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考点巩固卷76 交变电流相关概念、规律、原理、图像、动态
分析、四值、传感器等的综合应用
建议用时：50 分钟
考点序号
考点
题型分布
考点1
交变电流的相关物理量和规律
4 单选+2 多选
考点2
交变电流的图像及其应用
4 单选+1 多选+1 解答
考点3
交变电流的峰值、瞬时值、有效值、平均
值
5 单选+2 多选+1 解答
考点4
传感器的相关原理和应用
5 单选+3 多选+2 实验+3 解答
考点5
变压器两端电路的动态分析
3 单选+2 多选
考点6
变压器的原理、应用以及远距离输电
3 单选+3 多选
考点01：交变电流的相关物理量和规律（4 单选+2 多选）
一、单选题
1．（2023·江苏镇江·统考三模）如图所示，空间中分布着磁感应强度大小为B 的匀强有界磁场，EF 是其
左边界，一面积为S 的n 匝圆形金属线框垂直于磁场放置，圆形线圈的圆心O 在EF 上，线圈电阻为R，若
线框以角速度ω 绕EF 匀速转动，并从图示位置开始计时，则（ ）
A．
时，线框中的感应电流最大
B．0 到
时间内，通过线框的电量为
C．线框中产生的交变电动势的最大值为nBsω
D．线框中产生的交变电动势的有效值为
1
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【答案】D
【详解】A．当
时，即
时，线框回到图示位置，此时的感应电流最小，磁通量最大，A 错误；
B．当
，即
时，线圈转到与图示垂直位置，此时磁通量为零，则0 到
时间内产生的感应电
动势的平均值为
则0 到
时间内，通过线框的电量为
B 错误；
C．线框中产生的交变电动势的最大值为
C 错误；
D．线框中产生的交变电动势的有效值为
D 正确。
故选D。
2．（2023·江苏盐城·校考三模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比
，原线圈接入如
图乙所示的正弦交流电压
，
为阻值随光强增大而减小的光敏电阻，
和
是两个完全相同的灯泡，电
表均为理想交流电表。则（ ）
2
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A．通过光敏电阻的交变电流频率为10Hz
B．若
的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V
C．当照射R 的光强增大时，电流表的示数变小
D．图像上对应的0.01s 时刻，发电机中的线圈平面与中性面垂直
【答案】B
【详解】A．由图乙可知，原线圈的交流电的周期为
频率
变压器副线圈交流电的频率与原线圈相同，通过光敏电阻的交变电流频率为50Hz。A 错误；
B．由图乙可知，原线圈的交流电的电压的峰值
原线圈的交流电的电压的有效值
由
得
若
的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V。B 正确；
C．当照射R 的光强增大时，
的阻值减小，副线圈消耗的功率变大，副线圈中的电流
变大，由
3
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原线圈电流
增大。电流表的示数变大。C 错误；
D．图像上对应的0.01s 时刻，电压瞬时值为零，发电机中的线圈平面与中性面重合。D 错误。
故选B。
3．（2023·北京西城·北京四中校考模拟预测）某交流发电机产生交变电流的装置如左图所示，产生的感应
电动势与时间的关系如右图所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0 时，线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最大
B．线圈通过中性面时，交变电流改变方向。
C．线框中产生的感应电动势e=100sin50t（V）
D．如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为200V、0.08s
【答案】B
【详解】AB．由图像可知，t=0 时，电动势为零，此时线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最小，交
变电流改变方向。故A 错误；B 正确；
C．线框中产生的感应电动势的最大值和周期分别为
，
根据
可知感应电动势瞬时值为
e=100sin50πt（V）
故C 错误；
D．根据
，
4
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可知
与
成正比，如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值为
周期为
可知，周期与
成反比，如果仅使线圈的转速加倍，则周期减半为
故D 错误。
故选B。
4．（2023·四川成都·成都市第二十中学校校考模拟预测）如图所示，边长为的正方形线圈abcd 其匝数为
n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab 的中点和cd 的中点的连线
恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场
的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度
绕
轴匀速转动，则以下判断中错误的是（
）
A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式
B．在
时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快
C．从
时刻到
时刻，电阻R 上产生的热量为
D．从
时刻到
时刻，通过R 的电荷量
【答案】A
【详解】A．由法拉第啊电磁感应定律
5
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所以闭合电路中感应电动势的瞬时表达式为
A 错误；
B．由题可知
刻，线圈转了90°，此时磁通量为零，此时感应电动势最大，故此时磁通量随时间变
化最快，B 正确；
C．根据正弦电流的特点，该正弦电压的有效值为
由闭合电路欧姆定律
所以由焦耳定律可知，从
时刻到
时刻，电阻R 上产生的热量为
解得
C 正确；
D．根据电流的定义式
由闭合电路欧姆定律
法拉第啊电磁感应定律
联立解得
6
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D 正确。
本题选错误的，故选A。
二、多选题
5．（2023·福建厦门·厦门一中校考一模）如图所示，一个单匝矩形闭合导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感
线的轴
匀速转动，图示时刻磁场与平面垂直，转动周期为
，线圈产生的电动势的最大值为
，则
（ ）
A．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为
B．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为
C．图示时刻为中性面，电流大小为0
D．若线圈绕ab 转动，电动势的最大值将变为
【答案】BC
【详解】A．根据
解得
故A 错误；
B．根据法拉第电磁感应定律
线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为
，故B 正确；
C．图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量变化率为0，电动势为0，电流大小为0，故C 正确；
7
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D．若线圈绕ab 转动，通过线圈的磁通量最大值不变，所以电动势的最大值将变为
，故D 错误。
故选BC。
6．（2023·四川绵阳·四川省绵阳南山中学校考模拟预测）如图所示，
过程是交
流发电机发电的示意图，线圈的ab 边连在金属滑环K 上，cd 边连在金属滑环L 上，用导体制成的两个电刷
分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接，线圈转动的角速度为ω，线
圈中最大电流为
，以下说法正确的是（ ）
A．图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率为零
B．从图（b）开始计时，线圈中电流随时间t 变化的关系式
C．当线圈转到图（c）位置时，感应电流最小，且电流改变方向
D．当线圈转到图（d）位置时，感应电动势最小，ab 边电流方向为
【答案】AC
【详解】A.图（a）中，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，故A 正确；
B.从图（b）开始计时，此时线圈垂直于中性面，线圈中感应电流最大，感应电流的表达式为
，
故B 错误；
C.当线圈转到图（c）位置时，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大。产生的感应电流最小为零，
电流方向将改变，故C 正确；
D.当线圈转到图（d）位置时，磁通量最小，磁通量的变化率最大，故感应电动势最大，ab 边感应电流方
向为
，故D 错误。
故选AC。
考点02：交变电流的图像及其应用（4 单选+1 多选+1 解答）
8
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一、单选题
1．（2023·江苏扬州·扬州市新华中学校考三模）如图所示甲是产生交流电的示意图，图乙是其产生的正弦
交流电输入到图丙的理想变压器，变压器的开关S 接1 时原、副线圈中的匝数之比为
，二极管正向导
电电阻不计，所有电表都是理想电表，则下列判断正确的是（ ）
A．电压表的示数为10V
B．若只将S 从1 拨到2，电流表示数增大
C．在0~0.01s 内穿过线圈的磁通量变化为
Wb
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数增大
【答案】C
【详解】A．原线圈的电压
根据变压比可知副线圈电压
由于二极管的单向导电性，所以根据电流的热效应可知
解得电压表的示数为
故A 错误；
B．根据变压比可知副线圈电压
若只将S 从1 拨到2，则
增大，故副线圈电压减小，副线圈电流减小，根据变流比可知
9
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因为
增大且
减小，故原线圈电流减小，电流表示数减小，故B 错误；
C．由图乙知，电压从零开始变化，故初始时刻处于中性面，经过0.01s 即一半周期，线圈转动180°，因为
开始后的
周期电压为正，则穿过线圈的磁通量变化为
又因为
解得
故C 正确；
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，原线圈电压不变，根据变压比可知副线圈电压不变，根据
则电压表示数不变，负载电阻增大，则电流减小，电流表示数减小，故D 错误。
故选C。
2．（2023·广东·广州市第二中学校联考三模）在以下四种情景中，线圈中产生的电流与其正下方所示的i-t
图线相对应的是（ ）
A．图甲
B．图乙
C．图丙
D．图丁
10
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【答案】A
【详解】A．图甲中线圈从垂直中性面开始转动，产生交流电是余弦线，选项A 正确；
B．图乙中线圈转动时仍产生不间断的正弦交流电，选项B 错误；
C．图丙中线圈处于辐射状的磁场中，线圈的两边所处位置的磁场大小不变，则产生恒定不变的电动势，
选项C 错误；
D．图丁中线圈转动时仍产生正弦交流电，选项D 错误。
故选A。
3．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考模拟预测）一正弦式交变电流的
图像如图所示。下列说
法正确的是（ ）
A．在
时电流改变方向
B．在
时磁通量为0
C．该交变电流的表达式为
D．该交变电流的有效值为
【答案】C
【详解】A．线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次，由图可知，在
和
时电流最大，线圈
平面均与中性面垂直，电流方向不变，故A 错误；
B．在
时，电流最小，线圈平面处于中性面位置，所以此时磁通量最大，B 错误；
C．由图可知，电流的最大值为
角速度为
故该交变电流的表达式为
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故C 正确；
D．该交变电流的有效值为
D 错误。
故选C。
4．（2023·广东·模拟预测）图甲是某一交流发电机的示意图，两磁极
间存在可视为水平向右的匀强
磁场，A 为理想电流表，电阻
，线圈内阻
。线圈绕垂直于磁场的水平轴
沿逆时针方向匀
速转动，从图示位置开始计时，产生的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
B．线圈转动的角速度为
C．
时，穿过线圈的磁通量为零
D．一个周期内，电路中产生的热量为
【答案】C
【详解】A．由图乙可知，产生的电流最大值为
，由于电流表测量的是有效值，则电流表的示数为
故A 错误；
B．由图乙可知，周期为
，则线圈转动的角速度为
故B 错误；
C．由图乙可知
时，感应电流最大，此时线圈平面与磁感线平行，则此时穿过线圈的磁通量为0，
故C 正确；
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D．由公式可得，一个周期内，电路中产生的热量为
故D 错误。
故选C。
二、多选题
5．（2023·四川成都·统考三模）图（a）和图（b）分别是手动式手电筒内“振动式发电机”的截面图和俯
视图，圆形线圈半径为
、匝数为100，所在位置的磁感应强度
，方向平行于截面指向轴心；
线圈两端接原、副线圈匝数比
的理想变压器，给两个额定电流均为
的灯泡供电。现用外力
使线圈沿轴线往复运动，线圈两端电动势随时间按图（c）所示的正弦规律变化，两灯泡恰好正常发光。不
计线圈及导线电阻，外力发电效率为
。下列判断正确的是（ ）
A．
时刻，线圈往复运动的速度为零
B．线圈电动势的表达式为
C．外力做功功率为
D．线圈往复运动中的最大速度为
【答案】BD
【详解】A．由图(c)可知
时刻，电动势为最大值，根据
可知线圈往复运动的速度最大，故A 错误；
B．由图(c)可知电动势的最大值为
，周期为
，角速度为
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则线圈电动势的表达式为
故B 正确；
C．设原线圈两端的电压有效值为
，则有
设副线圈两端的电压有效值为
，根据理想变压器电压与匝数关系有
解得
两灯泡的总功率为
外力做功功率为
故C 错误；
D．根据法拉第电磁感应定律有
解得
故D 正确。
故选BD。
三、解答题
6．（2023·江苏徐州·校考模拟预测）如图甲所示为小型发电机的示意图，n=10 匝的线圈逆时针匀速转动。
从中性面开始计时产生的电动势随时间变化规律如图乙所示。发电机线圈内阻r=1Ω，外接灯泡电阻
R=3Ω。求：
（1）t=2.5×10-3s 时穿过线圈的磁通量大小；
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（2）线圈转动一周过程中灯泡上消耗的电能。
【答案】（1）
；（2）0.54J
【详解】（1）穿过线圈的磁通量最大值
t=2.5×10-3s 时穿过线圈的磁通量大小
（2）由图可知电动势的最大值
则电动势的有效值为
线圈转动一周过程中灯泡上消耗的电能
考点03：交变电流的峰值、瞬时值、有效值、平均值（5 单选+2 多选+1 解答）
一、单选题
1．（2023·湖南长沙·长郡中学校考二模）在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流（不计内阻）。
电阻R 的阻值为10Ω，电表均为理想电表。下列判断正确的是（ ）
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A．电压表的示数为10V
B．电流表的示数为2A
C．若将电阻
替换为一个电容，欲使电路安全运行，其耐压值最少为10V
D．电阻
在任意三分之一个周期内产生的热量一定等于0.1J
【答案】A
【详解】A．根据题意可知，电压表的示数为有效值为
，则有
解得
故A 正确；
B．由欧姆定律可知，电流表的示数为
故B 错误；
C．由于交流电的峰值为
因此，若将电阻
换成一个耐压值为
的电容，会被击穿，故C 错误；
D．根据题意可知，电阻
在任意三分之一个周期内的电流有效值不一定是
，所以电阻
在任意三分之
一个周期内产生的热量不能用
计算，故D 错误。
故选A。
2．（2023·陕西·校联考模拟预测）如图所示，N 匝矩形线圈以转速n 绕轴
匀速转动，轴与线圈平面共
面且与磁场方向垂直，磁场的磁感应强度为B，线圈面积为S，线圈电阻为r，线圈两个末端分别通过电刷
与理想自耦变压器相连，
为变压器上的滑动触头，
为滑动变阻器上的滑片，电压表和电流表均为理想
电表，则下列说法正确的是（ ）
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A．从图示位置开始计时，线圈中的感应电压瞬时值表达式为
B．若保持
不动，
从M 位置逆时针转到N 位置，则电压表
示数增大
C．只增大线圈的转速，定值电阻
消耗的电功率减小
D．若
不动，
向左滑动，则电流表示数增大，
减小
【答案】D
【详解】A．图示位置为中性面，从图示位置开始计时，线圈中的感应电压瞬时值表达式为
故A 错误；
B．根据理想变压器和副线圈构成的等效电阻表达式
当
从M 位置逆时针转到N 位置，理想变压器
增大，等效电阻减小，即外电阻减小，路端电压
减小，
故B 错误；
C．只增大线圈的转速，电源电动势的有效值增大，因为总电阻不变，故原线圈电流增大，副线圈电流也
增大，根据
，定值电阻消耗的电功率也增大，故C 错误；
D．
向左滑动，R 减小，等效电阻减小，则
减小，原线圈和副线圈电流都增大，电流表示数增大，
增大，
减小，故D 正确。
故选D。
3．（2023·湖南郴州·郴州一中校联考模拟预测）如图甲所示，理想变压器原副线圈匝数比
，原
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线圈接有电流表
，副线圈电路接有电压表V、电流表
、滑动变阻器R 等，所有电表都是理想交流电
表，二极管D 正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L 的阻值恒定，当原线圈接入如图乙所示的交变电压
时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V 的读数为88V
B．灯泡L 两端电压的有效值为
C．当滑动变阻器R 的滑片P 向下滑动时，两电流表的示数均减小
D．原线圈接入的交变电压的瞬时值表达式为
【答案】B
【详解】A．由图乙可知理想变压器原线圈输入电压的有效值为440V，根据
可得副线圈的输出电压
电压表V 的示数为有效值，即为44V，A 错误；
B．设灯泡L 两端电压的有效值为
，灯泡L 的阻值为r，交变电流的周期为T，根据交变电流有效值的定
义有
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解得
B 正确；
C．当滑动变阻器R 的滑片P 向下滑动时，滑动变阻器R 接入电路的阻值减小，则由欧姆定律可知电流表
的示数增大，因为理想变压器输入功率与输出功率相等，所以电流表
的示数也增大，C 错误：
D．根据
可知原线圈接入的交变电压的瞬时值表达式为
D 错误。
故选B。
4．（2023·江西·校联考模拟预测）如图，在光滑绝缘水平面上MN 右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场
的磁感应强度大小为B，金属线框ACD 放在水平面上，线框ADC 部分对照正弦图像弯制而成，形状为完
整正弦图像的一半，D 点离AC 边的距离最远，DE 长为d，现使线框以速度
匀速进入磁场，线框运动过
程中AC 边始终与MN 垂直，若线框的电阻为R，则线框进入磁场的过程中，图中理想电流表的示数为（
）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】在线框进入磁场的过程中，切割磁感线的有效长度按正弦规律变化，因此产生的是正弦交流电，
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电动势最大值
电动势有效值
电流表的示数为
故选C。
5．（2023·河南开封·统考三模）如图为交流发电机的示意图，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外
电路的连接。两磁极之间的磁场视为匀强磁场且磁感应强度大小为
，单匝线圈
的面积为
电阻为
，定值电阻的阻值为
，其余电阻不计，交流电压表为理想电表。线圈以角速度
绕
轴逆时针匀速
转动，如果以图示位置为计时起点，则（ ）
A．图示时刻电压表示数为
B．通过电阻
的电流瞬时值表达式为
C．线圈从图示位置转过
的过程中，通过电阻
的电流平均值为
D．线圈从图示位置转过
的过程中，电阻
产生的焦耳热为
【答案】C
【详解】A．线圈中产生的感应电动势的最大值为
图示位置具有最大值，但电压表示数应为电阻
两端的电压有效值
选项A 错误；
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B．通过电阻
的电流有效值
瞬时值表达式为
选项B 错误；
C．线圈从图示位置转过
的过程中所用时间
产生的感应电动势平均值为
则通过电阻
的电流平均值
选项C 正确；
D．线圈从图示位置转过
的过程中，电阻
上产生的焦耳热
选项D 错误。
故选C。
二、多选题
6．（2023·江西南昌·统考三模）理想变压器原线圈a 的匝数
匝，副线圈b 的匝数
匝，原线圈
接在
的交流电源上，副线圈中“
”的灯泡L 恰好正常发光，电阻
，
电压表V 为理想电表。则下列推断正确的是（ ）
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A．交变电流的频率为
B．原线圈的输入电压为
C．电压表V 的示数为
D．
消耗的功率与
相等
【答案】CD
【详解】A．由电源的瞬时表达式可知
故A 错误；
B．灯泡正常发光，故
电阻R2两端的电压为
副线圈两端电压为
原线圈两端电压为
故B 错误；
C．电压表的示数
故C 正确；
D．电阻R2的功率为
通过电阻R1的电流为
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电源电压的有效值为
电阻R1的功率为
故D 正确。
故选CD。
7．（2023·新疆阿勒泰·统考三模）如图所示为匝数
的线圈的磁通量
随时间按正弦规律变化的图
像，其产生的电压为交变电压。则下列四个选项中的交变电压的有效值与已知的交变电压的有效值相同的
是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】ABD
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知
故交变电流的有效值为
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Ａ正确；
Ｂ．根据相同的电阻、相同的时间产生相同热量，故
代入数据得
B 正确；
CD．根据相同的电阻、相同的时间产生相同热量，故
代入数据可得
C 错误，D 正确。
故选ABD。
三、解答题
8．（2023·四川内江·统考模拟预测）如图，为一交流发电机的原理示意图。矩形线圈abcd 可绕过bc、ad
边中点且垂直于匀强磁场方向的水平轴
匀速转动。线圈的ab 边连在金属滑环K 上，cd 边连在金属滑
环L 上；用导体做的两个电刷E、F 分别压在两个滑环上，线圈在转动过程中可以通过滑环和电刷保持其
两端与外电路的定值电阻R 连接。已知矩形线圈
，
，匝数
匝，线圈
的总电阻
，线圈转动的角速度
，外电路的定值电阻
，匀强磁场的磁感应强度
，
。从线圈经过图示位置开始计时，求：
（1）线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
（2）线圈转动
时电压表的示数；
（3）在线圈转过
的过程中，通过线圈导线某截面的电荷量。
24
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【答案】（1）
；（2）
；（3）0.01C
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，电动势的瞬时值为
电流的瞬时值为
由以上两式解得
（2）由上式可知
外电压最大值
有效值
由以上各式解得
（3）电动势的平均值
转过
的时间
平均电流
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电荷量
由以上各式解得电荷量
考点04：传感器的相关原理和应用（5 单选+3 多选+2 实验+3 解答）
一、单选题
1．（2023·湖北·模拟预测）如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图：变压器A 处用火线和零线
平行绕制成线圈，然后接到用电器。B 处有一个输出线圈，一旦线圈B 中有电流，经放大后便能推动继电
器切断电源。如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线（裸漏部分），甲、乙、丙站在木凳上，
则下列说法正确的是（ ）
A．甲会发生触电事故，继电器不会切断电源
B．乙会发生触电事故，继电器会切断电源
C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源
D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源
【答案】D
【详解】ABC．从图中可知A 线圈是用火线和零线双股平行线绕制成线圈，正常情况下火线和零线中电流
方向相反、大小相等，线圈A 产生的总磁通量为零，当漏电时，火线和零线中电流方向、大小不等，线圈
A 产生的总磁通量不为零，增加了，故会在线圈B 中产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电源，
甲、乙、丙站在木凳上（人与地绝缘）接触火线时，火线和零线中电流方向、大小不变，线圈A 产生的总
磁通量为零，线圈B 中不产生感应电流，继电器均不会切断电源，甲、乙不会发生触电事故，但丙双手
“火线与零线”会触电（人与地绝缘），火线和零线中电流方向相反、大小相等，线圈A 产生的总磁通量
为零，线圈A 中不会产生感应电流，故继电器不会切断电源，但人会触电，ABC 错误；
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D．当丁如图中“手与地”触电时，会导致一部分电流通过大地，火线和零线中电流方向、大小不等，线
圈A 产生的总磁通量不为零，即增加了，故会在线圈B 中产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电
源，D 正确。
故选D。
2．（2023·陕西·陕西师大附中校考模拟预测）传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感
受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、
显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。如图所示是测定液面高度h 的电容
式传感器示意图，E 为电源，G 为灵敏电流计，A 为固定的导体芯，B 为导体芯外面的一层绝缘物质，C 为
导电液体。已知电流从灵敏电流计左边接线柱流进电流计，指针向左偏。如果在导电液体的深度h 发生变
化时观察到指针正向左偏转，则（ ）
A．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在增大
B．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在增大
C．导体芯A 所带电荷量在增加，液体的深度h 在减小
D．导体芯A 所带电荷量在减小，液体的深度h 在减小
【答案】D
【详解】电流计指针向左偏转，说明流过电流计G 的电流方向由左→右，则导体芯A 所带电荷量在减小，
由Q＝CU 可知，导体芯A 与液体形成的电容器的电容减小，根据电容的决定式
可知液体的深度
h 在减小。
故选D。
3．（2023·重庆·统考三模）如图是一种身高、体重测量仪。其顶部探头向下发射波速为v 的超声波，超声
波遇障碍物经反射后返回，被探头接收，从而记录从发射到接收的时间间隔。其底部有一质量未知的测重
面板置于压力传感器上，传感器输出电压与作用其上的压力满足
（k 为比例常数）。当测重台没有
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站人时，测量仪记录的时间间隔为
，输出电压为
。当某同学站上测重台时，测量仪记录的时间间隔为
，探头输出电压为
。g 为重力加速度，则（ ）
A．该仪器能测量的最大高度为
B．该同学的身高为
C．测重面板的质量为
D．该同学的质量为
【答案】D
【详解】A．当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为超声波往复的时间，所以该仪器能测量的最
大高度为
A 错误；
B．当某同学站上测重台时，测量仪记录的时间间隔为
，则同学的头顶距离测量仪的距离为
所以，同学的身高为
B 错误；
CD．当测重台没有站人时，测重面板的重力等于对传感器的压力，根据题意，有
当同学站在上去之后，传感器受到的压力等于测重面板和人的重力之和，即
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联立解得
，
C 错误，D 正确。
故选D。
4．（2023·山东聊城·校联考三模）压电型传感器自身可以产生电压，某压电型传感器输出电压与所受压力
成正比，利用该压电型传感器可以设计一个电路来判断升降机的运动情况，其工作原理如图1 所示。将压
电型传感器固定在升降机底板上，其上放置一个绝缘物块，
时间内升降机匀速上升，从
时刻开始，
电流表中电流随时间变化的情况如图2 所示，图2 中两段曲线为半径相同的半圆，下列判断正确的是（
）
A．
时间内，升降机的动能先增大后减小
B．
时间内，升降机处于静止状态
C．
时间内，物块机械能减小
D．
、
时刻，升降机速度相同
【答案】D
【详解】A．因为传感器输出电压与所受压力成正比，根据欧姆定律
可知回路中的电流与传感器所受到的压力也成正比，结合图像，可知
传感器所受到的压力先增大后
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减小，又因为
时间内升降机匀速上升，物块对升降机的压力等于重力，所以
传感器所受到的压
力始终大于重力，即物块受到的支持力大于重力，根据牛顿第二定律，有
重物先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，故升降机的动能一直增大，A 错误；
B．
时间内电流已经减小到与
时间段内相同，又因为
升降机一直在加速运动，所以在
时间内升降机匀速运动，B 错误；
C．
时间内，升降机先做加速度增大的减速运动，后做加速度减小的减速运动，又因为图2 中两段曲
线为半径相同的半圆，所以升降机始终在向上运动，物块受到的支持力始终做正功，所以物块的机械能增
大，C 错误；
D．根据上述分析，已得回路中的电流与传感器所受到的压力成正比，此图像可以转化为物块所受到的合
力与时间的图像，两段曲线为半径相同的半圆
根据动量定理可知
时间内合外力的冲量为零，
、
时刻，物块的速度相同，即
、
时刻，升降机
速度相同，D 正确。
故选D。
5．（2023·广东汕头·统考二模）如图所示为无人机高度预警系统电路图。电路中的
和
，其中一个是定
值电阻，另一个是气压传感器（可等效为可变电阻）。飞行高度越低，对气压传感器的压力越大，气压传
感器的电阻值越小。当a、b 两端的电压大于
时，控制开关自动开启高位预警；当a、b 两端的电压小于
（
、
为定值）时，控制开关自动开启低位预警。下列说法正确的是（ ）
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A．
B．
C．
为定值电阻
D．若定值电阻的阻值越大，开启高位预警时的位置越低
【答案】C
【详解】ABC．控制开关接在
两端，设电源的内阻为，则根据闭合电路的欧姆定律有
当飞行高度过低，气压增大，压敏电阻阻值减小，回路中总电阻减小，则电流增大，而根据题意，
两端
的电压要减小到一个定值
，控制开关才会自动开启低位预警，则只有
为压敏电阻，
为定值电阻才
能满足控制要求，即
可知，当总电阻减小，电流增大，
两端的电压才会减小；同理，当压力减小，
增大，总电流减小，定
值电阻
与电源内阻分去的电压一定减小，从而使
两端的电压增大，增大到某一数值
，控制开关自
动开启高位预警，因此有
故AB 错误，C 正确；
D．根据闭合电路的欧姆定律有
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则
可知，当
越大，在同一位置处
就越小，而要使
达到能够自动开启高位预警的电压值，则
就需要
增大，而压敏电阻在越高的位置处阻值越大，因此可知，若定值电阻的阻值越大，开启高位预警时的位置
越高，故D 错误。
故选C。
二、多选题
6．（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
【答案】CD
【详解】A．在LC 振荡电路中“观察电容器的充、放电现象”实验中，充电时电流逐渐减小，放电时电流
逐渐增大，故A 错误；
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，需待油酸溶液全部散开,形状稳定后，
用一玻璃板轻轻盖在浅盘上，然后用水笔把油酸溶液的轮廓画在玻璃板上，测出油膜面积，故B 错误；
C．“观察光敏电阻特性”实验中，光照强度增加，光敏电阻阻值减小；“观察金属热电阻特性”实验中，
温度升高，金属热电阻阻值增大，故C 正确；
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，变压器的效果减弱，副线圈磁通量还是会发生变化，副线圈输出电压不为零，故
D 正确。
故选CD。
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7．（2023·浙江金华·模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．霍尔元件是一种磁传感器
B．枪式测温仪利用了温度传感器
C．安培在对磁场的研究中提出了分子电流假说
D．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
【答案】ACD
【详解】A．霍尔元件是一种磁信息转换成电信息的传感器，是一种磁传感器，故A 正确；
B．枪式测温仪是根据人体辐射的红外线来测温的，没有利用温度传感器，故B 错误；
C．安培在对磁场的研究中提出了分子电流假说，故C 正确；
D．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D 正确。
故选ACD。
8．（2023·浙江温州·统考三模）下列说法正确的是（ ）
A．利用压力传感器可以制成电子秤
B．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性
C．赫兹用实验证实了电磁波的存在，并首先发现光电效应
D．查德威克研究
粒子散射实验，并提出了原子核式结构模型
【答案】ABC
【详解】A．利用压力传感器可以制成电子秤，故A 正确；
B．光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，故B 正确；
C．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在，在研究电磁波的实验中发现了光电效应，故C 正确；
D．卢瑟福根据α 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，D 错误。
故选ABC。
三、实验题
9．（2023·湖南·统考高考真题）某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的
装置，其电路如图（a）所示，
为电阻箱，
为半导体薄膜压力传感器，
间连接电压传感
器（内阻无穷大）．
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（1）先用欧姆表“
”挡粗测
的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是
;
（2）适当调节
，使电压传感器示数为0，此时，
的阻值为 （用
表示）；
（3）依次将
的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读
出电压传感器示数
，所测数据如下表所示：
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
根据表中数据在图（c）上描点，绘制
关系图线 ；
（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施
加微小压力
，电压传感器示数为
，则
大小是
（重力加速度取
，保留2 位有效数
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字）；
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量
间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力
，
此时非理想毫伏表读数为
，则
（填“>”“=”或“<”）．
【答案】 1000#1000.0
1.7×10-2 >
【详解】（1）[1]欧姆表读数为10×100Ω=1000Ω
（2）[2]当电压传感器读数为零时，CD 两点电势相等，即
即
解得
（3）[3]绘出U-m 图像如图
（4）[4]由图像可知，当电压传感器的读数为200mV 时，所放物体质量为1.75g，则
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（5）[5]可将CD 以外的电路等效为新的电源，电动势E＇，内阻r＇，CD 两点电压看做路端电压，因为换
用非理想电压传感器时内阻不是无穷大，此时电压传感器读数
当读数为U＇=200mV 时，实际CD 间断路（接理想电压传感器时）时的电压等于E＇大于200mV，则此时
压力传感器的读数F1>F0。
10．（2023·江苏扬州·扬州市新华中学校考三模）某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏
电阻在压力作用下发生微小形变，它的电阻也随之发生变化，其阻值R 随压力F 变化的图像如图（a）所
示，其中R0=15Ω，图像斜率k=1.4Ω/N。小组同学按图（b）所示电路制作了一个简易电子秤（秤盘质量不
计），电路中电源电动势E=3.5V，内阻未知，电流表量程为10mA，内阻RA=18Ω，g 取10m/s2。实验步骤
如下：
（1）实验有下列一些步骤，则最合理的步骤为 。
①秤盘上放置已知重力的重物G，保持滑动变阻器电阻接入电阻不变；读出此时毫安表示数I；
②换用不同已知质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；
③秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏；
④将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
（2）实验时发现电流表量程偏小，根据需要将其量程扩大为100mA，则应该给该电流表 （填
“串联”或“并联”）阻值为 Ω 的电阻。
（3）用改装后的电流表进行操作，若电流表示数20mA，则待测重物质量m= kg。（结果保留2 位
有效数字）
（4）电流表表盘改动后，正确的刻线及0 刻度位置最合理的是 。
A．
B．
36
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C．
D．
（5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤③的操作，则测
量结果 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】 ③①②④ 并联 2 10 A 不变
【详解】（1）[1]在本实验中应先让秤盘上不放重物，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏，
然后在秤盘上放置已知重力的重物G，保持滑动变阻器电阻接入电阻不变，读出此时毫安表示数I，再换
用不同已知质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值，最后将电流表刻度盘改装为质量刻度盘，故合
理的实验操作顺序为③①②④。
（2）[2][3]当小量程的电流表改装成量程较大的电流表时，需要并联一个小电阻，有
代入数据解得
（3）[4]根据闭合电路欧姆定律可得，当秤盘上不放重物时，调节滑动变阻器使得电流表满偏，有
当秤盘上放上重物，且电流表示数为20mA 时，有
联立可得
（4）[5]由于压敏电阻阻值R 随压力增大而增大，则电流表示数随压力增大而减小，所以改装后的刻度盘，
其零刻度线在电流表的满刻度处。
故选A。
（5）[6]根据操作过程③可知，当电源电动势不变，而内阻增大时，仍可以使得电流表达到满偏，滑动变
阻器接入电路的阻值减小，但回路中电源内阻和滑动变阻器接入电路的总电阻不变，所以测量结果不变。
四、解答题
11．（2023·北京海淀·统考一模）电容是物理学中重要的物理量。如图1 甲所示，空气中的平行板电容器
充满电后与电源断开，仅改变电容器
两极板间的距离
，电容器
的电容
也随之变化。多次实验后，
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得到图1 乙所示图像：一条斜率为
的直线。
（1）已知电容器
所带电荷量为
；
a．请你分析判断，当板间距
变化时，两极板间的电场强度
如何变化。
b．求下极板对上极板所产生的电场力的大小
。
（2）用电容器
制成静电天平，如图2 甲所示：将电容器
置于空气中，下极板保持固定，上极板接到
天平的左端。当电容器
不带电时，天平恰好保持水平平衡，其两极板间的距离为
。当天平右端放置一
个质量为
的砝码时，需要在电容器
的两极板间加上电压
，使天平重新水平平衡。已知重力加速度为
。
a．写出砝码质量
与两极板间所加电压
的关系式；
b．分析判断，将图2 乙所示理想电压表上的电压值改标为质量值，从左到右，相邻刻度间的质量差将如何
变化。
（3）如图3 所示，将电容器
的下极板保持固定，上极板由一劲度系数为
的轻质绝缘弹簧悬挂住。当两
极板均不带电时，极板间的距离为
。当两极板间的电势差为
时，两极板间的距离变为
，两极
板始终保持水平正对。
a．请讨论上极板平衡位置可能的个数
的情况。
b．（选做）请在老师的帮助下，结合教材，指出一种可能的应用。
【答案】（1）a.不变b.
；（2）a.
，b.作出
图像，如答图1 所示，由图像可知，
从左到右，随着
的增加，相邻度间的电压差
（均相等）对应的质量增量
逐渐增大；（3）a.
、、
；b.可以做位移传感器。实际上这是一个可以在高压环境下工作的、精度很高的位移传感器的原理，
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但对材料的耐压程度要求较高
【详解】（1）a.又图1 乙可知
根据
以及
可得
即当开关断开时，电容器带电量不变，当两极板间距d 变化时，两板间场强E 不变；
b.当电容器A 所带电量为q 时，每个极板产生的电场强度为
可知下极板对上极板所产生的电场力的大小
（2）a. 根据平衡关系可知
mg=F
又
q=CU
可得
b.因
图像是开口向上的抛物线，可知由图像可知，从左到右，随着
的增加，相邻度间的电压差
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（均相等）对应的质量增量
逐渐增大；
（3）a.当两板间所加电压为U 时，设上极板所受弹簧弹力的变化量为∆F1，所受下极板的电场力为F2，稳
定时，根据平衡条件可知
∆F1=F2
根据胡克定律
根据（1）的结论可知
即
这是关于d 的三次方程，可通过图像确定其解的个数，如图
在F-d 坐标系只分别做出方程左端
的图像（图中的b1、b2和b3）和右端
的图像（图中曲线a）两个图像的交点的个数反映了方程解的个数，即上极板平衡位置的个数N；
直线b1和曲线a 相交，表明方程有2 个解，即上极板平衡的个数为N=2；
直线b2和曲线a 相切，表明方程有两1 个解，即上极板平衡的个数为N=1；
直线b3和曲线a 相离，表明没有交点，即上极板平衡的个数为N=0；
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综上所述，上极板平衡位置个数N=0、1、2。
b.可以做位移传感器。实际上这是一个可以在高压环境下工作的、精度很高的位移传感器的原理，但对材
料的耐压程度要求较高。
12．（2023·全国·高三专题练习）大多数传感器都是以物理原理为基础，将不易测量的非电学量转换成便
于测量的电学量。传感器的种类很多，应用也很广泛。
（1）金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这种性质可以制作温度传感器。某金属丝的阻值
随温度
变化的规律为
，其中
与
均为定值。将其连入图甲所示的电路中，已知电源电动势为
，内
阻为，电流表为理想电表。求电流表的示数
与温度的关系式。
（2）有些半导体材料具有压阻效应，即当沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化，利用这种性
质可以制作压力传感器。图乙所示为某半导体薄膜压力传感器的电阻
随其所受压力
变化的曲线。若将
电阻变化量的绝对值
与压力变化量的绝对值
的比值称为灵敏度。请你估算压力为1N 时该传感器
的灵敏度（结果保留两位有效数字）。
（3）为了研究随电梯一起运动的物体对电梯压力的变化规律，某同学将（2）中的压力传感器静置于电梯
地板上，并将质量为400g 的物体放在传感器上。在上升的电梯中，他利用手机中的加速度传感器测量了电
梯的加速度。某段时间内电梯在竖直方向的加速度
随时间变化的图线如图丙所示，其中以竖直向上为
的正方向。
取10m/s2。不考虑温度对传感器的影响，且压力变化时传感器可以迅速做出反应。估算在电
梯上升过程中，物体对电梯压力大小的变化范围，并从灵敏度的角度评估所选器材能否帮助他比较精确地
完成此项研究。
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【答案】（1）
；（2）
；（3）
，能非常精确地完成此项研究。
【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）由题可知，灵敏度等于图乙中曲线的斜率的绝对值，所以当F=1N 时，灵敏度为
（3）由图丙可知，电梯加速上升过程中的加速度
，减速上升过程中的加速度
。设
加速上升过程中电梯对物体的支持力为
，根据牛顿第二定律有
整理得
设减速上升过程中电梯对物体的支持力为
，根据牛顿第二定律有
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整理得
所以物体对电梯压力大小的变化范围为
有图乙可知，在此压力范围内传感器的灵敏度为
在
的压力范围内时，压力传感器的电阻变化量是
如此巨大的阻值变化，是很容易测量出来的，所以这些器材能够非常精确地完成此项研究。
13．（2023 秋·北京昌平·高三统考期末）传感器让我们的生活变得更加便利，其基本工作原理是把非电学
量转换为电学量，从而方便进行测量、传输和控制。
（1）为了测量储罐中某种不导电液体液面的高度，某同学利用平行板电容器制作了一个“液位监测仪”，
如图1 所示，将两块平行金属板竖直插入到该液体中，液体填充在两极板之间。两极板分别用导线接到数
字电容表上，数字电容表可显示出电容器的电容，从电容的变化就可以知道容器中液面高度的变化。当数
字电容表示数增大时，液面高度是上升还是下降？简要说明理由。
（2）如图2 所示为大型电子地磅电路图。不称物体时，滑片P 在
端，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
电流最小；称重物时，在压力作用下滑片P 下滑，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电流增大。将电流
表的电流刻度转换成对应的重力刻度，就可以读出被称物体的重力。已知电源电动势为
，内阻不计；滑
动变阻器
、
间距离为
，最大阻值等于定值电阻
的阻值；两根弹簧的总弹力大小与形变量成正比，
比例系数为
；电流表内阻不计。请推导所称重物的重力
的大小与电流
的关系式。
（3）利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图3 甲所示，在两块磁感应强度相同、N 极相对放置的磁
体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度为0，霍尔电压为0，将该点作为位移的
零点，当霍尔元件沿
方向移动时，同时通有如图3 乙所示的恒定电流
，由于不同位置处磁感应强度
不同，在
、
表面间产生的电势差
不同。在小范围内，两磁极间磁感应强度
的大小与位移
的大
小成正比，比例系数为
。已知该霍尔元件长为
，宽为
，厚为，单位体积中导电的电子数为
，电子
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的电荷量为。请推导霍尔元件
、
表面间的电势差
与位移
的关系式。
【答案】（1）见解析；（2）
；（3）
【详解】（1）根据平行板电容器电容决定式
由于液体不导电，所以液体相当于极板间的电介质，当数字电容表示数增大时，可知液面高度上升，使得
相对介电常数
变大，平行板电容器电容变大。
（2）设称重物时，在压力作用下使滑片P 下滑
，根据受力平衡可得
滑动变阻器接入电路的阻值为
根据闭合电路欧姆定律可得
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联立解得
（3）设电子在霍尔元件中的定向速度大小为，则有
根据电流微观表达式可得
联立解得
根据题意有
则有
考点05：变压器两端电路的动态分析（3 单选+2 多选）
一、单选题
1．（2023·河北唐山·开滦第一中学校考模拟预测）如图，一理想变压器的原线圈匝数固定，副线圈接入电
路的匝数可以通过滑动触头Q 调节。在原线圈一侧接有一只交流电流表，副线圈一侧由定值电阻R0和滑动
变阻器R 构成如图所示的电路。若在原线圈上加一电压为U 的交流电，则下列说法正确的是（ ）
A．保持Q 位置不动，将P 向下滑动时，电流表的读数变大
B．保持Q 位置不动，将P 向下滑动时，电流表的读数不变
C．保持P 位置不动，将Q 向下滑动时，电流表的读数变大
D．保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数不变
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【答案】A
【详解】AB．在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定；当Q 位置不动时，
副线圈输出电压
不变，此时P 向下滑动，滑动变阻器
接入电路电阻减小，则副线圈输出电流
变大，
根据输入功率等于输出功率，有
可知原线圈电流
变大，则电流表的读数变大，故A 正确，B 错误；
CD．P 位置不动，将Q 向下滑动时，副线圈的匝数
减少，根据
可知副线圈输出电压
减小，则副线圈输出电流
变小，根据输入功率等于输出功率，有
可知原线圈电流
变小，则电流表的读数变小，故CD 错误。
故选A。
2．（2023·福建宁德·福建省福安市第一中学校考一模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为
1 3∶，正弦交流电源的电压有效值恒为U = 12V，电阻R1 =1Ω，R2 =2Ω。若滑动变阻器接入电路的电阻为
7Ω，则（ ）
A．若向上移动P，电压表读数将变大
B．R1与R2消耗的电功率相等
C．通过R1的电流为6A
D．若向下移动P，电源输出功率将不变
【答案】C
【详解】A．若向上移动P，则R3电阻减小，副线圈回路中电流变大，原线圈回路中电流也变大，根据
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可知电源输出功率将变大，电阻R1的电压变大，变压器输入电压变小，次级电压变小，电压表读数将变小，
A 错误；
B．理想变压器原副线圈匝数之比为1:3，可知原副线圈的电流之比为3:1，根据
可知R1与R2消耗的电功率之比为9:2，B 错误；
C．设通过R1的电流为3I，则副线圈电流为I，原线圈输入电压为
根据匝数比可知副线圈输出电压为
，则有
解得
则通过R1的电流为
C 正确；
D．若向下移动P，则R3电阻减大，副线圈回路中电流变小，原线圈回路中电流也变小，根据
可知电源输出功率将变小， D 错误；
故选C。
3．（2023·甘肃张掖·高台县第一中学校考模拟预测）匝数N=10、电阻r=5Ω的线圈在匀强磁场中匀速转动，
穿过线圈的磁通量变化图像如图（a）所示。线圈通过电刷与变压器相连接如图（b）所示，R1为电阻箱，
R2为定值电阻，变压器为理想变压器，导线电阻不计，电压表、电流表均为理想电表，取π2=10。则下列
说法正确的是（ ）
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A．线圈转动产生的电动势的有效值为25V
B．当t=0.04s 时，电流表示数为零
C．当增大R1阻值时，R2的功率变大
D．当增大R1阻值时，电压表示数变小，副线圈两端电压变大
【答案】D
【详解】A．线圈转动产生的电动势的最大值为
电动势有效值为
故A 错误；
B．电流表示数是电流有效值，不为零，故B 错误；
C．变压器原线圈等效阻值为
当
变大时，变压器原线圈等效阻值变大，原线圈电流为
可知通过原线圈电流变小，原线圈两端电压为
可知原线圈两端电压变大，根据理想变压器电流关系
可知通过副线圈电流
变小，
的功率变小，故C 错误；
D．电压表所测电压为
可知电压表示数变小，根据理想变压器电压关系
可知副线圈两端电压变大，故D 正确。
故选D。
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二、多选题
4．（2023·福建泉州·泉州五中校考一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接
定值电阻
、理想电流表A 和理想电压表
，输入电压
；副线圈接定值电阻
，最大电阻为10Ω 的滑动变阻器
和理想电压表
。则下列说法正确的是（ ）
A．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，通过
的电流的频率变大
B．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电流表的读数变化范围为
A
C．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电压表
的读数变化范围为52~60V
D．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，电压表
的读数变化范围为0~20V
【答案】CD
【详解】A．理想变压器不改变交变电流的频率，即通过
的电流的频率不变，故A 错误；
BC．输入电压的有效值
由变压器原、副线圈的电压关系，得
由电流关系，得
联立可得
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其变化范围为
，则电压表
的示数为
其变化范围为52~60V，故B 错误，C 正确；
D．电压表
的示数为
其变化范围为0~20V，故D 正确。
故选CD。
5．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）如图所示为正弦交流电通过理想变压器对某家庭供电的电路图，线路电
阻为
。开关
、
均闭合时各用电器均正常工作。某时突然发现指示灯
亮度增加，可能的原因是（
）
A．输入电压
变大
B．输入电压
变小
C．开关
断开
D．电阻
变大
【答案】AC
【详解】A．输入电压
变大，则有副线圈输出电压U2变大，副线圈的总电流变大，指示灯
的电流变大，
亮度增加，A 正确；
B．输入电压
变小，则有副线圈输出电压U2变小，副线圈的总电流变小，指示灯
的电流变小，亮度减
小，B 错误；
C．开关
断开，副线圈的输出功率减小，副线圈的总电流减小，线路电阻
两端电压减小，副线圈输出
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电压不变，则有指示灯
两端电压增大，电流增大，亮度增加，C 正确；
D．电阻
变大，副线圈的总电流减小，指示灯
的电流减小，亮度减小，D 错误。
故选AC。
考点06：变压器的原理、应用以及远距离输电（3 单选+3 多选）
一、单选题
1．（2023·安徽·模拟预测）如图为远距离输电的原理图，升压变压器
、降压变压器
均为理想变压器，
的原、副线圈匝数比分别为
，输电线的总电阻为
。已知发电机输出电压为
、用户两端的电
压为
，则升压变压器
的输送功率为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】
的原、副线圈匝数比分别为
，输电线的总电阻为
。已知发电机输出电压为
、用户
两端的电压为
，则T1副线圈两端电压为
，T2原线圈两端电压为
，R0两端电压为
R0中电流为
则升压变压器
的输送功率为
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故选D。
2．（2023·江苏扬州·统考三模）远距离输电的原理图如图所示，发电机的输出功率为P，输电线上损失的
功率为P 线，变压器均为理想变压器，下列关系式正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】A．根据电压与匝数的关系有
故A 错误；
B．输电线路上损耗的电压
根据输电线上电压的关系有
解得
故B 错误；
C．输电线上损耗的功率
结合上述解得
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故C 错误；
D．发电机输出的功率为
故D 正确。
故选D。
3．（2023·四川巴中·南江中学校考模拟预测）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为
，原线
圈两端接
的交流电源，副线圈两端接
的负载电阻，电表均为理想交流电表．
则下列说法中正确的是（ ）
A．副线圈中输出交流电的频率为
B．副线圈中电压表的示数为
C．变压器的输入功率为
D．原线圈中的电流表A 的示数为
【答案】D
【详解】A．副线圈中输出交流电的频率应与原线圈相同为
选项A 错误；
B．初级电压的有效值为
副线圈中电压表的示数应为有效值，即
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选项B 错误；
C．变压器的输入功率应等于输出功率，即
选项C 错误；
D．由
的原线圈中的电流表
的示数为
选项D 正确。
故选D。
二、多选题
4．（2023·陕西宝鸡·统考二模）如图所示，为某小型发电站的输电示意图．发电站的输出功率为
，经升压变压器升压后，输出电压为
，发电站到用户的输电线总电阻为
，经过
降压变压器给一居民小区供电．已知变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．输电线路中的电流为
B．用户获得的功率为
C．若发电站的输出电压减半，线路损耗的电功率变为原来的4 倍
D．若用户所需电压为
，则降压变压器原、副线圈匝数比为
【答案】CD
【详解】A．输电线路中的电流为
故A 错误；
B．输电线的损失功率为
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用户获得的功率为
故B 错误；
C．输电线损失功率为
可见
不变，若输出电压减半，线路损耗的电功率变为原来的4 倍，故C 正确；
D．降压变压器副线圈的电流为
降压变压器原、副线圈匝数比为
故D 正确。
故选CD。
5．（2023·福建福州·福建省福州第一中学校考三模）图甲所示为可24 小时连续发电的敦煌100 兆瓦熔盐塔
式光热电站，太阳能光热发电被认为是具备成为基础负荷电源潜力的新兴能源应用技术，敦煌100 兆瓦熔
盐塔式光热电站借助良好的电网基础优势，将新能源不断输往全国各地。若该发电站输出正弦交流电，利
用图乙电路对各地进行远距离输电，变压器
、
均为理想变压器，输电线总电阻为R，发电站输出电压
有效值始终不变。下列说法正确的是（ ）
A．以100 兆瓦的功率运行，每天连续发电量为
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B．
为降压变压器，
为升压变压器
C．
的原线圈所用的导线应比副线圈所用的导线粗
D．
是升压变压器，
是降压变压器
【答案】CD
【详解】A．该光热电站每天连续发电量为
故A 错误；
BD．远距离交流输电，要先升压后降压，
为升压变压器，
为降压变压器，故B 错误，D 正确；
C．
为升压变压器，原线圈中的电流比副线圈中的电流大，原线圈所用导线较粗，故C 正确；
故选CD。
6．（2023·河南开封·统考一模）如图为一理想变压器，其中所接的4 盏灯泡规格均为“
，
”。当
接入电压
的电源时，4 盏灯均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比
B．电流在
时间内改变50 次方向
C．
D．变压器的输出功率为
【答案】AC
【详解】B．交流电的频率为50Hz，所以在1s 时间内方向要改变100 次，B 错误；
A．4 盏灯相同且均正常发光，所以加在灯泡两端的电压均为U，理想变压器的输入功率等于输出功率，则
有
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（I、U 分别为灯泡的额定电流和额定电压），得
根据
则有原、副线圈的匝数比n1∶n2∶n3=3 1 2
∶∶，A 正确；
C．电源电压的有效值为
则
V
C 正确；
D．变压器的输出功率等于副线圈各用电器功率之和，即三个灯泡的功率之和15W，D 错误。
故选AC。
57
