2010届高三物理一轮复习必备精品交变电流doc--高中物理 .doc

http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网第十章第十章交变电流交变电流课标导航课标导航课程内容标准课程内容标准：1.知道交变电流，能用函数表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.了解传感器的工作原理和一般应用。复习导航复习导航1.要注意区分瞬时值、有效值、最大值、平均值。瞬时值随时间做周期性变化，表达式为tnBSesin；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。最大值是NBSEm来计算，在正弦交流电中最大值是有效值的2倍。平均值只能计算在一段时间内通过导体横截面的电荷量：RNtRtNtIqR 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。第第 1 1 课时课时交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述1 1、高考解读、高考解读真题品析真题品析知识：知识：交流电的“四值”的应用例例 1.1.（09 年天津卷）9.（6 分）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁感应http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网强度为 B 的水平匀强磁场中，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=。线框从中性面开始转过2的过程中，通过导线横截面的电荷量 q=解析解析：电动势的最大值BSEm，电动势的有效值2mEE，电流的有效值RBSREI22；RBSRttRtREtIq。答案答案：（1）RBS22，RBS点评点评：本题考查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。热点关注热点关注知识：交变电流的产生、知识：交变电流的产生、“四值四值”的应用的应用例例 2.2.（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，则外接一只电阻为 95.0的灯泡，如图乙所示，则A.电压表 v 的示数为 220VB.电路中的电流方向每秒钟改变 50 次C.灯泡实际消耗的功率为 484WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24.2J解析解析：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=2220V，有效值E=220V，灯泡两端电压VrRREU209，A 错http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网B 选项：由图像知T=0.02S，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459.8WW95209RUP22,C 错D 选项：电流的有效值ArREI2.2，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为JJrtIQr2.24152.222，D 对。答案：答案：D D点评点评：此题不仅考查了交流电四值的应用，还考查了交变电流的产生过程，这些都是基本知识同学们一定要夯实基础。2 2、知识网络、知识网络考点考点 1.1.交变电流的定义及其产生：交变电流的定义及其产生：1.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）考点考点 2.2.正弦正弦式交变电流的变化规律式交变电流的变化规律1.从线圈转至中性面开始计时，tNBSesin若从转至平行磁感线开始计时，tNBSecos2.最大值：NBSEm3Em与转轴的所在位置和线圈形状无关。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网4.线圈转至中性面时,电流方向发生改变,线圈转动一周,电流方向改变两次。考点考点 3.3.表征正弦交变电流的物理量表征正弦交变电流的物理量1.周期和频率周期:交变电流完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。周期和频率的关系是:fTfTTf221,1，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交变电流的最大值（Im和Um）它是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低.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。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：2707.02707.02mmmmmUUIIIEEE，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）求解交流电产生的热量问题时,必须用有效值。若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。考点考点 4.4.电感对交变电流的影响电感对交变电流的影响1.电感对交变电流均有阻碍作用。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。实验表明：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、http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网阻交流、通低频、阻高频”的特性2.应用：低频扼流圈，高频扼流圈考点考点 5.5.五、电容对交变电流的影响五、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“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反抗，因此产生对交变电流的阻碍作用，这种阻碍作用叫容抗。实验表明：电容越大，交变电流的频率越高，电容的容抗越小。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3 3、复习方案、复习方案基础过关基础过关重难点：重难点：交变电流的有效值交变电流的有效值(改编改编)例例 3 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解析：取一个周期：交变电流：RtIQ21恒定电流：2)23(2)24(222tRtRQ，21QQ 由得：I=5A答案：答案：5A点评：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。典型例题典型例题：交变电流的产生过程以及规律应用交变电流的产生过程以及规律应用(原创原创)例例 4.4.矩形线框垂直于匀强磁场且位于线框平面的轴匀速转动时产生交变电流，下列说法正确的是（）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http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网C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D线框经过中性面时各边切割磁感线的速度为零解析解析：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：答案：CD(原创原创)例例 5.5.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，则在时刻（）A、t1，t3线圈通过中性面B、t2，t4线圈中磁通量最大C、t1，t3线圈中磁通量变化率最大D、t2，t4线圈平面与中性面垂直解析解析：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。答案：答案：AD（改编）例（改编）例 6.6.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图示可知（）A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 时刻线圈转过的角度为弧度D若从 B 时刻到 D 时刻经过 0.01s，则在 1s 内交变电流的方向改变 100 次解析解析：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。A 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。线圈转过的角度为弧度，则在1s 内交变电流的方向改变 100 次 CD 选项对。答案：答案：ACDhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网点评：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，比如中性面、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。第第 2 2 课时课时变压器变压器 电能的输送电能的输送1 1、高考解读、高考解读真题品析真题品析知识：知识：变压器的知识变压器的知识例例 1.1.（09 年江苏物理）6如图所示，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20 2sin100Vut氖泡在两端电压达到 100V 时开始发光，下列说法中正确的有A开关接通后，氖泡的发光频率为 100HzB开关接通后，电压表的示数为 100 VC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解析解析：A 选项：交变电压的频率为502100fHz，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：由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为22201UV=20V，由2121UUnn得副线圈两端的电压为1002UV，电压表的示数为交流电的有效值，B 选项正确。C 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：答案：AB点评点评：本题主要考查变压器的知识，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。热点关注：热点关注：知识：知识：变压器工作原理、远距离输电变压器工作原理、远距离输电http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网例例 2.2.（09 年山东卷）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（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为 220V 的用电器正常工作，则A3214nnnnB3214nnnnC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解析：ABC 选项：根据变压器工作原理可知122220nnU，334220nUn，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有23UU，所以3214nnnn，A 选项正确，BC 选项不正确。D 选项：升压变压器的输出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：答案：AD点评：点评：理想变压器的两个基本公式是：1222UnUn，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。12PP，即无论有几个副线圈在工作，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线圈工作时，才有12212211,nnIIIUIU。远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P1/=Pr=P2。电压之间的关系是：3311232244,rUnUnUUUUnUn。电流之间的关系是：3124232143,rIInnIIIInIn。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222,rrPI r UI r，而不能用2rrUPr。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失212221rPLPUSU S。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网2 2、知识网络、知识网络考点考点 1.1.变压器变压器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2.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基础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，根据法拉第电磁感应定律：tnE111，tnE222忽略原、副线圈内阻，有：U1E1，U2E2另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，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：21由此便可得理想变压器的电压变化规律为：2121nnUU在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”)有：21PP 4.理想变压器的物理量之间的规律:电压关系：U1U2=n1n2，U1n1=U2n2=U3n3=：理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比，输出电压由输入电压决定。：当n2n1时，U2U1，变压器使电压升高，这种变压器叫做升压变压器：当n2n1时，U2U1，变压器使电压降低，这种变压器叫做降压变压器功率关系：P 原=P 副，理想变压器的输入功率由输出功率决定http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网电流关系：当变压器只有一个副线圈工作时，有：12212211,nnIIIUIU有多个副线圈时,有P入=P出，即 P1=P2+P3+P4+P5+由U1I1=U2I2+U3I3+，得到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a.自耦变压器：铁芯上只绕有一个线圈，一部分充当原线圈，一部分充当副线圈如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压（图甲）如果把线圈的一部分作原线圈,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，它的构造如图所示线圈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考点考点 2.2.电能的输送电能的输送1.降低输电损耗的两个途径：http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网2.远距离输电示意图3 3、复习方案、复习方案基础过关基础过关重难点：重难点：理想理想变压器的电压、电流、功率关系变压器的电压、电流、功率关系（改编（改编）例例 3 3.如图所示，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(V)120sin2222tu，电阻R=50，电压表、电流表均为理想电表，则（）A交流电的频率为 50 HzBV 的示数约为 44 VCA2 的示数约为 1.4 ADA1 的示数约为 0.176 A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：ARUIA88.050442,C 选项错误。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网D 选项：AInnInnII176.0588.021211221，D 选项正确。答案：答案：BD点评：点评：原副线圈电压、电流、功率关系典型例题：典型例题：远距离输电远距离输电(07(07 年佛山市教学质量检测年佛山市教学质量检测)例例 4.4.14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。（1）设发电机输出电压为 500V，在输送途中允许的电阻为 5，许可损耗总功率的 5%，则所用升压变压器原副线圈匝数比应是多大？（2）若所用发电机总效率为 50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？g取 10m/s2解析解析：（1）设送电电流为I，损耗的功率为P耗、导线电阻为R线，由PI2R得：A100505.01010003线耗RPI设送电电压为U送，由PIU得：V10110010100043送IPU则升压变压器原副线圈匝数比:20110000500副原副原UUnn（2）发电时水的重力势能转化为电能故：50mghPt其中:skg1044010143tVtm m55.0101041010005.043mgPth答案：答案：1:205mhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网例例 5 5发电机输出功率为 100 kW，输出电压是 250 V，用户需要的电压是 220 V，输电线电阻为 10.若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：解析：KWPP4%41损，KWPP96%411）（用ARPII2023损，AUPI400111，AUPI11480044420:11221IInn对于升压变压器：,112403443：对于降压变压器：IInnKWPP96%411）（用答案：答案：升压变压器 1：20，降压变压器 240：1196KW点评：点评：在远距离输电中若已知 P1、U1、损失百分比、R线、U4，求其他的若干量的思路：http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网第第3 3课时课时实验（实验（1111）传感器的简单应用传感器的简单应用1 1、高考解读、高考解读真题品析真题品析知识知识：考查传感器元件的基考查传感器元件的基本常识。本常识。例例1 1（0808江苏）江苏）2207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下列有关其它电阻应用的说法中。错误的是：（）A.热敏电阻可应用于温度测控装置中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。解析解析：A 选项：热敏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行转换的传感器，B 选项正确。C 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：电阻对直流和交流均起到阻碍的作用，D 选项错误。答案答案：D热点关注热点关注知识：知识：传感器在现实生活中应用分析传感器在现实生活中应用分析例例 2 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：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。将热敏电阻、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。将学生用电源与绿灯泡分别接入 c、e 之间。将学生用电源与电铃分别接入 c、d、之间。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网点评点评：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。在上图中滑片向右移动。2 2、知识网络、知识网络考点考点 1 1。传感器的含义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、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、转换电路三个部分组成，如考点考点 2 2：传感器的分类传感器的分类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、火警报警器、恒温箱等。.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，则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传感器。6.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。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网3 3、复习方案、复习方案基础过关基础过关重难点：重难点：测物体加速度（加速度计）测物体加速度（加速度计）例例 3 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：解析：假设 a 向右为正，位置向左x由牛顿第二定律：mxka)(2由分压原理：LxEUU0由得：EmLUUka)(20答案：答案：EmLUUka)(20例例 4.4.（变式改编变式改编）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行制导。若电位器（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。解析解析：由分压原理：U=U0Rx/R=U0 x/L由牛顿第二定律：x=ma/2khttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网由得：U=mU0a/2kL答案：答案：U=mU0a/2kL点评：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。典型例题典型例题：传感器的其它实例分析传感器的其它实例分析例例 5.5.（改编改编）如图是一火警报警的一部分电路示意图。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.I变大，U变大B.I变小，U变小C.I变小，U变大D.I变大，U变小解析：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减小答案答案：B点评：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。由外到内再到外，先不变后变增阻，增压，减流，减阻，减压，增流例例 6.6.分析以下几种传感器图甲是测量的电容式传感器，原理是解析：解析：角度，由于 CS，动片与定片间的角度发生变化时，引起 S 的变化，通过测出 C的变化，测量动片与定片间的夹角图乙是测量的电容式传感器，原理是解析解析：液面高度 h，由于 CS，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，可以测量液面高度 h 的变化。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网图丙是测量的电容式传感器，原理是解析解析：压力 F，由于 C1/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。图丁是测量的电容式传感器，原理是解析：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。点评点评：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，则通过测定电容器的电容就可以确定上述物理量的变化。第第 4 4 课时课时交变电流单元测试交变电流单元测试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=220t 100sin2（V）,电阻 R=44电压表、电流表均为理想电表，则（）A交流电的频率为 50HzB电流表 A1的示数为 0.2AC电流表 A2的示数为2AD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，除滑动变阻器电阻 R 以外，其余电阻均不计从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)(100sin2220Vu 下列说法正确的是()A当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为222Bst6001时，c、d 两点间的电压瞬时值为2110C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D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.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物UARhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网匀速上升.下列判断正确的是（）A原线圈中的电流为nIB变压器的输入功率为UI/n.C电动机输出的总功率为I2RD电动机两端电压为IR4.远距离输电线的示意图如下：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（）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，开始时，电键 K 断开，当 K 断通时，以下说法正确的是（）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C通过灯泡 L1 的电流增大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、低段分离出来，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还原成高、低频的机械振动右图中为音箱的电路简化图，高低频混合电流由a、b端输入，L是线圈，C是电容器，则()A甲扬声器是低音扬声器BC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mDL的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器7.如图所示，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，则下列判断正确的是()A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a甲byx乙http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网D与甲灯串联的元件x是电感线圈，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，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但电厂输送的总功率增加，这时()A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的匝数D减小原线圈的匝数或增加副线圈的匝数10如图 10 所示，M 是一小型理想变压器，接线柱 a、b 接在电压 u311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分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 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)，R3为一定值电阻。当传感器 R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是（）AA1的示数不变，A2的示数增大BV1的示数不变，V2的示数减小CV1的示数增大，V2的示数增大DA1的示数增大，A2的示数增大11.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，则下列说法中正确的是（）A、若保持 U1及 P 的位置不变，S 由 a 合到 b 时，I1将增大B、若保持 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、若保持 U1不变，S 接在 a 处，使 P 向上滑时，I1将增大D、若保持 P 的位置不变，S 接在 a 处，使 U1增大，I1将增大图 10http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网12.如图是一个理想变压器的电路图，若 A、B 两点接交流电压 U 时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为：(C)A.5:1B.1:5C.4:1D.1:413.在如图 13 甲所示的电路中，电阻 R 的阻值为 50，在 ab 间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是（）A交流电压的有效值为 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，则电流表的示数也增大一倍14.调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示，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，则（）A保持 P 的位置不动，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D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15.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=311 sin(100t)V(不考虑其内阻)，电阻 R=88，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计()A电压表的示数为 62.2 VB电流表的示数为 2.5 AC通过 R 的电流最大值为 0.5 AD变压器的输入电功率为 22 W16.如图 16 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1n2n3=432，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，则变压器的输入功率为（）图 14UAPQRAB图 15图 16http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网A16WB40WC48WD不能确定，17.如图所示，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。则（）A电源输出功率为 800WB电流表的示数为A1102C电流表的示数为A1101D原线圈端电压为 11V18.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、若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的C、若输送的电流是交变电流，乙是可行的，甲方案是不可行的D、若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。在用电高峰期，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http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网D降压变压器的副线圈中的电流变大20.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