《2017-2018學(xué)年高中物理 模塊專題復(fù)習(xí) 專題六 變壓器的基本規(guī)律及動態(tài)電路問題學(xué)案 新人教版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 模塊專題復(fù)習(xí) 專題六 變壓器的基本規(guī)律及動態(tài)電路問題學(xué)案 新人教版選修3-2（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
專題六 變壓器的基本規(guī)律及動態(tài)電路問題
一、變壓器的基本規(guī)律
1.電壓關(guān)系：＝，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比.
2.功率關(guān)系：P入＝P出， 有多個副線圈時，P1＝P2＋P3＋P4＋P5＋….
3.電流關(guān)系：由功率關(guān)系，當(dāng)只有一個副線圈時，I1U1＝I2U2，即＝＝；當(dāng)有多個副線圈時，I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…，即I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋….
[復(fù)習(xí)過關(guān)]
1.(多選)如圖1所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，原線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表的示數(shù)為220 V，負(fù)載電阻R＝44 Ω，電流表A1的示數(shù)為0.20 A.下列
2、判斷中正確的是( )
圖1
A.原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2∶1
B.原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5∶1
C.電流表A2的示數(shù)為1.0 A
D.電流表A2的示數(shù)為0.4 A
答案 BC
解析 對于理想變壓器，P1＝U1I1＝220×0.20 W＝44 W，則負(fù)載電阻消耗的功率P2＝P1＝44 W，據(jù)P2＝，得U2＝＝ V＝44 V，則＝＝＝，故B正確.A2的示數(shù)I2＝＝ A＝1.0 A，故C正確.
2.某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶9，原線圈所接電源電壓按如圖2所示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載，下列判斷正確的是( )
圖2
A.輸出電壓的最大值為36 V
B.原、副線
3、圈中電流之比為55∶9
C.變壓器輸入、輸出功率之比為55∶9
D.交流電源電壓有效值為220 V，頻率為50 Hz
答案 D
解析 由圖知原線圈電壓最大值為220 V，周期T＝2×10－2 s，故有效值為220 V，頻率為50 Hz；由＝，＝得輸出電壓最大值為36 V，原、副線圈中電流之比為9∶55，輸入、輸出功率應(yīng)相等，所以正確答案為D.
3.如圖3甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C為電容器.已知通過R1的正弦交流電如圖乙所示，則( )
圖3
A.交流電的頻率為0.02 Hz
B.原線圈輸入電壓的最大值為220 V
C
4、.電阻R2的電功率約為6.67 W
D.通過R3的電流始終為零
答案 C
解析 由題圖乙知電流的周期是0.02 s，則其頻率為f＝＝ Hz＝50 Hz，則A錯誤，副線圈的最大電壓為U2＝ImR1＝20 V，則原線圈的輸入電壓為U1，由＝得U1＝200 V，故B錯誤.
電阻R2的功率為P＝≈6.67 W，故C正確.
電容器通交流，故R3有電流，故D錯誤.
4.(多選)如圖4所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是10∶1，原線圈輸入交變電壓u＝100sin 50πt(V)，在副線圈中串接有理想電流表和定值電阻R，電容器并聯(lián)在電阻R兩端，電阻阻值R＝10 Ω，關(guān)于電路分析，下列說法中正確的
5、是( )
圖4
A.電流表示數(shù)是1 A
B.電流表示數(shù)是 A
C.電阻R消耗的電功率為10 W
D.電容器的耐壓值至少是10 V
答案 CD
解析 由變壓公式，副線圈輸出電壓為10 V，由于交變電流可以通過并聯(lián)在電阻R兩端的電容器，所以不能應(yīng)用歐姆定律計算電流表示數(shù)，選項A、B錯誤；電阻R消耗的電功率為P＝ W＝10 W，選項C正確；副線圈輸出電壓最大值為10 V，電容器的耐壓值至少是10 V，選項D正確.
5.如圖5所示，變壓器的輸入電壓U一定，兩個副線圈的匝數(shù)是n2和n3.當(dāng)把電熱器接a、b，讓c、d空載時，安培表讀數(shù)是I2；當(dāng)把同一電熱器接c、d，而a、b空載時，安
6、培表讀數(shù)是I3，則I2∶I3等于( )
圖5
A. n2∶n3 B. n3∶n2
C.n∶n D.n∶n
答案 C
解析 由變壓比知：＝＝，由P入＝P出知，當(dāng)電熱器接a、b，讓c、d空載時，有I2U＝；當(dāng)把同一電熱器接c、d，而a、b空載時，有I3U＝，所以I2∶I3＝U∶U＝n∶n，故答案為C.
6.如圖6甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1∶n2＝3∶1，原線圈電路中接有一量程為3 A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表一只和可變電阻R以及若干規(guī)格為“6 V,6 W”的相同燈泡.輸入端交變電壓u的圖象如圖乙所示.
圖6
(1)求圖甲中電壓表
7、的讀數(shù).
(2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個數(shù).
(3)為滿足第(2)問中要求，求可變電阻R應(yīng)調(diào)到的電阻值.
答案 (1)9 V (2)9盞 (3) Ω
解析 (1)根據(jù)圖象可得原線圈電壓的最大值
U1m＝27 V
其有效值為U1＝27 V
根據(jù)n1∶n2＝ U1∶U2
代入數(shù)據(jù)后可得U2＝9 V
即為電壓表的讀數(shù).
(2)設(shè)原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2.為使副線圈接入的燈泡最多，則I1取允許通過的最大電流的有效值為3 A
根據(jù)U1I1＝U2I2
代入數(shù)據(jù)后可得I2＝9 A
正常發(fā)光時每個燈泡中電流為I燈＝＝1 A
所以允
8、許接入的燈泡個數(shù)為n＝＝9盞.
(3)電阻R兩端電壓為UR＝U2－U燈＝3 V
電阻阻值為R＝＝ Ω.
二、含變壓器的動態(tài)電路分析方法
變壓器問題往往與閉合電路的動態(tài)變化結(jié)合，處理此類問題的關(guān)鍵是要分清變量和不變量，弄清理想變壓器中各物理量之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系——U2由U1和匝數(shù)比決定；I2由U2和負(fù)載電阻決定；I1由I2和匝數(shù)比決定.分析思路程序可表示為：
[復(fù)習(xí)過關(guān)]
7.如圖7所示，理想變壓器的a、b端加上一交流電壓(電壓有效值保持不變)，副線圈c、d端所接燈泡L恰好正常發(fā)光.此時滑動變阻器的滑片P位于圖示位置.現(xiàn)將滑片下移，則以下說法中正確的是( )
圖7
9、
A.燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入電流變小
B.燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入功率變大
C.燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入電壓變大
D.燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變
答案 A
解析 因為副線圈兩端的電壓沒發(fā)生變化，所以燈仍能正常發(fā)光.當(dāng)滑片下移時，由于滑動變阻器的電阻增大，所以副線圈中的電流減小，原線圈中輸入的電流也變小，故輸入的功率變小，A正確，B、C、D錯誤.
8.如圖8所示，理想變壓器的輸入電壓保持不變.副線圈通過輸電線接兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R.開始時，開關(guān)S斷開，當(dāng)S閉合時，下列說法正確的是( )
圖8
A.電壓表示數(shù)變大 B.燈泡L1變亮
10、
C.電流表示數(shù)增大 D.變壓器的輸出功率減小
答案C
解析 當(dāng)S閉合時，通過R的電流增大，電壓表示數(shù)變小，燈泡L1變暗，變壓器的輸出功率增大，電流表示數(shù)增大，選項C正確，A、B、D錯誤.
9.如圖9所示的交流電路中，理想變壓器輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表.當(dāng)滑動變阻器R的滑動頭向下移動時( )
圖9
A.燈L變亮
B.各個電表讀數(shù)均變大
C.因為U1不變，所以P1不變
D.P1變大，且始終有P1＝P2
答案 D
解析 當(dāng)滑動變阻器R的滑動頭向下移動時，電流表讀數(shù)增大，變壓器輸出電流增大，電阻R0兩端電壓增大，電壓表讀
11、數(shù)減小，電燈L變暗，選項A、B錯誤；根據(jù)變壓器功率關(guān)系，P1變大，且始終有P1＝P2 ，選項C錯誤，D正確.
10.(多選)如圖10所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為定值電阻，開關(guān)S是閉合的，和為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；、和為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3，現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是( )
圖10
A.U2變小、I3變小 B.U2不變、I3變大
C.I1變小、I2變小 D.I2變大、I3變大
答案 BC
解析 斷開S，負(fù)載總電阻增大，因為U2＝U1，U1不變，則U2不變，由I2＝，知I2變小，因為I1＝I2，故I1也變小.R1分壓減小，則R3分壓增大，故I3增大，綜上可知B、C正確.
6
2017-2018學(xué)年高中物理 模塊專題復(fù)習(xí) 專題六 變壓器的基本規(guī)律及動態(tài)電路問題學(xué)案 新人教版選修3-2
