高考物理一轮总复习精品课件 第13章 交变电流 传感器 第3讲 专题提升 变压器典型问题分析 (5).ppt

典题2(多选)(2024广东汕头模拟)钳形电流表多用于大电流估测。某钳形电流表示意图如图所示,按下手柄能把铁芯(钳口)分开,被测导线从中间穿过后松开手柄,铁芯闭合。导线中的电流在铁芯中产生交变磁场,电流表与套在铁芯上的线圈相连,即可估测导线中的电流。下列说法正确的是()A.该钳形电流表属于升压变压器B.该钳形电流表属于降压变压器C.若被测导线在钳口多绕几圈,则钳形电流表示数变大D.若被测导线在钳口多绕几圈,则钳形电流表示数变小AC解析钳形电流表用于大电流的估测,输出电流很小,根据变压器的规律可知,钳形电流表实质上是一个升压变压器,A正确,B错误;根据n1I1=n2I2,知若将载流导线在钳口多绕几匝,即n1变大,I1、n2不变,则钳形电流表的示数I2将变大,C正确,D错误。考向三原线圈有负载(电阻)的动态分析原线圈有负载或电阻的动态分析可用等效电阻法(分析变压器功率问题时还可以结合直流电路中的等效电源法)更为简洁。等效电阻法是指在含有理想变压器的电路中,当副线圈接纯电阻元件时,可以把理想变压器(含与副线圈串联的所有元件)当成一个电阻来处理。设原、副线圈匝数比为,原线圈输入电压为U1,副线圈输出电压为U2,原线圈中的电流为I1,副线圈中的电流为I2,副线圈负载总电阻为R副,则等效电阻为典题3(2022湖南卷)如图所示,理想变压器原、副线圈总匝数相同,滑动触头P1初始位置在副线圈正中间,输入端接入电压有效值恒定的交流电源。定值电阻R1的阻值为R,滑动变阻器R2的最大阻值为9R,滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U,理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是()A.保持P1位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,I减小,U不变B.保持P1位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,R1消耗的功率增大C.保持P2位置不变,P1向下缓慢滑动的过程中,I减小,U增大D.保持P2位置不变,P1向下缓慢滑动的过程中,R1消耗的功率减小B解析保持P1位置不变,由题意可知,变压器接入电路中原、副线圈的匝数比为2,若原线圈的电流为I,则副线圈的电流为2I,根据欧姆定律可得副线圈两端的电压有效值为U2=2IR1,则变压器原线圈两端的电压有效值为U1=2U2=4IR1,设输入电压有效值为U0,则U0=4IR1+IR2,可得。P2向左缓慢滑动的过程中,R2减小,I变大,而U1=4IR1,可知变压器原线圈两端的电压有效值变大,输入电压有效值不变,则R2两端的电压不断变小,即电压表示数U变小,原线圈两端的电压、输入的电流都变大,则变压器输入功率变大,根据原、副线圈的功率相等,可知R1消耗的功率增大,故B正确,A错误。题型二远距离输电电路的两类动态分析问题考向一发电电压一定的动态分析问题典题4(多选)(2023广东湛江一模)某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示,其输入电压如图乙所示。输电线总电阻为r,升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。降压变压器右侧部分为一火灾报警系统(报警器未画出),R0和R1为定值电阻,R为半导体热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,下列说法正确的是()甲乙B.乙图中电压的瞬时值表达式为u=250sin100πtVC.R处出现火情时,输电线上的电流增大D.R处出现火情时,电压表V的示数增大答案BCB正确;当R处出现火情时,其阻值减小,负载总电阻减小,负载的总功率增大,则I4增大,I3增大,C正确;又ΔU=增大,输入电压U1不变,n1和n2不变,所以U2不变,由于ΔU=U2-U3,所以U3减小,n3和n4不变,则U4变小,即电压表V的示数减小,D错误。考向二发电功率一定的动态分析问题典题5(2023山东威海模拟)某小区的输电线路如图所示,两变压器均为理想变压器,输电线的总电阻R=8Ω。发电站发电机的输出功率为100kW,输出电压为250V,输电线上损失的功率ΔP=5kW。已知小区用电电压为220V,发电机的输出电压恒定。下列说法正确的是()A.升压变压器副线圈电压为400VB.降压变压器原、副线圈匝数比为200∶11C.小区用电量增加时,输电线上损耗的功率增大D.小区用电量增加时,升压变压器副线圈两端电压增大C解析设升压变压器原、副线圈中的电流分别为I1、I2,则根据题意有P=U1I1=U2I2,ΔP=,解得U2=4000V,I1=400A,I2=25A,A错误;根据输电电路中功率之间的关系P=P1=P2=P3+ΔP,P3=P4,解得