I1n1＝I2n2，P1＝P2 数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是U3＝n3，I3n3＝I4n4，P3＝P4 P1＝P线损＋P用户。 4Ω5%220V，求升压、降压 2P损＝P总25%PR5%PRP

＝35U2＝

＝2.8×103n1＝U1＝ U3＝U2－U损＝U2－I2R＝2660

1．(2015·福建高考)图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功 mm

n12P

n22Pm m

n2

n1

n2

n1 升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为U1＝Um；由变压关系可得 ＝n1U2＝n2UmPI2＝P＝2n1P

22

C22PU保持不变，副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则

P

P

和P1分别1 B.kU D.kU解析：选 当副线圈与原线圈的匝数比为k时，副线圈输出电压为kU，输出电流＝P

＝P

22 22

I kU

＝

＝2＝P

＝1，D正确，A、B、C

I′

nkU OaOω＝10rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面，磁n1∶n2＝1∶4(A．40 B．20 C．80 D．0解析：选D 由于Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为零，选项2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和均为理想，灯RL＝6Ω，ABu1＝122sin100πt(V)。下列说法正确的是()A．电流频率为100 由U1＝122sin100πt(V)知，电压U1＝12V，频率f＝50Hz，A错误；U1＝n1U2＝6V，B错误；I2＝U2＝1A，C错误；P入＝P出＝U2I2＝6W，D 3．(2016·云南统测)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为2202sin100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 10解析：选 电流的频率 ω 50 II110，所以原线圈中电流的有效值为1A，B项正确，C4．(2015·高考)图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为220V110V。调节前后()副线圈中的电流比为1∶2 R2解析：CI＝U，U2220V110V，副线圈上的电流变为原来的12∶1AP＝UI知，U、IR2 B错误；根据理想变压器电压与匝数的关系U1＝n1U2220V110V 22＝P出4∶1，选项D能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L，则( 灯L也能正常发 C．灯L将会被烧 原、副线圈中的电流之比为I1＝n2＝1，而副线圈中通过每盏灯的电流均 I额＝I2I1＝1I2LL 发光，所以An1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()

A.I B．I2＝ 解析：D对理想变压器来说，输出功率决定输入功率，两者总相等，D正确；对只数，A错误；输出电流决定输入电流，I2是由用户的电流决定的，I1I2决定的，与输电匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想，电阻R＝1Ω，其他各处电阻不计，以下说法正确的是()t＝0.1s0.3sPP10π P的磁通量最小，AT＝0.4sω＝T＝5πrad/s，B 8．(2016·江西师大附中月考)50ABCD感应强度大小 2

TS＝0.5m2接入一只“220V60W10A，下列说法正确的是()B2502VC25∶22D1000W 2零，AEm＝NBSω＝2502VE＝22 25∶22，C10AI1＝10＝U1I1＝250×10W＝2500W2500W，D，电阻＝22Ω，各均为理想，副线圈输出电压的变化规律如图乙所示。下列说法正确的 A100DR22T T22V220VB正确；副线圈I2＝U2＝1A，I1＝n2I2＝0.1ACR 22WDF达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户电功率，可采取的措施是() ．适当提高n1的同时，降低 ．适当降低n的同时，提高 线解析：选AC 电线上的功率损失，根据ΔP＝I2r，可以减小输电线的电阻r，A对；也可以通过提高输线n电压，减小输送电流，即提高n2，这样使线圈n3n1nn311.(2016·汕头质检)u1＝2202·sin B．U1＝2202V解析：选

＝P

220

P

U2R

Hz＝50Hz，所以D为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是( u2＝1902sinu2＝1902sin220VP解析：选 根据题图乙可知交流电的最大值Um＝1902V和周期T＝0.02s，所ω＝T＝100πu＝UmsinωtB正确，A误；根据变压器的变压比U1＝n1，U1、n2U2n1P应上移，D确，C

2202sin100πt(V)，对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头 B5.5C．CDAB1∶2D．CDAB 2圈CD间电压的最大值为112

VCD错误，D点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是()A、B两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，电压表读数增大，电容器的202V 10V，AA、B两点间接入理想二极管，由于二极管的单20V，BA、B两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，容抗减小，电压表示数增大，电容器的耐压值为峰值，即202V，CA、BR中电流减小，电阻R消耗电功率减小，D正确。前期准备·明确原理——②将多用置于“欧姆”挡，选择适当的量程测出烧杯中没有热水时热敏电阻的阻温度电阻弱中强阻值剖析考点·瞄准热点——[1]RT，在给定温度范围内，其阻RL的阻值，测量电路如图甲所示，图中电压表内阻很大。RL的测量结果如表所示。甲丙在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图丁所示。电流表的读数为 。此时等效电阻RL的阻值为 丁 乙 L＝I

－3Ω≈43.5Ω64.0 (1)见解析图甲(2)见解析图乙(3)115 5.00 43.5 64．0计；GRg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图SR20I1＝2mAI2＝3.6mA时，热敏电阻的温度是(A．60 B．80 C．100 D．120解析：选D 由题中图乙知，温度为20℃时，R的阻值R1＝4kΩ。由欧姆定律知E＝I1(R1＋Rg)，E＝I2(R2＋Rg)，两式联立，解得R2＝2kΩ，由图乙中查得此时温度为120℃，DRT95150Ω20550Ω。现要求在降温过测量在20℃～95℃之间的多个温度下RT的阻值。MRT95闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记 将RT