2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 培優(yōu)計劃 高考必考題突破講座（11）理想變壓器的解題策略學(xué)案

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1、高考必考題突破講座(十一)理想變壓器的解題策略題型特點(diǎn)考情分析命題趨勢高考對變壓器的考查主要集中在變壓器的工作原理、變壓器的動態(tài)分析以及電能的輸送與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系問題，題型主要以選擇題形式出現(xiàn)，難度不太大2016全國卷，192016四川卷，22016天津卷，52016江蘇卷，4原線圈端接有負(fù)載的變壓器問題是變壓器中的典型問題，物理量之間的關(guān)系更復(fù)雜，對考生的能力要求提高，高考對變壓器的考查在2015年難度有所上升，因此，2019年高考考查有負(fù)載的變壓器問題的可能性會加大1變壓器動態(tài)分析流程圖2涉及問題(1)U2U1，當(dāng)U1不變時，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2都不會改變(2)輸出電流I2決定輸

2、入電流I1(3)輸出功率P2決定輸入功率P1解題方法1變壓器原線圈通入交變電流時，原線圈是交流電源的負(fù)載，此時原線圈和與之串、并聯(lián)的用電器同樣遵循串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)對直流電，變壓器不起作用，副線圈輸出電壓為零2變壓器的副線圈是所連接電路的電源，其電源電動勢U2由輸入電壓和匝數(shù)比決定3對其他形狀的鐵芯(如“日”字)，應(yīng)認(rèn)真分析原、副線圈之間磁通量的關(guān)系，再結(jié)合其變壓原理來分析變壓器的電壓和匝數(shù)之間的關(guān)系角度1匝數(shù)比不變，負(fù)載R變化(如圖甲)(1)U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可知不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變(2)當(dāng)負(fù)載電阻R變化時，I2變化，可推出I1的變化(3)I2變

3、化引起P2變化，根據(jù)P1P2知P1的變化角度2負(fù)載電阻R不變，匝數(shù)比變化(如圖乙)(1)U1不變，發(fā)生變化，故U2變化(2)R不變，U2改變，故I2發(fā)生變化(3)根據(jù)P2，P1P2，可以判斷P2發(fā)生變化時，P1變化，U1不變時，I1發(fā)生變化角度3變壓器原線圈接有負(fù)載(如圖丙)變壓器原線圈接有負(fù)載R時，原、副線圈的制約關(guān)系依然成立，但電路輸入的總電壓U不再等于變壓器原線圈的電壓U1，而是UU1U負(fù)載，顯然UU1.變壓器原、副線圈兩端的功率也始終相等，但電路輸入的電功率P也不等于原線圈兩端的功率P1，而是PP1P負(fù)載角度4變壓器副線圈接有二極管(如圖丁)變壓器副線圈接有二極管時，由于二極管的單向?qū)?/p>

4、電性，使得cd端一個周期的時間內(nèi)只有半個周期有電流，依據(jù)這一特點(diǎn)可畫出cd間It關(guān)系圖象展開分析例1圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光下列說法正確的是(D)A輸入電壓u的表達(dá)式u20sin 50t VB只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W解析由圖象可知Um20 V，T0.02 s，故100 rad/s，輸入電壓u的表達(dá)式u20sin 1

5、00t V，所以選項(xiàng)A錯誤；S1接1、S2閉合，此時電路中只有燈泡L2且正常發(fā)光，故燈泡的額定電壓UU2U14 V，斷開S2后兩燈泡串聯(lián)，總電壓仍為4 V，所以L1、L2均不能正常發(fā)光，選項(xiàng)B錯誤；根據(jù)P入P出可知，斷開S2后R總增大，故P入變小，選項(xiàng)C錯誤；若S1接2，由P可得P0.8 W .故選項(xiàng)D正確例2如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則(BD)AUabUcdn1n2B

6、增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D將二級管短路，電流表的讀數(shù)加倍解析若變壓器初級電壓Uab，則次級電壓U2Uab，由于二極管的單向?qū)щ娦?，使得cd端只在一半的時間內(nèi)有電流，即UcdU2，故，選項(xiàng)A錯誤；增大負(fù)載電阻的阻值R，副線圈中的電流減小，則原線圈中的電流也減小，即電流表的讀數(shù)變小，選項(xiàng)B正確；c、d間的電壓由原線圈中的電壓和變壓器的匝數(shù)比決定，與電阻R無關(guān)，選項(xiàng)C錯誤；將二極管短路，副線圈中的電流加倍，則原線圈中的電流也加倍，選項(xiàng)D正確1(2018江蘇無錫模擬)如圖所示，理想變壓器的輸入端通過燈泡L1與輸出電壓恒定的正弦交流電源相連，副線

7、圈通過導(dǎo)線與兩個相同的燈泡L2和L3相連，開始時開關(guān)S處于斷開狀態(tài)當(dāng)S閉合后，所有燈泡都能發(fā)光，則下列說法中正確的有(C)A副線圈兩端電壓不變B燈泡L1亮度變亮，L2的亮度不變C副線圈中電流變大，燈泡L1變亮，L2變暗D因?yàn)椴恢儔浩髟?、副線圈的匝數(shù)比，所以L1及L2的亮度變化不能判斷解析在原線圈回路中，UI1RL1U1，在副線圈回路中，U2I2RL，根據(jù)變壓器工作原理有，綜合以上各式有UI2(RL1RL)，當(dāng)S閉合后，RL減小，通過副線圈的電流I2增大，由可知，通過原線圈的電流也增大，故L1因兩端電壓變大而變亮，則原線圈兩端的輸入電壓減小，副線圈兩端的輸出電壓也隨之減小，L2兩端電壓變小，L

8、2變暗，所以只有選項(xiàng)C正確2(2018湖北黃岡模擬)如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2225，原線圈接u220sin 100t V的交流電，電阻R1R2 25 ，D1、D2為兩只理想二極管，假設(shè)兩二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大，則副線圈電路中理想交流電流表的讀數(shù)為(B)A1 A B2 A C A D2 A解析由于二極管具有單向?qū)щ娦?，在一個周期內(nèi)相當(dāng)于只有一個電阻能夠正常工作，由理想變壓器變壓規(guī)律可知，輸出電壓U250 V，所以電流表讀數(shù)I A2 A，選項(xiàng)B正確3(多選)如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈

9、兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則(BC)A保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大B保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小C保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大D保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小解析Q位置不動，副線圈電壓U2不變，當(dāng)P上滑時，R增大，由P可知總功率減小，原線圈電壓U1不變，由PU1I1，可知原線圈電流I1減小，故選項(xiàng)A錯誤，B正確；當(dāng)P位置不動，Q上滑時，由知U2增大，同理分析原線圈電流I1增大，故選項(xiàng)C正確，D錯誤4為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n

10、1n42R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化當(dāng)A、B端接入低壓交流電源時(D)AA1、A2兩表的示數(shù)相同BL1、L2兩燈泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2兩端的電壓小于R4兩端的電壓解析設(shè)A、B兩端所加電壓為U.由歐姆定律知，通過A2表的電流大小I2.通過升壓變壓器升壓后輸出電壓UU，降壓變壓器獲得電壓為UI12RUI12R，燈泡L1兩端電壓為(UI12R)，則通過燈泡L1的電流為.故由變壓器電流變化規(guī)律得I1 .又因?yàn)閚1n42R，n2n1，求差得RL2R(RL2R)(n2n1)()0，即RL2RRL2R，所以I1I2，故燈泡L1亮度更大，選項(xiàng)B錯誤；由于I11 000D實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是5 000 V，選項(xiàng)C正確，D錯誤7