（江蘇專版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十一 交變電流 傳感器課件.ppt

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1、專題十一交變電流傳感器,高考物理(江蘇專用),考點一交變電流的產(chǎn)生及描述 1.(2017江蘇單科,7,4分)(多選)某音響電路的簡化電路圖如圖所示,輸入信號既有高頻成分,也有低頻成分,則() A.電感線圈L1的作用是通高頻 B.電容器C2的作用是通高頻,五年高考,A組自主命題江蘇卷題組,C.揚聲器甲用于輸出高頻成分 D.揚聲器乙用于輸出高頻成分,答案BD電感線圈具有“阻高頻通低頻”的特性,電容器具有“通交流隔直流”“通高頻阻低頻”的特性,當(dāng)輸入端既有高頻成分,也有低頻成分時,低頻成分通過電感L1,到達揚聲器甲,高頻成分通過電容C2,到達揚聲器乙,選項B、D正確。,規(guī)律總結(jié)分析電路,識記電感、

2、電容的特性。,,,2.(2012江蘇單科,13,15分)某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置,如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為 ,磁場均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的 邊長ab=cd=l、bc=ad=2l。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動,bc和ad邊同時進入磁場。在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直。線圈的總電阻為r,外接電阻為R。求: (1)線圈切割磁感線時,感應(yīng)電動勢的大小Em; (2)線圈切割磁感線時,bc邊所受安培力的大小F; (3)外接電阻上電流的有效值I。,解析(1)bc、ad邊的運動速度v= 感應(yīng)電動勢Em=4N

3、Blv 解得Em=2NBl2 (2)電流Im=,安培力F=2NBIml 解得F= (3)一個周期內(nèi),通電時間t=T R上消耗的電能W=Rt且W=I2RT 解得I=,答案(1)2NBl2(2)(3),,1.(2018課標(biāo),16,6分)一電阻接到方波交流電源上,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交流電源上,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為u0,周期均為T,如圖所示。則Q方Q正等于() A.1B.1C.12D.21,B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組,答案D本題考查交變電流的有效值及焦耳定律。根據(jù)交變電流有效值的定義及焦耳定律可得,Q方=+=T,Q正=T=T,故=,選

4、項D正確。,易錯點撥正弦式交變電流的有效值是其峰值的,其他交流電的有效值和峰值間一般不存 在該關(guān)系。,,2.(2015四川理綜,4,6分)小型手搖發(fā)電機線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場視為勻強磁場,方向垂直于線圈中心軸OO,線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,不計線圈電阻,則發(fā)電機輸出電壓() A.峰值是e0B.峰值是2e0 C.有效值是 Ne0D.有效值是 Ne0,答案D發(fā)電機輸出電壓峰值是2Ne0,A、B錯誤;有效值是2Ne0=Ne0,C錯誤,D正確。,3.(2017天津理綜,6,6分)(多選)在勻強磁場中,一個100

5、匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 ,則() A.t=0時,線圈平面平行于磁感線 B.t=1 s時,線圈中的電流改變方向 C.t=1.5 s時,線圈中的感應(yīng)電動勢最大 D.一個周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為82 J,答案AD本題考查正弦交流電的產(chǎn)生、有效值,焦耳熱。由-t圖可知,t=0時,=0,則線圈平面平行于磁感線,選項A正確;t=1 s時=0,此時電動勢最大,t=0.5 s和t=1.5 s時,最大,此時電動勢為0,電流改變方向,選項B、C錯誤;交流電電動勢的最大值Em=nBS=nm=4 V,有效 值E=Em=2 V,

6、一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量Q=T=82 J,D正確。,疑難突破由E=n知隨時間按正弦規(guī)律變化,則E隨時間按余弦規(guī)律變化。電流改 變方向的時刻在E=0時刻,即最大時刻。計算電流產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)使用電動勢的有效值。,,4.(2016課標(biāo),21,6分)(多選)如圖,M為半圓形導(dǎo)線框,圓心為OM;N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框,圓心為ON;兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi);兩圓弧半徑相等;過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場,磁場方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始,分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸,以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動,則() A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電 B.兩導(dǎo)線框中感

7、應(yīng)電流的周期都等于T C.在t=時,兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等,D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時,兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相 等,答案BC本題中導(dǎo)線框的半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線時產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流,故A項錯誤;兩導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期與線框轉(zhuǎn)動周期相同,B項正確;在t=時,兩導(dǎo)線框切割磁感線 的導(dǎo)線長度相同,且切割速度大小相等,故產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等,均為E=BR2,C項正確;兩 導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨時間變化的圖像如圖所示,故兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值不相等,D項錯誤。,疑難突破設(shè)M導(dǎo)線框中的電流有效值為IM,則rT=2r,得IM=;設(shè)N導(dǎo)線框中 電流有效值為IN,則rT=2r,得IN=,故I

8、M=IN。,,A.兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合 B.曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23 C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25 Hz D.曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V,C組教師專用題組 (2014天津理綜,7,6分)(多選)如圖1所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖2中曲線a、b所示,則( ),答案AC由題圖2知t=0時兩次轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的瞬時電動勢都等于零,故A正確。由圖2知兩次轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的周期之比TaTb=23,再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n=得nanb=32,故 B錯誤。因Ta=410-2 s,故fa=

9、=25 Hz,C正確。因Ema=15 V,而Em=NBS=,故Emb=Ema=1 0 V,Eb==5 V,D錯誤。,評析本題考查了交變電動勢的產(chǎn)生及描述,涉及交變電動勢的四值及其圖像。條件設(shè)置較為隱蔽,陷阱設(shè)置比較巧妙,對考生的分析能力要求較高,試題難度中等。,,考點二變壓器遠距離輸電傳感器 A組自主命題江蘇卷題組 1.(2018江蘇單科,2,3分)采用220 kV高壓向遠方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時,為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應(yīng)變?yōu)?) A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV,答案C本題考查電能的輸送。由P送=U送I線和P損=R線得,P損=R線。因

10、為P送和R線一 定,要使P損=P損,結(jié)合上式得,U送=2U送=440 kV,C項正確。,規(guī)律總結(jié)輸電線路功率損失的計算方法 (1)P損=P送-P,P送為輸送的功率,P為用戶得到的功率。 (2)P損=R線,I線為輸電線路上的電流,R線為輸電線電阻。 (3)P損=,U為輸電線路上損失的電壓,R線為輸電線電阻。 (4)P損=UI線,U為輸電線路上損失的電壓,I線為輸電線路上的電流。,,,2.(2016江蘇單科,4,3分)一自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時,c、d間的輸出

11、電壓為U2。在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中() A.U2U1,U2降低B.U2U1,U2升高 C.U2

12、變?yōu)?10 V。已知變壓器原線圈匝數(shù)為800,則副線圈匝數(shù)為() A.200B.400C.1 600D.3 200,答案B由理想變壓器的變壓比等于匝數(shù)比,即=,解得n2=n1=400,選項B正確。,考查點本題考查考生對理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系的理解與應(yīng)用,屬于中等難度題。,易錯警示有少數(shù)考生把=的比例關(guān)系記反了,從而錯選C,真是遺憾啊!,,,4.(2014江蘇單科,3,3分)遠距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器,則下列關(guān)系式中正確的是() A.=B.I2= C.I1U1=RD.

13、I1U1=I2U2,考查點本題考查考生對遠距離輸電、理想變壓器的理解,以及對歐姆定律、電功率等知識的應(yīng)用,屬于中等難度題。,答案D由理想變壓器可知=,選項A錯;I2=,而U2=UR+U3,故I2<,B錯;P入=P出,即U1I1= U2I2,而U2I2R,C項錯,D項正確。,錯解分析易錯選B和C,原因是沒有真正理解遠距離輸電的過程、原理,而將升壓變壓器的副線圈后面的電路當(dāng)成了純電阻電路。,,5.(2011江蘇單科,6,4分)(多選)美國科學(xué)家Willard S.Boyle與George E.Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲2009年度諾貝爾物理學(xué)獎。CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的

14、傳感器。下列器件可作為傳感器的有() A.發(fā)光二極管B.熱敏電阻 C.霍爾元件D.干電池,答案BC傳感器是能夠把一些非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的元件。發(fā)光二極管是通電能夠發(fā)光的元件,A錯誤;熱敏電阻是溫度變化引起電阻變化的元件,B正確;霍爾元件是磁場能夠引起電壓變化的元件,C正確;干電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的器件,D錯誤。,評析本題屬于簡單題,考查傳感器的定義。這就要求同學(xué)們在復(fù)習(xí)的時候不能忽視任何一個知識點,對課本的復(fù)習(xí)要全面細致。,,,6.(2013江蘇單科,8,4分)(多選)如圖所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時,燈泡L能發(fā)光。要使燈泡變亮,可以采取的方法有(

15、) A.向下滑動P B.增大交流電源的電壓 C.增大交流電源的頻率 D.減小電容器C的電容,答案BC向下滑動P,變壓器副線圈電壓降低,燈泡變暗,A錯誤;增大交流電源電壓,副線圈電壓升高,燈泡變亮,B正確;增大交流電源頻率,電容器容抗減小,電流變大,燈泡變亮,C正確;減小電容器的電容,容抗增大,電流減小,燈泡變暗,D錯誤。,考查點本題考查變壓器的原理、電容器對交變電流的影響、閉合電路歐姆定律等知識,屬于中等難度題。,易錯警示易漏選C,原因是不知道交變電流的頻率越高,電容器對電流的阻礙作用越小。,,7.(2012江蘇單科,7,4分)(多選)某同學(xué)設(shè)計的家庭電路保護裝置如圖所示,鐵芯左側(cè)線圈L1由火

16、線和零線并行繞成。當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時,電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K,從而切斷家庭電路。僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場,下列說法正確的有(),A.家庭電路正常工作時,L2中的磁通量為零 B.家庭電路中使用的電器增多時,L2中的磁通量不變 C.家庭電路發(fā)生短路時,開關(guān)K將被電磁鐵吸起 D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時,開關(guān)K將被電磁鐵吸起,答案ABD電路正?；蚨搪窌r,火線和零線中通過的電流大小相等、方向相反,故L1中火線與零線中電流產(chǎn)生的磁場相抵消,鐵芯中的磁通量為零,L2中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,電磁鐵中也就無電流,開關(guān)K不會被吸起。由上述分析可知,A、B項正確,C項錯誤。當(dāng)?shù)孛嫔系?/p>

17、人接觸火線發(fā)生觸電時,火線與零線中的電流大小不再相等,則L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁鐵也就能把開關(guān)K吸起,即D正確。,8.(2011江蘇單科,13,15分)圖甲為一理想變壓器,ab為原線圈,ce為副線圈,d為副線圈引出的一個接頭,原線圈輸入正弦式交變電壓的uab-t圖像如圖乙所示。若只在ce間接一只Rce=400 的電阻,或只在de間接一只Rde=225 的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W。 甲 乙,(1)請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式; (2)求只在ce間接400 電阻時,原線圈中的電流I1; (3)求ce和de間線圈的匝數(shù)比。,答案(1)uab=400

18、sin 200t (V) (2)0.28 A(或 A) (3),,解析(1)由題圖乙知=200 rad/s 電壓瞬時值uab=400 sin 200t (V) (2)電壓有效值U1=200 V 理想變壓器P1=P2 原線圈中的電流I1= 解得I10.28 A(或 A) (3)設(shè)ab間匝數(shù)為n1 = 同理= 由題意知= 解得=,代入 數(shù)據(jù)得=,評析本題綜合考了交流電與變壓器問題,抓住=、P1=P2及P=UI等重要關(guān)系是解題的 關(guān)鍵。,1.(2018天津理綜,4,6分)教學(xué)用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想

19、交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?則() A.R消耗的功率變?yōu)镻B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過R的交變電流頻率不變,B組統(tǒng)一命題、省(區(qū)、市)卷題組,答案B本題考查正弦交流電的產(chǎn)生原理、理想變壓器。由正弦交流電的產(chǎn)生原理可知,其電動勢的最大值Em=NBS,而=2n,有效值E=Em,線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?則U1=E變?yōu)樵?來的。由=知U2變?yōu)樵瓉淼?電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?選項B正確;R消耗的功率P= ,故R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?選項A錯誤;由P入=P出得,U1I1=,故I1變?yōu)樵瓉淼?即電流表 讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?選項C錯誤;

20、變壓器不改變交變電流的頻率,故通過R的交變電流頻率變?yōu)?原來的,選項D錯誤。,解題關(guān)鍵正弦交流電的最大值與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,理想變壓器的電流、電壓及功率的決定關(guān)系,是解答此題的關(guān)鍵。,,2.(2017北京理綜,16,6分)如圖所示,理想變壓器的原線圈接在u=220 sin 100t(V)的交流電 源上,副線圈接有R=55 的負載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為21,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是() A.原線圈的輸入功率為220 W B.電流表的讀數(shù)為1 A C.電壓表的讀數(shù)為110 V D.副線圈輸出交流電的周期為50 s,答案B本題考查交變電流、變壓器。由題知,變壓器的輸入電壓U1= V

21、=220 V,所以 U2=U1=110 V;副線圈電流I2==2 A,原線圈電流I1=I2=1 A。本題中電壓表、電流表的讀 數(shù)為有效值,故B項正確,C項錯誤;原線圈輸入功率P1=U1I1=220 W,A項錯誤;交流電的周期T== s=0.02 s,D項錯誤。,易錯點撥交流電的最大值與有效值,1.在正弦交流電中,U=。,2.在交流電路中,電表的讀數(shù)為有效值。,,3.(2016課標(biāo),16,6分)一含有理想變壓器的電路如圖所示,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ,為理想交流電流表,U為正弦交流電壓源,輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S 斷開時,電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時,電流表的示

22、數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 () A.2B.3C.4D.5,誤區(qū)警示變壓器原線圈上串聯(lián)電阻之后,屬于非純電阻電路,不能在含有線圈的電路中應(yīng)用歐姆定律。要計算原線圈上消耗的功率,只要計算出副線圈電阻上消耗的功率即可。,答案B設(shè)原、副線圈匝數(shù)比為n,根據(jù)能量守恒,當(dāng)S斷開時,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);當(dāng)S閉合時,4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,聯(lián)立解得n=3,所以B正確。,,1.(2016四川理綜,2,6分)如圖所示,接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電,如果將原、副線圈減少相同匝數(shù),其他條件不變,則() A.小燈泡變亮 B.小燈泡變暗 C.原、副線圈兩

23、端電壓的比值不變 D.通過原、副線圈電流的比值不變,C組教師專用題組,答案B由=得U2=U1 由=得 U2=U1 由/得:==,因為n2

24、B.原、副線圈匝數(shù)比為19 C.此時a和b的電功率之比為91 D.此時a和b的電功率之比為19,答案AD由題意知U=10U燈,a、b均正常發(fā)光,則變壓器輸入電壓U1=9U燈,而輸出電壓U2=U燈,所以原、副線圈匝數(shù)比n1n2=U1U2=91;而I1I2=n2n1=19,所以兩燈功率之比PaPb=U燈I1U燈I2=19,選項A、D正確。,審題指導(dǎo)兩燈均正常發(fā)光,Ua=Ub=U燈,U=Ua+U1=10U燈,則U1=9U燈。,,3.(2015福建理綜,15,6分)圖為遠距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Um sin t

25、的交流電源,若輸送電功率為P,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,則輸電線上損失的電功率為() A.()B.() C.4()2()2rD.4()2()2r,答案CT的輸入電壓U1=,則P=U1I1,I1==,又因為=,所以I2=I1=,則 輸電線上損失的電功率P損=2r=4()2()2r,C項正確。,,4.(2014廣東理綜,19,6分)(多選)如圖所示的電路中,P為滑動變阻器的滑片,保持理想變壓器的輸入電壓U1不變,閉合電鍵S,下列說法正確的是() A.P向下滑動時,燈L變亮 B.P向下滑動時,變壓器的輸出電壓不變 C.P向上滑動時,變壓器的輸入電流變小 D.P向上滑動時,變壓器的輸

26、出功率變大,答案BD對于理想變壓器U2=U1,U1不變則U2不變,與調(diào)節(jié)P無關(guān),故B正確。又UL=U2,所以 燈的亮度不變,A錯。P向上滑動時RP減小,則R總減小,P出=增大,P入=P出=U1I1,所以I1增大,可知 C錯誤,D正確。,,5.(2014山東理綜,17,6分)(多選)如圖,將額定電壓為60 V的用電器,通過一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開關(guān)S后,用電器正常工作,交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A。以下判斷正確的是() A.變壓器輸入功率為484 W B.通過原線圈的電流的有效值為0.6 A C.通過副線圈的電流的最大值為2.2 A D.

27、變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2=113,答案BD對于理想變壓器,P入=P出,所以輸入功率P入=602.2 W=132 W,A錯。I1== A =0.6 A,B正確。通過副線圈的電流的最大值I2m=I2=2.2 A,C錯誤。變壓器原、副線圈匝 數(shù)比n1n2=U1U2=113,D正確。,,6.(2015天津理綜,6,6分)(多選)如圖所示,理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表,副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié),在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R,P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電,則() A.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變大 B.保持Q的位

28、置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變小,答案BC保持Q位置不動,則副線圈兩端電壓U2不變,P向上滑動,則R增大,副線圈電流I2減小,由P1=UI1=U2I2,可知I1減小,電流表讀數(shù)減小,A錯誤,B正確。保持P位置不動,則R不變,Q向上滑動,n2變大,根據(jù)=得,U2=U,則U2增大,由I2=,知I2增大,由UI1=U2I2,U不變,知I1增大, 電流表讀數(shù)變大,所以C正確,D錯誤。故選B、C。,評析本題考查變壓器的工作原理,難度較小。,,考點一交變電流的產(chǎn)生及描述 1.(2018江蘇徐州

29、摸底,6)圖中甲、乙分別表示兩種電壓的波形,其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是(),三年模擬,A組 20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組,A.圖甲表示交流電,圖乙表示直流電 B.兩種電壓的有效值相等 C.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u=311 sin (100t) V D.圖甲所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為101的變壓器變壓后,頻率為原來的,答案C圖甲、圖乙均表示交流電,故A錯;圖甲是正弦交流電,周期為21 s,則==100 rad/s,所以電壓的瞬時值表達式為u=311 sin (100t) V,故C選項對;圖甲和圖乙電壓的有效值并不相同,B錯;變壓器只能改變交流電的電壓,不能改變交流電的頻

30、率,故D錯。,,2.(2018江蘇徐州期中,4)如圖所示,矩形線圈abcd與可變電容器C、理想電流表組成閉合電 路。線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的角速度=100 rad/s。線圈的匝數(shù)N=100,邊長ab=0.2 m、ad=0.4 m,電阻不計。磁場只分布在bc邊的左側(cè),磁感應(yīng)強度大小B= T。電容器放電時間不計。下列說法正確的是() A.該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的峰值為50 V B.該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的有效值為25 V C.電容器的耐壓值至少為50 V D.電容器的電容C變大時,電流表的示數(shù)變小,答案B峰值Em=NBS=1000.20.4100 V=50 V,故A

31、錯。因為在一個周期內(nèi),線 圈只在半個周期內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,設(shè)有效值為E,則有T=,解得E=25 V,故B正 確。電容器的耐壓值至少為50 V,故C錯。C變大時容抗減小,電流表的示數(shù)應(yīng)變大,故D 錯。,3.(2018江蘇揚州摸底,7)(多選)圖甲為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造示意圖,內(nèi)阻r=5 ,外電路電阻R=95 ,電路中其余電阻不計。發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈匝數(shù)N=100。轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示,則() A.t=3.141 s時,該小型發(fā)電機的電動勢為零 B.該小型發(fā)電機電動勢的最大值為200 V C.電路

32、中電流最大值為2 A D.串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為2 A,答案BCt=3.1410-2 s時,磁通量的變化率最大,該小型發(fā)電機的電動勢有最大值,選項A錯誤;從-t圖像可以看出,max=1.010-2 Wb,T=3.1410-2 s,=,感應(yīng)電動勢的最大值Emax=N max=200 V,選項B正確;電路中電流最大值Imax==2 A,選項C正確;交流電流表讀數(shù)是交變電 流的有效值,即I==1.4 A,選項D錯誤。,4.(2017江蘇四市一模,7)(多選)如圖甲所示,為一臺小型交流發(fā)電機構(gòu)造示意圖,線圈逆時針轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的電動勢隨時間按余弦規(guī)律變化,其e-t圖像如圖乙所示。發(fā)電機線圈內(nèi)阻

33、為2 ,匝數(shù)為1 000,外接燈泡的電阻為18 ,則() A.在2.010-2 s時刻,電流表的示數(shù)為0.3 A B.發(fā)電機的輸出功率為3.24 W C.在1 s內(nèi),回路中電流方向改變25次,D.在4.010-2 s時刻,穿過線圈的磁通量變化率為 Wb/s,答案AD由乙圖得電動勢E=6 V,則電流I== A=0.3 A,故A項正確。由P=I2R=1. 62 W可知B項錯。每個周期內(nèi)電流方向改變兩次,故1 s內(nèi)電流方向改變50次,C項錯。由e=n可知,= Wb/s= Wb/s,故D正確。,5.(2016江蘇揚州二模,7)(多選)如圖甲所示電路中,電阻R的阻值為484 ,C為電容器,L為自感線圈,

34、開關(guān)S斷開,現(xiàn)通以如圖乙所示的電壓u,下列說法正確的是() A.R兩端的電壓等于110 V B.電壓表的示數(shù)為220 V C.電阻R消耗的功率小于50 W D.為保證閉合開關(guān)S后電容器不被擊穿,該電容器的耐壓值不得小于311 V,答案CD設(shè)電壓的有效值為U,則T=+0得U=110 V,由于線圈的感抗作用, R兩端的電壓小于110 V,故A、B均錯。電阻R消耗的功率P<=50 W,故C正確。閉合開 關(guān)S后,電容器的耐壓值不得小于最大電壓,故D正確。,考查點本題考查了電壓有效值的求解、自感線圈對交變電流的阻礙、電容器的工作條件等知識,屬于中等難度題。,知識鏈接求有效值的方法:T=Q實際。感抗XL=

35、2fL。電容器的耐壓值應(yīng)大于或等 于電壓的最大值。,,6.(2018江蘇南京、鹽城一模聯(lián)考,13)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機通過磁極的旋轉(zhuǎn)使不動的線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,其原理示意圖如圖所示,固定不動的單匝矩形線圈abcd的電阻為r,外電阻為R,磁場繞轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動,角速度為。圖中的電壓表為理想電表,示數(shù)為U。求: (1)發(fā)電機線圈內(nèi)阻消耗的功率; (2)從圖示位置開始計時,t=0時,通過外電阻R的電流及方向; (3)從圖示位置開始計時,t=T/4時,穿過矩形線圈abcd的磁通量。,解析(1)Pr=r (2)t=0時R兩端電壓為Umax=U I= 方向自左向右 (3)Emax=BS,Umax=

36、t=時,穿過矩形線圈的磁通量=BS =,答案(1)r(2)自左向右(3),,考點二變壓器遠距離輸電傳感器 1.(2018江蘇連云港期中,7)如圖所示,T為理想變壓器,副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略,其余輸電線電阻可不計,則當(dāng)開關(guān)S閉合時() A.交流電壓表V1和V2的示數(shù)一定都變小 B.交流電壓表只有V2的示數(shù)變小 C.交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大 D.交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變小,答案B副線圈的電壓由原線圈的電壓及匝數(shù)比決定,故當(dāng)S閉合時,電壓表V1的示數(shù)不變,A錯誤;當(dāng)S閉合時,負載增加一個并聯(lián)支路,負載的總電阻減小,副線圈電流增大,即電流表A2的示數(shù)增大

37、,由=知A1示數(shù)增大,由于輸電線兩端的電壓增大,故電壓表V2的示數(shù)減小,根據(jù)歐姆 定律可得R1中的電流減小,即A3示數(shù)減小,所以B正確,C、D錯誤。,2.(2018江蘇泰州月考,6)如圖甲所示為遠距離輸電示意圖,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為110,降壓變壓器副線圈接有負載電路,升壓變壓器和降壓變壓器之間的長距離輸電線路的電阻不能忽略,變壓器視為理想變壓器,升壓變壓器左側(cè)輸入端輸入如圖乙所示交變電壓,下列說法中正確的有(),A.升壓變壓器副線圈輸出電壓的頻率為500 Hz B.升壓變壓器副線圈輸出電壓的有效值為31 V C.滑片P向右移動時,整個輸電系統(tǒng)的效率降低 D.滑片P向右移動時,降壓變壓

38、器的輸出電壓不變,答案C根據(jù)題圖乙知,交變電流的周期為0.02 s,則頻率f==50 Hz,經(jīng)過變壓器,交流電的頻 率不變,故選項A錯誤;升壓變壓器輸入電壓的有效值U1= V,根據(jù)=,得U2= V,故 選項B錯誤;滑片P向右移動時,負載電路電阻減小,則降壓變壓器副線圈的電流I2增大,輸電線上的電流增大,根據(jù)===知,電流增大,則輸電效率降低,故選項C正 確;滑片P向右移動時,輸電線上的電流增大,則輸電線上的電壓損失增大,因為降壓變壓器的輸入電壓等于升壓變壓器的輸出電壓和電壓損失之差,可知降壓變壓器的輸入電壓減小,則輸出電壓減小,故選項D錯誤。,3.(2017安徽屯溪一中月考,7)有一理想變壓器

39、,副線圈所接電路如圖所示,燈L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。當(dāng)S斷開時,燈L1正常發(fā)光,S閉合后,下列說法正確的是() A.電阻R消耗的電功率增大 B.燈L1、L2都能正常發(fā)光 C.原線圈的輸入功率減小 D.原、副線圈的電流比減小,答案A副線圈兩端電壓不變,S閉合后,總電阻減小,副線圈中電流增大,由P=I2R可知,R上消耗的功率增大,故A項正確。S閉合后,L1、L2并聯(lián),電阻減小,兩燈分壓減小,低于額定電壓,都不能正常發(fā)光,故B項錯誤。副線圈中電流增大,由P=UI可知,功率變大,輸入功率等于輸出功率,故C項錯誤。=,線圈匝數(shù)比不變,因此原、副線圈的電流比不變,故D項錯誤。,考查點本題考查理想

40、變壓器的動態(tài)分析。為中等難度題。,溫馨提示原線圈兩端的電壓不變是分析本題的基本依據(jù),當(dāng)線圈匝數(shù)不變時,副線圈兩端的電壓也不變。,,4.(2018江蘇蘇州調(diào)研,8)(多選)如圖所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2=41,電阻R=25 ,C為電容器。原線圈接u1=200 sin 100t V的交流電。則() A.該交流電的頻率為50 Hz B.交流電流表的讀數(shù)為0 C.電阻R的功率為200 W D.電容器的耐壓值應(yīng)大于50 V,答案AD由2f=100 rad/s得f=50 Hz,故A正確。電容器通交流,故B錯。原線圈電壓的有效值U1=200 V,由=得U2=50 V,則R的功率P==

41、100 W,故C錯。電容器兩極間電壓的最大 值為50 V,則其耐壓值應(yīng)大于50 V,故D正確。,5.(2017蘇北三市三模,7)(多選)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21,原線圈接入圖乙所示的正弦交變電流,電表均為理想電表。下列說法正確的有() A.電壓表的示數(shù)為110 V B.交變電流的頻率為50 Hz C.滑動變阻器滑片向下滑動時,電壓表示數(shù)變大 D.滑動變阻器滑片向上滑動時,電流表示數(shù)變小,答案BD由乙圖可知,T=0.02 s,則f=50 Hz,故B正確;U1= V=220 V,由=可得U2=11 0 V,由甲圖可知,電壓表示數(shù)小于110 V,故A錯?；禄瑫r,R減小,電流

42、I2增大,則R0分壓增大,電壓表示數(shù)變小,故C錯。滑片上滑時,I2減小,由=可知,I2減小時,I1也減小,故D正確。,考查點本題考查交變電流的u-t圖像、周期與頻率、最大值與有效值及電路動態(tài)變化分析,對考生的理解能力和分析推理能力均有較高要求,為中等難度題。,友情提醒電壓表示數(shù)不等于副線圈兩端的電壓。,,6.(2017江蘇三市二模,7)(多選)如圖甲所示是家用臺燈亮度調(diào)節(jié)原理圖,理想自耦變壓器的a、b間接入如圖乙所示正弦交流電壓。交流電流表A為理想電表,燈泡額定電壓為15 V、額定功率為30 W(設(shè)燈泡的電阻值保持不變),當(dāng)P在c處時燈泡正常發(fā)光。下列描述正確的有( ) A.燈泡正常發(fā)光時變壓

43、器線圈的總匝數(shù)與c點下方的匝數(shù)之比為443 B.當(dāng)燈泡正常發(fā)光時電流表的讀數(shù)為2 A C.將調(diào)壓端的滑動觸頭P向下移動時,變壓器的輸入功率變小 D.將調(diào)壓端的滑動觸頭P向下移動時,變壓器的輸入電壓變小,答案AC由乙圖可知U1=220 V,根據(jù)===,可見A正確。燈泡的額定電流I= = A=2 A,可見B錯。P下移時,n2減小,則U2減小,燈泡消耗的功率變小,U1始終等于220 V不變, 故D錯,C正確。,考查點本題考查變壓器的原理和對交變電流u-t圖像的理解,以及變壓器動態(tài)變化中物理量大小變化的分析。為中等難度題。,友情提醒注意u-t圖像的橫坐標(biāo)單位。 變壓器的輸入電壓決定于電源的輸出電壓,與

44、線圈的匝數(shù)無關(guān)。,,1.(2018江蘇揚州期中,7)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為41,電壓表和電流表均為理想電表,原線圈接如圖乙所示的正弦交流電,圖中R為熱敏電阻(溫度升高時其電阻減小),R為定值電阻。下列說法正確的是() A.電壓表V2的示數(shù)為9 V B.原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u=36 sin 50t V C.R處溫度升高時,電流表的示數(shù)變大,電壓表V2的示數(shù)變大 D.變壓器原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率之比為14,B組 20162018年高考模擬綜合題組 (時間：35分鐘 分值：35分),一、選擇題（每題3分，共9分）,答案A由題圖乙可知,電源電壓的有效值為36

45、 V,根據(jù)=,得U2=9 V,A項正確。== 100 rad/s,因此u=36 sin 100t V,B項錯。當(dāng)R處溫度升高時,其電阻變小,而U2不變,由I2= 知I2變大,C項錯。由P入=P出知,D項錯。,解題思路電壓表的示數(shù)為有效值,U2=U1,故R改變時,電壓表V2的示數(shù)不會改變。,,2.(2018江蘇泰州二模,5)被彎成正弦函數(shù)圖像形狀的導(dǎo)體棒a和直導(dǎo)體棒b放置在如圖所示的坐標(biāo)系中,a、b的右端通過導(dǎo)線與阻值R=5 的電阻連接,導(dǎo)體棒c與y軸重合,整個裝置處在方向垂直坐標(biāo)系向里、磁感應(yīng)強度B=1 T的勻強磁場中(圖中未畫出),除R外不計一切電阻,現(xiàn)使導(dǎo)體棒c在水平力F作用下從圖示位置以

46、v=5 m/s的速度勻速運動至a、b右端,整個過程中導(dǎo)體棒a、b和c保持良好接觸,不計一切摩擦,則() A.流過電阻R的電流方向如圖中箭頭所示 B.水平力F的最小值為0.32 N C.水平力F的最大功率為7.2 W,D.電阻R產(chǎn)生的總熱量為2.56 J,答案C導(dǎo)體棒c向右運動時,穿過回路的磁通量減小,根據(jù)楞次定律“減同”知,流過電阻R的電流方向與圖中箭頭的方向相反,故A錯誤。c棒有效切割長度的最小值為Lmin=0.4 m,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最小值為Emin=BLminv=10.45 V=2 V,感應(yīng)電流最小值為Imin=0.4 A,c棒所受安培力的最小值為F安min=BIminLmin=10.4

47、0.4 N=0.16 N,金屬棒勻速運動,由平衡條件可得,水平力F的最小值為Fmin=F安min=0.16 N,故B錯誤。c棒有效切割長度的最大值為Lmax=1.2 m,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為Emax=BLmaxv=11.25 V=6 V,感應(yīng)電流最大值為Imax=1.2 A,c棒所受安培力的最大值為F安max=BImaxLmax=11.21.2 N=1.44 N,由平衡條件得,水平力F的最大值為Fmax=F安max=1.44 N,則水平力F的最大功率為Pmax=Fmaxv=1.445 W=7.2 W,故C正確。在回路中c棒產(chǎn)生的瞬時電動勢為e=BLv=B(0.4 sin vt+0.8)v(

48、V)=1(0.4 sin 5t+0.8)5 (V)=2 sin 5t+4 (V),可看成正弦式電動勢和恒定電動勢疊加而成,正弦式電動勢的最大值為Em=2 V,有效值為E1= V,恒定電動 勢為E2=4 V,所以電阻R產(chǎn)生的總熱量Q=t=2.88 J,故D錯誤。,溫馨提示求R產(chǎn)生的總熱量時,可把回路等效為一個直流電源和一個交流電源串聯(lián),同時向R供電,電能為標(biāo)量,故R上消耗的電能為每個電源提供電能的代數(shù)和。,3.(2017江蘇四市二模,4)鉗形電流測量儀的結(jié)構(gòu)圖如圖所示,其鐵芯在捏緊扳手時會張開,可以在不切斷被測載流導(dǎo)線的情況下,通過內(nèi)置線圈中的電流值I和匝數(shù)n獲知載流導(dǎo)線中的電流大小I0,則關(guān)于

49、該鉗形電流測量儀的說法正確的是() A.該測量儀可測量穩(wěn)恒直流電的電流 B.載流導(dǎo)線中電流大小I0=I/n C.若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合,測量出的電流將小于實際電流 D.若將載流導(dǎo)線在鐵芯上多繞幾匝,鉗形電流測量儀的示數(shù)將變小,答案C鉗形電流測量儀實質(zhì)是一個電流互感器,據(jù)電磁感應(yīng)原理工作,所以被測載流導(dǎo) 線中電流應(yīng)為變化的電流,A錯。據(jù)=得I0=nI,B錯。若鉗形部分鐵芯沒有完全閉合,鐵芯中 會偏小,所以感應(yīng)電流I會偏小,測量出的電流將小于實際電流,C對。若將載流導(dǎo)線在鐵芯 上多繞幾匝,由I=知,n01,所以I將偏大,D錯。,考查點本題考查變壓器的工作原理及原、副線圈中電流與匝數(shù)的關(guān)系。為中

50、等難度題。,知識鏈接變壓器的鐵芯,具有“束磁”的作用,理想情況下,原、副線圈中的磁通量相同。當(dāng)鐵芯沒有完全閉合,“漏磁”就不可忽略。,,4.(2018江蘇南通一模,6)如圖所示,理想變壓器原線圈接電壓為220 V的正弦交流電,開關(guān)S接1時,原、副線圈的匝數(shù)比為111,滑動變阻器接入電路的阻值為10 ,電壓表和電流表均為理想電表,下列說法正確的有() A.變壓器輸入功率與輸出功率之比為11 B.1 min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為40 J C.僅將S從1撥到2,電流表示數(shù)減小 D.僅將滑動變阻器的滑片向下滑動,兩電表示數(shù)均減小,二、多項選擇題(每小題4分,共12分),答案AC根據(jù)理想變壓器的特點可

51、知,變壓器的輸入功率與輸出功率之比為11,故A正確;原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比,所以副線圈兩端電壓為U2=U1=220=20 V,則1 min 內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為Q=t=60 J=2 400 J,故B錯誤;若只將S從1撥到2,副線圈的 電壓減小,副線圈電流減小,原線圈電流減小,即電流表示數(shù)減小,故C正確;將滑動變阻器滑片向下滑動,接入電路中的阻值變大,電流表的示數(shù)變小,但對原、副線圈兩端的電壓無影響,即電壓表的示數(shù)不變,故D錯誤。,解題思路根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,電流與匝數(shù)成反比,輸入功率等于輸出功率等知識點解題即可。,5.(2018江蘇鎮(zhèn)江一模,7)如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)

52、比n1n2=225,電阻R1=R2=25 ,D為理想二極管,原線圈接u=220 sin (100t) V的交流電,則() A.此交流電的頻率為100 Hz B.電阻R1兩端的電壓為50 V C.通過電阻R2的電流為 A D.變壓器的輸入功率為150 W,答案BCD根據(jù)表達式可知=100,根據(jù)=2f得交流電的頻率為f== Hz=50 Hz,故 A錯誤;原線圈電壓有效值為U1==220 V,則根據(jù)變壓器匝數(shù)比可得副線圈電壓U2=U1= 220 V=50 V,選項B正確;二極管具有單向?qū)щ娦?流過二極管的交流電只有半個周期可以通過,根據(jù)電流的熱效應(yīng)得=T,解得U=25 V,根據(jù)歐姆定律得通過R2的電

53、流為IR2= = A= A, 故C正確;電阻R1消耗功率為PR1== W=100 W,電阻R2消耗功率為PR2= R2=25 W=50 W,則原線圈輸入功率為P入=P出= PR1+PR2=(100+50) W=150 W,故D正確。,難點突破本題的難點在于二極管的特性,會使得反向電流不能通過,要根據(jù)電流熱效應(yīng)求通過R2電流的有效值。,,6.(2017江蘇徐州模擬,8)某同學(xué)在實驗室中研究遠距離輸電。由于輸電線太長,他將每100米導(dǎo)線卷成一卷,共卷成8卷來代替輸電線路。第一次直接將輸電線與學(xué)生電源及用電器相連,測得輸電線上損失的功率為P1,第二次采用如圖所示的電路輸電,其中變壓器T1與電源相連,

54、其原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2,變壓器T2與用電器相連,測得輸電線上損失的功率為P2,下列說法正確的是() A.第二次實驗也可研究遠距離直流輸電,B.T1是升壓變壓器,T2是降壓變壓器 C.若輸送功率一定,則P2P1= D.實驗可以證明,增大輸電電流能減小遠距離輸電的能量損失,答案BC變壓器只能改變交變電流的電壓,所以第二次實驗只能研究遠距離交流輸電,故A錯誤;遠距離輸電采用高壓輸電,到用戶區(qū)采用降壓變壓器降壓,所以T1是升壓變壓器,T2是降壓變壓器,故B正確;第一次實驗輸電線上的電流I=,輸電線上損失的功率P1=I2R=R,第二次 實驗,升壓變壓器副線圈上的電壓U2=U1,輸電線上的電流I=

55、,輸電線上損失的功率P2=I2R =R,==,故C正確;實驗可以證明,減小輸電電流能減小遠距離輸電的能量損失,故D 錯誤。,,溫馨提示研究遠距離輸電時,按發(fā)電廠輸送的電功率不變進行分析。根據(jù)變壓器的特點,電壓比等于匝數(shù)比,電流比等于匝數(shù)反比,輸入功率等于輸出功率去分析。,考查點本題考查變壓器的構(gòu)造和原理、遠距離輸電的分析研究等內(nèi)容,為中等難度題。,7.(2018江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市聯(lián)考,13)無線充電技術(shù)的發(fā)展給用戶帶來了極大的方便,可應(yīng)用于手機、電腦、智能穿戴、智能家居、醫(yī)療設(shè)備、電動汽車等充電,如圖甲所示為手機無線充電工作原理的示意圖,由送電線圈和受電線圈組成。已知受電線圈的匝數(shù)n=50,電阻

56、r=1.0 ,在它的c、d兩端接一阻值R=9.0 的電阻。設(shè)在受電線圈內(nèi)存在與線圈平面垂直的磁場,其磁通量隨時間的變化如圖乙所示,可在受電線圈中產(chǎn)生電動勢最大值為20 V的正弦交流電,設(shè)磁場豎直向上為正方向。求:,三、非選擇題(共14分),(1)在t=10-3 s時,受電線圈中產(chǎn)生電流的大小,c、d兩端哪端電勢高? (2)在一個周期內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量; (3)從t1到t2時間內(nèi),通過電阻R的電荷量。,解析(1)由圖乙知t=10-3 s時受電線圈中產(chǎn)生的電動勢最大為Em=20 V 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小為It=Im==2.0 A 由楞次定律可以得到此時c端電勢高 (2)通過電阻電流的有效值為I== A 電阻在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I2RT=5.710-2 J (3)線圈中感應(yīng)電動勢的平均值=n 通過電阻電流的平均值為= 通過電阻的電荷量q=t 由題圖乙知,在的時間內(nèi),磁通量變化量的大小=410-4 Wb 解得q=n=210-3 C,答案(1)2.0 Ac端(2)5.710-2 J(3)210-3 C,解題指導(dǎo)求解交變電流的電功率時要用有效值。在電磁感應(yīng)中通過導(dǎo)體截面電荷量的經(jīng)驗公式是q=n,可以在推導(dǎo)的基礎(chǔ)上記住。,,,