最新三年高考物理高频考点精选分类解析 考点44 变压器交流动态电路

最新三年高考物理高频考点精选分类解析
考点44 变压器交流动态电路
【考点知识方法解读】变压器交流动态电路主要有两种情况：一是负载电阻不变，原副线圈电压、电流、功率随匝数比变化而变化；二是匝数比不变，原副线圈电压、电流、功率随负载变化而变化。

解决变压器交流动态电路问题首先要明确变量之间的相互制约关系。

在理想变压器中，负线圈的输出电压U2由原线圈的输入电压U1和匝数比决定，与负载电阻无关，即输入电压U1决定输出电压U2；在原线圈输入电压U1和匝数比确定的情况下，原线圈的输入电流由副线圈输出电流决定，副线圈输出电流由负载确定，即负载决定输入电流；变压器输入功率由输出功率确定，即输出功率决定输入功率。

分析变压器交流动态电路的思路是：由输入电压和匝数比得出输出电压，由输出电压和负载得出输出电流，最后由输出功率得出输入功率。

1. （2012·福建理综）如图，理想变压器原线圈输入电压u=U m sinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。

V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理
想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。

下列说法正确的
是
A．I1和I2表示电流的瞬间值
B．U1和U2表示电压的最大值
C．滑片P向下滑动过程中，U1不变、I1变大
D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小
1.【答案】：C
【解析】：理想交流电流表示数I1和I2表示电流的有效值，理想交流电压表示数U1和U2表示电压的有效值，选项AB错误；滑片P向下滑动过程中，U1不变、I2变大，I1变大，选项C正确D错误。

2（2011山东理综卷）为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。

保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。

某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线
如图乙所示。

以下正确的是
A、u2sin(50πt)V
B、u2sin(100πt)V
C、为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移
D、为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移
3（2011福建理综）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1，电阻R=20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。

原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示。

现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。

下列说法正确的是
A.输入电压u的表达式sin(50π)V
B.只断开S1后，L1、L2均正常发光
C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大
D.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
【答案】：D
【解析】由输入电压u随时间t的变化关系图象可知，交变电流周期为0.02s，输入电压u的
表达式sin(100π)V，选项A错误；只断开S1后，L1、L2均不能发光，选项B错误；只断开S2后，灯泡L1、L2串联后接入电路，变压器输出电流减小，原线圈的输入功率减小，选项C错误；若S1换接到2后，变压器输出电压U=4V，R中电流为I=0.2A，R消耗的电功率为P=UI=0.8W，选项D正确。

【点评】：此题考查变压器和电路动态变化等知识点。

4(2010全国理综2)图5中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。

现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈
匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。

用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值）。

下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是
【答案】BC
【解析】副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，说明副线圈的匝数n2在
5．（2010天津理综物理）为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。

当开关S闭合后
A．A
1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
【点评】此题考查变压器和交流动态电路。

6．（2010山东理综）理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。

下列说法正确的是
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流
比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
【答案】AD。