2022届高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器核心素养提升课件新人教版

所以原线圈的电压的有效值为 220 V，根据变压器电压关系有UU12 ＝nn21 ＝515 可 得 U2＝4 V，副线圈上的电流为 I2＝UR2 ＝0.4 A，电流表的读数为原线圈的电
流，根据变压器电流关系有II21
＝nn21
1 可得 I1＝55
×0.4
A＝2275
A，B 错误；
电阻消耗的功率为 P2＝U2I2＝4×0.4 W＝1.6 W，C 正确；断开 S 后，副线圈上
A，故有效值为
I＝
Im 2
＝1.22
A＝0.6 2 A，故 D 正确。
角度 2 线圈不动磁场按正弦规律变化或导体棒在匀强磁场中做简谐振动 【典例 2】两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着 正方形线框 abcd，线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向里为正，磁 感应强度随时间变化的关系如图乙所示，不计线框以外的感生电场，右侧线 圈连接一定值电阻 R，下列说法中正确的是( )
所以副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流减小，灯泡 L1 两端电压减小，
而电源电压不变，所以电压表示数增大，故 D 错误。
【题型特点】 需要由图乙图象得出交变电压的最大值，并结合题意求出原 线圈的电压。根据原、副线圈电压、电流和匝数的关系求得匝数比和功率。
变压器问题的答题策略 1．对于原线圈电路接用电器的问题，输入功率等于输出功率，要注意电压与 匝数成正比关系成立的条件，此时UU21 ＝nn12 中 U1 指的是原线圈两端电压，而不 是电源电压。 2．常见图例：
没有电流，变压器的输出功率为 0，则变压器的输入功率也等于 0，所以电流
表的读数为 0，但是副线圈输出电压保持不变，D 错误。
台阶 2 原线圈中含有用电器，且副线圈电路变化 【变式 1】(高考模型)(2016·全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图所示， 图中电阻 R1、R2 和 R3 的阻值分别为 3 Ω、1 Ω 和 4 Ω， 为理想交流电流表， U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关 S 断开时，电流表的示 数为 I；当 S 闭合时，电流表的示数为 4I。该变压器原、副线圈匝数比为( )
A．2
B．3
C．4
D．5
【解析】选 B。设变压器原、副线圈匝数分别为 n1、n2，当开关 S 断开时，电 流表的示数为 I，副线圈电流为nn21 I，因此有(U－IR1)I＝(nn12 )2I2(R2＋R3)；当 S 闭合时，电流表的示数为 4I，同理有(U－4IR1)×4I＝(nn12 )2(4I)2R2，联立解 得原、副线圈匝数比为 3，故选 B。
18 V ＝6 V
3 ＝1
，故 B 正确；
由变压器原、副线圈的电流与匝数的关系可得：nn21 ＝II21 ＝31 ，所以 I2＝3I1，
所以电阻箱中的电流是灯泡 L2 电流的 2 倍，电阻箱与灯泡 L2 并联，电压相等，
所以电阻箱消耗的功率为 8 W，故 C 错误；由于增大电阻箱 R 连入电路的阻值，
பைடு நூலகம்
3．处理技巧： (1)计算出通过副线圈的电流，由电流比关系可知原线圈的电流； (2)根据欧姆定律可表示出与原线圈串联的用电器两端的电压； (3)结合题意，列出原线圈两端电压的表达式，根据电压比关系求出副线圈两 端电压。
正弦式交变电流产生的途径(科学思维—科学推理) 在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式 交变电流。以下三种方式也可以产生正弦式交流电。 角度 1 线圈不动，匀强磁场匀速转动 【典例 1】如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固 定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正 弦式电流如图乙所示，则( )
流的周期为 T＝0.2 s，故磁体的转速为 n＝1T ＝01.2 r/s＝5 r/s，故 B 错误；
风速加倍时，角速度加倍，根据 Em＝nBSω 可知，产生的感应电动势加倍，形
成的感应电流加倍，故风速加倍时电流的表达式为 i＝1.2sin20πt(A)，故 C
错误；根据
C
的分析，形成的感应电流
Im＝1.2
A.该交流电的频率为 100 Hz B．闭合开关 S 后，电流表的读数为 0.22 A C．闭合开关 S 后，电阻消耗的电功率为 1.6 W D．断开开关 S 后，变压器副线圈输出电压为零
【解析】选 C。根据瞬时值的表达式可知，该交流电的频率为 f＝2ωπ ＝120π0π
＝50 Hz，A 错误；由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为 220 2 V，
A.电压表示数为 18 V B．变压器原、副线圈匝数比为 3∶1 C．电阻箱消耗的电功率为 12 W D．增大电阻箱 R 连入电路的电阻值，电压表的示数将减小
24 2 【解析】选 A、B。电压表的示数为( 2 －6) V＝18 V，故 A 正确；由变压
器原、副线圈的电压与匝数的关系可得：nn21
＝UU12
【题型特点】 注意掌握分析方法，掌握原线圈所在电路中总电压不变，可 以根据变压器原理用线圈匝数比与原(副)线圈中电流，将原线圈所在电路中 电压关系表示出来，然后列方程求解。
台阶 3 原线圈中含有用电器，副线圈电路变化并给出交变电压图 【变式 2】(创新模型)(多选)如图甲中 L1、L2 是两只规格均为“6 V 4 W”的 灯泡，a、b 端接如图乙所示的交变电压，变压器为理想变压器。现调节电阻 箱 R 为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光。则( )
核心素养提升 第十一章
理想变压器原理及应用(科学思维——模型建构) 理想变压器是没有能量损失、没有磁通量损失的变压器。理想变压器的 电压、电流与原副线圈的匝数和电流的连接方式有关。
理想变压器原理的“三阶”考法 —— 拾阶而上 通法悟道
台阶 1 原线圈电路中没有用电器 【典例】(经典模型)将 u＝220 2 sin100πt(V)的电压输入如图所示的理想 变压器的原线圈，原、副线圈的匝数比为 n1∶n2＝55∶1，电阻 R＝10 Ω。下 列说法正确的是( )
A.电流的表达式为 i＝0.6sin 50t(A) B．磁铁的转速为 10 r/s C．风速加倍时电流的表达式为 i＝1.2sin10πt(A) D．风速加倍时线圈中电流的有效值为 0.6 2 A
【解析】选 D。通过乙图可知电流的最大值为 0.6 A，周期 T＝0.2 s，故 ω
2π ＝ T ＝10π rad/s，故电流的表达式为 i＝0.6sin10πt(A)，故 A 错误；电