2023届高考物理三轮复习专题讲义：变压器、互感现象

高考三轮：变压器、互感现象 知识总结 高考热点21：交流电动机的工作原理是电磁驱动， 电磁炉的工作原理是涡流的热效应， 金属探测器的工作原理是涡流的磁效应 高考热点22：自感系数L与线圈的大小、形状，圈数及有无铁芯有关 高考热点23：自感电动势总是阻碍原电流的变化 ❶当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流的方向相同 ❷当原电流增加时，自感电动势的方向与原电流的方向相反 高考热点24：中性面与最大值面的性质 ❶在中性面处：磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零 ❷在最大值面处：磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大 高考热点25：线圈圈转一圈，电流方向改变两次，两次经过中性面，故交变电流方向变化的频率为交变电流频率的两倍 高考热点26：线圈在中性面处不切割磁感线，线圈在最大直面处切割磁感线 高考热点27：正余弦的交变电流的最大值为有效值的倍 高考热点28：交变电流的线圈从中性面开始转动，瞬时电流的表达式满足正弦函数规律，从最大值面开始转动，满足余弦规律 高考热点29：理想变压器 理想变压器无能量损失，输入功率等于输出功率 理想变压器不改变交变电流的频率 理想变压器的磁通量的变化率相同 高考热点30：降低输电损耗最有效的途径是：减小输电电流，从而采取高压输电 习题 1.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，AB两端电压u1＝12sin 100πt(V)．下列说法正确的是(　　) A．电流频率为100 Hz B.的读数为24 V C.的读数为0.5 A D．变压器输入功率为6 W 2.教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的，则(　　) A．R消耗的功率变为P B．电压表V的读数变为U C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变 3．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1，R2和R3的阻值分别为3 Ω，1 Ω，4 Ω，○A 为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I. 该变压器原、副线圈匝数比为(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 4. 如图所示，匝数为N的矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，下列说法正确的是（　　） A. 交流电压表的示数为 B. 从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0 C. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则电流表的示数变小 D. 若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则变大 5.如图甲所示，自耦理想变压器输入端a、b接入图乙所示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为R＝40 Ω的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表.当滑片位于原线圈中点位置时，开关S处于断开状态，下列说法正确的是(　　) A．t＝0.01 s时，电压表示数为零 B．t＝0.015 s时，电流表示数为5.5 A C．闭合开关S后，电压表示数增大 D．闭合开关S后，电流表示数为16.5 A 6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶2，原线圈接电压随时间变化规律为u＝220 sin 100πt(V)的交流电源，、、是三个理想电流表，D为理想二极管，R1是滑动变阻器，定值电阻R2＝R3＝220 Ω，则(　　) A．电流表的示数为1.0 A B．电流表的示数为2.0 A C．滑动变阻器R1的滑片向下滑动时，电流表的示数将变小 D．滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，变压器输入功率增大 7.如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为100 Ω，则(　　) A．理想电压表读数为100 V B．理想电流表读数为0.75 A C．电阻R消耗的电功率为56 W D．电阻R在100秒内产生的热量为5 625 J 8.在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图5所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略)，关于这个实验下面说法正确的是(　　) A.闭合开关的瞬间，A、B一起