【物理】2018届二轮复习理想变压器学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习理想变压器学案（全国通用）

‎3月7日 理想变压器 高考频度：★★☆☆☆‎ 难易程度：★★☆☆☆‎ 图（a）是一理想变压器的电路连接图，图（b）是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知电压表的示数为20 V，两个定值电阻的阻值R均为10 Ω，则：‎ ‎（1）求原、副线圈的匝数比；‎ ‎（2）将开关S闭合，求原线圈的输入功率；‎ ‎（3）若将电流表A2换成一只单向导电的二极管，求电压表示数。‎ ‎【参考答案】（1） （2） （3）U=10V ‎【试题解析】（1）由图象知原线圈电压有效值为：，已知电压表的示数为20 V，根据电压与匝数成正比知原、副线圈的匝数比是：‎ ‎（2）将开关S闭合，副线圈总电阻是5 Ω，所以输出功：；输入功率等于输出功率，所以原线圈的输入功率是80 W。‎ ‎（3）换成二极管后，电压表两端的电压时间图象如图：‎ 设电压表的读数是U，根据有效值定义得：，解得：U=10V。‎ ‎【知识补给】‎ 理想变压器的动态分析 ‎1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法 ‎（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；‎ ‎（2）分析该类问题的一般思维流程是：‎ ‎2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。‎ ‎（1）匝数比不变的情况 ‎①U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变；‎ ‎②当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化；‎ ‎③I2变化引起P2变化，由P1=P2知P1发生变化。‎ ‎（2）负载电阻不变的情况 ‎①U1不变，发生变化，U2变化；‎ ‎②R不变，U2变化，I2发生变化；‎ ‎③根据和P1=P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。‎ 图示电路中，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个位置，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．变阻器滑片是沿的方向滑动 如图所示，理想变压器副线圈1、2之间的匝数是总匝数的一半，二极管D具有单向导电性（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），R是可变电阻，K是单刀双掷开关，原线圈接在电压不变的正弦交流电源上。下列说法正确的是 A．若R阻值不变，当K分别接1和2时，电压表读数之比为2:1‎ B．若R阻值不变，当K分别接1和2时，电压表读数之比为:1‎ C．若K分别接1和2时，R消耗功率相等，则R阻值之比为2:1‎ D．若K分别接l和2时，R消耗功率相等，则R阻值之比为: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 如图甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22 V的电容器，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是 A．副线圈两端电压的变化频率为0.5 Hz B．电流表的示数表示的是电流的瞬时值 C．为保证电容器C不被击穿，原副线圈匝数比应小于10:1‎ D．滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大 ‎ 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1:n2=3:1，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压u的图象如图乙所示。‎ ‎（1）求图甲中电压表的读数；‎ ‎（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；‎ ‎（3）为满足第（2）问要求，求可变电阻R应调到的电阻值。‎ ‎【参考答案】‎ D 电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c向d滑动，故D正确；电压表V1、V2示数不变，故A、B错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n1I1=n2I2，电流变化时，‎ n1ΔI1=n2ΔI2，故，应是降压变压器，C错误。‎ ‎2.BC B 滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电阻变大，则干路电流变小，则消耗的功率变小，则A错误；干路电流变小，分压变小，则电压表V的测量的电压变大，示数变大，则B正确；因输出电流变小，则输出功率变小即输入功率变小，电流表A1示数变小，则C错误；闭合开关S并联支路增加，电阻变小，则副线圈即R1的电流变大，分压变大，则R2的分压变小，电流变小，电流表A1示数随副线圈电流的变大而变大，则D错误。‎ ‎【名师点睛】考查电路的动态分析：本题中P的移动与电键的闭合均会引起电阻的变小，再由电路的联接关系可分析各表的示数的变化，可见明确电路的结构是求解的关键。‎ D 根据图乙知交流电周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；电流表的示数表示的是电流的有效值，故B错误；由题意知，原线圈的最大电压为311 V，而电容器的耐压值为22 V，即为最大值，根据原副线圈的电压与匝数成正比，则有原副线圈匝数比应大于；故C错误；滑动变阻器的触头向下滑动，电阻减小，而副线圈电压不变，变压器的输入功率等于输出功率，增大，两个电流表的示数都增大，故D正确。‎ ‎（1）U2=9 V （2）n=9 （3）R= Ω ‎（1）根据图象可得原线圈电压的最大值U1m=27V，其有效值为 U1==27 V，根据代入数据可得U2=9 V，即为电压表读数。‎ ‎（2）设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2‎