20xx屆新高考二輪復(fù)習(xí)-專題四-第一講-恒定電流和交變電流-學(xué)案(編輯修改稿)
2025-04-05 05:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸OO39。勻速轉(zhuǎn)動,從t=0時刻開始,通過矩形線圈的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,已知線圈的匝數(shù)n=50,線圈的電阻r=5 Ω,線圈與外電路連接的定值電阻R=45 Ω,電壓表為理想交流電表。則下列判斷正確的是( ) s=0時刻線圈平面與磁感線平行 V V6.(2020天津市一中高三下學(xué)期第四次月考)如圖所示,n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小為B的水平勻強磁場中,線框面積為S,電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO39。以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,并與理想變壓器原線圈相連,變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡,燈泡正常發(fā)光。從線圈平面與磁場平行開始計時,下列說法正確的是( )、副線圈匝數(shù)之比為nBSωU=nBSωcos ωt考法2 理想變壓器、遠(yuǎn)距離輸電問題(H)歸納總結(jié) 理想變壓器以及原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器沒有能量損失(銅損、鐵損),沒有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關(guān)系功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率,P入=P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比,U1∶U2=n1∶n2,與負(fù)載的多少無關(guān)電流關(guān)系只有一個副線圈時,I1∶I2=n2∶n1。有多個副線圈時,由P入=P出,即I1U1=I2U2+I3U3+…+InUn,得I1n1=I2n2+I3n3+…+Innn頻率關(guān)系f1=f2(變壓器不改變交變電流的頻率)【典例4】(多選)(2019湖北四月調(diào)研)國家電網(wǎng)公司推進智能電網(wǎng)推廣項目建設(shè),擬新建智能變電站1 400座。變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器,如圖所示,理想變壓器原線圈輸入電壓u=2002sin(100πt)V,電壓表、電流表都為理想電表。下列判斷正確的是( ) V,電流頻率為50 Hz,當(dāng)變阻器的滑片向下滑動時,兩電壓表的示數(shù)都增大,當(dāng)變阻器的滑片向下滑動時,兩電流表的示數(shù)都減小,S由a處打到b處,電壓表V2和電流表A1的示數(shù)都減小思維點撥根據(jù)交變電流的瞬時值表達(dá)式分析電壓的最大值及頻率。根據(jù)電壓、電流的變化情況分析電壓表和電流表的示數(shù)變化。方法技巧常見的理想變壓器的動態(tài)分析問題一般有兩種:匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況。匝數(shù)比不變的情況負(fù)載電阻不變的情況n1n2不變,負(fù)載R變化n1n2變化,負(fù)載R不變續(xù) 表匝數(shù)比不變的情況負(fù)載電阻不變的情況(1)U1不變,根據(jù)U1U2=n1n2,輸入電壓U1決定輸出電壓U2,可以得出不論負(fù)載電阻R如何變化,U2不變(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時,I2變化,根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1,可以判斷I1的變化(3)I2變化引起P2變化,根據(jù)P1=P2,可以判斷P1的變化(1)U1不變,n1n2發(fā)生變化,U2變化(2)R不變,U2變化,I2發(fā)生變化(3)根據(jù)P2=U22R和P1=P2,可以判斷P2變化時,P1發(fā)生變化,I1發(fā)生變化類題演練7.(多選)如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,發(fā)電機輸出功率為20 kW。在輸電線路上接入一個電流互感器,其原、副線圈的匝數(shù)比為1∶10,電流表的示數(shù)為1 A,輸電線的總電阻為10 Ω,則下列說法正確的是( )=2 000 V kW,用戶獲得的電壓將增大8.(多選)(2020全國Ⅲ卷)在圖甲所示的交流電路中,電源電壓的有效值為220 V,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,RRR3均為固定電阻,R2=10 Ω,R3=20 Ω,各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時間t變化的正弦曲線如圖乙所示。下列說法正確的是( )甲乙 Hz V A W素養(yǎng)提升微課堂 等效電源法、等效電阻法的應(yīng)用核心歸納一、等效電源法電源的輸出功率與負(fù)載的關(guān)系如圖所示,P出隨R的增大先增大后減小,當(dāng)R=r時達(dá)到最大Pm=E24r,P出Pm時對應(yīng)兩個外電阻R1和R2,且R1R2=r2。求變化電阻的功率的最大值時可以利用等效思想,把除變化電阻之外的其他的定值電阻等效成電源的內(nèi)阻。二、等效電阻法等效電阻法是指在含有理想變壓器的電路中,當(dāng)副線圈接純電阻元件時,可以把理想變壓器(含副線圈中的所有元件)當(dāng)成一個電阻來處理。設(shè)原、副線圈匝數(shù)比為k=n1n2,原線圈輸入電壓為U1,副線圈輸出電壓為U2,原線圈中的電流為I1,副線圈中的電流為I2,副線圈負(fù)載總電阻為R副,則等效電阻為R等效=U1I1=kU2I2k=k2U2I2=k2R副。典例分析【典例】(2016全國Ⅰ卷)一含有理想變壓器的電路如圖所示,圖中電阻RR2和R3的阻值分別為3 Ω、1 Ω和4 Ω,為理想交流電流表,U為正弦式交流電源,輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表的示數(shù)為I。當(dāng)S閉合時,電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為( ) 思維點撥把變壓器和副線圈所有電阻看成一個等效電阻,用等效電阻法分析。拓展典例中在k=3基礎(chǔ)上,其他條件不變,求當(dāng)開關(guān)閉合時,R2等于多大時其消耗的功率最大?思維點撥對理想變壓器來說,當(dāng)開關(guān)閉合時,R2消耗的功率即變壓器的輸入功率(也是輸出功率),因此可把變壓器和R2看成一個可變的等效電阻,再把電阻R1看成電源內(nèi)阻,用等效電源法分析可變等效電阻的功率極值。類題演練1.(多選)(2020山東高三下學(xué)期聯(lián)考)變壓器也可以“變電阻”。利用變壓器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電壓變換和電流變換,而且還能實現(xiàn)負(fù)載電阻的匹配。在電子技
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