高考物理一轮复习第11章交变电流传感器章末专题复习.docx

第11章 交变电流 传感器物理模型|三种特殊的变压器模型1自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图101所示图1112互感器分为电压互感器和电流互感器，比较如下类型电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在待测交流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式I1n1I2n23.双副线圈变压器计算具有两个(或两个以上)副线圈的变压器问题时，应注意三个联系：(1)电压关系：(2)电流关系：n1I1n2I2n3I3(3)功率关系：P1P2P3(多选)一自耦调压变压器(可看做理想变压器)的电路如图112甲所示，移动滑动触头P可改变副线圈匝数已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在如图112乙所示的交流电源上，电压表为理想电表则()甲乙图112A交流电源电压瞬时值的表达式为u220sin 100t (V)BP向上移动时，电压表的最大示数为380 VCP向下移动时，原、副线圈的电流之比减小DP向下移动时，变压器的输入功率变大BC由图乙结合交流电瞬时值表达式uUmsin t可得交流电源电压瞬时值的表达式为u220sin 100t (V)，A错误；电压表的示数为有效值，P向上移动时，当副线圈匝数达到1 900时，副线圈输出的电压最大，由变压器原、副线圈电压比跟线圈匝数成正比的关系可知副线圈输出电压有效值为380 V，即电压表的最大示数为380 V，B正确；P向下移动时，副线圈匝数减少，由变压器原副线圈电流比跟线圈匝数成反比的关系可知C正确；由P可知副线圈的输出功率减小，故原线圈的输入功率也减小，D错误突破训练1(2017珠海模拟)为了测量高电压和强电流的大小，常用到变压器的有关原理如图113所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器，电压表和电流表为理想交流电表若电压互感器上下线圈的匝数比为1 0001，电流互感器上下线圈的匝数比为1100，电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则下列说法正确的是()图113A两输电线间的电压为220 VBL2中的电流为10 AC输电线中输送的功率为2.2108 WD两输电线间的电阻为22 C根据变压器的工作原理有和，解得U12.2105 V，I11 000 A，所以A、B错误；输电线中输送的功率PU1I12.2108 W，C正确；由于输电线路不能视为简单的纯电阻电路，不能用欧姆定律求出电阻，D错误高考热点1|交变电流的“四值”应用1正弦式交变电流的重要公式瞬时值峰值有效值平均值eEmsin tEmNBSEniImsin tImUuUmsin tUmImRI2.对交变电流有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算注意“三同”，即“相同电阻”上“相同时间”内产生“相同热量”计算时，“相同时间”至少要取一个周期的时间如图114所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过60的过程中，下列判断正确的是()图114A电压表的读数为B通过电阻R的电荷量为qC电阻R所产生的焦耳热为QD当线圈由图示位置转过60时的电流为B线圈在磁场中转动产生了正弦交流电，其电动势的最大值EmNBS，电动势的有效值E，电压表的读数等于交流电源的路端电压，且为有效值，则UR，A错误；求通过电阻R的电荷量要用交流电的平均电流，则qt，故B正确；电阻R上产生的热量应该用有效值来计算，则电阻R产生的热量QI2Rt2R，故C错误；线圈由图示位置转过60时的电流为瞬时值，则isin tsin，故D错误突破训练2如图115甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻值R10 的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图象则() 【导学号：92492397】甲乙图115A电阻R上的电功率为20 WB0.02 s时R两端的电压瞬时值为零CR两端的电压u随时间t变化的规律是u14.1cos 100t(V)D通过R的电流i随时间t变化的规律是i1.41cos 50t(A)CR上电功率P10 W，A错；0.02 s时，0，最大，此时R两端的电压瞬时值最大，B错；R两端电压的最大值为10 V，100 rad/s，因此R两端电压u14.1cos 100t(V)，C正确；i1.41cos 100t(A)，D错高考热点2|与变压器相关的综合问题1远距离高压输电的几个基本关系2理想变压器中相关物理量间的制约关系的分析程序可表示为：(多选)如图116所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关S原来闭合，且R1R2，再将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I、电阻R1上的功率P1及该变压器原线圈的输入功率P的变化情况正确的是()图116AU增大 BI增大CP1减小DP减小AD开关S由闭合到断开时，负载的总电阻变大，变压器的输出电压U2不变，则输出电流I2变小，R上的电压变小，R1上的电压变大，电阻R1上的功率P1，R1不变，U变大，则P1增大，故A正确，C错误由电流与匝数的关系可知电流表的示数I减小，B错误输出电功率P出I2U2，U2不变，I2减小，则P出减小，输入功率等于输出功率，所以D正确突破训练3(2017潍坊模拟)如图117所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO以角速度匀速转动，轴OO垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为12，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是() 【导学号：92492398】图117A交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2sin tB变压器的输入功率与输出功率之比为21C电压表示数为NBL2D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小C图示线圈位置是与中性面垂直的位置，从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2cos t，A错理想变压器的输入功率与输出功率相等，B错原线圈电压的有效值U1NBL2，由得U2NBL2，由于二