专题十 交流电与变压器
考向1 变压比的计算
(2020·山东等级考)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15
Ω,额定电压为24
V。定值电阻R1=10
Ω、R2=5
Ω,
滑动变阻器R的最大阻值为
10
Ω。为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为
( )
A.1
Ω B.5
Ω C.6
Ω D.8
Ω
(1)审题破题眼:
(2)命题陷阱点:
陷阱:认为副线圈中的电压电流都要通过原线圈进行计算。
变压器中进行计算的时候,电压输入端决定输出端,功率是输出端决定输入端,也要根据实际情况灵活计算,再根据变压器的关系计算原、副线圈两侧的数据。
熟记变压器的重点关系
电压
原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2,U2=U1
功率
副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入,P入=P出
电流
副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1,I1=I2
理想变压器求解的一般步骤
1.(变压器原副线圈分析)(多选)如图所示,a、b间输入电压有效值为220
V、频率为50
Hz的正弦式交流电,两灯泡额定电压相等,变压器为理想变压器,电流表和电压表均为理想交流电表,闭合开关后,两灯泡均正常发光,电流表的示数为
1
A,电压表示数为22
V,由此可知
( )
A.变压器原、副线圈的匝数比为9∶1
B.正常发光时,灯泡L1的电阻是L2的3倍
C.原线圈电流为
A
D.副线圈交变电流的频率为5
Hz
2.(复杂电路的分析)(多选)如图为某人设计的电吹风电路图,a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表所示,则( )
热风时输入功率
460
W
冷风时输入功率
60
W
小风扇额定电压
60
V
正常工作时小风扇输出功率
52
W
A.吹冷风时触片P与b、c两触点接触
B.小风扇的内阻为8
Ω
C.变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=3∶11
D.电热丝中的电流约为2.1
A
3.(电磁感应和变压器)(多选)如图所示,足够长的两条平行金属导轨竖直放置,其间有与导轨平面垂直的匀强磁场,两导轨通过导线与检流计G1、线圈M接在一起。N是绕在“□”形铁芯上的另一线圈,它与检流计G2组成闭合回路。现有一金属棒ab沿导轨由静止开始下滑,下滑过程与导轨接触良好,在ab下滑的过程中
( )
A.通过G1的电流是从左端进入的
B.通过G2的电流是从右端进入的
C.检流计G1的示数逐渐增大,达到最大值后恒定
D.检流计G2的示数逐渐减小,最后趋于一不为零的恒定值
专题十 交流电与变压器
考向1
///研透真题·破题有方///
A 输电电压的有效值为(即原线圈电压的有效值)U1=
V=220
V,根据理想变压器电压规律=可知副线圈电压有效值为U2=U1=×220
V=30
V,灯泡正常工作时电压为24
V,则通过灯泡的电流即副线圈部分的干路电流为IL==
A=1.6
A,根据串联分压规律可知,R1和R2、R构成的并联电路部分的分压为U=U2-UL=30
V-24
V=6
V,则通过R1的电流为I1==
A=0.6
A,通过R2、R的电流为I2=IL-I1=1.6
A-0.6
A=1
A,R2、R串联的总电阻R2+R=,解得滑动变阻器的阻值为R=-R2=
Ω-5
Ω=1
Ω,A正确,B、C、D均错误。故选A。
///多维猜押·制霸考场///
1.A、C 因为两灯泡额定电压相等,闭合开关后,两灯泡均正常发光,所以原线圈两端电压为220
V-22
V=198
V,原、副线圈匝数比===,A正确;根据==,原线圈电流I1=
A,根据I1RL1=I2RL2,可知RL1=9RL2,B错误,C正确;变压器不改变交流电的频率,D错误。
2.A、B 当电吹风机送出来的是冷风时,电路中只有电动机自己工作,触片P与触点b、c接触,故A正确;小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率,则风扇内阻消耗的功率为8
W;通过小风扇的电流I=
A=1
A,所以小风扇的内阻r==
Ω=8
Ω,故B正确;根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系==,故C错误;电热丝消耗的功率为P′=460
W-60
W=400
W,则电热丝中的电流约为I′==
A≈1.8
A,D错误,故选A、B。
3.B、C 金属棒ab沿导轨下滑,根据右手定则,在ab下滑的过程中,产生的感应电流方向由a到b,所以通过G1的电流是从右端进入的,A错误;由于金属棒ab加速运动,所以在线圈M中就产生了增强的磁场,变化的磁场通过另一线圈,产生了感应电流,在线圈M中是向下的变大的磁场,根据楞次定律得在线圈N中就产生了向下的感应电流产生的磁场,所以通过G2的电流是从右端进入的,B正确;由于金属棒ab加速运动,产生变大的感应电流,同时受到的安培力也在增大,当安培力与重力平衡,G1产生恒定电流,线圈M中就是不变的磁场,那么在线圈N中就不能产生感应电流,所以检流计G1的示数逐渐增大,最后达到最大值不变,根据变压器的电流和匝数关系,检流计G2的示数逐渐减小,最后趋于零,D错误、C正确,故选B、C。(共13张PPT)
专题十 交流电与变压器
考向1 变压比的计算
研透真题·破题有方
(2020·山东等级考)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15
Ω,额定电压为24
V。定值电阻R1=10
Ω、R2=5
Ω,
滑动变阻器R的最大阻值为
10
Ω。为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为
( )
A.1
Ω B.5
Ω
C.6
Ω D.8
Ω
A 输电电压的有效值为(即原线圈电压的有效值)U1=
V=220
V,根据理想
变压器电压规律
可知副线圈电压有效值为U2=
U1=
×220
V=30
V,灯
泡正常工作时电压为24
V,则通过灯泡的电流即副线圈部分的干路电流为
IL=
A=1.6
A,根据串联分压规律可知,R1和R2、R构成的并联电路部分的
分压为U=U2-UL=30
V-24
V=6
V,则通过R1的电流为I1=
A=0.6
A,通过R2、
R的电流为I2=IL-I1=1.6
A-0.6
A=1
A,R2、R串联的总电阻R2+R=
,解得滑动变阻器的阻值为R=
-R2=
Ω-5
Ω=1
Ω,A正确,B、C、D均错误。故选A。
【真题解码】
(1)审题破题眼:
(2)命题陷阱点:
陷阱:认为副线圈中的电压电流都要通过原线圈进行计算。
变压器中进行计算的时候,电压输入端决定输出端,功率是输出端决定输入端,也要根据实际情况灵活计算,再根据变压器的关系计算原、副线圈两侧的数据。
必备知能·融会贯通
【核心必备】
熟记变压器的重点关系
【答题模板】
理想变压器求解的一般步骤
1.(变压器原副线圈分析)(多选)如图所示,a、b间输入电压有效值为220
V、频
率为50
Hz的正弦式交流电,两灯泡额定电压相等,变压器为理想变压器,电流表
和电压表均为理想交流电表,闭合开关后,两灯泡均正常发光,电流表的示数为
1
A,电压表示数为22
V,由此可知
( )
A.变压器原、副线圈的匝数比为9∶1
B.正常发光时,灯泡L1的电阻是L2的3倍
C.原线圈电流为
A
D.副线圈交变电流的频率为5
Hz
多维猜押·制霸考场
A、C 因为两灯泡额定电压相等,闭合开关后,两灯泡均正常发光,所以原线圈
两端电压为220
V-22
V=198
V,原、副线圈匝数比
,A正确;根
据
,原线圈电流I1=
A,根据I1RL1=I2RL2,可知RL1=9RL2,B错误,C正确;
变压器不改变交流电的频率,D错误。
2.(复杂电路的分析)(多选)如图为某人设计的电吹风电路图,a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如表所示,则( )
热风时输入功率
460
W
冷风时输入功率
60
W
小风扇额定电压
60
V
正常工作时小风扇输出功率
52
W
A.吹冷风时触片P与b、c两触点接触
B.小风扇的内阻为8
Ω
C.变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=3∶11
D.电热丝中的电流约为2.1
A
A、B 当电吹风机送出来的是冷风时,电路中只有电动机自己工作,触片P与触
点b、c接触,故A正确;小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率,则
风扇内阻消耗的功率为8
W;通过小风扇的电流I=
A=1
A,所以小风扇的内阻
r=
Ω=8
Ω,故B正确;根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系
,故C错误;电热丝消耗的功率为P′=460
W-60
W=400
W,则电热丝
中的电流约为I′=
A≈1.8
A,D错误,故选A、B。
3.(电磁感应和变压器)(多选)如图所示,足够长的两条平行金属导轨竖直放置,其间有与导轨平面垂直的匀强磁场,两导轨通过导线与检流计G1、线圈M接在一起。N是绕在“□”形铁芯上的另一线圈,它与检流计G2组成闭合回路。现有一金属棒ab沿导轨由静止开始下滑,下滑过程与导轨接触良好,在ab下滑的过程中( )
A.通过G1的电流是从左端进入的
B.通过G2的电流是从右端进入的
C.检流计G1的示数逐渐增大,达到最大值后恒定
D.检流计G2的示数逐渐减小,最后趋于一不为零的恒定值
B、C 金属棒ab沿导轨下滑,根据右手定则,在ab下滑的过程中,产生的感应电流方向由a到b,所以通过G1的电流是从右端进入的,A错误;由于金属棒ab加速运动,所以在线圈M中就产生了增强的磁场,变化的磁场通过另一线圈,产生了感应电流,在线圈M中是向下的变大的磁场,根据楞次定律得在线圈N中就产生了向下的感应电流产生的磁场,所以通过G2的电流是从右端进入的,B正确;由于金属棒ab加速运动,产生变大的感应电流,同时受到的安培力也在增大,当安培力与重力平衡,G1产生恒定电流,线圈M中就是不变的磁场,那么在线圈N中就不能产生感应电流,所以检流计G1的示数逐渐增大,最后达到最大值不变,根据变压器的电流和匝数关系,检流计G2的示数逐渐减小,最后趋于零,D错误、C正确,故选B、C。
