2024高考物理一轮复习第十一单元交变电流传感器核心素养提升-科学思维系列十三学案新人教版

PAGE3-核心素养提升——科学思维系列(十三)三种特别变压器题型1自耦变压器自耦变压器(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，当沟通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，如图所示．如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈AB端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻R0＝11Ω，电容器C的击穿电压为22V，移动滑片P使电容器刚好不会被击穿，所用电表均为志向电表，下列说法正确的是()A．电压表的示数为220VB．原、副线圈的匝数比为101C．电流表的示数等于通过电阻R0的电流D．原线圈AB端输入电压的改变规律为u＝311sinπt(V)【解析】由题图乙知电压的有效值即电压表的示数为220V，A正确；电容器的耐压值为沟通最大值，有效值为eq\f(22,\r(2))V＝11eq\r(2)V，所以原、副线圈的匝数比为10eq\r(2)1，B错误；电容器通沟通电，所以电流表的示数大于通过电阻R0的电流，C错误；由题图乙知沟通电的周期为0.02s，所以角速度为100πrad/s，原线圈AB端输入电压的改变规律为u＝311sin100πt(V)，D错误．【答案】A题型2互感器互感器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沟通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eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n2如图，T1、T2是监测沟通高压输电参数的互感器，其中a、b是沟通电压表或沟通电流表．若高压输电线间的电压为220kV，T1的原、副线圈匝数比为1100，沟通电压表的示数为100V，沟通电流表的示数为1A，则()A．b是沟通电压表B．T2的原、副线圈匝数比为1001C．高压线路输送的电流为1AD．高压线路输送的电功率为220kW【解析】本题考查互感器及其相关学问点．右侧的互感器原线圈并联在高压线上，则b是沟通电压表，选项A正确；若高压输电线间的电压为220kV，副线圈沟通电压表的示数为100V，依据变压器变压公式eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，T2的原、副线圈匝数比为22001，选项B错误；T1的原、副线圈匝数比为1100，a是沟通电流表，沟通电流表的示数为1A，依据变压器变流公式eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，高压线路输送的电流为100A，选项C错误；高压线路输送的电功率为P＝U1I1＝220kV×100A＝22000kW，选项D错误．【答案】A题型3多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，应留意三个关系：(1)电压关系：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝….(2)电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋….(3)功率关系：P1＝P2＋P3＋….如图所示，电路中变压器原线圈匝数n1＝1000，两个副线圈匝数分别为n2＝500、n3＝200，分别接一个R＝55Ω的电阻，在原线圈上接入U1＝220V的沟通电源．则两副线圈输出电功率之比eq\f(P2,P3)和原线圈中的电流I1分别是()A．eq\f(P2,P3)＝eq\f(5,2)，I1＝2.8AB．eq\f(P2,P3)＝eq\f(2,5)，I1＝2.8AC．eq\f(P2,P3)＝eq\f(25,4)，I1＝1.16AD．eq\f(P2,P3)＝eq\f(4,25)，I1＝1.16A【解析】对两个副线圈有eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(U1,U3)＝eq\f(n1,n3)，所以U2＝110V，U3＝44V，又P＝eq\f(U2,R)，所以eq\f(P2,P3)＝eq\f(U\o\al(2,2),U\o\al(2,3))＝eq\f(25,4)；由欧姆定律