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专题 14 交变电流 传感器
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考点01 交变电流的产生和描述 传感器....................................................................1
考点02 远距离输电......................................................................................................6
考点03 理想变压器原、副线圈关系及其动态分析..................................................7
考点 01 交变电流的产生和描述 传感器
一、单选题
1．（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇
动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固
定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电
D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电
2．（2022·海南·高考真题）一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度 从如图所示的位置开始，在匀
强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（ ）A． B．
C． D．
3．（2022·广东·高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，
，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电
阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线
圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ）
A．两线圈产生的电动势的有效值相等 B．两线圈产生的交变电流频率相等
C．两线圈产生的电动势同时达到最大值 D．两电阻消耗的电功率相等
4．（2021·辽宁·统考高考真题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈处于磁感应强度
大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴 。线圈
中感应电动势的有效值为（ ）
A． B． C． D．
5．（2021·天津·高考真题）如图所示，闭合开关后， 的电阻两端的交流电压为 ，电压表和电流表均为理想交流电表，则（ ）
A．该交流电周期为 B．电压表的读数为
C．电流表的读数为 D．电阻的电功率为
6．（2021·北京·高考真题）一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在t 0.4 s时电流改变方向 B．该交变电流的周期为0.5 s
C．该交变电流的表达式为 D．该交变电流的有效值为
7．（2021·浙江·高考真题）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期
T和最大值 相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（ ）
A． B． C． D．
8．（2022·北京·高考真题）某同学利用压力传感器设计水库水位预警系统。如图所示，电路中的 和 ，
其中一个是定值电阻，另一个是压力传感器（可等效为可变电阻）。水位越高，对压力传感器的压力越大，
压力传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于 时，控制开关自动开启低水位预警；当a、b两端的
电压小于 （ 、 为定值）时，控制开关自动开启高水位预警。下列说法正确的是（ ）A．
B． 为压力传感器
C．若定值电阻的阻值越大，开启高水位预警时的水位越低
D．若定值电阻的阻值越大，开启低水位预警时的水位越高
二、多选题
9．（2023·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．利用电容传感器可制成麦克风
B．物体受合外力越大，则动量变化越快
C．利用红外传感器可制成商场的自动门
D．若物理问题牛顿运动定律不适用，则动量守恒定律也不适用
10．（2023·浙江·统考高考真题）以下实验中，说法正确的是（ ）
A．在LC振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐增大，放电时电流逐渐减小
B．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，滴入油酸酒精溶液后，需尽快描下油膜轮廓，测出油膜面
积
C．“观察光敏电阻特性”和“观察金属热电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；温度
升高，金属热电阻阻值增大
D．“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，如果可拆变压器的“横梁”铁芯没装上，原线
圈接入10V的交流电时，副线圈输出电压不为零
11．（2023·湖南·统考高考真题）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传
动（皮带不打滑），半径之比为 ，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为
的正方形，共 匝，总阻值为 。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为 的匀强磁场。 大轮以角速度
匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值
恒为 的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）A．线圈转动的角速度为
B．灯泡两端电压有效值为
C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为 的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值
为
D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
12．（2021·浙江·统考高考真题）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度
为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，
图乙中的U 为已知量。则金属框转动一周（ ）
m
A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为U
m
C．流过电阻的电荷 D．电阻产生的焦耳热
三、解答题
13．（2021·江苏·高考真题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000
亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，
已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，线圈的匝数为100、面积为 ，电阻为
，若磁体转动的角速度为 ，线圈中产生的感应电流为 。求：
（1）线圈中感应电动势的有效值E；
（2）线圈的输出功率P。考点 02 远距离输电
一、单选题
1．（2023·天津·统考高考真题）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器 和降压变压器 都
认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（ ）
A． 输出电压与 输入电压相等
B． 输出功率大于 输入功率
C．若用户接入的用电器增多，则R功率降低
D．若用户接入的用电器增多，则 输出功率降低
2．（2023·山东·统考高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U= 250V，输出功率
1
500kW。降压变压器的匝数比n：n= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压
3 4
U= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
4
A．发电机的输出电流为368A B．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kW D．升压变压器的匝数比n：n= 1：44
1 23．（2023·浙江·统考高考真题）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成
直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（ ）
A．送电端先升压再整流 B．用户端先降压再变交流
C．1100kV是指交流电的最大值 D．输电功率由送电端电压决定
二、多选题
4．（2022·福建·高考真题）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电．图中交流电源电压为 ，定值电
阻 ，小灯泡 、 的规格均为“ ”，理想变压器 、 原副线圈的匝数比分别为
1∶3和3∶1．分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时，（ ）
A． 与 一样亮 B． 比 更亮
C． 上消耗的功率比 的大 D． 上消耗的功率比 的小
5．（2021·山东·高考真题）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压
为 的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为 。开关S接1时，右侧
变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R上的功率为 ；接2时，匝数比为1∶2，R上的功率为P。以下判断正
确的是（ ）
A． B．
C． D．
考点 03 理想变压器原、副线圈关系及其动态分析
一、单选题
1．（2021·重庆·高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线
圈两端的电压为 ，副线圈两端的电压为 ，副线圈的电流为 ，若将该变压器视为理想变压器，则（ ）
A．原、副线圈匝数之比为 B．原线圈的电流为
C．副线圈两端的电压最大值为 D．原、副线圈的功率之比为
2．（2022·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大
D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
3．（2022·北京·高考真题）某理想变压器的原线圈接在 的正弦交流电源上，副线圈输出电压为
，输出电流为 。该变压器（ ）
A．原、副线圈的匝数之比为100∶1 B．输入电流为
C．输入电流的最大值为 D．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100
4．（2022·重庆·高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“ ”的交流卤
素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为 的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端的电压有效值为 B．变压器原、副线圈的匝数比为55∶3
C．流过卤素灯的电流为 D．卤素灯的电阻为
5．（2023·北京·统考高考真题）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V
的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能
使小灯泡正常发光的是（ ）
A．仅增加原线圈匝数 B．仅增加副线圈匝数
C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D．将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈
6．（2021·广东·高考真题）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产
生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，
原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（ ）
A．交流电的频率为10Hz
B．副线圈两端电压最大值为3V
C．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
7．（2021·湖北·统考高考真题）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最
大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（ ）A．电流表A 示数减小 B．电流表A 示数增大
1 2
C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
8．（2021·福建·统考高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的
总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当
住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（ ）
A．A 增大，V 不变，V 增大
1 2 3
B．A 增大，V 减小，V 增大
1 2 3
C．A 增大，V 增大，V 减小
2 2 3
D．A 增大，V 不变，V 减小
2 2 3
9．（2022·山东·统考高考真题）如图所示的变压器，输入电压为 ，可输出 、 、 电压，匝
数为 的原线圈中电压随时间变化为 ．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示
数为 。将阻值为 的电阻R接在 两端时，功率为 。下列说法正确的是（ ）
A．n 为1100匝， 为
1
B． 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为
C．若将R接在 两端，R两端的电压为 ，频率为
D．若将R接在 两端，流过R的电流为 ，周期为
10．（2022·湖南·统考高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P 初始位置在副线
1
圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R 的阻值为R，滑动变阻器R 的最大阻值为
1 2
9R，滑片P 初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是
2（ ）
A．保持P 位置不变，P 向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
1 2
B．保持P 位置不变，P 向左缓慢滑动的过程中，R 消耗的功率增大
1 2 1
C．保持P 位置不变，P 向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
2 1
D．保持P 位置不变，P 向下缓慢滑动的过程中，R 消耗的功率减小
2 1 1
11．（2022·河北·统考高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之
一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为 的升速齿轮箱
带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B， 时刻，线
圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电
阻，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电压为
B．发电机输出交变电流的频率为
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．发电机产生的瞬时电动势
12．（2021·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，输入端 、 接入电压有效值
恒定的交变电源，灯泡L 、L 的阻值始终与定值电阻 的阻值相同。在滑动变阻器 的滑片从 端滑动到
1 2
端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）A．L 先变暗后变亮，L 一直变亮
1 2
B．L 先变亮后变暗，L 一直变亮
1 2
C．L 先变暗后变亮，L 先变亮后变暗
1 2
D．L 先变亮后变暗，L 先变亮后变暗
1 2
二、多选题
13．（2021·海南·高考真题）如图，理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副线圈匝数
可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 ，为了使图中“ ，
”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P向上滑动
B．仅将滑片P向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为 的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为 的电阻
14．（2022·天津·高考真题）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入
电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ）
A．R的发热功率不变 B．电压表的示数不变C．电流表 的示数变大 D．电流表 的示数变小
15．（2023·海南·统考高考真题）下图是工厂利用 的交流电给 照明灯供电的电路，
变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压有效值为 B．交变电流的周期为
C．副线圈匝数为180匝 D．副线圈匝数为240匝
16．（2021·河北·高考真题）如图，发电机的矩形线圈长为 、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大
小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为 、 和 ，两个副线圈分别接有电阻 和
，当发电机线圈以角速度 匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（
）
A．通过电阻 的电流为 B．电阻 两端的电压为
C． 与 的比值为 D．发电机的功率为
17．（2022·湖北·统考高考真题）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充
电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态
下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（ ）A．接收线圈的输出电压约为8 V
B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1
C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
