高考物理母题解读(十一)交变电流3交流动态电路分析

高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题3：交流动态电路分析【方法归纳】.变压器交流动态电路主要有两种情况：一是负载电阻不变，原副线圈电压、电流、功率随匝数比变化而变化；二是匝数比不变，原副线圈电压、电流、功率随负载变化而变化。解决变压器交流动态电路问题首先要明确变量之间的相互制约关系。在理想变压器中，负线圈的输出电压U2由原线圈的输入电压U1和匝数比决定，与负载电阻无关，即输入电压U1决定输出电压U2；在原线圈输入电压U1和匝数比确定的情况下，原线圈的输入电流由副线圈输出电流决定，副线圈输出电流由负载确定，即负载决定输入电流；变压器输入功率由输出功率确定，即输出功率决定输入功率。分析变压器交流动态电路的思路是：由输入电压和匝数比得出输出电压，由输出电压和负载得出输出电流，最后由输出功率得出输入功率。【针对训练题精选解析】1（2011福建理综）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1，电阻R=20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是A.输入电压u的表达式u=202sin(50π)VB.只断开S1后，L1、L2均正常发光C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W2(2010全国理综2)图5中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值）。下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是【解析】副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，说明副线圈的匝数n2在均匀增大，n2=kt。由变压器的变压公式2211UnUn，得21UUktn，即U2随时间t均匀增大，选项C正确。灯泡两端的电压由零逐渐增大时，其灯泡电阻增大，其流过灯泡的电流I2随时间变化趋势图象B正确。灯泡消耗的电功率P=U2I2，随时间增大，但一定不是均匀增大，选项D错误。；根据理想变压器输入功率等于输出功率，流过原线圈的电流I1增大，选项A错误。【答案】BC【点评】此题考查理想变压器、灯泡的伏安特曲线、图象等知识点。3．（2010天津理综物理）为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变4．（2010山东理综）理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是A．副线圈输出电压的频率为50HzB．副线圈输出电压的有效值为31VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输出功率增加5．（2012浙南浙北联考）如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小U1I1I2RPSab6.（2011吉林二模）．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比12:10:1nn，L1和L2是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联，○V为交流电压表。当原线圈接有如图乙所示正弦交变电压时，两只灯泡的亮度相同，则（）A．与副线圈并联的电压表在2110ts时的示数为0B．与副线圈并联的电压表在20.510ts时的示数为222VC．当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz时，灯泡L1变亮，灯泡L2变暗D．当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz时，灯泡L1变暗，灯泡L2变亮解析：与副线圈并联的电压表示数为电压有效值，选项AB错误；当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz时，，频率升高，电容器容抗减小，灯泡L1变亮，电感器感抗增大，灯泡L2变暗，选项C正确D错误。答案：C