高考物理母题解读(十一)交变电流3交流动态电路分析

高考母题解读

高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。

母题3：交流动态电路分析

【方法归纳】.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。

【针对训练题精选解析】

1（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S 1后，L 1、L 2均正常发光

C.只断开S 2后，原线圈的输入功率增大

D.若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为

0.8W

2(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I 1表示流过原线圈

的电流，I 2表示流过灯泡的电流，U 2表示灯泡两端的电压，N 2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

【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n 2在均匀增大，n 2=kt 。由变压器的变压公式2211

U n U n =，得21U U kt n =，即U 2随时间t 均匀增大，选项C 正确。灯泡两端的电压由零逐渐增大时，其灯泡电阻增大，其流过灯泡的电流I 2随时间变化趋势图象B 正确。灯泡消耗的电功率P= U 2 I 2，随时间增大，但一定不是均匀增大，选项D 错误。；根据理想变压器输入功率等于输出功率，流过原线圈的电流I 1增大，选项A 错误。

【答案】BC

【点评】此题考查理想变压器、灯泡的伏安特曲线、图象等知识点。

3．（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L 1、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A 2，导线电阻不计，如图所示。当开关S 闭合后

A ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值不变

B ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值变大

C ．V 2示数变小，V 1与V 2示数的比值变大

D ．V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变

4．（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

5．（2012浙南浙北联考）如图所示电路中的变压器为理想变压

器，S 为单刀双掷开关．P 是滑动变阻器R 的滑动触头，U 1 为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2 分别为原线圈和副线圈中

的电流．下列说法正确的是 A ．保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗

的功率减小 B ．保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小

C ．保持P 的位置及U 1 不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大

D ．保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则 I 1减小

6.（2011吉林二模）．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比12:10:1n n =，L 1和

L 2是相同型号的白炽灯，L 1与电容器C 串联，L 2与带铁芯的线圈L 串联，○

V 为交流电压表。当原线圈接有如图乙所示正弦交变电压时，两只灯泡的亮度相同，则 （ ）

A ．与副线圈并联的电压表在2

110t s -=⨯时的示数为0

B ．与副线圈并联的电压表在20.510t s -=⨯时的示数为

C ．当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz 时，灯泡L 1变亮，灯泡L 2变暗

D ．当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz 时，灯泡L 1变暗，灯泡L 2变亮

解析：与副线圈并联的电压表示数为电压有效值，选项AB 错误；当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz 时，，频率升高，电容器容抗减小，灯泡L 1变亮，电感器感抗增大，灯泡L 2变暗，选项C 正确D 错误。

答案：C