（新課標(biāo)）2020高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器教師用書（含解析）.doc

交變電流傳感器考 綱 要 求考 情 分 析交變電流、交變電流的圖像1.命題規(guī)律近幾年高考對(duì)該部分內(nèi)容常以選擇題的形式考查，交變電流的有效值、瞬時(shí)值，變壓器的原理及應(yīng)用，遠(yuǎn)距離輸電等知識(shí)。其中與變壓器有關(guān)的內(nèi)容出現(xiàn)頻率較高。2.考查熱點(diǎn)預(yù)計(jì)近幾年高考對(duì)交變電流的考查仍會(huì)側(cè)重于變壓器的原理及應(yīng)用，還可能綜合圖像考查有效值、瞬時(shí)值或遠(yuǎn)距離輸電等知識(shí)。1.命題規(guī)律正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值理想變壓器遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)十二：傳感器的簡(jiǎn)單使用第69課時(shí)交變電流的產(chǎn)生與描述(雙基落實(shí)課)點(diǎn)點(diǎn)通(一)交變電流的產(chǎn)生與變化規(guī)律1正弦式交變電流的產(chǎn)生和圖像(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)圖像：用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，其圖像為正弦曲線。如圖甲、乙所示。2周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間，單位是秒(s)，公式T。(2)頻率(f)：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位是赫茲(Hz)。(3)周期和頻率的關(guān)系：T。3正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))(1)電動(dòng)勢(shì)eEmsin tnBSsin_t。(2)電流iImsin_tsin t。(3)電壓uUmsin_tsin t。 小題練通1如圖所示，線圈靜止，磁體按圖示方向旋轉(zhuǎn)，線圈中沒(méi)有電流的位置是()解析：選B只有B中線圈各邊都不切割磁感線，線圈中沒(méi)有電流產(chǎn)生，故B正確。2(教科教材原題)如圖所示，一線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)()A穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大B穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小C穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大D穿過(guò)線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小解析：選C題圖所示位置線圈平面與磁感線平行，處于垂直于中性面的位置，故穿過(guò)線圈的磁通量為零(即最小)，而磁通量的變化率最大，故C正確。3.(多選)(魯科教材原題)題圖是正弦交變電流的圖像，由該圖像可知()A該交變電流的頻率是0.02 HzB該交變電流的有效值是14.14 AC該交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式是i20sin(0.02t)AD在t(T是周期)時(shí)刻，該電流的大小與其有效值相等解析：選BD由題圖可知，周期T0.02 s，頻率f50 Hz，A錯(cuò)誤；電流的最大值Im20 A，有效值I A14.14 A，B正確；瞬時(shí)值表達(dá)式i20sin(100t)A，C錯(cuò)誤；將t代入瞬時(shí)值表達(dá)式，解得i14.14 A，D正確。 融會(huì)貫通理解交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律(1)從線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的特殊位置理解，關(guān)鍵要弄清中性面和最大值兩個(gè)位置。(2)從周期性變化理解，關(guān)鍵要掌握周期和頻率的概念。(3)從變化規(guī)律理解，關(guān)鍵是瞬時(shí)值表達(dá)式要和圖像正確結(jié)合。點(diǎn)點(diǎn)通(二)有效值的理解和計(jì)算1有效值的理解跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值。對(duì)于正弦式交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為E，U，I。2有效值的計(jì)算(1)計(jì)算有效值時(shí)要注意根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解。(2)利用兩類公式QI2Rt和Qt可分別求得電流有效值和電壓有效值。(3)若圖像部分是正弦(或余弦)交流電，其中從零(或最大值)開(kāi)始的周期整數(shù)倍的部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系ImI、UmU求解。3幾種典型交變電流的有效值電流圖像有效值正弦式交變電流I正弦半波電流I正弦單向脈沖電流I矩形脈沖電流I Im非對(duì)稱性交變電流I 小題練通1(多選)(滬科教材原題)下面關(guān)于交變電流的說(shuō)法中正確的是()A交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是所用交流的峰值B用交流電流表和電壓表測(cè)定的讀數(shù)值是交流的瞬時(shí)值C給定的交流電數(shù)值，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下都是指有效值D跟交變電流有相同熱效應(yīng)的直流電流的有關(guān)數(shù)值是交變電流的有效值解析：選CD交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是有效值，A錯(cuò)誤；交流電表測(cè)定的讀數(shù)值也是有效值，B錯(cuò)誤；給定的交流電數(shù)值通常都是指有效值，C正確；交變電流的有效值是根據(jù)熱效應(yīng)定義的，D正確。2(2018全國(guó)卷)一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T，如圖所示。則Q方Q正等于()A1B1C12 D21解析：選D由焦耳定律和有效值概念知，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生熱量Q方T，Q正TTT，故Q方Q正21，D正確。3一交變電流的電流瞬時(shí)值i5sin 100t A，則它的最大值為_(kāi)A，有效值為_(kāi)A，周期為_(kāi)s，頻率為_(kāi)Hz。解析：根據(jù)交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式可知，最大值Im5 A，有效值I A A，周期T0.02 s，頻率f50 Hz。答案：50.0250 融會(huì)貫通求解有效值的一般方法和技巧(1)首先要分析交變電流的變化規(guī)律，正弦式電流的最大值和有效值的關(guān)系是I，U，非正弦式交變電流一般不符合此關(guān)系。(2)對(duì)于非正弦式交變電流，可在一個(gè)周期內(nèi)分段求出產(chǎn)生的熱量，再求總熱量Q。將總熱量Q用相應(yīng)的物理量I或U來(lái)表示(如QI2Rt或Qt)，則I或U為其交變電流的相應(yīng)有效值。(3)由PI2R可知，R一定時(shí)，PI2、PU2，所以可根據(jù)功率的變化比例確定有效值的變化比例，此方法適合對(duì)比分析兩種狀態(tài)的問(wèn)題。交變電流的“四值”及應(yīng)用物理含義重要關(guān)系適用情況瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值eEmsin tiImsin t計(jì)算線圈某一時(shí)刻的受力情況峰值交變電流最大的瞬時(shí)值EmnBSIm確定用電器的耐壓值、電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值EUI(1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)相關(guān)的量(如功率、熱量)(2)交流電表的測(cè)量值(3)用電器設(shè)備標(biāo)注的額定電壓、額定電流(4)保險(xiǎn)絲的熔斷電流平均值it圖像中圖線與時(shí)間軸所圍面積與時(shí)間的比值n計(jì)算通過(guò)電路某截面的電荷量課堂綜合訓(xùn)練1.如圖所示，矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，ab邊長(zhǎng)大于ad邊長(zhǎng)，e、f、g、h分別是各條邊的中點(diǎn)。如果線圈繞下列的軸線以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，哪種情況產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值最大()AegBadCbd Dhf解析：選D如果題圖所示線圈繞eg或ad軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量始終為零，所以沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。如果線圈繞bd軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將磁感應(yīng)強(qiáng)度B沿平行于bd和垂直于bd方向分解，分別是B1、B2，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值是B2S，如果線圈繞hf轉(zhuǎn)動(dòng)，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值是BS，其中S是線圈面積，是線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，選項(xiàng)D正確。2某單相交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為eEmsin t，如果將發(fā)電機(jī)的電樞轉(zhuǎn)速減小到原來(lái)的，其他條件不變，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為()AEmsin t BEmsin tCEmsin DEmsin解析：選D將轉(zhuǎn)速減小到原來(lái)的，則最大值變?yōu)镋m，角速度變?yōu)?，電?dòng)勢(shì)變?yōu)閑Emsin，D正確。3先后用不同的交流電源給同一盞小燈泡供電，第一次小燈泡兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化(如圖甲所示)；第二次小燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，燈絲電阻保持不變，則以下說(shuō)法正確的是()A第一次，小燈泡兩端的電壓有效值是B第二次，小燈泡兩端的電壓有效值是C第一、二次，小燈泡的電功率之比是29D第一、二次，小燈泡的電功率之比是15解析：選D第一次，小燈泡兩端電壓的有效值為U1，功率P1。第二次，設(shè)小燈泡兩端電壓的有效值為U2，則T，解得U2 U0，功率P2，則P1P215，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。4.(多選)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值為Im，設(shè)小燈泡的電阻為R，其他電阻不計(jì)。從如圖所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則()A電路中電流的最大值ImB電路中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為iImsin tC電流表的讀數(shù)為D小燈泡的電功率為R解析：選AD感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBL2，則電流的最大值Im，選項(xiàng)A正確；由題圖可知線框中電流為最大值時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，故電路中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為iImcos t，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為有效值，為IIm，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小燈泡的電功率PI2RIm2R，選項(xiàng)D正確。1.一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成沿半徑方向的輻向磁場(chǎng)。從如圖所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，規(guī)定此時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正值，選項(xiàng)圖中能正確反映線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化規(guī)律的是()解析：選D由于磁場(chǎng)為沿半徑的輻向磁場(chǎng)，可以認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，線圈始終垂直切割磁感線，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，由右手定則可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向改變兩次，選項(xiàng)D正確。2.(2019遂寧檢測(cè))如圖所示為一交變電流隨時(shí)間變化的圖像，其中電流的正值為正弦曲線的正半周，其最大值為Im；電流的負(fù)值的大小為Im，則該交變電流的有效值為()AImBCIm DIm解析：選C設(shè)該交變電流的有效值為I，取一個(gè)周期時(shí)間，由電流的熱效應(yīng)得：2R1102 sIm2R1102 sI2R2102 s，解得：IIm，故C正確。3.如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則在0 這段時(shí)間內(nèi)()A線圈中的感應(yīng)電流一直在增大B線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小C穿過(guò)線圈的磁通量一直在減小D穿過(guò)線圈的磁通量的變化率一直在減小解析：選D計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，感應(yīng)電流最大，在0時(shí)間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)四分之一個(gè)圓周，感應(yīng)電流從最大減小為零，磁通量逐漸增大，其變化率一直減小，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。4.如圖所示為實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)原理圖，內(nèi)阻r1.0 ，外接R9.0 的電阻，為理想交流電流表。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e10sin 10t V，則()A該交變電流的頻率為10 HzB該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10 VC外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電流表的示數(shù)為 A解析：選B根據(jù)題意知，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度10 rad/s，又2f，則該交變電流的頻率f5 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該交變電流電動(dòng)勢(shì)的最大值Em10 V，則有效值E10 V，選項(xiàng)B正確；根據(jù)歐姆定律可得，電路中電流有效值I1.0 A，即電流表的示數(shù)為1.0 A，電阻R所消耗的電功率PI2R9.0 W，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。5(2019開(kāi)封模擬)如圖甲所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1 ，外接小燈泡的電阻為9 恒定不變，則下列說(shuō)法中正確的是()A電壓表的示數(shù)為6 VB發(fā)電機(jī)的輸出功率為4 WC在1.0102 s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量最大D在1.0102 s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大解析：選C由題圖乙可知，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值為6 V，電動(dòng)勢(shì)的有效值是6 V，電壓表測(cè)量的是小燈泡兩端的電壓，所以電壓表示數(shù)為6 V5.4 V，A錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)的輸出功率P W3.24 W，B錯(cuò)誤；在t1102 s時(shí)刻，由題圖乙可知此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為零，那么此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成正比，該時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量變化率為零，C正確，D錯(cuò)誤。6(多選)一正弦式交流電源的ut圖像如圖甲所示，將它接在圖乙所示電路的e、f兩端，若電阻的阻值為110 ，電源的內(nèi)阻不計(jì)，交流電壓表是量程為250 V的理想電表，則下列說(shuō)法中正確的是()A通過(guò)電阻的電流方向1 s改變50次B交流電壓表示數(shù)為220 VC產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100 rad/sD在1 min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為5.28104 J解析：選BC由題圖甲知交流電的周期為T0.02 s，頻率f50 Hz，而一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，即通過(guò)電阻的電流方向1 s改變100次，A錯(cuò)；交流電壓的峰值為220 V，有效值為220 V，電壓表測(cè)量的是有效值，即220 V，B對(duì)；由100 rad/s可知，C對(duì)；由Qt得，在1 min內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為2.64104 J，D錯(cuò)。7.(多選)(2019洛陽(yáng)高三聯(lián)考)如圖所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R，下列判斷正確的是()A電壓表的讀數(shù)為B當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為C在線圈轉(zhuǎn)過(guò)一周的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為D當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí)通過(guò)電阻R的電流為解析：選AD電動(dòng)勢(shì)的最大值EmNBS，有效值E，電壓表的示數(shù)為路端電壓的有效值UE，A正確；線圈轉(zhuǎn)過(guò)30的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量q，B錯(cuò)誤；在線圈轉(zhuǎn)過(guò)一周的時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q，C錯(cuò)誤；電流的最大值為Im，電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為iImsin t，線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30時(shí)，t，此時(shí)的電流為i，D正確。8.(多選)如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框面積為S，線框的電阻、電感均不計(jì)，外電路接有電阻R、理想交流電流表和二極管D。二極管D具有單向?qū)щ娦?，即正向電阻為零，反向電阻無(wú)窮大。下列說(shuō)法正確的是()A圖示位置電流表的示數(shù)為NBSB一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)R的電荷量為CR兩端電壓的有效值為NBSD圖示位置電流表的示數(shù)為0解析：選AB設(shè)回路中電流的有效值為I，由電流的熱效應(yīng)可知，2RTI2RT，解得I，理想交流電流表測(cè)的是電流的有效值，A正確，D錯(cuò)誤；在一個(gè)周期內(nèi)，只有半個(gè)周期的時(shí)間有電流通過(guò)R，故一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)R的電荷量q，B正確；R兩端電壓有效值UIR，C錯(cuò)誤。第70課時(shí)變壓器、電能的輸送(重點(diǎn)突破課) 考點(diǎn)一理想變壓器理想變壓器的構(gòu)造、原理的理解，各物理量之間的基本關(guān)系、制約關(guān)系，以及變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析既是高考重點(diǎn)，也是學(xué)習(xí)難點(diǎn)。1構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的原線圈和副線圈組成的。2原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)。3理想變壓器三個(gè)基本關(guān)系電壓電流功率關(guān)系式n1I1n2I2P入P出依據(jù)EnU1I1U2I2能量守恒注意電流關(guān)系式僅適用于一個(gè)副線圈的情況 考法細(xì)研考法1理想變壓器關(guān)系式的應(yīng)用例1(2018天津高考) 教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過(guò)理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，則()AR消耗的功率變?yōu)镻B電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁C電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID通過(guò)R的交變電流頻率不變解析發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值EmNBS，其中2n，理想變壓器的輸入電壓(有效值)U1，若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速n變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)，則電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁，通過(guò)R的電流變?yōu)樵瓉?lái)的，R消耗的功率變?yōu)镻，根據(jù)，電流表A的讀數(shù)變?yōu)镮，故B正確，A、C錯(cuò)誤；交變電流的頻率f等于線圈的轉(zhuǎn)速n，故D錯(cuò)誤。答案B(1)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大值發(fā)生變化，交變電流的頻率發(fā)生變化。(2)當(dāng)R兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)，R消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的。 考法2理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析例2(2019三門峽月考)如圖所示，變壓器輸入有效值恒定的電壓，副線圈匝數(shù)可調(diào)，輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶(小燈泡等用電器)，R表示輸電線的電阻，則()A用電器增加時(shí)，變壓器輸出電壓增大B要提高用戶的電壓，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑C用電器增加時(shí)，輸電線的熱損耗減小D用電器增加時(shí)，變壓器的輸入功率減小解析由于變壓器原、副線圈的匝數(shù)不變，而且輸入電壓不變，因此用電器增加不會(huì)影響輸出電壓，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的變壓比可知輸出電壓U2U1，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上滑時(shí)，n2增大，所以輸出電壓增大，用戶的電壓增大，選項(xiàng)B正確；由于用電器是并聯(lián)的，因此用電器增加時(shí)總電阻變小，輸出電壓不變，總電流增大，故輸電線的熱損耗增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用電器增加時(shí)總電阻變小，總電流增大，變壓器輸出功率增大，所以輸入功率增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B規(guī)律方法理想變壓器動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題的分析方法(1)分清不變量：線圈匝數(shù)比；負(fù)載電阻。(2)弄清理想變壓器中的制約關(guān)系： 集訓(xùn)沖關(guān)1.(多選)(2019安慶檢測(cè))如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是()A原、副線圈匝數(shù)比為91B原、副線圈匝數(shù)比為19C此時(shí)a和b的電功率之比為91D此時(shí)a和b的電功率之比為19解析：選AD設(shè)燈泡的額定電壓為U0，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時(shí)燈泡正常發(fā)光，則變壓器原線圈的電壓為9U0，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為91，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由9U0IaU0Ib得，流過(guò)b燈泡的電流是流過(guò)a燈泡電流的9倍，根據(jù)PUI，a、b燈泡的電功率之比為19，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。2.(2019江西三校高三聯(lián)考)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想交流電表，除R以外其余電阻不計(jì)。從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1220sin 100t V。下列說(shuō)法中正確的是()At s時(shí)，電壓表的示數(shù)為220 VBt s時(shí)，a、c兩點(diǎn)間電壓瞬時(shí)值為110 VC滑動(dòng)變阻器滑片向上移，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)減小D單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)減小解析：選C原線圈兩端電壓有效值為220 V，由理想變壓器原、副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比可得，副線圈兩端電壓有效值為 22 V，理想交流電壓表測(cè)量的是有效值即22 V，故A錯(cuò)誤；t s 時(shí)，a、c兩點(diǎn)間電壓瞬時(shí)值為110 V，故B錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器滑片向上移，接入電阻變大，副線圈兩端電壓由匝數(shù)比和輸入電壓決定，電壓表的示數(shù)不變，電流表示數(shù)減小，故C正確；單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b，原、副線圈的匝數(shù)比變小，匝數(shù)與電壓成正比，所以電壓表和電流表的示數(shù)均變大，故D錯(cuò)誤。3(多選)(2019河南中原名校聯(lián)盟質(zhì)檢)如圖所示是變壓器通過(guò)降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)，可以認(rèn)為電壓表V1示數(shù)不變。兩條輸電線的總電阻用R0表示，滑動(dòng)變阻器R表示用戶用電器的總電阻。如果變壓器上的能量損失忽略不計(jì)，當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，圖中各表的示數(shù)變化的情況是()A電流表A1示數(shù)變大B電流表A2示數(shù)變小C電壓表V2示數(shù)變大 D電壓表V3示數(shù)變小解析：選AD理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以副線圈的輸出電壓不變，所以電壓表V2的示數(shù)不變，C錯(cuò)誤；當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R的值減小，副線圈的總電阻減小，所以電流變大，即電流表A2的示數(shù)變大，B錯(cuò)誤；由于變壓器的輸入功率和輸出功率相等，副線圈的電阻減小時(shí)，輸出功率變大，所以原線圈的輸入功率也變大，因?yàn)檩斎腚妷翰蛔?，所以輸入電流變大，所以電流表A1的示數(shù)變大，A正確；由于副線圈的電流變大，電阻R0兩端的電壓變大，又因?yàn)殡妷罕鞻2的示數(shù)不變，所以電壓表V3的示數(shù)變小，D正確。 考點(diǎn)二三類特殊的變壓器三類特殊變壓器的結(jié)構(gòu)和工作情景復(fù)雜，成為變壓器問(wèn)題的難點(diǎn)，其中兩類互感器結(jié)構(gòu)類似，容易造成混淆。對(duì)此類問(wèn)題，關(guān)鍵還是理解三類特殊變壓器的工作原理，用好各物理量之間的基本關(guān)系。1自耦變壓器自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，如圖所示。當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓(如圖甲)也可以降壓(如圖乙)，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用。2多副線圈的變壓器分析具有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)副線圈的變壓器問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意三個(gè)關(guān)系：(1)電壓關(guān)系：(2)電流關(guān)系：n1I1n2I2n3I3(3)功率關(guān)系：P1P2P33電壓互感器和電流互感器電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在交流電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯優(yōu)樾‰娏骼玫墓絀1n1I2n2考法細(xì)研類型1自耦變壓器例1(2016江蘇高考)一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中()AU2U1，U2降低BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高解析a、b間原線圈的匝數(shù)大于c、d間副線圈的匝數(shù)，在滑動(dòng)觸頭由M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，副線圈的匝數(shù)減小，由變壓器工作原理知，U2U1，且U2降低，選項(xiàng)C正確。答案C類型2多副線圈的變壓器例2如圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，匝數(shù)分別為n1和n2，所接負(fù)載4R1R2，當(dāng)只閉合S1時(shí)，電流表示數(shù)為1 A，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為2 A，則n1n2為()A11 B12C13 D14解析變壓器原、副線圈的磁通量變化率相同，所以UU1U2nn1n2，根據(jù)能量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以當(dāng)只閉合S1時(shí)，UI，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，UI，代入數(shù)據(jù)I1 A、I2 A可得U224U12，即U1U212，所以n1n212，選項(xiàng)B對(duì)。答案B對(duì)于副線圈有兩個(gè)及以上的理想變壓器，電壓與匝數(shù)成正比是成立的，而電流與匝數(shù)成反比的規(guī)律不成立。但在任何情況下，電流關(guān)系都可以根據(jù)原線圈的輸入功率等于所有副線圈的輸出功率之和進(jìn)行求解。 類型3電壓互感器和電流互感器例3(2019合肥一中等六校聯(lián)考)如圖所示，L1和L2是不計(jì)電阻的輸電線，甲是電壓互感器，乙是電流互感器。若已知甲的變壓比為5001，乙的變流比為2001，并且已知加在電壓表兩端的電壓為220 V，通過(guò)電流表的電流為5 A，則輸電線的輸送功率為()A1.1108 W B1.1106 WC1.1104 W D1.1102 W解析已知變壓比為5001，電壓表示數(shù)為220 V，故傳輸電壓為：U220500 V1.1105 V；已知變流比為2001，電流表示數(shù)為5 A，故傳輸電流為：I5200 A1 000 A；故輸送功率為：PUI1.1105 V1 000 A1.1108 W，故選項(xiàng)A正確。答案A考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題1一條線路2兩處關(guān)系升壓變壓器T1兩端降壓變壓器T2兩端，P1P2，P3P43.兩種損耗(1)電壓損耗：輸電線路上I2IRI3，總電阻R導(dǎo)致的電壓損耗URU2U3IRR。(2)功率損耗：輸電線路發(fā)熱導(dǎo)致的功率損耗PRP2P3IR2R，注意PR。典例如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則()A用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 VC輸電線的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小解析由ut圖像可知，交流電的周期T0.02 s，故頻率f50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的最大值Um500 V，故有效值U250 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線上的電流還受降壓變壓器副線圈上的電阻的影響，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，降壓變壓器副線圈上的電流減小，根據(jù)，降壓變壓器原線圈(輸電線)上的電流減小，根據(jù)PI12R，得輸電線損失的功率減小，選項(xiàng)D正確。答案D輸電線上損失的功率必須與輸電線上的電流和電壓相對(duì)應(yīng)，即PRIR2RURIR，不要把輸電線上的輸電電壓U和輸電導(dǎo)線上損失的電壓UR相混淆。 集訓(xùn)沖關(guān)1在電能輸送過(guò)程中，若輸送的電功率一定、輸電線電阻一定，則在輸電線上損失的功率()A與輸電線上電壓的二次方成正比B與輸送電流的二次方成反比C與輸電線上損失的電壓的二次方成正比D與輸送電流成正比解析：選C輸電線上的功率損失PI線2R線，電壓損失UUUI線R線，輸電電流I線，所以PI線2R線2R線，可知在輸送功率一定和輸電線電阻一定時(shí)，P與I線2成正比，與U2成正比，與U2成反比，C正確。2(多選)如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓和輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1n2n4n3。當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí)()AU1U2U4U3B用戶的電壓U4增大C輸電線上損失功率增大D用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率解析：選AC根據(jù)，以及n1n2n4n3，知U1U2U4U3，故A正確；當(dāng)用戶用電器總電阻減小時(shí)，則電流增大，所以輸電線上的電流增大，根據(jù)P損I2R知，輸電線上損耗的功率增大，根據(jù)UIR知，輸電線上的電壓損失變大，發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則升壓變壓器的輸出電壓不變，降壓變壓器的輸入電壓變小，用戶的電壓U4減小，故C正確，B錯(cuò)誤；用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率與輸電線上損失的功率之差，故D錯(cuò)誤。3如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()ABC422r D422r解析：選C升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為U1；由變壓關(guān)系可得，則U2；因?yàn)檩斔碗姽β蕿镻，輸電線中的電流為I2，則輸電線上損失的電功率為PI222r，故選項(xiàng)C正確。1.如圖所示，理想變壓器原線圈接在u220sin 100t V的交流電源上，在副線圈兩端并聯(lián)接入規(guī)格為“22 V22 W”的小燈泡10盞，小燈泡均正常發(fā)光。除小燈泡外的電阻均不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是()A變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101B電流表示數(shù)為1 AC電流表示數(shù)為10 AD副線圈中電流的頻率為5 Hz解析：選B由u220sin 100t V可知，輸入電壓的有效值U1 V220 V，又知在副線圈兩端并聯(lián)接入10盞小燈泡均正常發(fā)光，則知副線圈電壓的有效值U222 V，則n1n2U1U2101，A錯(cuò)；小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I1 A，副線圈10盞小燈泡均正常發(fā)光，總電流I210I10 A，根據(jù)I1I2n2n1，得電流表示數(shù)I11 A，B對(duì)，C錯(cuò)；變壓器中輸出電流的頻率與輸入電流的頻率是一致的，f Hz50 Hz，D錯(cuò)。2.如圖所示，一理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為k，原線圈與阻值為4R0的電阻串聯(lián)后，接入有效值為25 V 的正弦式交流電源；副線圈電路中定值電阻的阻值為R0，當(dāng)負(fù)載電阻的阻值R5R0時(shí)，理想電壓表的示數(shù)為5 V。保持變壓器輸入電流不變，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值增大到R11R0，此時(shí)輸入電壓有效值為U，則()Ak，U49 VBk，U48 VCk4，U49 V Dk4，U48 V解析：選C變壓器副線圈電路電流I2，由匝數(shù)與電流的關(guān)系可得，此時(shí)變壓器原線圈電路電流為I1；調(diào)整負(fù)載前，變壓器副線圈電壓U2I26R06 V，原線圈上的電壓U1kU26k V，則UU1I14R0，即256k，解得k4或k(舍去)；保持變壓器輸入電流不變，則副線圈電流也不變，將負(fù)載電阻的阻值增大到R11R0，則變壓器副線圈兩端電壓為U2(11R0R0)12 V，原線圈兩端電壓U1kU248 V，故UU1I14R049 V，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，b是原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，定值電阻R10 。從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，則下列說(shuō)法中正確的是()A當(dāng)S與a連接后，理想交流電流表的示數(shù)為2.2 AB當(dāng)S與a連接后，t0.01 s時(shí)理想交流電流表示數(shù)為零C當(dāng)S由a撥到b后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍D當(dāng)S由a撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz解析：選ACS與a連接后，U1 V220 V，得U222 V，則理想交流電壓表的示數(shù)為22 V，又知定值電阻R10 ，可得理想交流電流表示數(shù)為I2.2 A，故A選項(xiàng)對(duì)，B選項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)S由a撥到b后，n1n251，則U1U251，得U22U2，據(jù)P得功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故C選項(xiàng)對(duì)；輸出電壓頻率不變，頻率為f Hz50 Hz，故D選項(xiàng)錯(cuò)。4(多選)(2019張家口模擬)如圖所示，50匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積S0.5 m2，線框平面與磁感線垂直，以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO以角速度200 rad/s 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一盞“220 V60 W”小燈泡，且小燈泡正常發(fā)光，熔斷器允許通過(guò)的最大電流為10 A，除小燈泡外其余電阻均不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是()A圖示位置穿過(guò)線框的磁通量變化率最大B線框中交變電壓的表達(dá)式為e500sin 200t VC變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為5011D允許變壓器輸出的最大功率為5 000 W解析：選BD題圖所示位置穿過(guò)線框的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A錯(cuò)誤；產(chǎn)生的交流電的最大值EmNBS500 V，從題圖所示位置計(jì)時(shí)，交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式e500sin 200t V，B正確；變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，C錯(cuò)誤；變壓器允許輸出的最大功率PU1I1max50010 W5 000 W，D正確。5(2018江蘇高考)采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時(shí)，為使輸電線上損耗的功率減小為原來(lái)的，輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A55 kV B110 kVC440 kV D880 kV解析：選C輸送功率PUI，輸電線上損耗的功率P損I2r2r。當(dāng)P損減小為原來(lái)的時(shí)，輸電電壓應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，C正確。6如圖所示為某發(fā)電站電能輸送示意圖。已知發(fā)電機(jī)的輸出電壓、輸電線的電阻及理想升壓、降壓變壓器匝數(shù)均不變。若用戶電阻R0減小，下列說(shuō)法正確的是()A發(fā)電機(jī)的輸出功率減小B輸電線上的功率損失減小C用戶得到的電壓減小D輸電線輸電電壓減小解析：選C根據(jù)題意，發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，升壓變壓器的原線圈輸入電壓不變，由于升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不變，則輸電線上輸電電壓不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；若用戶電阻減小，用戶電流增大，則降壓變壓器輸出功率增大，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的輸出功率增大，輸電線上電流增大，輸電線上電壓損失增大，輸電線上的功率損失增大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；輸電線上電壓損失增大，降壓變壓器原線圈輸入電壓減小，由于降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不變，降壓變壓器副線圈輸出電壓(即用戶得到的電壓)減小，選項(xiàng)C正確。7.(多選)(2019江蘇四市聯(lián)考)如圖所示，在某一輸電線路的起始端接入兩個(gè)互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為1001和1100，圖中a、b表示電壓表或電流表，已知電壓表的示數(shù)為22 V，電流表的示數(shù)為1 A，則()Aa為電流表，b為電壓表Ba為電壓表，b為電流表C線路輸送電功率是220 kWD輸電線路總電阻為22 解析：選BC左側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在輸電線路上，測(cè)量的是輸電電壓，所以a為電壓表；右側(cè)的互感器原線圈串聯(lián)在輸電線路上，測(cè)量的是輸電電流，b為電流表，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為22 V，根據(jù)變壓公式，100，輸電電壓為U110022 V2 200 V；電流表的示數(shù)為1 A，根據(jù)變流公式，100，輸電電流為I11001 A 100 A，線路輸送電功率為PU1I1220 kW，選項(xiàng)C正確；根據(jù)題述條件，不能求出輸電線路總電阻，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8(多選)圖甲為某恒溫裝置的電路原理圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為51，原線圈接正弦式電流，R0為定值電阻，R為半導(dǎo)體熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，D為理想二極管，R1為電阻恒定的電熱絲，AB間電壓變化情況如圖乙所示。下列說(shuō)法中正確的是()AAB間電壓的有效值為44 VB原線圈兩端電壓的有效值為220 VCR處溫度升高時(shí)，R1消耗的電功率減小D理想變壓器原、副線圈中的電流之比為15解析：選BC根據(jù)電流的熱效應(yīng)有T，得AB間的電壓有效值為UAB22 V；由于二極管的單向?qū)щ娦?，原、副線圈的電流之比不再與匝數(shù)成反比，故A、D錯(cuò)誤；因?yàn)樵€圈接正弦式電流，由題圖乙知副線圈電壓的有效值為44 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得原線圈電壓的有效值為220 V，故B正確；溫度升高時(shí)，R減小，I2增大，R0分壓變大，R1分壓減小，故R1消耗的功率也減小，故C正確。第71課時(shí)傳感器的簡(jiǎn)單使用(實(shí)驗(yàn)增分課)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?認(rèn)識(shí)熱敏電阻、光敏電阻等敏感元器件的特性。2了解傳感器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?力、熱、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(一般是電學(xué)量)。2傳感器工作過(guò)程如圖所示。三、實(shí)驗(yàn)器材熱敏電阻、光敏電阻、多用電表、鐵架臺(tái)、燒杯、冷水、熱水、小燈泡、學(xué)生電源、繼電器、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等。謹(jǐn)記部分器材用途光敏電阻光照增強(qiáng)時(shí)電阻變小熱敏電阻溫度升高時(shí)電阻變小多用電表測(cè)量敏感元件的電阻繼電器自動(dòng)控制電路的元件，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1研究熱敏電阻的特性(1)實(shí)驗(yàn)步驟按圖示連接好電路，將熱敏電阻絕緣處理。將熱水和冷水分n次注入燒杯中，記錄每一次溫度值和兩電表讀數(shù)。利用R計(jì)算出每一次熱敏電阻的阻值。(2)數(shù)據(jù)處理根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，把測(cè)量到的溫度值和電阻值填入表中，分析熱敏電阻的特性。溫度()電阻()在坐標(biāo)系中，粗略畫出熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線。根據(jù)Rt圖線，得出結(jié)論(熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小)。2研究光敏電阻的特性(1)實(shí)驗(yàn)步驟將光敏電阻、多用電表、小燈泡、滑動(dòng)變阻器按如圖所示電路連接好，并將多用電表置于歐姆“100”擋。先測(cè)出在室內(nèi)自然光的照射下光敏電阻的阻值，并記錄數(shù)據(jù)。打開(kāi)電源，讓小燈泡發(fā)光，調(diào)節(jié)小燈泡的亮度使之逐漸變亮，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄。用手掌(或黑紙)遮光，觀察表盤指針顯示電阻阻值的情況，并記錄。(2)數(shù)據(jù)處理把記錄的結(jié)果填入表中，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)分析光敏電阻的特性。光照強(qiáng)度弱中強(qiáng)無(wú)光照射阻值()結(jié)論：光敏電阻的阻值被光照射時(shí)發(fā)生變化，光照增強(qiáng)電阻變小，光照減弱電阻變大。五、注意事項(xiàng)1在做熱敏電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，加入水后要等一會(huì)兒再測(cè)其阻值，以使電阻溫度與水的溫度相同，并同時(shí)讀出水溫和電壓、電流值。2光敏電阻實(shí)驗(yàn)中，如果效果不明顯，可將電阻部分電路放入帶蓋的紙盒中，并通過(guò)蓋上的小孔改變照射到光敏電阻上的光的強(qiáng)度。1數(shù)碼相機(jī)的普及逐漸淘汰了傳統(tǒng)膠片相機(jī)。數(shù)碼相機(jī)的主要部件是電荷耦合器(CCD)，能將光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量。該部件可視為一種()A力傳感器B溫度傳感器C光傳感器 D霍爾元件解析：選C由題意可知CCD能把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，因而是一種光傳感器，C正確。2.如圖所示，將一光敏電阻接在多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時(shí)，表針自左向右的偏角為；現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針自左向右的偏角為，則可判斷()A B<C> D不能確定解析：選B光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，用手掌擋住部分光線，阻值變大，由歐姆擋的特點(diǎn)知，表針向左偏，故表針自左向右的偏轉(zhuǎn)角度<。故B正確。3.如圖所示是觀察電阻R的阻值隨溫度變化情況的原理圖，現(xiàn)在將杯中的冷水加熱，關(guān)于歐姆表的讀數(shù)變化情況正確的是()A如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變大，且變化非常明顯B如果R為金屬熱電阻，讀數(shù)變小，且變化不明顯C如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化非常明顯D如果R為熱敏電阻(用半導(dǎo)體材料制作)，讀數(shù)變化不明顯解析：選C如果R為金屬熱電阻，則讀數(shù)變大，但不會(huì)非常明顯，故A、B錯(cuò)；如果R為熱敏電阻，讀數(shù)變化非常明顯，故C對(duì)，D錯(cuò)。4如圖1所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變，且對(duì)溫度很敏感)的IU關(guān)系圖線。(1)為了通過(guò)測(cè)量得到如圖1所示IU關(guān)系的完整圖線，在圖2甲和乙兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的電路是_(選填“甲”或“乙”)；簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：_。(2)在如圖3所示電路中，電源電壓恒為9 V，電流表讀數(shù)為70 mA，定值電阻R1250 。由熱敏電阻的IU關(guān)系圖線可知，熱敏電阻兩端的電壓為_(kāi)V；電阻R2的阻值為_(kāi)。解析：(1)應(yīng)選擇電路甲，因?yàn)殡娐芳纂妷嚎蓮?調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大。(2)由題圖3知R2與熱敏電阻串聯(lián)后，與R1并聯(lián)接在9 V 電源上，總電流I70 mA，R1250 。設(shè)通過(guò)熱敏電阻的電流為I2，通過(guò)R1的電流為I1，則II1I2，故I2II1mA34 mA。由題圖1查得34 mA對(duì)應(yīng)的電壓約為5.1 V，R2兩端電壓U29 V5.1 V3.9 V，所以R2114.7 。答案：(1)甲因?yàn)殡娐芳纂妷嚎蓮?調(diào)到所需電壓，電壓調(diào)節(jié)范圍大(2)5.1114.75(1)如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插座才會(huì)有電。房卡的作用相當(dāng)于一個(gè)_(填電路元件名稱)接在干路上。(2)如圖乙所示，當(dāng)房客進(jìn)門時(shí)，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時(shí)由于磁鐵吸引簧片，開(kāi)關(guān)B就接通，通過(guò)繼電器J使整個(gè)房間的電器的總開(kāi)關(guān)接通，房客便能使用室內(nèi)各種用電器。當(dāng)繼電器工作時(shí)，cd相吸，ab便接通。請(qǐng)你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當(dāng)?shù)剡B接起來(lái)，構(gòu)成正常的電門卡電路。解析：(1)房卡可以控制房間內(nèi)的燈和插座，不插入槽中，房間內(nèi)所有的燈和插座都不工作，所以房卡相當(dāng)于干路上的開(kāi)關(guān)。(2)將開(kāi)關(guān)B與電源E、線圈連成一個(gè)回路；將三個(gè)燈泡所在電路與交流電源接成回路，即按87,45,69,13,210連接起來(lái)，構(gòu)成正常的電門卡電路如圖所示。答案：(1)開(kāi)關(guān)(2)見(jiàn)解析圖傳感器可以看成一種電學(xué)元件，所以對(duì)傳感器實(shí)驗(yàn)的考查，歸根結(jié)底還是對(duì)電學(xué)電路實(shí)驗(yàn)的考查。 例1某些固體材料受到外力后除了產(chǎn)生形變，其電阻率也要發(fā)生變化，這種由于外力的作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”?，F(xiàn)用如圖甲所示的電路研究某長(zhǎng)薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)，已知電阻Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：A電源E(3 V，內(nèi)阻約為1 )B電流表A1(00.6 A，內(nèi)阻r15 )C電流表A2(00.6 A，內(nèi)阻r2約為1 )D開(kāi)關(guān)S，定值電阻R0(1)為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻Rx的阻值，請(qǐng)完成圖甲虛線框內(nèi)電路圖的設(shè)計(jì)。(2)在電阻Rx上加一個(gè)豎直向下的力F(設(shè)豎直向下為正方向)，閉合開(kāi)關(guān)S，記下電流表讀數(shù)，電流表A1讀數(shù)為I1，電流表A2讀數(shù)為I2，得Rx_(用字母表示)。(3)改變力F的大小，得到不同電阻Rx的值。然后讓力F反向從下向上擠壓電阻Rx，并改變力F的大小，得到不同電阻Rx的值，最后繪成圖像如圖乙所示，除觀察到電阻Rx的阻值隨力F增大而均勻減小外，還可得到的結(jié)論是_，當(dāng)力F豎直向下時(shí)可得電阻Rx與其所受力F的數(shù)值關(guān)系式是Rx_。三步化“新”為“熟”1本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯块L(zhǎng)薄板電阻Rx的“壓阻效應(yīng)”。2實(shí)驗(yàn)原理是伏安法測(cè)電阻，但本題中沒(méi)有給出電壓表，則可將內(nèi)阻已知的一只電流表改裝為電壓表后進(jìn)行測(cè)量。3數(shù)據(jù)處理是測(cè)出電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2，則被測(cè)電阻的電壓UI1r1，通過(guò)電阻的電流II2I1，則電阻Rx，多次測(cè)量獲得不同力F下的Rx值。作出RxF圖像，分析圖像就可以得知薄板電阻Rx“壓阻效應(yīng)”的規(guī)律。解析(1)測(cè)量電阻Rx的阻值需要測(cè)出電阻Rx兩端電壓與通過(guò)電阻Rx的電流，所給實(shí)驗(yàn)器材中沒(méi)有電壓表，可以用已知內(nèi)阻的電流表A1與待測(cè)電阻Rx并聯(lián)，測(cè)出電阻Rx兩端電壓，用電流表A2串聯(lián)在電路中測(cè)電路電流，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)電流表A1兩端的電壓UI1r1，通過(guò)電阻Rx的電流II2I1，故電阻Rx的阻值為Rx。(3)由題圖乙所示圖像可知，該圖像具有對(duì)稱性，當(dāng)正、反向力F大小相等時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻Rx阻值相等；由題圖乙可知，電阻與力F是一次函數(shù)關(guān)系，設(shè)關(guān)系式為RxR0kF，由題圖乙可知R016 ，把Rx14 ，F(xiàn)1 N代入關(guān)系式，解得k2，則數(shù)值關(guān)系式為Rx162F。答案(1)見(jiàn)解析圖(2)(3)當(dāng)正、反向力F大小相等時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻阻值相等162F例2(2016全國(guó)卷)現(xiàn)要組裝一個(gè)由熱敏電阻控制的報(bào)警系統(tǒng)，要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或超過(guò)60 時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警。提供的器材有：熱敏電阻，報(bào)警器(內(nèi)阻很小，流過(guò)的電流超過(guò)Ic時(shí)就會(huì)報(bào)警)，電阻箱(最大阻值為999.9 )，直流電源(輸出電壓為U，內(nèi)阻不計(jì))，滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值為1 000 )，滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值為2 000 )，單刀雙擲開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。在室溫下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。已知U約為18 V，Ic約為10 mA；流過(guò)報(bào)警器的電流超過(guò)20 mA時(shí)，報(bào)警器可能損壞；該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 時(shí)阻值為650.0 。(1)完成待調(diào)節(jié)的報(bào)警系統(tǒng)原理電路圖的連線。(2)電路中應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器_(填“R1”或“R2”)。(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報(bào)警系統(tǒng)：電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值為_(kāi)；滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于_(填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_。將開(kāi)關(guān)向_(填“c”或“d”)端閉合，緩慢移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至_。(4)保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，將開(kāi)關(guān)向另一端閉合，報(bào)警系統(tǒng)即可正常使用。 三步化“新”為“熟”1本實(shí)驗(yàn)的目的是設(shè)計(jì)報(bào)警電路并對(duì)電路進(jìn)行調(diào)節(jié)。2本題從熱敏電阻的應(yīng)用、電路設(shè)計(jì)、等效替代、估算法等幾方面進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，而在儀器的選擇、滑動(dòng)變阻器的限流式連接、電阻箱的等效替代等方面和其他電學(xué)實(shí)驗(yàn)是一致的。3本題進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的前提和關(guān)鍵在于弄清實(shí)驗(yàn)原理，完成電路圖的連接后，利用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。解析(1)電路圖連接如圖所示。(2)報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警時(shí)，對(duì)整個(gè)回路有UIc(R滑R熱)，代入數(shù)據(jù)可得R滑1 150.0 ，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2。(3)在調(diào)節(jié)過(guò)程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用，電阻箱的阻值應(yīng)為報(bào)警器報(bào)警時(shí)熱敏電阻的阻值，即為650.0 ?；瑒?dòng)變阻器在電路中為限流接法，滑片應(yīng)置于b端附近，若置于另一端a，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，電路中的電流I A27.7 mA，超過(guò)報(bào)警器最大電流20 mA，報(bào)警器可能損壞。開(kāi)關(guān)應(yīng)先向c端閉合，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，直至報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警為止。答案(1)連線見(jiàn)解析圖(2)R2(3)650.0b接通電源后，流過(guò)報(bào)警器的電流會(huì)超過(guò)20 mA，報(bào)警器可能損壞c報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警 創(chuàng)新角度歸納實(shí)驗(yàn)原理的拓展使用熱敏電阻、光敏