考点清单 专题05 交变电流（原卷版+解析版）2023-2024学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版2019）

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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc879" PAGEREF _Tc879 \h 2
\l "_Tc9187" PAGEREF _Tc9187 \h 2
\l "_Tc25378" 清单01 交变电流的产生与描述 PAGEREF _Tc25378 \h 2
\l "_Tc1154" 清单02 变压器和远距离输电问题 PAGEREF _Tc1154 \h 3
\l "_Tc57" 清单03 电容器和电感器对交变电流的阻碍作用 PAGEREF _Tc57 \h 4
\l "_Tc13821" 清单04 传感器 PAGEREF _Tc13821 \h 5
\l "_Tc165" PAGEREF _Tc165 \h 5
\l "_Tc26823" 清单01 交变电流的产生与描述 PAGEREF _Tc26823 \h 5
\l "_Tc29765" 考题1：交变电流的产生 PAGEREF _Tc29765 \h 5
\l "_Tc29071" 考题2：交流电的图像 PAGEREF _Tc29071 \h 7
\l "_Tc6166" 考题3：交流电的频率和峰值 PAGEREF _Tc6166 \h 8
\l "_Tc4162" 考题4：交变电流的瞬时值 PAGEREF _Tc4162 \h 10
\l "_Tc20395" 考题5：交变电流的有效值 PAGEREF _Tc20395 \h 11
\l "_Tc6169" 考题6：交流电六的平均值 PAGEREF _Tc6169 \h 12
\l "_Tc28545" 清单02 变压器和远距离输电问题 PAGEREF _Tc28545 \h 14
\l "_Tc18719" 考题1：变压器的原理及应用 PAGEREF _Tc18719 \h 14
\l "_Tc1782" 考题2：远距离输电问题 PAGEREF _Tc1782 \h 16
\l "_Tc28366" 清单03 电容器和电感器对交变电流的阻碍作用 PAGEREF _Tc28366 \h 18
\l "_Tc3812" 考题1：电容器对交变电流的影响 PAGEREF _Tc3812 \h 18
\l "_Tc13493" 考题2：电感器对交变电流的影响 PAGEREF _Tc13493 \h 19
\l "_Tc18996" 清单04 电磁波与传感器 PAGEREF _Tc18996 \h 21
\l "_Tc26959" 考题1：传感器及其元件 PAGEREF _Tc26959 \h 21
\l "_Tc20452" 考题2：传感器的应用 PAGEREF _Tc20452 \h 22
清单01 交变电流的产生与描述
1. 交流发电机线圈平面两个特殊位置的特点
（1）线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大， eq \f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。
（2）线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0， eq \f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，电流方向不变。
2．有效值的计算
（1）正弦式交变电流：有效值是最大值的 eq \f(1,\r(2))，即E＝ eq \f(Em,\r(2))，I＝ eq \f(Im,\r(2))，U＝ eq \f(Um,\r(2))。
（2）非正弦式交变电流有效值的计算
①分段求出交变电流在一个周期内产生的热量Q交。
②设交变电流的有效值为I或电压的有效值为U（也可设为直流电相应的物理量），写出同样时间内产生的焦耳热Q＝I2RT或Q＝ eq \f(U2,R)T。
③根据Q交＝Q列等式，计算I或U。
3．正弦式交流电“四值”的应用
清单02 变压器和远距离输电问题
1．理想变压器原、副线圈基本量的关系
2.一般变压器动态变化问题的分析方法
（1）变压器动态分析常见的两种情况
①负载电阻不变，匝数比变化；
②匝数比不变，负载电阻变化。
（2）处理变压器动态变化问题应注意的两点
①根据题意分清变量和不变量；
②弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入。
3．原线圈接电阻的变压器问题的分析方法
（1）若原线圈与定值电阻串联，则由变压器的电流关系作为突破口确定两线圈的匝数比和线圈两端的电压关系；若原线圈与定值电阻并联，则由变压器的电压关系作为突破口确定两线圈的匝数比和线圈中的电流关系。
（2）分析原线圈接电阻的变压器电路动态变化问题时，可以将变压器及副线圈两端的电路整体等效成一个电阻，然后用直流电路的规律分析原线圈电路各量的变化，进而分析副线圈电路各量的变化。定量计算时常用的二级结论为：R等效＝ eq \f(U1,I1)＝ eq \f(\f(n1U2,n2),\f(n2I2,n1))＝(n1n2) eq \s\up12(2)R负载。
4．解决远距离输电问题的一般思路
（1）理清三个回路
（2）抓住两个联系
①理想的升压变压器中线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是 eq \f(U1,U2)＝ eq \f(n1,n2)， eq \f(I1,I2)＝ eq \f(n2,n1)，P1＝P2。
②理想的降压变压器中线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是 eq \f(U3,U4)＝ eq \f(n3,n4)， eq \f(I3,I4)＝ eq \f(n4,n3)，P3＝P4。
（3）掌握一个守恒：能量守恒关系式P1＝P损＋P3。
5．输电线路功率损失的几个表达式
（1）输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系：
P损＝P－P′（P为输送功率，P′为用户所得功率）。
（2）P损＝I eq \\al(2,线)R线＝ eq \f(（ΔU）2,R线)，I线为输电线路上的电流，ΔU为输电线路上损失的电压，R线为输电线路电阻。
（3）P损＝ΔU·I线。
清单03 电容器和电感器对交变电流的阻碍作用
清单04 传感器
1. 常见的传感器
2. 传感器问题分析
（1）注意传感器所感受到的是何物理量.
传感器所感受到的物理量有力、热、磁、光、声等.
（2）传感器往往与电子元件一起构成电路，应认真分析传感器所在的电路结构，并注意各种敏感元件的特性，及各种常用电子元件的工作特点.
（3）注意输出信号的转换
通过元件把敏感元件的输出转换成电学量信号，最后借助于转换电路把电学量信号转换为便于处理、显示、记录或控制的量.
3. 普通二极管和发光二极管
（1）都具有单向导电性.
（2）发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光.普通的发光二极管是用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成的，直接将电能转化为光能，该类发光二极业管的正向导通电压大于1.8V.
清单01 交变电流的产生与描述
考题1：交变电流的产生
1．（22-23高二下·山东泰安·期末）一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示。下列说法中正确的是（ ）

A．t1时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
B．t2时刻通过线圈的磁通量为0
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直
【答案】C
【详解】A．t1时刻感应电动势达到最大，因此线圈在垂直磁场方向的分速度最大，即线圈平面平行于磁场方向，因此，t1时刻的线圈磁通量为0，即最小。故A错误；
B．t2时刻感应电动势为0，说明线圈在垂直磁场方向的分速度为0，即线圈平面垂直于磁场方向，因此，t2时刻通过线圈的磁通量为最大，故B错误；
C．t3时刻的感应电动势绝对值最大，所以t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大，故C正确；
D．每当电流方向变化时即感应电动势为0的时候，线圈就在中性面上，故D错误；
故选C。
2．（多选）（22-23高二下·天津蓟州·期末）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

A．电流表的示数为10A
B．该交流电的频率为100Hz
C．t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直
D．t=0.02s时，穿过线圈的磁通量为零
【答案】AD
【详解】A．电流表的示数为有效值
故A正确；
B．由图知周期 T=0.02s
故
故B错误；
C．t=0.01s时，线圈产生的感应电流最大，感应电动势最大，说明线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，故C错误；
D．t=0.02s时，线圈产生的感应电流最大，感应电动势最大，说明线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，故D正确。
故选AD。
考题2：交流电的图像
3．（22-23高二下·湖北咸宁·期末）如图甲所示，在匀强磁场中，匝数之比为的两个正方形金属线圈绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙中曲线所示，则（ ）

A．时刻，两线圈均处于垂直于中性面的位置
B．线圈转速之比为
C．线圈在转动过程中最大磁通量之比为
D．线圈在转动过程中最大磁通量之比为
【答案】D
【详解】A．t=0时刻，两线圈感应电动势均为零，故两线圈均处于中性面的位置，选项A错误；
B．由图线可知，两线圈的周期之比Ta:Tb=2:3
根据
可知a、b对应的线圈转速之比为3:2，选项B错误；
CD．根据
则
选项C错误，D正确。
故选D。
4．（22-23高二下·云南普洱·期末）一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图像如图所示，则（ ）

A．当t=0时，穿过线圈的磁通量为0
B．当t=0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大
C．当t=π s时，e有最大值
D．t=π s，e=-10 V最小，磁通量变化率最小
【答案】B
【详解】AB．当t=0时，感应电动势为零，线圈处于中性面上，线圈平面与磁感线垂直，此时穿过线圈的磁通量最大，选项A错误，B正确；
C．当t=π s时，感应电动势e为零，选项C错误；
D．t=π s，e=-10 V最大，磁通量变化率最大，选项D错误。
故选B。
考题3：交流电的频率和峰值
5．（22-23高二下·陕西榆林·期末）如图甲所示，理想变压器的原线圈接在一正弦交变电源上，、是输入端，原线圈匝数匝，副线圈的匝数为匝，变压器副线圈连接三个定值电阻，已知中电流随时间变化的规律如图乙所示，电压表和电流表可视为理想电表，则（ ）

A．电源交流电的频率为
B．电压表的示数为
C．电流表的示数为
D．变压器的输入功率
【答案】B
【详解】A．由乙图可知，交流电周期为0.02s，因此交流电频率为50Hz，A错误；
B．由乙图可知，电阻有效电流为2A，因此可得
因此通过电阻电压为
故副线圈电压为200V
根据公式
解得
电压表所测为原线圈电压有效值，故电压表示数为1000V，B正确；
C．根据公式
解得
电流表所测为原线圈电流，故电流表的示数为1.2A，C错误；
D．根据公式可得
D错误。
故选B。
6．（22-23高二下·北京通州·期末）如图所示，在水平方向的匀强磁场中，正方形闭合线圈绕竖直轴匀速转动，线圈通过滑环和电刷与一个电阻R和一个理想交流电压表相连接。已知磁场的磁感应强度。线圈匝数匝，边长，线圈电阻，线圈转动的角速度，电阻，求：
（1）线圈转到与磁场平行时，线圈中的电动势E；
（2）交流电压表的示数U。

【答案】（1）；（2）
【详解】（1）线圈转到与磁场平行时，线圈中的电动势为最大值，则有
（2）电动势有效值为
交流电压表的示数为有效值，则有
考题4：交变电流的瞬时值
7．（22-23高二下·山东威海·期末）如图所示，理想变压器原线圈接在一台交流发电机上，发电机电动势的峰值为，发电机线圈匀速转动的周期为，两个副线圈分别接有电阻R和灯泡L，电流均为1A，灯泡正常发光。已知灯泡的额定功率为4W，电阻，不计发电机线圈的电阻。
（1）从中性面开始计时，写出发电机电动势瞬时值的表达式；
（2）求三个线圈的匝数之比及原线圈中的电流。

【答案】（1）；（2），
【详解】
（1）从中性面开始计时，则发电机电动势的瞬时值表达式满足正弦函数，则有
其中，
代入上式可得
（2）设灯泡的额定功率为，根据变压器原副线圈匝数比与电压之间的关系有
而，
根据发电机的峰值可知
则可得
而对于一对多型变压器，根据能量守恒有
其中，由已知条件有
解得
8．（22-23高二下·山西朔州·期末）一台小型发电机的示意图如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕轴逆时针转动，若从线圈经过中性面位置开始计时，线圈产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为，求：
（1）流经灯泡的瞬时电流的表达式；
（2）时间内灯泡消耗的电能；
（3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。

【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由题图乙得
则电流
（2）灯泡中电流的有效值
时间内灯泡消耗的电能
（3）由题图乙知，线圈产生的电动势的有效值
线圈转动一周的过程中，外力做的功
考题5：交变电流的有效值
9．（22-23高二下·北京西城·期末）A、B是两个完全相同的电热器，A通以图1所示的交流电，B通以图2所示的正弦式交变电流。两电热器的电功率之比为（ ）

A．2：1B．
C．1：1D．
【答案】A
【详解】根据有效值的定义，则有，方波
得
正弦交流电的电流有效值
根据功率公式P=I2R得到
故选A。
10．（22-23高二下·青海西宁·期末）如图所示为一交变电流随时间变化的关系图，其中每个周期的后半周期的图象为半个周期的正弦曲线，则该交流电的有效值为 A

【答案】
【详解】[1]设该交流电电流的有效值为，则当其通过定值电阻时，根据电流的热效应可得
代入数据解得
考题6：交流电六的平均值
11．（多选）（22-23高二下·山东威海·期末）图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着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数匝、电阻，线圈的两端与的电阻连接，电流表为理想电表，熔断器电阻忽略不计。从时刻开始计时，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（ ）

A．时，电流表示数为零
B．时，线圈中磁通量的变化率为零
C．通过熔断器的电流为
D．从到，通过R的电荷量为
【答案】BD
【详解】A．电流表测的是电流的有效值，发电机工作过程中，任何时间下电流表的示数均为其产生电流的有效值，故A错误；
B．在图像中，图线的斜率表示磁通量的变化率，而根据图乙可知，时，图像的斜率为零，即线圈中磁通量的变化率为零，故B正确；
C．根据图乙可知，时，线圈中磁通量最大，即线圈此时处于中性面位置处，因此线圈转动过程中产生的是正弦式交流电，其电动势的最大值为
电压的有效值为
根据闭合电路的欧姆定律可得其电流的有效值为
故C错误；
D．根据
从到，其磁通量的变化量
则可得从到，通过R的电荷量为
故D正确。
故选BD。
12．（22-23高二下·山东威海·期末）如图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匀速转动，线圈的匝数，电阻，线圈的两端经集流环与电阻连接，电阻，与并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。求：
（1）写出交变电流瞬时值表达式；
（2）经过周期时，电路中电压表的示数；
（3）上的热功率。
（4）从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少？

【答案】（1）（2）；（3）180W；（4）0.017C
【详解】（1）由图乙知，周期
T=2π×10-2s
电动势的最大值Em=nBSω=200V
电流最大值
交变电流瞬时值表达式
（2）电路中电压表的示数为电阻R两端电压的有效值，则
解得
（3）R上的热功率P=I2R=180W
（4）线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻R的电荷量
清单02 变压器和远距离输电问题
考题1：变压器的原理及应用
13．（22-23高二下·湖北恩施·期末）如图所示，两接线柱间接入电压恒定的交流电，三个灯泡的规格完全相同，变压器可视为理想变压器，在以下各种操作中电路元件都没有损坏，下列说法正确的是（ ）
A．仅使滑片M上移，灯泡变暗
B．仅使滑片M上移，灯泡都变亮
C．仅使滑片N自变阻器端向端移动，灯泡中的电流一直增大
D．仅使滑片N自变阻器端向端移动，灯泡中的电流一直增大
【答案】D
【详解】AB．设输入端电压为，初级电流、电压分别为，次级电流、电压分别为，每个灯泡电阻，次级总电阻，则
解得
可知当仅使滑片M上移时，减小，则变大，灯泡变亮，灯泡两端电压变大，则变压器输入电压减小，则变压器输出电压大小不能确定，则灯泡不一定都变亮，故AB错误；
CD．仅使滑片N自变阻器端向端移动，则整个并联部分的总电阻变小，变大，则副线圈电流变大，灯泡两端电压变大，则变压器输入电压减小，则变压器输出电压变小，中电流一定减小，中电流一定增大，故C错误，D正确。
故选D。
14．（2011·四川成都·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）

A．原线圈的输入功率为W
B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为V
D．副线圈输出交流电的周期为50s
【答案】B
【详解】ABC．根据题已知，理想变压器接在最大电动势为的交流电源上，则可知理想变压器原线圈两端电压的有效值为
根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得副线圈两端的电压
即电压表的读数为110V，则副线圈所在回路中的电流
而根据变压器原副线圈所在回路中的电流比等于匝数的反比可得
则电流表的读数为1A，由此可得原线圈的输入功率为
故AC错误，B正确；
D．根据交流电瞬时电压的表达式
可得
而
则可得
故D错误。
故选B。
考题2：远距离输电问题
15．（多选）（23-24高二上·吉林长春·期末）某电厂对用户进行供电的原理如图所示。发电机的输出电压为，输电线的总电阻，为了减小损耗采用了高压输电。变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为，用户获得的电压为，如果某次输电时发电厂的输出功率为，则下列说法中正确的有（ ）

A．输电线上的电流为100AB．降压变压器的输入电压为6100V
C．用户获得的功率为D．降压变压器的匝数比为
【答案】AB
【详解】A．升压变压器原线圈电流为
根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
解得输电线上的电流为
故A正确；
B．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
解得
降压变压器的输入电压
故B正确；
C．输电线上损失的功率
用户获得的功率为
故C错误；
D．降压变压器的匝数比为
故D错误。
故选AB。
16．（22-23高二下·山东烟台·期末）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一、有一条河流，水的流量为，落差，水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为，输电线的总电阻为，为满足用电的需求，使用户获得的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。（取）
（1）求输电线中的电流I；
（2）分别求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比；
（3）如果输送的电能供“220V，100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。
【答案】（1）；（2），；（3）564盏
【详解】（1）根据题意可知，由能量守恒可得，发电机的输出功率
输电线上的电流用I表示，则电功率损失
联立解得
（2）根据题意可知，升压变压器原线圈两端的电压
副线圈两端的电压为
升压变压器原副线圈的匝数比为
输电线上的电压损失为
降压变压器原线圈两端的电压为
降压变压器副线圈两端的电压为
降压变压器原副线圈的匝数比为
（3）设正常发光的电灯的盏数为，则有
解得盏
清单03 电容器和电感器对交变电流的阻碍作用
考题1：电容器对交变电流的影响
17．（22-23高二下·四川雅安·期末）如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，A1、A2是两只相同灯泡，电路稳定后，它们亮度相同。则（ ）

A．若增大线圈转动角速度，A1比A2更亮
B．若抽去电感器L的铁芯，A2亮度不变
C．若减小电容器C两极板间的距离，A1变暗
D．从图示位置开始计时，线圈上产生的感应电动势大小
【答案】A
【详解】A．若增大线圈转动角速度ω，则交流电的频率增大，电容器容抗减小，电感器感抗增大，所以灯泡A1将比A2更亮，故A正确；
B．若抽去电感器L的铁芯，感抗减小，则灯泡A2变亮，故B错误；
C．若减小电容器C两极板间的距离，则电容器的电容增大，容抗减小，灯泡A1变亮，故C错误；
D．线圈在图示位置为中性面，所以产生的感应电动势大小为，故D错误。
故选A。
18．（多选）（22-23高二下·青海西宁·期末）如图所示的电路，当交流电源的电压（有效值）、频率时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流电阻）。若保持交流电源的电压不变，只改变交流电的频率，且频率变为，则（ ）

A．A灯比原来亮B．B灯比原来亮
C．C灯和原来一样亮D．C灯比原来亮
【答案】AC
【详解】A．三个支路电压相同，当交流电频率变大，电容的容抗减小，所以流过A的电流变大，A变亮，故A正确；
B．当交流电频率变大，电感的感抗增大，流过B的电流变小，B变暗，故B错误；
CD．电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，C亮度不变，故C正确，D错误。
故选AC。
考题2：电感器对交变电流的影响
19．（22-23高二下·四川绵阳·期末）有的停车场入口设置了车辆进出自动控制系统。在自动杆前的地面铺设传感器线圈，自动杆后的地面铺设传感器线圈，两线圈分别接入两个相同的电路，电路a、b端与电压恒定交变电源和电阻R连接，如图所示。工作状态时电路中有交变电流，当以金属为主体的汽车接近或远离线圈时，线圈的自感系数发生变化，使定值电阻R的c、d两端电压发生变化，这一变化的电压通过控制系统做出抬杆或落杆。下列说法正确的是（ ）

A．汽车远离线圈A时，回路电流将减小
B．汽车接近线圈A时，c、d两端电压降低
C．汽车远离线圈B时，c、d两端电压降低
D．汽车接近线圈B时，该线圈的自感系数减小
【答案】B
【详解】AC．汽车远离线圈时，线圈的感抗减小，交流回路的电流增大，R两端电压将变大，c、d两端电压增大，A错误，C错误；
BD．汽车上有很多的钢铁，当汽车接近线圈时，相对于给线圈增加了铁芯，所以线圈的自感系数增大，感抗也增大，在电压不变的情况下，交流回路的电流将减小，所以R两端电压将减小，c、d两端电压减小，B正确，D错误。
故选B。
20．（22-23高二下·浙江温州·期末）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、L是理想线圈、D是灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法错误的是（ ）

A．交流电的频率为50HzB．电压表的示数为11V
C．当光照增强时，电流表的示数变小D．若抽出L中的铁芯，则灯D变亮
【答案】C
【详解】A．理想变压器不会改变交流电的频率，因此，原、副线圈的交流电周期相同，则
A正确，不符合题意；
B．原副线圈中电流均为交流电，根据原副线圈电压的关系可知，副线圈电压的峰值为
电压表的示数为交流电的有效值，即
电压表的示数为11V，B正确，不符合题意；
C．当光照增强时，光敏电阻阻值减小，副线圈电流增大，根据原、副线圈电流的关系
可知，敏电阻阻值减小，副线圈电流增大，原线圈电流也增大，电流表示数变大，C错误，符合题意；
D．原线圈接入正弦式交流电，副线圈也为正弦式交流电，线圈L具有通直流、阻交流的特点，若抽出L中的铁芯，则线圈L的阻碍能力减小，副线圈的电流值将变大，灯D将变亮，D正确，不符合题意。
故选C。
清单04 电磁波与传感器
考题1：传感器及其元件
21．（22-23高二下·江苏宿迁·期末）某同学设计了如图所示的控制温度的报警装置。理想变压器原线圈一侧接在输出电压有效值恒定的正弦交流电源上，当原线圈回路中的理想灵敏电流计示数超过某一值时，就会触发警报。为阻值随温度的升高而减小的热敏电阻，为滑动变阻器，则下列说法正确的是（ ）

A．如果仅将处温度升高，电流表示数将减小
B．如果仅将处温度升高，电源的输出功率将减小
C．如果仅将滑动变阻器的阻值调大，电流表的示数将增大
D．如果希望提高报警温度，可以将滑动变阻器的阻值调大
【答案】D
【详解】A．处温度升高，阻值减小，由于副线圈电压不变，因此副线圈电流增大，根据理想变压器原副线圈电流关系可知原线圈电流也增大，故电流表示数将增大，故A错误；
B．处温度升高，副线圈电压不变，电流增大，因此变压器输出功率增大，而理想变压器输入功率与输出功率相等，因此电源的输出功率将增加，故B错误；
C．如果将滑动变阻器的阻值调大，由于副线圈电压不变，因此副线圈电流减小，根据理想变压器原副线圈电流关系可知原线圈电流也减小，故电流表示数将减小，故C错误；
D．由A中分析可知，当温度升高后，热敏电阻阻值减小，副线圈负载总阻值减小，副线圈电流增大，原线圈电流也增大，当原线圈电流增大到规定值后报警，因此要提高报警温度，需增大副线圈负载电阻，故可将滑动变阻器的阻值调大，故D正确。
故选D。
22．（22-23高二下·江苏苏州·期末）下列关于传感器元件说法正确的是（ ）

A．如图甲，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用
B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变大
C．如图丙是一光敏电阻，随着光照增强，光敏电阻导电性变差
D．如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越小
【答案】A
【详解】A．当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通，干簧管起到开关的作用，A正确；
B．当物体1向右发生微小位移时，铁芯插入的长度变小，线圈自感系数变小，B错误；
C．光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，C错误；
D．当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，D错误。
故选A。
考题2：传感器的应用
23．（22-23高二下·河北唐山·期末）某同学自制了一台电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时调整电压表示数等于0。设变阻器总电阻为R，长度为L，电源电动势为E、内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其它阻力。则电压表示数U与所称物体质量m的关系式正确的是（ ）

A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】由闭合电路得欧姆定律可得
由电阻定律得
则当弹簧形变量增加x时，由电阻定律可知变阻器接入电路阻值为
由受力分析知
又有
联立解得
故选C。
24．（22-23高二下·陕西渭南·期末）传感器在现代生活中有着广泛的应用．某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与压力F的对应关系如图甲所示，压力F在范围内时图线为直线。利用如图乙所示的电路，测量时压敏电阻的阻值。主要器材如下：
压敏电阻R（时阻值在之间）
电源（电动势，内阻不计）
电流表（量程，内阻）
电流表（量程，内阻约为）
定值电阻
滑动变阻器
开关、及导线若干

（1）要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值，导线c端应与 （选填“a”或“b”）连接。
（2）滑动变阻器有两种规格，本实验中应选择 的。
A．最大阻值为 B．最大阻值为
（3）使压敏电阻R上的压力为零，闭合开关、，调节滑动变阻器接入回路部分的阻值，当电流表读数为时电流表读数为，可知 Ω。
【答案】 a B 100
【详解】（1）[1] 导线c端应接a，G1和定值电阻R1串联可当成电压表测量压敏电阻R两端的电压，G2和G1的电流之差是通过压敏电阻R的电流，若接b，因G2的具体内阻未知，不能准确测量R两端的电压值。
（2）[2] 当F=0时，滑动变阻器R2若选择最大阻值为的，全部接入电路时，电路总电阻为
则干路电流约为
超过G2的量程，所以应选择最大阻值为的滑动变阻器，以确保安全。
故选B。
（3）[3]压敏电阻R上的压力为零，闭合开关S1、S2，当两电流表G1、G2的示数分别为I1、I2时，有
功率关系
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出
电压关系
原、副线圈的电压比等于匝数比，即 eq \f(U1,U2)＝ eq \f(n1,n2)，与副线圈的个数无关
电流关系
①只有一个副线圈时： eq \f(I1,I2)＝ eq \f(n2,n1)；
②有多个副线圈时：由P入＝P出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率关系
f1＝f2，变压器不改变交流电的频率
项目
类别
电阻
感抗
容抗
产生的原因
定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞
由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化
电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的阻碍作用
在电路中的特点
对直流、交流均有阻碍作用
只对变化的电流有阻碍作用
不能通直流，只能通变化的电流.对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大
决定因素
由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度有关
由线圈本身的自感系数和交流电的频率决定
由电容的大小和交流电的频率决定
电能的转
化与做功
电流通过电阻做功，电能转化为内能
电能和磁场能往复转化
电能与电场能往复转化
传感器
输入量
输出量
工作原理
硅光电池
光
电压
光电效应
光电二极管
光
电压
光电效应
湿敏电阻
湿度
电压(电阻)
湿敏材料的电阻随湿度的变化而变化
话筒
声音
电流
电磁感应
加速度传感器
加速度
电压
电磁感应
测速发电机
速度
电流(电压)
电磁感应