高考物理母题解读（十一）交变电流3交流动态电路分析

1 高考母题解读高考母题解读 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 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 2 A 输入电压 u 的表达式 u 20sin 50 V 2 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 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 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在均匀增大 n2 kt 由变压器的变压公式 22 11 Un Un 得 2 1 U Ukt n 即U2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I2随时间变化 趋势图象 B 正确 灯泡消耗的电功率 P U2 I2 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I1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 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 A1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 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 U1 为加在原线圈两端的交变电压 I1 I2 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U1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U1不变 S由a切换到b 则I2减小 C 保持P的位置及U1 不变 S由b切换到a 则I1增大 D 保持U1不变 S接在b端 将P向上滑动 则 I1减小 U1 I1I2 R P S a b 4 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 1nn L1和 L2是相同型号的白炽灯 L1与电容器 C 串联 L2与带铁芯的线圈 L 串联 为交流电压表 V 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 1 10ts 时的示数为 0 B 与副线圈并联的电压表在 2 0 5 10ts 时的示数为22 2V C 当原线圈所接正弦交变电压的频率变为 100Hz 时 灯泡 L1变亮 灯泡 L2变暗 D 当原线圈所接正弦交变电压的频率变为 100Hz 时 灯泡 L1变暗 灯泡 L2变亮 解