高2021届高2018级高中物理大一轮复习资料三维设计课件教师用书第十一章交变电流 传感器

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2.[粤教版选修3－2P59T4改编]

如图所示,P是电压互感器,Q是电流互感器,如果两个互感器的变压比和变流比都是50,电压表的示数为220 V,电流表的示数为3 A,则输电线路中的电压和电流分别是( )

A.11 000 V,150 A C.4.4 V,16.7 A

B.1 100 V,15 A D.4.4 V,0.06 A

解析:选A 由两个互感器的变压比和变流比可知输电线路中的电压为U＝220×50 V＝11 000 V,电流为I＝3×50 A＝150 A,故A正确。

3.[人教版选修3－2P50T3改编]从发电站输出的功率为220 kW,输电线的总电阻为 0.05 Ω,用110 V和11 kV两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为( )

A.100∶1 C.1∶10

B.1∶100 D.10∶1

P

解析:选A 由P＝UI得输电线的电流I＝,则输电线上由电阻造成的电压损失ΔU＝IR

UP

＝R,所以两种情况下:ΔU1∶ΔU2＝U2∶U1＝100∶1,A正确。 U

4.[人教版选修3－2P44T5改编]如图所示的电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是( )

A.电压表V1示数增大 B.电压表V2、V3示数均增大 C.该变压器起升压作用

D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动

解析:选D 电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同,滑片滑动时V1示数不变,选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压,原、副线圈匝数不变,输入电压不变,

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故V2示数不变,V3示数为V2示数减去R0两端电压,两线圈中电流增大,易知R0两端电压升高,故V3示数减小,选项B错误；理想变压器满足U1I1＝U2I2,则U1ΔI1＝U2ΔI2,因ΔI2>ΔI1,故U2

考点一 理想变压器基本关系的应用 [基础自修类]

【题点全练】

1.[理想变压器的电压关系的应用]

(2019·江苏高考)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20 V时,输出电压( )

A.降低2 V C.降低200 V

B.增加2 V D.增加200 V

ΔU1n1U1n1U1＋ΔU1

解析:选D 理想变压器的电压与匝数关系为＝＝,整理可得＝,即原

U2n2U2＋ΔU2ΔU2n2

副线圈匝数比等于电压变化量之比,当ΔU1＝20 V时,ΔU2＝200 V,选项D正确。

2.[原线圈有串联负载的变压器电路分析]

(多选)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( )

A.原、副线圈匝数比为9∶1 B.原、副线圈匝数比为1∶9 C.此时a和b的电功率之比为9∶1 D.此时a和b的电功率之比为1∶9

解析:选AD 设灯泡的额定电压为U0,输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光,则变压器原线圈的电压为9U0,变压器原、副线圈的匝数比为9∶1,选项A正确,选项B错误；由9U0Ia＝U0Ib得,流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍,根据P＝UI,a、b灯泡的

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电功率之比为1∶9,选项C错误,选项D正确。

3.[含有二极管的变压器电路分析]

如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5,电阻R1＝R2＝25 Ω,D为理想二极管,原线圈接u＝2202sin(100πt)V的交流电,则( )

A.交流电的频率为100 Hz B.通过R2的电流为1 A C.通过R2的电流为2 A D.变压器的输入功率为200 W

1ω解析:选C 由原线圈交流电瞬时值表达式可知,交变电流的频率f＝＝＝50 Hz,A项

T2π错误；由理想变压器变压规律

U1n1

＝可知,输出电压U2＝50 V,由理想二极管单向导电性可知,U2n2

U22TU2

交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2,由交变电流的热效应可知,·＝·T,解得

R2RU＝

2

U＝252 V,由欧姆定律可知,通过R2的电流为2 A,B项错误,C项正确；电阻R2的22

U22

功率P2＝UI＝50 W,而电阻R1的电功率P1＝＝100 W,由理想变压器输入功率等于输出功

R1率可知,变压器的输入功率为P＝P1＋P2＝150 W,D项错误。

【名师微点】

1.分析原线圈有串联负载的变压器电路问题时要注意变压器的输入电压不等于电源的电压,而是等于电源电压减去串联负载的电压,即:U1＝U源－U串。

2.分析含有二极管的变压器电路问题时要注意理想二极管单向导电性,对交变电流的影响,及对应有效值的变化。

3.理想变压器的各量的制约关系 制约关系 电流 电压 功率 n2副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定:U2＝U1 n1原线圈的输入功率P入由副线圈的输出功率P出决定:P入＝P出 n2原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定:I1＝I2 n1第 28 页 共 59 页

考点二 理想变压器的动态分析问题 [多维探究类]

考法(一) 匝数比不变、负载变化的情况

[例1] 如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是( )

A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大 D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大

[解析] 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻R变大,则副线圈所在电路的总电阻R总变大,因原、副线圈两端的电压U1、U2不变,则通过R1的电流U2

I2＝变小,R1消耗的功率PR1＝I22R1变小,选项A错误；R1两端的电压UR1＝I2R1变小,则电

R总I1n2

压表V的示数UV＝U2－UR1变大,选项B正确；因通过原、副线圈的电流关系＝,I2变小,

I2n1则I1变小,即电流表A1的示数变小,选项C错误；若闭合开关S,则副线圈所在电路的总电阻U2

R总′变小,通过副线圈的电流I2′＝变大,则通过原线圈的电流I1′变大,电流表A1的示数变

R总′大,R1两端的电压UR1′＝I2′R1变大,则R2两端的电压UR2′＝U2－UR1′变小,电流表A2的示数变小,选项D错误。

[答案] B [题型技法]

匝数比不变、负载变化的情况的分析思路

如图所示: