2025屆新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二章交變電流傳感器核心素養(yǎng)專項(xiàng)提升學(xué)案新人教版

PAGEPAGE16核心素養(yǎng)專項(xiàng)提升一、新教材經(jīng)典素材傳感器與手機(jī)經(jīng)典素材1.傳感器的種類傳感器的種類很多,作為一門(mén)學(xué)問(wèn)密集型技術(shù),它與很多學(xué)科有關(guān):有的利用物質(zhì)的物理特性或物理效應(yīng)制作而成,如力傳感器、磁傳感器、聲傳感器等物理傳感器;有的利用電化學(xué)反應(yīng)原理,把無(wú)機(jī)或有機(jī)化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等轉(zhuǎn)換為電信號(hào),如離子傳感器、氣體傳感器等化學(xué)傳感器;有的利用生物活性物質(zhì)的選擇性來(lái)識(shí)別和測(cè)定生物化學(xué)物質(zhì),如酶?jìng)鞲衅?、微生物傳感器、?xì)胞傳感器等生物傳感器。在林林總總的傳感器世界中,大多數(shù)傳感器是以物理原理為基礎(chǔ)制作的。這類傳感器種類最多,應(yīng)用領(lǐng)域也最廣泛。2.智能手機(jī)與傳感器一部一般的智能手機(jī)中就安裝有十幾種傳感器(如圖),能感受聲音、圖像、壓力、磁場(chǎng)、加速度等。思維指導(dǎo)基于智能手機(jī)與傳感器的例子,在第一章我們復(fù)習(xí)了如何用智能手機(jī)做物理試驗(yàn);學(xué)習(xí)了傳感器一章后,我們要進(jìn)一步駕馭有關(guān)傳感器的工作原理,比如壓力傳感器、溫度傳感器、光傳感器、加速度傳感器、電容傳感器等,同學(xué)們要了解這些功能,開(kāi)闊視野,提升科學(xué)探究等物理核心素養(yǎng)。創(chuàng)新訓(xùn)練1.目前的手機(jī)觸摸屏大多是電容式觸摸屏。電容式觸摸屏內(nèi)有一導(dǎo)電層。導(dǎo)電層四個(gè)角引出四個(gè)電極,當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí),人體和觸摸屏就形成了一個(gè)電容,電容具有“通高頻”的作用,從而導(dǎo)致有電流分別從觸摸屏四角上的電極中流出,并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比,限制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例進(jìn)行精確計(jì)算,得出觸摸點(diǎn)的位置信息。在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下,下列說(shuō)法正確的是()A.電容式觸摸屏感測(cè)手指觸摸點(diǎn)的位置是因?yàn)槭种笇?duì)屏幕按壓產(chǎn)生了形變B.電容式觸摸屏感測(cè)手指觸摸點(diǎn)的位置是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)手指有微弱的電流流過(guò)D.當(dāng)手指離開(kāi)屏幕時(shí),電容變小,對(duì)高頻電流的阻礙變大,限制器不易檢測(cè)到手指的精確位置2.如圖甲,圓圈內(nèi)放大的集成塊可以同時(shí)自動(dòng)測(cè)量沿手機(jī)短邊(x軸)、長(zhǎng)邊(y軸)和垂直面板方向(z軸)的加速度,相當(dāng)于在三個(gè)方向上各有一個(gè)如圖乙所示的一維加速度計(jì),圖中固定在力傳感器上的質(zhì)量塊的質(zhì)量為m。下面僅探討x軸處于水平方向和y軸處于豎直方向的加速度狀況。(1)沿x軸方向,若用F表示力傳感器垂干脆觸面對(duì)質(zhì)量塊的作用力,取+x軸方向?yàn)榧铀俣日较?推導(dǎo)出手機(jī)在水平方向的加速度ax的表達(dá)式;(2)沿y軸方向,若用F表示力傳感器垂干脆觸面對(duì)質(zhì)量塊的作用力,取+y軸方向?yàn)榧铀俣日较?推導(dǎo)出手機(jī)在豎直方向的加速度ay的表達(dá)式;(3)當(dāng)手機(jī)由豎屏變橫屏?xí)r,為讓手機(jī)感知到這種變更,須要通過(guò)電信號(hào)分別將(1)和(2)中推導(dǎo)出的加速度進(jìn)行輸出,但應(yīng)統(tǒng)一輸出項(xiàng)a出,請(qǐng)分別寫(xiě)出水平和豎直方向上輸出項(xiàng)a出的表達(dá)式;(4)當(dāng)手機(jī)由豎屏變橫屏?xí)r,顯示的視頻畫(huà)面會(huì)隨之由窄變寬,請(qǐng)說(shuō)明其中的原理。3.據(jù)媒體報(bào)道,某手機(jī)帶有屏幕愛(ài)護(hù)器,愛(ài)護(hù)裝置設(shè)置在屏幕的4個(gè)角落,由彈性塑料、聚合物及超薄金屬片組成,一旦手機(jī)內(nèi)的加速度計(jì)、陀螺儀及位移傳感器感知手機(jī)掉落,屏幕愛(ài)護(hù)器會(huì)自動(dòng)彈出,并完全汲取手機(jī)撞擊地面的能量,避開(kāi)手機(jī)屏幕干脆接觸地面而損壞。已知該手機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量約為160g,假如從1.25m高處自由掉落,手機(jī)視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則以下分析正確的是()A.手機(jī)落地的速度為4.5m/sB.愛(ài)護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于0.55sC.手機(jī)落地時(shí)重力的功率為7.5WD.若愛(ài)護(hù)器汲取撞擊力的時(shí)間為0.05s,則地面對(duì)手機(jī)的平均作用力為17.6N4.很多手機(jī)都有指紋解鎖功能,常用的指紋識(shí)別傳感器是電容式傳感器,如圖所示。指紋的凸起部分叫做“嵴”,凹下部分叫做“峪”,傳感器上有大量面積相同的小極板,當(dāng)手指貼在傳感器上時(shí),這些小極板和與之正對(duì)的皮膚表面就形成了大量的小電容器,由于距離不同,所以這些小電容器的電容不同。此時(shí)傳感器給全部的電容器充電達(dá)到同一電壓值,然后起先放電,其中電容值較小的電容器放電較快,于是依據(jù)放電快慢的不同,就可以探測(cè)到嵴和峪的位置,從而形成指紋的圖像數(shù)據(jù)。依據(jù)以上信息,下列說(shuō)法中正確的是()A.電容器在充電過(guò)程中是把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能B.在嵴處形成的電容器放電較快C.在峪處形成的電容器充電后帶電荷量較少D.潮濕的手指對(duì)指紋識(shí)別沒(méi)有任何影響二、典型物理模型指導(dǎo)突破科學(xué)思維之模型建構(gòu)——變壓器典型問(wèn)題分析模型建構(gòu)(一)志向變壓器各物理量間的關(guān)系①志向變壓器原、副線圈的電壓之比為U1U2=②志向變壓器的輸入、輸出功率相等P1=P2,當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)P1=P2+P3+……③由I=PU知,對(duì)只有一個(gè)副線圈的志向變壓器有I1I2=n2n1,當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)n1I1=n(二)志向變壓器的動(dòng)態(tài)分析當(dāng)副線圈中負(fù)載變更時(shí),會(huì)引起副線圈中電流變更,副線圈中電流變更又會(huì)引起原線圈中的電流變更。另外由于開(kāi)關(guān)的作用而導(dǎo)致原副線圈匝數(shù)比變更時(shí),也會(huì)引起副線圈上電壓、電流的變更。(三)原線圈中接有用電器問(wèn)題由于原線圈中的用電器要分擔(dān)一部分電壓,因此原線圈兩端電壓不等于電源兩端電壓,但電壓比、電流比的關(guān)系仍舊成立。(四)幾種常用的變壓器1.自耦變壓器——調(diào)壓變壓器,如圖甲(降壓作用)、乙(升壓作用)所示。2.互感器電壓互感器(案例探究1(多選)(2024全國(guó)卷Ⅲ)如圖,志向變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí),兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是()A.原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B.原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C.此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1D.此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9解題指導(dǎo)審題關(guān)鍵詞句分析解讀原線圈中接有用電器志向變壓器志向變壓器本身不消耗能量額定電壓相同的燈泡a和b燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓相同當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)輸入電壓U不是原線圈的電壓破題依據(jù)燈泡電壓與輸入電壓的關(guān)系可明確接在輸入端和輸出端的電壓關(guān)系,則可求得匝數(shù)之比;依據(jù)P=UI求a、b燈泡的電功率之比。處理變壓器的原線圈與電阻串聯(lián)后接入溝通電壓?jiǎn)栴}的思路(1)要留意明確電路結(jié)構(gòu),知道開(kāi)關(guān)通斷時(shí)電路的連接方式。(2)明確輸入電壓與總電壓之間的關(guān)系。(3)依據(jù)電壓之比等于匝數(shù)之比、電流之比等于匝數(shù)的反比列式。案例探究2如圖所示,志向變壓器有兩個(gè)副線圈,L1、L2是兩盞規(guī)格為“8V,10W”的燈泡,L3、L4是兩盞規(guī)格為“6V,12W”的燈泡,當(dāng)變壓器的輸入電壓為U1=220V時(shí),四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光,假如原線圈的匝數(shù)n1=1100匝,求:(1)副線圈n2、n3的匝數(shù);(2)電流表的讀數(shù)。解題指導(dǎo)審題關(guān)鍵詞句分析解讀志向變壓器有兩個(gè)副線圈電壓與匝數(shù)成正比是成立的,而電流與匝數(shù)成反比的規(guī)律不成立。但原線圈的輸入功率等于兩個(gè)副線圈的輸出功率L1、L2兩盞燈泡是并聯(lián);L3、L4兩盞燈泡是串聯(lián)四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光U2=8V;U3=12V破題(1)四盞燈泡恰好都能正常發(fā)光,則上面一個(gè)副線圈的電壓為8V,下面一個(gè)副線圈的電壓為12V,依據(jù)電壓比等于線圈匝數(shù)比即可求解匝數(shù);(2)依據(jù)原副線圈的功率相等列式求解原線圈的電流。解決志向變壓器問(wèn)題的絕技招數(shù)一能量守恒法(功率思路)志向變壓器的輸入、輸出功率為P入=P出,即P1=P2;當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí),P1=P2+P3+……招數(shù)二電流、電壓關(guān)系法變壓器原、副線圈的電壓之比為U1U2=對(duì)只有一個(gè)副繞組的變壓器有I1I2=n2n1;當(dāng)變壓器有多個(gè)副繞組時(shí)n1I1=n2招數(shù)三等效負(fù)載電阻法設(shè)志向變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為n1∶n2,原線圈輸入電壓為U1,副線圈負(fù)載電阻為R,如圖(1)所示,在變壓器正常工作時(shí),a、b間的等效電阻為:R'=n1創(chuàng)新訓(xùn)練1.(2024江蘇卷)電流互感器是一種測(cè)量電路中電流的變壓器,工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少,串聯(lián)在電路中,副線圈匝數(shù)較多,兩端接在電流表上。則電流互感器()A.是一種降壓變壓器B.能測(cè)量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流2.(2024山西高三開(kāi)學(xué)考試)如圖所示,志向變壓器原線圈接一正弦交變電源,其電壓的有效值恒定不變,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2,所接電阻分別為R1和R2,且R2=4R1。不計(jì)電流表內(nèi)阻,當(dāng)只閉合S1時(shí),電流表示數(shù)為1A,S1、S2都閉合時(shí),電流表示數(shù)為2A,則n1∶n2等于()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶43.一含有志向變壓器的電路如圖所示,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω、1Ω和4Ω,A為志向溝通電流表,U為正弦溝通電壓源,輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()A.2 B.3 C.4 D.5三、情境化主題突破科學(xué)看法與責(zé)任——電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用背景資料資料一無(wú)線充電無(wú)線充電技術(shù)通過(guò)分別安裝在充電基座和接收能量的裝置上的線圈,利用產(chǎn)生的磁場(chǎng)傳遞能量。假如移動(dòng)電話中有無(wú)線充電裝置,那么把移動(dòng)電話干脆放在充電基座上就可以充電。對(duì)于一個(gè)沒(méi)有無(wú)線充電功能的移動(dòng)電話,也可以通過(guò)在移動(dòng)電話端連接一個(gè)無(wú)線充電接收器,將接收器放在無(wú)線充電基座上來(lái)進(jìn)行充電。打開(kāi)無(wú)線充電接收器,就可以看到其內(nèi)部有一個(gè)接收線圈。無(wú)線充電技術(shù),可分為小功率無(wú)線充電和大功率無(wú)線充電兩種方式。小功率無(wú)線充電常采納電磁感應(yīng)式,大功率無(wú)線充電常采納諧振式(大部分電動(dòng)汽車(chē)充電采納此方式)由供電設(shè)備(充電器)將能量傳送至用電的裝置,該裝置運(yùn)用接收到的能量對(duì)電池充電,并同時(shí)供其本身運(yùn)作之用。無(wú)線充電技術(shù)的基本原理有電磁感應(yīng)式、磁場(chǎng)共振式和無(wú)線電波式。相比有線輸電技術(shù),無(wú)線充電器與用電裝置之間不用電線連接,因而具有運(yùn)用便利、削減觸電危急、不易老化磨損等優(yōu)點(diǎn)。但目前無(wú)線充電技術(shù)也存在著傳輸距離短、成本高、能量損耗大等不足。因此,無(wú)線充電技術(shù)還需不斷地改進(jìn)、發(fā)展。資料二電磁炮電磁炮是利用電磁力產(chǎn)生動(dòng)能推動(dòng)彈丸的一種先進(jìn)的武器,與傳統(tǒng)的大炮將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌?電磁炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場(chǎng)的作用力,其作用的時(shí)間要長(zhǎng)得多,可大大提高彈丸的速度和射程。因而引起了世界各國(guó)軍事家們的關(guān)注。自80年頭初期以來(lái),電磁炮在將來(lái)武器的發(fā)展安排中,已成為越來(lái)越重要的部分。軌道炮由兩條平行的導(dǎo)軌組成,彈丸夾在兩條導(dǎo)軌之間。兩軌接入電源,電流經(jīng)一導(dǎo)軌流向彈丸再流向另一導(dǎo)軌產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)與電流相互作用,產(chǎn)生強(qiáng)大的安培力推動(dòng)彈丸,達(dá)到很高的速度(理論上可以到達(dá)亞光速)。資料三電磁剎車(chē)電磁剎車(chē)又稱渦磁剎車(chē)。利用轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的可控磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線,產(chǎn)生電渦流,形成反扭矩,以消耗下鉆勢(shì)能,進(jìn)而達(dá)到限制下鉆速度目的的一種協(xié)助剎車(chē)形式。比水力剎車(chē)更牢靠、反應(yīng)更快速。特點(diǎn)是下鉆速度越快,產(chǎn)生的反扭矩越大,能有效限制下鉆速度。電磁剎車(chē)在石油鉆機(jī)上有逐步替代水力剎車(chē)的趨勢(shì)。原理磁力剎車(chē)制動(dòng)器含有一個(gè)或兩個(gè)磁力很強(qiáng)的釹磁鐵長(zhǎng)條。當(dāng)金屬片(通常是銅或銅鋁合金)切割磁感線時(shí),會(huì)在金屬內(nèi)部產(chǎn)生渦流,這將生成一個(gè)磁場(chǎng)來(lái)阻礙運(yùn)動(dòng)。由此產(chǎn)生的制動(dòng)力是成正比的速度,金屬片在磁鐵內(nèi)移動(dòng),同時(shí)產(chǎn)生熱能。這種磁制動(dòng)效果可以被說(shuō)明為將該列車(chē)的速度按肯定規(guī)律逐步減半。不過(guò)當(dāng)速度減到肯定程度時(shí),生成的渦流不足以阻擋列車(chē),這就須要摩擦式剎車(chē)或者摩擦驅(qū)動(dòng)輪了。資料四真空高速列車(chē)真空高速列車(chē)是懸浮列車(chē)、飛行列車(chē),用于超級(jí)高鐵。將來(lái)試驗(yàn)室將推出速度600~1000km/h的真空管道高速列車(chē)小比例模型。而依據(jù)現(xiàn)在的理論探討,這種真空磁懸浮列車(chē)速度可達(dá)到250km/h。我國(guó)在建高鐵達(dá)1萬(wàn)公里。除了在建的速度350km/h的高鐵外,我國(guó)還在研制速度可達(dá)1000km/h的真空磁懸浮列車(chē)。從北京到廣州2300km的路程,不用坐飛機(jī),乘坐地面交通同樣可以用2個(gè)小時(shí)甚至1個(gè)小時(shí)到達(dá)。這就是我國(guó)正在主動(dòng)研發(fā)試驗(yàn)的真空管道高速交通。西南交通高校牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室課題組正在研制速度500~600km/h的真空高速列車(chē),這種技術(shù)預(yù)料10年后實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)。世界上共有美國(guó)、瑞士、中國(guó)3個(gè)國(guó)家正在探討真空管道磁懸浮技術(shù),我國(guó)已經(jīng)起先著手試驗(yàn)了,美國(guó)和瑞士還在理論階段。創(chuàng)新訓(xùn)練1.(多選)(2024山東威海質(zhì)檢)如圖甲所示為手機(jī)無(wú)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)為n=50匝,電阻r=1.0Ω,在它的c、d兩端接一阻值R=9.0Ω的電阻。設(shè)在受電線圈內(nèi)存在與線圈平面垂直的磁場(chǎng),其磁通量隨時(shí)間按圖乙所示的規(guī)律變更,可在受電線圈中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)最大值為20V的正弦溝通電,設(shè)磁場(chǎng)豎直向上。則()A.在t=π×10-3s時(shí),受電線圈中產(chǎn)生電流的大小為2.0AB.在t=π×10-3s時(shí),c端電勢(shì)低于d端C.在一個(gè)周期內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量為5.7×10-3JD.從t1到t2時(shí)間內(nèi),通過(guò)電阻R的電荷量為2×10-3C2.(2024北京朝陽(yáng)高三上期末)某研學(xué)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)協(xié)助列車(chē)進(jìn)站時(shí)快速剎車(chē)的方案。如圖所示,在站臺(tái)軌道下方埋一勵(lì)磁線圈,通電后形成豎直方向的磁場(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))。在車(chē)身下方固定一矩形線框,利用線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力,協(xié)助列車(chē)快速剎車(chē)。已知列車(chē)的總質(zhì)量為m,車(chē)身長(zhǎng)為s,線框的短邊ab和cd分別安裝在車(chē)頭和車(chē)尾,長(zhǎng)度均為L(zhǎng)(L小于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度),整個(gè)線框的電阻為R。站臺(tái)軌道上勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)(大于車(chē)長(zhǎng)s),車(chē)頭進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度為v0,假設(shè)列車(chē)停止前所受鐵軌及空氣阻力的合力恒為f。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,車(chē)尾進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間,列車(chē)恰好停止。(1)求列車(chē)車(chē)頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間線框中的電流大小I和列車(chē)的加速度大小a;(2)求列車(chē)從車(chē)頭進(jìn)入磁場(chǎng)到停止所用的時(shí)間t;(3)請(qǐng)你評(píng)價(jià)該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)(優(yōu)、缺點(diǎn)至少各一種)。3.(2024天津卷)真空管道超高速列車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)是一種將電能干脆轉(zhuǎn)換成平動(dòng)動(dòng)能的裝置。圖甲是某種動(dòng)力系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型,圖中粗實(shí)線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,電阻忽視不計(jì)。ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直、長(zhǎng)度均為l、電阻均為R的金屬棒,通過(guò)絕緣材料固定在列車(chē)底部,并與導(dǎo)軌良好接觸,其間距也為l,列車(chē)的總質(zhì)量為m。列車(chē)啟動(dòng)前,ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面對(duì)下,如圖甲所示。為使列車(chē)啟動(dòng),需在M、N間連接電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源,電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽視不計(jì)。列車(chē)啟動(dòng)后電源自動(dòng)關(guān)閉。甲乙(1)要使列車(chē)向右運(yùn)行,啟動(dòng)時(shí)圖甲中M、N哪個(gè)接電源正極,并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由;(2)求剛接通電源時(shí)列車(chē)加速度a的大小;(3)列車(chē)減速時(shí),需在前方設(shè)置如圖乙所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)寬度和相鄰磁場(chǎng)間距均大于l。若某時(shí)刻列車(chē)的速度為v0,此時(shí)ab、cd均在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域,試探討:要使列車(chē)停下來(lái),前方至少須要多少塊這樣的有界磁場(chǎng)?核心素養(yǎng)·專項(xiàng)提升一、新教材經(jīng)典素材創(chuàng)新訓(xùn)練1.C由于流經(jīng)四個(gè)電極的電流與手指頭到四角的距離成比例,電容觸摸屏只須要觸摸,限制器就能確定手指的位置,無(wú)需手指有壓力,故A錯(cuò)誤;電容式觸摸屏感測(cè)手指觸摸點(diǎn)的位置是電容器的充放電原理,不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;由題意可知,手指從手的觸點(diǎn)吸走一部分電荷,在電荷定向移動(dòng)的過(guò)程中,會(huì)有微弱電流通過(guò),故C正確;依據(jù)電容器的工作原理可知,當(dāng)手指離開(kāi)屏幕時(shí),電容變小,電容器將放電,限制器仍舊能檢測(cè)到手指離開(kāi)的精確位置,故D錯(cuò)誤。2.答案(1)ax=Fm(2)ay=F-mgm(3)ax出=ax,ay出=ay+g(4)當(dāng)手機(jī)豎屏播放視頻時(shí),ax出=Fm=ax=0,ay出=Fm解析(1)質(zhì)量塊在+x軸方向只受力傳感器垂干脆觸面對(duì)它的作用力F,由牛頓其次定律得:ax=F(2)質(zhì)量塊在+y軸方向受重力(mg)、力傳感器垂干脆觸面對(duì)它的作用力F兩個(gè)力的作用,由牛頓其次定律得:ay=F(3)在水平方向的加速度的輸出表達(dá)式:ax出=Fm=a在豎直方向的加速度的輸出表達(dá)式:ay出=Fm=ay(4)當(dāng)手機(jī)豎屏播放視頻時(shí),ax出=Fm=ax=0、ay出=Fm=ay+g=g將手機(jī)轉(zhuǎn)為橫屏?xí)r,加速度計(jì)測(cè)得水平、豎直兩個(gè)方向加速度的值發(fā)生交換;智能手機(jī)據(jù)此做出3.D手機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng),落地的速度v=2gh=2×10×1.25m/s=5m/s,故A錯(cuò)誤;愛(ài)護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于落地時(shí)間,依據(jù)自由落體的時(shí)間t=2hg=2×1.2510s=0.5s,所以愛(ài)護(hù)器彈出的時(shí)間應(yīng)小于0.5s,故B錯(cuò)誤;依據(jù)P=mgv得:功率P=0.160×10×5=8W,故C錯(cuò)誤;取豎直向下為正方向,由動(dòng)量定理(mg-F)t=0-mv,得F=mvt+mg=0.16×504.C電容器在充電過(guò)程中是把電能轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能,故A錯(cuò)誤;由于外接電源為全部電容器充到一個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的電壓值,所以全部的電容器電壓肯定,依據(jù)Q=CU=εS4πkdU可知,極板與指紋溝(凹的部分,d大,電容小)構(gòu)成的電容器充上的電荷較少,在放電過(guò)程中放電時(shí)間短;反之,在嵴處形成的電容器電容大,電荷量大,放電時(shí)間長(zhǎng),故B錯(cuò)誤,C正確;濕的手與傳感器之間有水填充,二、典型物理模型指導(dǎo)突破案例探究1.AD設(shè)燈泡的額定電壓為U0,當(dāng)U=10U0時(shí),因兩燈泡均正常發(fā)光,故變壓器原線圈的輸入電壓為U1=U-U0=9U0,副線圈的輸出電壓U2=U0。因U1U2=n1n2,故n12.答案(1)40匝60匝(2)0.2A解析(1)由變壓器原理可知n1∶n2∶n3=U1∶U2∶U3,則n2=U2U1n1=8220n3=U3U1n1=2×6220(2)由輸入功率等于輸出功率知I1U1=2PL2+2PL3,則I1=2PL2+2PL3創(chuàng)新訓(xùn)練1.D原線圈匝數(shù)少,副線圈匝數(shù)多,由U1U2=n2.B設(shè)原線圈的電壓為U,當(dāng)只閉合S1時(shí),依據(jù)電流表示數(shù)為1A,則變壓器的輸入功率為U×1W,則副線圈的輸出功率為U×1W;當(dāng)S1和S2都閉合時(shí),電流表示數(shù)為2A,則變壓器的輸入功率為U×2W,則副線圈的輸出功率為U×2W,因此兩副線圈的功率之比為1∶1,依據(jù)P=U2R,R2=4R1解得U1∶U2=1∶2由變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可得n1∶n2=1∶2故B正確。3.B志向變壓器的輸入功率和輸出功率相等,當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),有(U-IR1)I=n1n2I2(R2+R3)①;當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),負(fù)載發(fā)生變更,R3被短路,故有(U-4IR1)·4I=n1n2·4I2×R2②。①②得U=48Ω×I,代入①可解得三、情境化主題突破創(chuàng)新訓(xùn)練1.AD由題圖乙知t=π×10-3s時(shí)受電線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大,為Em=20V,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小為I1=Im=EmR+r=2.0A,由楞次定律可以得到此時(shí)c端電勢(shì)高于d端,故A正確,B錯(cuò)誤;通過(guò)電阻的電流的有效值為I=Im2=2A,電阻在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I2RT=5.7×10-2J,故C錯(cuò)誤;線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E=nΔΦΔt,通過(guò)電阻R的電流的平均值為I=ER+r,通過(guò)電阻R的電荷量q=