2019-2020年高考物理 43變壓器交流動(dòng)態(tài)電路精解分析.doc

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2019-2020年高考物理 43變壓器交流動(dòng)態(tài)電路精解分析 高頻考點(diǎn)：變壓器交流動(dòng)態(tài)電路 動(dòng)態(tài)發(fā)布：xx山東理綜卷第20題、xx福建理綜第15題、xx全國理綜2第19題、xx天津理綜物理第7題、xx山東理綜第19題 命題規(guī)律：變壓器交流動(dòng)態(tài)電路是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考查變壓器交流動(dòng)態(tài)電路為選擇題，難度中等。 命題分析 考查方式 變壓器交流動(dòng)態(tài)電路 【命題分析】變壓器交流動(dòng)態(tài)電路主要有兩種情況：一是負(fù)載電阻不變，原副線圈電壓、電流、功率隨匝數(shù)比變化而變化；二是匝數(shù)比不變，原副線圈電壓、電流、功率隨負(fù)載變化而變化。解決變壓器交流動(dòng)態(tài)電路問題首先要明確變量之間的相互制約關(guān)系。在理想變壓器中，負(fù)線圈的輸出電壓U2由原線圈的輸入電壓U1和匝數(shù)比決定，與負(fù)載電阻無關(guān)，即輸入電壓U1決定輸出電壓U2；在原線圈輸入電壓U1和匝數(shù)比確定的情況下，原線圈的輸入電流由副線圈輸出電流決定，副線圈輸出電流由負(fù)載確定，即負(fù)載決定輸入電流；變壓器輸入功率由輸出功率確定，即輸出功率決定輸入功率。分析變壓器交流動(dòng)態(tài)電路的思路是：由輸入電壓和匝數(shù)比得出輸出電壓，由輸出電壓和負(fù)載得出輸出電流，最后由輸出功率得出輸入功率?？疾樽儔浩鹘涣鲃?dòng)態(tài)電路的試題難度中等。 例1（xx山東理綜卷第20題）為保證用戶電壓穩(wěn)定在220V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖。保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓。某次檢測(cè)得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示。以下正確的是 A、u2=190sin(50πt)V B、u2=190sin(100πt)V C、為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)下移 D、為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)上移 【解析】：由于用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線周期為0.02s，所以u(píng)2=190sin(100πt)V，選項(xiàng)B正確A錯(cuò)誤；為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，由變壓器變壓公式可知應(yīng)減小變壓器原線圈匝數(shù)，應(yīng)將P適當(dāng)上移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。 【答案】：BD 【點(diǎn)評(píng)】此題通過變電所適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓穩(wěn)定用戶電壓，考查交變電流的圖象、表達(dá)式、變壓公式等知識(shí)點(diǎn)。 解析由輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象可知，交變電流周期為0.02s，輸入電壓u的表達(dá)式u=20sin(100π)V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；只斷開S1后，L1、L2均不能發(fā)光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；只斷開S2后，燈泡L1、L2串聯(lián)后接入電路，變壓器輸出電流減小，原線圈的輸入功率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若S1換接到2后，變壓器輸出電壓U=4V，R中電流為I=0.2A，R消耗的電功率為P=UI=0.8W，選項(xiàng)D正確。 【答案】：D 【點(diǎn)評(píng)】：此題考查變壓器和電路動(dòng)態(tài)變化等知識(shí)點(diǎn)。 例3(xx全國理綜2第19題)圖5中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連：P為滑動(dòng)頭?，F(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈L兩端的電壓等于其額定電壓為止。用I1表示流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，U2表示燈泡兩端的電壓， N2表示燈泡消耗的電功率（這里的電流、電壓均指有效值；電功率指平均值）。下列4個(gè)圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢(shì)的是 【解析】副線圈是均勻密繞的且滑動(dòng)頭勻速上滑，說明副線圈的匝數(shù)n2在均勻增大，n2=kt。由變壓器的變壓公式，得，即U2隨時(shí)間t均勻增大，選項(xiàng)C正確。燈泡兩端的電壓由零逐漸增大時(shí)，其燈泡電阻增大，其流過燈泡的電流I2隨時(shí)間變化趨勢(shì)圖象B正確。燈泡消耗的電功率P= U2 I2，隨時(shí)間增大，但一定不是均勻增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。；根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，流過原線圈的電流I1增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。 【答案】BC 【點(diǎn)評(píng)】此題考查理想變壓器、燈泡的伏安特曲線、圖象等知識(shí)點(diǎn)。 例4．（xx天津理綜物理第7題）為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后 A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變 B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大 C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大 D． V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變 【解析】當(dāng)開關(guān)S閉合后接入理想變壓器副線圈中燈泡數(shù)目增加，副線圈輸出電流增大，理想交流電流表A2增大，根據(jù)變壓器輸入功率與輸出功率的關(guān)系可知輸入功率增大，理想交流電流表A1示數(shù)增大。由于輸入電壓不變，變壓器輸出電壓不變，理想交流電壓表V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變，選項(xiàng)D正確C錯(cuò)誤。由U1I1=U2I2可知，A1與A2示數(shù)的比值不變，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤。 【答案】AD 【點(diǎn)評(píng)】此題考查變壓器和交流動(dòng)態(tài)電路。 例5．（xx山東理綜第19題）一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動(dòng)變阻器的觸頭。下列說法正確的是