高三物理一轮复习必备精品交变电流doc高中物理

第十章交变电流www.k.s5.u.comm课标导航www.ks5u.com课程内容标准：1.知道交变电流，能用函数表www.ks5u.com达式和图像描述交变电流。2.通过实验，了解电容器和电感器对交表电流的导通和阻碍作用。3.通过实验，探究变压器电压与匝数的关系。4.了解从变电站到住宅的输电过程，知道远距离输电是应用高电压的道理。5.了解传感器www.ks5u.com的工作原理和一般应用。复习导航1.要注意区分瞬时值、有效值、最大值、平均值。⑴瞬时值随时间做周期性变化，表达式为；有效值是利用电流的热效应定义的，计算电功率、交流电表的读出值和用电器标定值均为有效值。⑵最大值是www.ks5u.com来计算，在正弦交流电中最大值是有效值的倍。⑶平均值只能计算在一段时间内通过导体横截面的电荷量：R为该回路的总电阻。2.对理想变压器问题应该从电磁感应的本质、电压比、电流比和能量的观点几个方面正确理解。3.远距离输电问www.ks5u.com题应该分段分析，注意各段电压、电流、功率的关系。掌握输送电过程中电能损失的计算方法和提高输电效率的方法4.对于传感器的www.ks5u.com在现实生活中的应用要会分析原理，分清是那种类型的，是如何把某些非电学量转化成什么电学量的。-33-/33\n第1课时交变电流的产生及描述1、高考解读真题品析知识：交流电的“四值”www.ks5u.com的应用例1.（09年天津卷）9.（6分）（1）如以下图，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场www.ks5u.com中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=。线框从中性面开场转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=解析：电动势www.ks5u.com的最大值，电动势的有效值，电流的有效值；。答案：（1）www.ks5u.com，点评：此题考察交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识，同学们一定要熟掌握求什么用交表电流的什么值。热点关注www.ks5u.com知识：交变电流的产生、“四值”的应用例2.-33-/33\n（09年福建卷）16.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，那么外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，那么A.电压表www.ks5u.com的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功www.ks5u.comwww.ks5u.com率为484WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J解析：A选项：电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图像知电动势的最大值Em=V，有效值E=220V，灯泡两端电压，A错B选项：由图像知T=0.www.ks5u.com02S，一个周期内电流方向变化两次，可知1s内电流方向变化100次，B错C选项：灯泡的实际功率,C错D选项：电流的有效值，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为www.ks5u.com，D对。答案：D点评：此题不仅考察了交流电四值的应用，还考察了交变电流的产生过程，这些都是根本知识同学们一定要夯实基www.ks5u.com础。2、知识网络考点1.交变电流的定义及其产生：-33-/33\n1.交变电流：大小与方向都随时间做周期性的变化的电流叫交变电流。2．正弦交变电流是随www.ks5u.com时间按正弦或余弦规律变化的交变电流，其函数图像是正弦曲线3、正弦式交流电的产生（过程如图）考点2.正弦www.ks5u.com式交变电流的变化规律1.从线圈转至中性面开场计时，假设从转至平行磁感线开场计时，2.最www.ks5u.com大值：3．Em与转轴的所在位置和线圈形状无关。4.线圈转至中性面时,www.ks5u.com电流方向发生改变,线圈转动一周,电流方向改变两次。考点3.表征正弦交变电流的物理量1.周期和频率①周期:交变电流完www.ks5u.com成一次周期性变化所需的时间,叫做交变电流的周期，通常用T表示，单位是s．-33-/33\n②频率:交变电流在1s内完成周期性变化的次数,叫做交变电流的频率，通常用f表示,单位是赫兹。www.ks5u.com③周期和频率的关系是www.ks5u.com:④转速(n):单位时间线圈转过的转数。单位r/s或r/min。2.交变电流的最大值有效值①交变电流的最大www.ks5u.com值（Im和Um）它是交变电流在一个周期内所能到达的最大数值，可以用来表示交变电流的电流强弱或电压上下.②交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和恒定电流通过相同的电阻，如果它们在相同的时间内www.ks5u.com产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交流电的有效值。说明（1）正弦式交变电流的有效值与其相应的最大值间的关系为：www.ks5u.com对于用其他方式产生的交变电流，其有效值与最大值间的关系均须根据有效值的定义作具体分析，计算。（2）通常所说的www.ks5u.com交变电流的电流、电压；交流电表读数；交流电器的额定电压、额定电流，保险丝的熔断电流等都是指有效值。（特例：电容器的耐压值是最大值。）（3）①求解交流www.ks5u.comwww.ks5u.com电产生的热量问题时,必须用有效值。②假设计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。-33-/33\n考点4.电感对交变电流的影响1.电感对交变电流均有www.ks5u.com阻碍作用。交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势，阻碍电流的变化，形成了对电流的阻碍作用，这种阻碍作用叫感抗。实验说明：线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，线圈的感抗越大，所以，电感线圈在交流电路中有“通直流、阻交流、通低频、阻高频”的特性2.应用：低频扼流圈，高频扼流www.ks5u.com圈考点5.五、电容对交变电流的影响1.电容对交变电流也有阻碍作用。电容器接到交流电路中后,交替充电和放电,使电路中有交变电流,似乎电流“通过www.ks5u.com“了电容器,由于电荷在电路中定向移动受到电容器极板上积聚电荷的对抗，因此产生对交变电流的阻碍作用，这种阻碍作用叫容抗。实验说明：电容越大，交变电流的频率越高，电容的www.ks5u.com容抗越小。电容在交流电路中有“通交流、隔直流、通高频、阻低频”的特性。2.应用：隔直电容：通交流，阻直流旁路电容：通高频，阻低频www.ks5u.com3、复习方案根底过关重难点：交变电流的有效值(改编)例3.如图为一交流电流随时间变化的图象，交流电的有效值为．解析：取一个周期：www.ks5u.com-33-/33\n交变电流：恒定电流：，由①②③得：I=5A答案：5Awww.ks5u.com点评：交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和恒定电流通过相同的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交流电的有效值。一定要根据这种等效思想求解。www.ks5u.com典型例题：交变电流的产生过程以及规律应用(原创)例4.矩形线框垂直于匀强磁场且位于线框平www.ks5u.com面的轴匀速转动时产生交变电流，以下说法正确的选项是（）A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势为零C．每当线框掠过中www.ks5u.com性面时，感应电动势和感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时各边切割磁感线的速度为零解析：A选项：当线框位于中性面时，属于完全不切割，线框中感应电动势为零。A选项错，D选项对。B选项：当穿过线框的www.ks5u.com磁通量为零时，线框中平面与磁场平行，属于完全切割感应电动势最大。B选项错。C选项：每当线框掠过中性面时，感应电动势和感应电流方向就改变一次。C选项对。答案：CDwww.ks5u.com-33-/33\n(原创)例5.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，那么在时刻（）A、t1，t3线圈通过中性面B、t2，t4线圈中磁通量最大C、t1，t3线圈中磁通www.ks5u.com量变化率最大D、t2，t4线圈平面与中性面垂直解析：AC选项：t1，t3电动势为零，磁通量的变化率为零，线圈通过中性面。A选项对，C选项错。BD选项：t2，t4电动势最大，线圈平面与磁场平行及与中性面垂直线圈中磁通量为零。B选项错，D选项对。www.ks5u.com答案：AD（改编）例6.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如以下图，由图示可知（）A．www.ks5u.com在A和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置B．在A和C时刻穿过线圈的磁通量为最大C、在B时刻到D时www.ks5u.com刻线圈转过的角度为π弧度D．假设从B时刻到D时刻经过0.01s，那么在1s内交变电流的方向改变100次解析：AB选项：在A和C时刻，电流最大属于完全切割，线圈中电动势为最大，磁通量变化率最大，磁通量为零。Awww.ks5u.com选项对，B选项错。CD选项：在B时刻到D时刻，电流为零到电流为零且相邻。线圈转过的角度为π弧度，那么在1s内交变电流的方向改变100次CD选项对。答案：ACDwww.ks5u.com-33-/33\n点评：交变电流的产生过程以及规律应用在高考题中往往以选择题形式出现，考的方面还是比较多的，比方中性www.ks5u.com面、感应电动势、感应电流、磁通量、磁通量的变化率、电流方向改变位置、时刻等，这都要求同学们对过程理解透彻并能从中得出规律。第2课时变压器电能的输送1、高考解读真题品析知识：变压器的知识例1.（09年江苏物理）6．如以下图，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为www.ks5u.com氖泡在两端电压到达100V时开场发光，以下说法中正确的有www.ks5u.comA．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB．开关接通后，电压表www.ks5u.com的示数为100VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变www.ks5u.com解析：A选项：交变电压的频率为Hz，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，A选项正确。B选项：由交变电压的www.ks5u.com瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为V=20V，由得副线圈两端的电压为-33-/33\nV，电压表的示数为交流电的有效值，B选项正确。www.ks5u.comC选项：开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C选项错误。D选项：断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D选项错误。答案：ABwww.ks5u.com点评：此题主要考察变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。www.ks5u.com热点关注：知识：变压器工作原理、远距离输电例2.（09年www.ks5u.com山东卷）19．某小型水电站的电能输送示意图。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压www.ks5u.com器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，那么A．B．C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：ABC选项：根www.ks5u.com据变压器工作原理可知，，由于输电线上损失一局部电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有，所以，A选项正确，BC选项不正确。-33-/33\nD选项：升压变压器的输出www.ks5u.com功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D选项正确。答案：AD点评：理想变压器的两个根本公式是：⑴，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。⑵，即无论有www.ks5u.com几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副www.ks5u.com线圈工作时，才有www.ks5u.com。远距离输电，从图中应该看出功率www.ks5u.com之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P1/=Pr=P2。电压之间的关系是：。电流之间的关系是：。www.ks5u.com输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用，而不能用。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失www.ks5u.com。2、知识网络考点1.变压器1.变压器的构造:变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的．一个线圈跟电源连接，叫原线圈（也叫初级线圈）；另一个线圈跟负载连www.ks5u.com接，叫副线圈（也叫次级线圈）．两个线圈都是用绝缘导线绕制成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成．-33-/33\n2.原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流大小方向在不断的变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副www.ks5u.com线圈中产生感应电动势，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。互感现象是变压器工作的根底3．理想变压器的理想化条件及其规律．在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电www.ks5u.com磁感应定律：，忽略原、副线圈内阻，有：U1＝E1，U2＝E2另外，考虑到铁心的导磁作www.ks5u.com用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有：由此便可得理想变压器的电压变化规律为：在此根底上再忽略变压器自www.ks5u.com身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两局部，分别俗称为“铜损”和“铁损”)有：4.理想变压器的物理量之间的规律:①电压关系：U1／U2=n1／n2，U1／n1=U2／n2=U3／n3=…Ⅰ：理想变压器原副线www.ks5u.com圈的端电压跟匝数成正比，输出电压由输入电压决定。Ⅱ：当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器．-33-/33\nⅢ：当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器．②功率关系：P原=P副，理想变压器的输入功率由输出功率决定③电流关系：⑴当变压器只有一个副线www.ks5u.com圈工作时，有：⑵有多个副线圈时,有P入=P出，即P1=P2+P3+P4+P5+………由U1I1=U2I2+U3I3+……，得www.ks5u.com到n1I1=n2I2+n3I3+……变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大，可用较粗的导线绕制5.几种常用的变压器www.ks5u.coma.自耦变压器：铁芯上只绕有一个线圈，一局部充当原线圈，一局部充当副线圈①如果把整个线圈作原线圈,副www.ks5u.com线圈只取线圈的一局部，就可以降低电压（图甲）②如果把线圈的一局部作原线圈,整个线圈作副线圈，就可以升高电压（图乙）．b.调压变压器：就是一种自耦变压器，www.ks5u.com它的构造如以下图．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2．考点2.电能的输送-33-/33\n1.降低输电损耗的两个途径：2.远距离输电示意图3、复习方案根底过关www.ks5u.com重难点：理想www.ks5u.com变压器的电压、电流、功率关系（改编）例3.如以下图，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压www.ks5u.com，电阻R=50Ω，电压表、电流表均为理想电表，那么（）A．交流www.ks5u.com电的频率为50HzB．V的示数约为44VC．A2的示数约为1.4AD．A1的示数约www.ks5u.com为0.176A-33-/33\n解析：A选项：由交变电流电压表达式可知频率为60赫兹，A选项错误。B选项：由电压与匝数的关系可以知道，B选项正确。C选项：www.ks5u.com,C选项错误。D选项：www.ks5u.com，D选项正确。答案：BD点评：原副线圈电压、电流、功率关系典型例题：远距离输电(07年佛山市教学质量检测)例4.14．水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代，利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某小河水流量为40m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电。www.k.s5.u.comm（1）设发电机输出www.ks5u.com电压为500V，在输送途中允许的电阻为5Ω，许可损耗总功率的5%，那么所用升压变压器原副线圈匝数比应是多大？（2）假设所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最正确效能，那么拦河坝至少要建多高？g取10m/s2www.ks5u.com解析：（1）设送电电流为I，损耗的功率为P耗、导线电阻为R线，由P＝I2R得：设送电电压为U送，由P＝IU得：-33-/33\n那么升压变压器原副线圈www.ks5u.com匝数比:（2）发电时水的重力势能转化为电能故：50％mgh＝Pt其中:www.ks5u.com答案：⑴1:20⑵5mwww.ks5u.com例5．发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω.假设输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）在输电线路中设置www.ks5u.com的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（2）画出此输电线路的示意图.（3）用户得到的电功率是多少？解析：⑴www.ks5u.com，，，www.ks5u.comwww.ks5u.com,⑵⑶答案：⑴升压变压器1：20，降压变压器240：11⑶96KW-33-/33\n点评：在远距离输电中假设已知P1、U1、损失百分比、R线、U4，求其他的假设干量的思路：第3课时实验（11）传感器的简单应用1、高考解读真题品析知识：考察传感器元件的基www.ks5u.com本常识。例1．（08江苏）2．207年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”．基于巨磁电www.ks5u.com阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用．在以下有关其它电阻应用的说法中。错误的选项是：（）A.热敏电阻可应用于温度www.ks5u.com测控装置中B.光敏电阻是一种光电传感器C.电阻丝可应用于电热设备中D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。解析：A选项：热敏www.ks5u.com电阻的原理是通过已知某电阻的电阻值与温度的函数关系，测得该热敏电阻的值即可获取温度，从而应用于温度测控装置中，A选项正确。B选项：光敏电阻是将光信号与电信号进展转换的传感器，B选项正确。-33-/33\nC选项：电阻丝通过电流会产生热效应，可应用于电热设备中，C选项正确。D选项：电阻对直流和交流www.ks5u.com均起到阻碍的作用，D选项错误。答案：D热点关注www.ks5u.com知识：传感器在现实生活中应用分析例2．用如图示的电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警。可供选择www.ks5u.com的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线。解析：热敏电阻正常时电阻值大，ab间电流小，电磁继电器磁性弱，衔铁与上触点接触，绿灯泡亮。受热时电阻值小，ab间电流大，电磁继电器磁性强，衔铁与下触点接触，电铃响。①将热敏电www.ks5u.com阻、小灯泡、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的a、b端。②将学生用电源与绿灯泡分别接入c、e之间。③将学生用电源与电铃分别接入c、d、之间。点评：提高灵敏度，应该如何调节滑动变阻器？答：应该把滑动变阻器接入电路的阻值调小。在上图中滑www.ks5u.com片向右移动。2、知识网络考点1。传感器的含义传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、温度、湿度、流量、声强、光照度等）转换成易于测量、www.ks5u.com-33-/33\n传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种组件，起自动控制作用。一般由敏感元件、转换器件、转换电路三个局部组成，如考点2：传感器的分类1.力电传感器：力电传感器主要是利用敏感元件和变阻器把力学信号（位移、速度、加速度等）转化为电学信号（电压、电流等）的仪器。力电传感器广泛地应用于社会生产、现代科技中，如安装在导www.ks5u.com弹、飞机、潜艇和宇宙飞船上的惯性导航系统及ABS防抱死制动系统等。2.热电传感器:热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理把热学信号转化成电学信号制成的，如各种家用电器（空调、冰箱、热水器、饮水机、电饭煲等）的温度控制、火警报警www.ks5u.com器、恒温箱等。３.光电传感器:光电传感器中的主要部件是光敏电阻或光电管。如果是光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化的www.ks5u.com原理把光信号转变成电信号制成的。如自动冲水机、路灯的控制、光电计数器、烟雾报警器等都是利用了光电传感器的原理。4.声电传感器:声电传感www.ks5u.com器是利用电磁感应的原理把声音信号转变成电信号。如动圈式话筒、电容式话筒等。5.电容式传感器:电容器的电容C决定于极板的正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，那么通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化，起这种作用的电容器称为电容式www.ks5u.com传感器。-33-/33\n6.电感传感器:电感式传感器是利用线圈的自感或互感的变化来测量或控制的一种装置把磁信号转变成电信号，一般要利用磁场作为媒介或利用磁体的某些现象。www.ks5u.comwww.ks5u.com3、复习方案根底过关重难点：测物体加速度（加速度计）例3．加速度计是测定物体加速度的仪器，它已成为导弹、飞机、潜艇后宇宙飞船制导系统的信息源。如图为应变式加速度计示意图，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接www.ks5u.com并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件下端的滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移，并转化为电信号输出，已知：敏感元件的质量为m，两弹簧的劲度系数为k，电源的电动势为E，内电阻不计，滑动www.ks5u.com变阻器的总电阻为R，有效长度为L，静态时输出电压为U0。试求加速度a与输出电压U的关系式。解析：假设a向右为正，位置向左△x由牛顿第二定律：由分压原理：由①②得：www.ks5u.com答案：-33-/33\n例4.（变式改编）惯性制导系统已广泛应用于导弹工程中，这个系统的重要元件是加速度计。加速度计的构造和原理的示意图如图示，沿导弹长度方向按装的固定光滑杆上套一个质量为m的滑块，滑块的两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度。滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进展制导。假设www.ks5u.com电位器（可变电阻）总长度为L，其电阻均匀，两端接在稳压电源U0上，当导弹以加速度a沿水平方向运动时，与滑块连接的滑动片P产生位移，此时可输出一个电信号U，作为导弹惯性制导系统的信息源，为控制导弹运动状态输入信息，试写出U与a的函数关系式。解析：由分压原理www.ks5u.com：U=U0Rx/R=U0Δx/L①由牛顿第二定律：Δx=ma/2k②由①②得：U=mU0a/2kL③答案：U=mU0awww.ks5u.com/2kL点评：像这样的两条情景分析题，理清思路知晓原理很重要。然后寻找突破口列举方程，就迎刃而解。典型例题：传感器的其它实例分析例5.（改编）www.ks5u.com如图是一火警报警的一局部电路示意图。其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（）A.　www.ks5u.comI变大，U变大B.　I变小，U变小-33-/33\nC.　I变小，U变大D.　I变大，U变小解析：火情时温度升高，R2减小，R总减小，I总增大，U内增大，Uab减小，UR1增大，U并减小，IA减小答案：B点评：热电传感器是利用热敏电阻的阻值会随温度的变化而变化的原理制成的，解决此类问题的方法同恒定电流www.ks5u.com中电路动态变化问题，唯一不同的是必须要知道热敏电阻的特性。①由外www.ks5u.com到内再到外，先不变后变②增阻，增压，减流，减阻，减压，增流例6.分析以下几种传感器⑴图甲是测量的电容式传感器，原理是解析：角度θ，由于C∝S，动片与定片间的角度θ发生变化时，引起S的变化，通过测出C的变化，测量动片与www.ks5u.com定片间的夹角θ⑵图乙是测量的电容式传感器，原理是解析：液面高度h，由于C∝S，h发生变化，金属芯线和导电液体组成的电容发生变化，通过测定C的变化，可以测量www.ks5u.com液面高度h的变化。⑶图丙是测量的电容式传感器，原理是解析：压力F，由于C∝1/d，压力F作用在可动电极上，引起极板间距d的变化，通过测出C的变化，测量压力F的变化。⑷图丁是测量的电容式传感器，原理是-33-/33\n解析：位移x，由于C随着电介质进入极板间的长度发生变化，通过测出C的变化，测量位移x的变化。www.ks5u.com点评：电容器的电容C决定于极板的正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素。如果某一物理量（如角度、位移、深度等）的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，那么通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化。第4课时交变电流单元测试1.如图1所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220（V）,电阻R=44Ω电压表、电流表均为理想电表，那么（）A．交流电的频率为50HzB．电流表Awww.ks5u.com1的示数为0.2AC．电流表A2的示数为AD．电压表的示数为44V2.如图2所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表A均为理想电表，除滑www.ks5u.com动变阻器电阻R以外，其余电阻均不计．从某时刻开场在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为．以下说法正确的选项是()A．当单刀双掷开关与a连接时，www.ks5u.com电压表的示数为B．时，c、d两点间的电压瞬时值为-33-/33\nC．单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头向上滑动的过程中，电压表和电流表的示数均变大UAR~D．www.ks5u.com当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大3.如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n.原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R.当输入端接通电www.ks5u.com源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升.以下判断正确的选项是（）A．原线圈中的电流为nIB．变压器的输入功率为UI/n.C．www.ks5u.com电动机输出的总功率为I2RD．www.ks5u.com电动机两端电压为IR4.远距离输电线的示意图如下：假设发电机的输出电压不变，那么以下表达中正确的选项是（）A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B．输电线路中的电流只由升压变压器原线圈的匝数比决定C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D．升压变压器的输出电压等于降压器的输入电压5.如图5所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开场时，电键K断开，当K断通时，以下说法正确的选项是（）A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降减小-33-/33\nC．通过灯泡L1的电流www.ks5u.com增大D．原线圈中的电流增大6.“二分频”音箱内有高、低两个扬声器．www.ks5u.com音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低段别离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信号按原比例复原成高、低频的机械振动．右图中为音箱的电路简化图，上下频混合电流由a、b端输入，L是线圈，C是电容器，那么()A．甲扬声器是低www.ks5u.com音扬声器B．C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．乙扬声器的振幅一定大www.k.s5.u.commD．L的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器×a甲byx乙×7.如以下图，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮。当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，那么以下判断正确的选项是()A．www.ks5u.com与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈B．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器C．与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串联的元件y是电容器D．与甲灯串联的元件x是电感线www.ks5u.com圈，与乙灯串联的元件y是二极管8．某电厂发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电厂附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处居民小区附近的降压变压器，经降低电压后输送到用户，设升、降变压器都是理想变压器，那么在用电顶峰期，白炽灯不够亮，但电厂输送的总功率增加，这时()-33-/33\nA．升压变压器的副线圈的电压变大B．降压变压器的副线圈的电压变大C．高压输电线路的电压损失变大D．用www.ks5u.com户的负载增多，高压输电线中的电流减小9.一理想变压器，在保持原线圈上交流电压和副线圈上负载不变的条件下，要使输入功率减小，一定能采用的方法是（）A．同时增加原www.ks5u.com副线圈的匝数B．同时减小原副线圈的匝数C．增加原线圈的匝数或减小副线圈www.ks5u.com的匝数D．减小原线圈的匝数或增加副线圈的匝数www.ks5u.com10．如图10所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧局部为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表Awww.ks5u.com2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)，R3为一定值电阻。当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的选项是（）图10A．A1的示数不变，A2的示数增大B．V1的示数不变，V2的示数减小C．V1的示数增大，V2的示数增大D．A1的示数增大，A2的示数增大www.ks5u.com11.如图11所示,为一理想变压器的电路图，图中S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器R的滑动头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，那么以下说法中正确的选项是（）A、假设保持U1及P的位置www.ks5u.com不变，S由a合到b时，I1将增大-33-/33\nB、假设保持U1及P的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率将增大C、假设保持U1不变，S接在awww.ks5u.com处，使P向上滑时，I1将增大D、假设保持P的位置不变，S接在a处，使U1增大，I1将增大12.如图是一个理想变压器的电路图，假设A、B两点接交流电压U时，五个相同的灯泡均正常发光，那么原、副线www.ks5u.com圈的匝数比为：(C)A.5:1B.1:www.ks5u.com5C.4:1D.1:413.在如图13甲所示的电路中，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，那么下面说法中正确的选项是（）A．交流电压www.ks5u.com的有效值为100VB．电流表示数为2AC．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/sD．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，那么电流表的示数也增大一倍www.ks5u.com图14UAPQRAB14.调压变压www.ks5u.com器是一种自耦变压器，它的构造如以下图，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压，在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，那么（）A．保持P的位置不动，www.ks5u.com将Q向下移动时，电流表的读数变大B．保持P的位置不动，将Q向下移www.ks5u.com动时，电流表的读数变小C．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大-33-/33\nD．www.ks5u.com保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小图1515.如图15所示，一理想变压器的原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，交流电源的电动势e=311sin(100πt)V(不考虑其内阻)，电阻R=88Ω，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计()A．电压表的示数www.ks5u.com为62.2VB．电流表的示数为2.5AC．通过R的电流最大值为0.5AD．变压器的输入www.ks5u.com电功率为22W图1616.如图16所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2∶n3=4∶3∶2，副线圈上分别接标有“6V，12W”、“12V，36W”的灯泡L1和L2，当a、b两端接交变电源后，L1正常发光，那么变压器的输入功率为（）A．16WB．40WC．48Wwww.ks5u.comD．不能确定，17.如以下图，理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V，40W”灯泡一只，且灯泡正常发光。那么（）A．电源输出功率为800WB．电流表的示数为C．www.ks5u.com电流表的示数为D．原线圈端电压为11V-33-/33\nwww.ks5u.com18.如图18所示,某输电线路横穿公路时，要地下埋线通过，为了保护线路而不至于被压环，预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过，电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管www.ks5u.com中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根中穿过，如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的选项是（）图18甲乙A、无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的B、假设输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的C、假设输送的电流是www.ks5u.com交变电流，乙是可行的，甲方案是不可行的D、假设输送的电流是交变电流，甲是可行的，乙方案是不可行的19.某农村水力发电站发电机的输出电压，先通过电站附近的升压变压器升压后，再用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器。降压后，再用线路接到各用户。设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器。在用电顶峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加，这时与用电低谷时比www.ks5u.com较（）A．升压变压器的副线圈两端的电压变大B．高压输电线路的电压损失变大C．降压变压器的副线圈两端的电压变大D．降压变压器的副线圈中的电流变大www.ks5u.com-33-/33\n20.某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户。设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的电器消耗的总功率的增加，那么()A．www.ks5u.com通过升压变压器初级线圈中的电流变大B．升压变压器次级线圈两端的电压变小C．高压输电线路上的电压损失变大D．降压变压器次级线圈两端的电压变小21.在变电所里，需要用交流电表去监测电网上的强电流。由于电网中的电流通常会超过一般电流表的量程，因此常使用电流互感器。下面四个图中，正确反映电流互感器工作原理的是（）www.ks5u.com22.如图22所示，在电路两端接上交流电，保持电压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是：灯1变暗，灯2变亮，灯3不变.那么M、N、L所接元件可能是（　　　）图22123MNLA.M为电阻，N为电容器，L为电感器B．M为电阻，N为www.ks5u.com电感器，L为电容器C．M为电感器，N为电容器，L为电阻D．M为电容器www.ks5u.com，N为电感器，L为电阻-33-/33\n图2323.如图23所www.ks5u.com示，正弦交流电经过整流器后，电流波形正好去掉了半周，这种单向电流的有效值为（）A．2AB．www.ks5u.comC．D．1A24.如图是一种自行车上照明用的车头灯发电机的构造示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮。电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交流电，给车头灯供电。www.ks5u.com已知自行车车轮半径r=35cm，摩擦小轮半径r0=1.00cm，线圈有n=800匝，线圈横截面积s=20cm2，总电阻R1=40Ω，旋转磁极的磁感应强度B＝0.010T，车头灯电阻R2＝10Ω。当车轮转动的角速度ω＝8rad/s时。求：（1）发电机www.ks5u.com磁极转动的角速度。（2）车头灯中电流的有效值。25.图25（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10W，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻Rwww.ks5u.com=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量F随时间t按图17（乙）所示正弦规律变化。求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值；-2.002.03.146.289.42Φ/´10-2Wbt/×10-2sOdO′RBabcV图25（甲）（乙）（2）电路中交流电压表的示数。www.ks5u.com-33-/33\n26.学校有一台应急备www.ks5u.com用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有www.ks5u.com灯都正常发光，那么：⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电动势多大？⑶输电线上损耗的电功率多大？www.ks5u.com交变电流单元测试答案12345678910111213141516ABDBDBCDABDBCCBADCABDBDA17181920212223CBCBDACDACD24.解析：（1）磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有www.ks5u.com①②（2）摩擦小轮带动www.ks5u.com磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为　　③感应电动势的有效值④通过电流的有效值　　⑤25.（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω-33-/33\n而Fm=BSwww.ks5u.com、，所以，Em=2npFm/T由F-t图线可知：Fm=2.0´10-2Wb，T=6.28´10-2s所以Em=200V（2）电动势的有www.ks5u.com效www.ks5u.com值E=Em=100V由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为I==A交流电压表的示数为U=IR=90V=127Vwww.ks5u.com26．解析：www.k.s5.u.comm-33-/33