高考物理系統(tǒng)性復習 (考點分析) 第三節(jié) 交變電流的綜合應用（附解析）

【考點分析】第三節(jié)交變電流的綜合應用【考點一】理想變壓器的動態(tài)分析【典型例題1】如圖所示，理想變壓器原線圈一端有a、b兩接線柱，a是原線圈的一端點，b流表均為理想交流電表.從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為u＝Usin100πt.則()A．當單刀雙擲開關(guān)分別與a、b連接時，電壓表的示數(shù)比為1∶2B．當t＝0時，c、d間的電壓瞬時值為eq\f(U,\r(2))C．單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電壓表示數(shù)增大D．當單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電流表的示數(shù)增大【解析】當單刀雙擲開關(guān)與a連接時，原線圈的匝數(shù)為n1，則有U2＝U1eq\f(n2,n1)，當單刀雙擲開關(guān)與b連接時，原線圈的匝數(shù)為eq\f(n1,2)，則有U2′＝U1eq\f(n2,\f(n1,2))，聯(lián)立得U2∶U2′＝1∶2，故電壓表的示數(shù)比為1∶2，故A正確；當t＝0時，c、d間的電壓瞬時值為u＝Usin(100π×0)＝0，故B錯誤；副線圈的電壓由原、副線圈匝數(shù)和輸入電壓決定，單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動變阻器觸頭P向上移，可知副線圈電壓不變，故電壓表的示數(shù)不變，C錯誤；單刀雙擲開關(guān)由a扳向b，原線圈的匝數(shù)變小，副線圈的電壓變大，則電壓表示數(shù)變大，電阻不變，故電流表的示數(shù)也變大，故D正確.【答案】AD【考點二】多個副線圈的求解【典型例題2】(2022?山東濰坊市高三(下)一模)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為匝、匝和匝，原線圈串聯(lián)一個電阻，并接入內(nèi)阻不計的正弦交流電源，其電動勢為E且保持不變；兩個副線圈分別接電阻和。開關(guān)S斷開時，理想電流表讀數(shù)為；開關(guān)S閉合時，理想電流表讀數(shù)為。不計線圈電阻，則()A． B．C． D．【解析】AB．開關(guān)S斷開時，理想電流表讀數(shù)為，且匝、匝，故，得，由，，可得，故，A錯誤，B正確；CD．由輸出功率等于輸入功率，可知，得，即，由，，則，故，C錯誤，D正確。故選BD?！敬鸢浮緽D【考點三】匝數(shù)不變時的動態(tài)分析【典型例題3】(2022?北京市海淀區(qū)高三(下)一模)如圖所示，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，副線圈接滑動變阻器R和兩個阻值相同的定值電阻，電表均視為理想電表?；瑒幼冏杵鱎的滑片P由a端向b端緩慢滑動過程中()A．電壓表的示數(shù)變大 B．電壓表的示數(shù)變大C．電流表的示數(shù)變大 D．電流表的示數(shù)變大【解析】A．電壓表V1的示數(shù)等于輸入電壓的有效值，是不變的，選項A錯誤；B．電壓表V2的示數(shù)是由變壓器匝數(shù)比和初級電壓決定的，則V2示數(shù)也是不變的，選項B錯誤；C．滑動變阻器R的滑片P由a端向b端緩慢滑動過程中，R接入電路的阻值變大，則次級總電阻變大，次級電流減小，初級電流也減小，即電流表A1示數(shù)減小，選項C錯誤；D．因R0電流減小，則R0兩端電壓也減小，則并聯(lián)部分電壓變大，則電流表A2示數(shù)變大，選項D正確。故選D?！敬鸢浮緿【考點四】負載電阻不變時的動態(tài)分析【典型例題4】如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則()A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩端電壓的比值不變D．通過原、副線圈電流的比值不變【解析】由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝eq\f(n2,n1)U1 ①由eq\f(U1,\a\vs4\al(U′2))＝eq\f(n1－Δn,n2－Δn)得U′2＝eq\f(n2－Δn,n1－Δn)U1 ②由eq\f(②,①)得：eq\f(U′2,U2)＝eq\f(（n2－Δn）n1,（n1－Δn）n2)＝eq\f(n2n1－Δnn1,n2n1－Δnn2)，因為n2＜n1，所以eq\f(U′2,U2)＜1，即U′2＜U2，故小燈泡變暗，B正確，A錯誤；由以上分析過程可以看出，C錯誤；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)和eq\f(I′1,\a\vs4\al(I′2))＝eq\f(n2－Δn,n1－Δn)可見，D錯誤．【答案】B【考點五】手機無線充電與變壓器【典型例題5】(2022?福建福州市高三(下)三月質(zhì)檢)圖甲是一款手機無線充電接收器，將其插入原本沒有無線充電功能的手機的接口，并貼于手機背部，再將手機放在無線充電器上即可實現(xiàn)無線充電。其工作原理如圖乙所示，其中送電線圈和受電線圈匝數(shù)比n1：n2=5：1，兩個線圈中所接電阻的阻值均為R。當ab間接上220V的正弦交變電源后，受電線圈中產(chǎn)生電流給手機充電；充電時，受電線圈中的電流為2A。若把裝置線圈視為理想變壓器、手機充電時，下列說法正確的是()A．cd間電壓為U2=44VB．送電線圈中電流為I1=0.4AC．送電線圈和受電線圈線路上所接電阻R的電壓之比為5：1D．送電線圈和受電線圈線路上所接電阻R的電功率比為25：1【解析】A．送電線圈和受電線圈匝數(shù)比n1：n2=5：1，如果原線圈接上220V的正弦交變電源后，cd間電壓為，現(xiàn)在原線圈兩端電壓小于220V，故cd間電壓為U2<44V，故A錯誤；B．受電線圈中的電流為2A。送電線圈中電流為，故B正確；C．根據(jù)，送電線圈和受電線圈線路上所接電阻R的電壓之比，故C錯誤；D．根據(jù)，送電線圈和受電線圈線路上所接電阻R的電功率比為1:25，故D錯誤。故選B?！敬鸢浮緽【考點六】傳感器與變壓器【典型例題6】(2022?福建省龍巖市高三(下)一模)如圖所示，理想變壓器原線圈兩端電壓為U1，副線圈兩端接的電動機M的內(nèi)阻為r，電動機的電功率為P1，熱功率為P2，小燈泡L的阻值與定值電阻R0的阻值相等，光敏電阻R的阻值隨著光照的增強而減小。下列說法正確的是()A．電動機的機械效率為B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為C．若增大光敏電阻的光照強度，燈泡會變亮D．若增大光敏電阻的光照強度，光敏電阻R與小燈泡L的總功率變小【解析】A．電動機的機械效率為，選項A正確；B．根據(jù)，，，解得變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，選項B錯誤；C．若增大光敏電阻的光照強度，則阻值R減小，次級電流變大，R0電壓增加，因次級電壓一定，則燈泡兩端電壓減小，則燈泡會變暗，選項C錯誤；D．將次級電壓U2等效為電源電動勢，R0等效為電源的內(nèi)阻，則當R0的阻值與光敏電阻R與燈泡RL并聯(lián)的電阻R并相等時光敏電阻R與小燈泡L的總功率最大，因小燈泡L的阻值與定值電阻R0的阻值相等，則若增大光敏電阻的光照強度，光敏電阻R減小，則R并小于R0且逐漸減小，則光敏電阻R與小燈泡L的總功率變小，選項D正確。故選AD?！敬鸢浮緼D【考點七】電路中含有電容器的問題【典型例題7】如圖甲，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，，C為電容器。己知通過的正弦交流電如圖乙，則()A．副線圈輸出的交流電的頻率為10HzB．原線圈輸入電壓的最大值為100VC．電阻的電功率為20WD．通過的電流始終為零【解析】A．副線