專題10交變電流和傳感器一、單選題1．（2024·北京·高考）如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規格為“6V，3W”的燈泡。若燈泡正常發光，下列說法正確的是（

）A．原線圈兩端電壓的有效值為B．副線圈中電流的有效值為0.5AC．原、副線圈匝數之比為1∶4D．原線圈的輸入功率為12W【答案】B【詳解】A．由題圖知，原線圈電壓最大值為，則原線圈兩端電壓的有效值為故A錯誤；B．燈泡正常發光，由P=UI得，副線圈中電流有效值為故B正確；C．由理想變壓器電壓與匝數關系可知故C錯誤；D．理想變壓器沒有能量損失，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率P1=PL=3W故D錯誤。故選B。2．（2024·北京·高考）如圖所示為一個加速度計的原理圖。滑塊可沿光滑桿移動，滑塊兩側與兩根相同的輕彈簧連接；固定在滑塊上的滑動片M下端與滑動變阻器R接觸良好，且不計摩擦；兩個電源的電動勢E相同，內阻不計。兩彈簧處于原長時，M位于R的中點，理想電壓表的指針位于表盤中央。當P端電勢高于Q端時，指針位于表盤右側。將加速度計固定在水平運動的被測物體上，則下列說法正確的是（）A．若M位于R的中點右側，P端電勢低于Q端B．電壓表的示數隨物體加速度的增大而增大，但不成正比C．若電壓表指針位于表盤左側，則物體速度方向向右D．若電壓表指針位于表盤左側，則物體加速度方向向右【答案】D【詳解】A．由題意可知，M位于R中點位置時與兩電源間的電勢相等，設R的中點電勢為零，則M位于R的中點右側，P端電勢高于Q端電勢，A錯誤；B．由歐姆定律及電阻定律可知，P端與Q端電勢差與指針偏離R中點的距離x成正比，B錯誤；C．已知電壓表指針位于表盤左側，只能確定加速度的方向，不能確定速度的方向，C錯誤；D．已知電壓表指針位于表盤左側，滑塊左側彈簧壓縮、右側彈簧伸長，滑塊所受合力向右，故物體加速度方向向右，D正確。故選D。3．（2023·北京·高考）自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發光的是（

）A．僅增加原線圈匝數 B．僅增加副線圈匝數C．將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍 D．將兩個3.8V小燈泡并聯起來接入副線圈【答案】B【詳解】A．由知，僅增加原線圈匝數，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發光，故A錯誤；B．由知，僅增加副線圈匝數，副線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發光，故B正確；C．由知，將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發光，故C錯誤；D．將兩個3.8V小燈泡并聯，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發光，故D錯誤。故選B。4．（2022·北京·高考）某理想變壓器的原線圈接在的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為，輸出電流為。該變壓器（）A．原、副線圈的匝數之比為100：1 B．輸入電流為C．輸入電流的最大值為 D．原、副線圈交流電的頻率之比為1：100【答案】B【詳解】A．原、副線圈的匝數之比為故A錯誤；B．根據可得輸入電流為故B正確；C．輸入電流的最大值為故C錯誤；D．變壓器不會改變交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1∶1，故D錯誤。故選B。5．（2022·北京·高考）某同學利用壓力傳感器設計水庫水位預警系統。如圖所示，電路中的和，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當a、b兩端的電壓大于時，控制開關自動開啟低水位預警；當a、b兩端的電壓小于（、為定值）時，控制開關自動開啟高水位預警。下列說法正確的是（）A．B．為壓力傳感器C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預警時的水位越低D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預警時的水位越高【答案】C【詳解】AB．題意可知水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。控制開關自動開啟低水位預警，此時水位較低，壓力傳感器的電阻值較大，由于a、b兩端此時的電壓大于，根據串聯電路電壓分部特點可知，為壓力傳感器，故高水位時壓力傳感器的電阻值越小，壓力傳感器兩端電壓變小，，AB錯誤；CD．根據閉合電路歐姆定律可知，a、b兩端的電壓為若定值電阻的阻值越大，當開啟低水位預警時a、b兩端的電壓大于時，壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低；當a、b兩端的電壓小于時開啟高水位預警時，壓壓力傳感器阻值需要越大，則水位越低。C正確，D錯誤。故選C。6．（2021·北京·高考）一正弦式交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．在t0.4s時電流改變方向 B．該交變電流的周期為0.5sC．該交變電流的表達式為 D．該交變電流的有效值為【答案】C【詳解】A．由圖可知t0.4s時電流為正方向最大，電流方向沒有發生變化，故A錯誤；B．由圖可知，該交變電流的周期為T=0.4s，故B錯誤；C．由圖可知，電流的最大值為，角速度為故該交變電流的表達式為故C正確；D．該交變電流的有效值為故D錯誤。故選C。7．（2020·北京·高考）如圖所示，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，副線圈接三個阻值相同的電阻R，不計電表內電阻影響。閉合開關S后（）A．電流表的示數減小B．電壓表的示數減小C．電壓表的示數不變D．電流表的示數不變【答案】A【詳解】開關S閉合時，副線圈總的電阻減小，由于變壓器的匝數比和輸入的電壓都不變，所以輸出的電壓也不變，即V1示數不變，但因副線圈的總電阻減小，則副線圈的總電流增大，則原線圈的電流增大，故A1的示數變大；由于副線圈的電流增大，故串聯在副線圈的電阻R兩端的電壓增大，而副線圈的總電壓不變，所以副線圈并聯部分的電壓減小，即的示數減小，故電流表的示數減小，故A正確，BCD錯誤。故選A。一、單選題1．（2024·北京海淀·統考一模）圖1是某燃氣灶點火裝置的原理圖。轉換器將直流電壓轉換為圖2所示的正弦交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數分別為n?、n?。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發電火花進而點燃氣體。取=1.4，下列說法正確的是（）A．開關閉合后電壓表的示數為5VB．才能實現點火C．才能實現點火D．將鋼針替換為鋼球，更容易引發電火花【答案】B【詳解】A．電壓表顯示的是有效值，由題圖可知，其正弦式交流電的最大值為5V，所以其有效值為故A錯誤；BC．有題意可知，瞬時電壓大于5000V即火花放電，也就是副線圈輸出電壓最大值由于是理想變壓器有所以實現燃氣灶點火的條件是故B正確，C錯誤；D．引發電火花利用的是尖端放電，所以鋼針更容易引發電火花，故D錯誤。故選B。2．（2024·北京西城·統考一模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比為10∶1，原線圈接220V的正弦交流電源，副線圈接的負載電阻，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（

）A．電流表的示數為4.0AB．電壓表的示數為31.1VC．若負載電阻的阻值減小，電壓表的示數減小D．若負載電阻的阻值減小，變壓器的輸入功率增大【答案】D【詳解】AB．原線圈接220V的正弦交流電源，根據理想變壓器原、副線圈電壓表等于匝數比可得副線圈的輸出電壓為V則電壓表的示數為22V，根據歐姆定律可得A故AB錯誤；C．電壓表的示數由原線圈電壓和線圈匝數之比決定，則若負載電阻的阻值減小，電壓表的示數不變，故C錯誤；D．若負載電阻減小，根據可知副線圈的輸出功率變大，原線圈的輸入功率也變大，故D正確。故選D。3．（2024·北京東城·統考一模）如圖所示，在勻強磁場中有一電阻忽略不計的矩形線圈，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產生的正弦交流電的感應電動勢e隨時間t的變化如圖甲所示，把該交流電輸入到圖乙中理想變壓器的A、B兩端。為熱敏電阻（已知其電阻隨溫度升高而減小），R為定值電阻，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是（）A．變壓器A、B兩端電壓的瞬時值表達式為B．圖甲中時，穿過線圈的磁通量為0C．溫度升高后，電壓表與示數的比值不變D．溫度降低后，變壓器的輸入功率減小【答案】D【詳解】A．根據圖甲可知，則故變壓器原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為故A錯誤；B．在圖甲的t=0.01s時刻，e=0，此時矩形線圈平面與磁場方向垂直，磁通量最大，故B錯誤；C．理想變壓器匝數不變，輸入電壓不變，則電壓表V1示數不變，副線圈兩端的電壓U2不變。Rt處溫度升高時，Rt阻值減小，則根據閉合電路歐姆定律可知副線圈回路中的電流I2減小。電壓表V2測量Rt的電壓，根據串并聯電路規律及歐姆定律有則電壓表V2示數減小，故電壓表V1示數與V2示數的比值變大，故C錯誤；D．理想變壓器匝數不變，輸入電壓不變，副線圈兩端的電壓U2不變。Rt處溫度降低時，Rt阻值變大，則變壓器的輸出功率為輸出功率變小。理想變壓器輸入功率等于輸出功率，故變壓器的輸入功率減小，故D正確。故選D。4．（2024·北京朝陽·統考一模）某發電廠原來用11kV的交變電壓輸電，后來改用升壓變壓器將電壓升到220kV輸電，輸入功率都是P。若輸電線路的電阻為R，變壓器為理想變壓器。下列說法正確的是（）A．根據公式，提高電壓后輸電線上的電壓損失變為原來的20倍B．根據公式，提高電壓后輸電線上的電流增大為原來的20倍C．根據公式，提高電壓后輸電線上的功率損失減小為原來的D．根據公式，提高電壓后輸電線上的功率損失增大為原來的400倍【答案】C【詳解】AB．輸電線上的電流為可知提高電壓后輸電線上的電流減小為原來的。輸電線上的電壓損失為可知提高電壓后輸電線上的電壓損失變為原來的。故AB錯誤；CD．根據公式提高電壓后輸電線上的功率損失減小為原來的。故C正確；D錯誤。故選C。5．（2024·北京豐臺·統考一模）一正弦式交流電的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．此交流電的頻率為25HzB．用其給100Ω的電阻供電，電阻消耗的功率為484WC．用其給以額定功率1000W工作的電吹風供電，電路中的電流約為3.2AD．用其給線圈電阻為10Ω的電動機供電，電動機正常工作時的電流為22A【答案】B【詳解】A．由圖可知，此交流電的周期為0.02s，則此交流電的頻率故A錯誤；B．此交流電電壓的有效值用其給100Ω的電阻供電，電阻消耗的功率故B正確；C．用其給以額定功率1000W工作的電吹風供電，電路中的電流約為故C錯誤；D．當電路中接入阻值為10Ω的電阻時，電路中的電流接入電動機后，電路為非純電阻電路，電路中的電流不等于22A，故D錯誤。故選B。6．（2024·北京石景山·統考一模）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數之比為100：1，其原線圈兩端接入正弦式交變電壓u，u=311sin100πtV，副線圈通過交流電流表與變阻器R相連。若不考慮交流電壓表和交流電流表內阻的影響，則下列說法正確的是（）A．交流電壓表的示數為3.11VB．滑動變阻器的滑片向下滑動，交流電壓表的示數減小C．滑動變阻器的滑片向下滑動，交流電流表的示數增大D．滑動變阻器的滑片向下滑動，變壓器的輸入功率減小【答案】C【詳解】A．交流電的電壓有效值為根據可得因此故A錯誤；B．由于原線圈的電壓保持不變，匝數比不變，無論滑動變阻器阻值如何變化，副線圈兩端的電壓也保持不變，故B錯誤；C．當滑動變阻器的滑片向下滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，由于副線圈兩端的電壓不變，因此副線圈電流增大，電流表的示數增大，故C正確；D．根據結合C選項分析可知當滑動變阻器的滑片向下滑動時，滑動變阻器消耗的功率增大，因此變壓器的輸入功率增大，故D錯誤。故選C。7．（2024·北京通州·統考一模）如圖所示，變壓器為理想變壓器，原線圈接有效值恒定的交流電源及理想電表A，副線圈接定值電阻、滑動變阻器R及理想電表V。若將滑動變阻器的滑片向b端移動，則（??）A．A示數變大 B．A示數不變 C．V示數變大 D．V示數不變【答案】A【詳解】AB．理想變壓器副線圈的電壓由原線圈電壓決定，原線圈電壓不變，副線圈的電壓也不變，若將滑動變阻器的滑片向b端移動，滑動變阻器接入電路中的電阻減小，副線圈電流增大，根據原線圈電流增大，A示數變大，故A正確，B錯誤；CD．副線圈的電壓不變，副線圈電流增大，則兩端電壓增大，則滑動變阻器電壓減小，V示數變小，故CD錯誤。故選A。8．（2024·北京順義·統考一模）如圖所示為蘋果自動分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質量標準自動分揀為大蘋果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在壓力傳感器R1上。R1所受壓力越大阻值越小，當R2兩端電壓超過某一值時，使控制電路接通，電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵。該控制電路中包含保持電路，能夠確保蘋果在分揀板上運動時電磁鐵始終保持吸動狀態。下列說法正確的是（）A．為了選出質量更大的蘋果可以增加纏繞電磁鐵線圈的匝數B．為了選出質量更大的蘋果可以將電源A的輸出電壓減小C．為了選出質量更大的蘋果可以增大R2的阻值D．質量大的蘋果將進入上通道【答案】B【詳解】D．大蘋果通過托盤秤時，兩端的電壓達到放大電路的激勵電壓，使放大電路中的電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵，大蘋果進入下面的通道，故D錯誤；A．為了選出質量更大的蘋果，就要保持電磁鐵的磁性不變，而因壓力越大，電阻R1越小，此時回路中的電流就越大，而要保持電磁鐵的磁性不變，只需要減小纏繞電磁鐵線圈的匝數，故A錯誤；B．為了選出質量更大的蘋果，就要使得R2兩端電壓保持不變，因R1減小，而其他條件不變的情況下，只能減小和傳感器R1相連接電路中電源A的輸出電源，故B正確；C．為了選出質量更大的蘋果，就要使得R2兩端電壓保持不變，因壓力越大，電阻R1越小，此時回路中的電流就越大，R2的電壓就會變得更大，則要想保持R2的電壓和原來一致，則只適當減小R2的阻值，故C錯誤。故選B。9．（2024·北京房山·統考一模）如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中勻速轉動可以產生交變電流，其電動勢e隨時間變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻，電阻。則（）A．時，線圈與中性面垂直B．線圈轉動一周，電流的方向改變一次C．電阻R兩端電壓為10VD．電阻R在10s內產生的熱量為90J【答案】D【詳解】A．時，電動勢為零，線圈平面處于中性面處，故A錯誤；B．線圈轉動一周的時間為一個周期，由圖可知一個周期內電流的方向改變兩次，故B錯誤；C．交流電電動勢的有效值根據串聯電路分壓原理可知電阻R兩端電壓故C錯誤；D．電阻R在10s內產生的熱量故D正確。故選D。10．（2024·北京門頭溝·統考一模）如圖是一個正弦式交變電流i隨時間t變化的圖像。下列說法正確的是（）A．交變電流的周期為0.25s B．交變電流的有效值為C．在時交變電流方向發生改變 D．該交變電流的表達式為【答案】C【詳解】AB．根據電流i隨時間t變化的圖像可知周期為峰值為有效值為故AB錯誤；C．根據交變電流變化規律知線圈每通過中性面一次，電流方向改變一次，在時電流為零，該時刻線圈在中性面，所以在時交變電流方向發生改變，故C正確；D．由A選項知峰值，周期，角速度為由圖像知初相為得該交變電流的表達式為故D錯誤。故選C。11．（2024·北京延慶·統考一模）將的電壓輸入如圖所示的理想變壓器的原線圈，原副線圈的匝數之比為，。下列說法正確的是（）A．該交流電的頻率為100HzB．閉合開關S后，電阻R消耗的電功率為16WC．閉合開關S后，電流表的讀數為2AD．斷開開關S后，副線圈的輸出電壓為0【答案】B【詳解】A．根據瞬時值的表達式可知，該交流電的頻率為故A錯誤；C．由瞬時值的表達式可知，原線圈的電壓最大值為，所以原線圈的電壓的有效值為220V，根據變壓器電壓關系有可得副線圈上的電流為電流表的讀數為原線圈的電流，根據變壓器電流關系有可得故C錯誤；B．電阻消耗的功率為故B正確；D．斷開S后，不影響副線圈電壓，根據可知副線圈電壓不為0，故D錯誤。故選B。12．（2024·北京西城·統考二模）如圖為交流發電機的示意圖，N、S極間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，矩形線圈ABCD繞垂直于磁場的軸沿逆時針方向勻速轉動，發電機的電動勢隨時間的變化規律為，外電路接有阻值的定值電阻，線圈電阻不計，下列說法正確的是（

）A．電流變化的周期為0.01s B．電流表的示數為2AC．線圈經過圖示位置，電流方向改變 D．線圈在圖示位置時，產生的電動勢為20V【答案】D【詳解】A．由可知解得電流變化的周期故A錯誤；B．由可知電壓的有效值為電流表的示數故B錯誤；C．線圈經過中性面時，電流方向改變，圖示位置為與中性面垂直的位置，電流方向不變，故C錯誤；D．線圈在圖示與中性面垂直的位置時，產生的電動勢最大，為20V。故D正確。故選D。13．（2024·北京西城·統考二模）如圖所示為交流發電機的示意圖，裝置中兩磁極之間產生的磁場可近似為勻強磁場，磁感應強度為B。匝數為n、面積為S的矩形線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，角速度為，回路中總電阻為R。下列說法正確的是（）A．線圈在圖示位置時通過線圈的磁通量為0B．從圖示位置開始計時感應電動勢瞬時值的表達式為C．回路中電流的有效值為D．回路中的電功率為【答案】C【詳解】A．線圈在圖示位置時通過線圈的磁通量最大為BS，故A錯誤；B．從圖示位置開始計時感應電動勢瞬時值的表達式為故B錯誤；C．回路中的電動勢有效值為回路中電流的有效值為故C正確；D．根據電功率的公式可知故D錯誤；故選C。14．（2024·北京順義·統考三模）如圖，一交流發電機中，矩形導線框ABCD繞垂直于磁場的軸勻速轉動，并與理想變壓器原線圈相連。變壓器原、副線圈匝數之比，副線圈接入一規格為“6V；12W”的小燈泡時，小燈泡恰好正常發光，導線框、輸電導線電阻均不計，下列說法正確的是（）A．圖示位置穿過導線框的磁通量最大B．導線框產生電動勢的最大值為60VC．通過原線圈電流的有效值為0.2AD．原、副線圈