第12章 交变电流 传感器 章末提升创新应用(12)-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（教科版 新教材 新高考）

章末提升创新应用(十二) 授课提示：对应学生用书第322页 1．对于原线圈电路接用电器的问题，输入功率等于输出功率，要注意电压与匝数成正比关系成立的条件，此时＝中U1指的是原线圈两端电压，而不是电源电压。 2．常见图例 3．处理技巧：首先分析通过副线圈的电流，由电流比关系可知原线圈的电流；其次根据欧姆定律可得与原线圈串联的负载两端的电压；最后列出原线圈两端电压的表达式，根据电压比关系求出副线圈两端电压。 典例　(多选)在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，两个相同灯泡的电阻和滑动变阻器接入电路中的有效阻值均为R＝5 Ω(不考虑灯泡电阻随温度的变化)，两电表均为理想交流电表，电源输出电压的表达式为u＝120sin 100πt V。下列说法正确的是(　　) A．L1、L2两灯泡消耗的功率之比为2∶1 B．电流表的示数为8 A C．电源的输出功率为1 900 W D．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，电压表的示数变大 思维过程科学化、可视化、规范化 审情境⇒物理建模 原线圈——等效电路⇒U＝I1R＋U1 副线圈——等效电路⇒U2＝2I2R 写答案⇒规范生成 解析：设电流表示数为I2，副线圈两端的电压为U2＝2I2R，原线圈两端的电压U1＝U2＝U2，原线圈电流I1＝I2＝2I2，L1、L2两灯泡消耗的功率之比为＝＝，选项A错误；电源输出电压的有效值U＝120 V，由闭合电路欧姆定律得U＝I1R＋U1，代入数据解得I2＝8 A，选项B正确；I1＝16 A，电源的输出功率P＝I1U＝1 920 W，选项C错误；当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变压器负载电阻变大，输出电流I2减小，I1减小，电压表的示数变大，选项D正确。 答案：BD 审设问⇒问题逻辑 电源电压在“原线圈电路”的分配⇒U＝UL1＋U1 副线圈电压U2在“副线圈电路”的分配⇒U2＝UL2＋UR 审条件⇒寻找突破(关键点) 变压器原副、线圈两端的功率相等，电压、电流关系规律⇒Pn1＝Pn2 U1＝U2＝U2 I1＝I2＝2I2 选规律⇒过程再现(方程点) 两个灯的电流关系⇒I1＝I2＝2I2 两灯功率关系⇒＝＝ 1．(2023·辽宁沈阳质检)如图，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器，其中a、b是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间的电压为220 kV，T1的原、副线圈匝数比为1∶100，交流电压表的示数为100 V，交流电流表的示数为1 A，则(　　) A．b是交流电压表 B．T2的原、副线圈匝数比为100∶1 C．高压线路输送的电流为1 A D．高压线路输送的电功率为220 kW 解析：右侧的互感器原线圈并联在高压线上，b是交流电压表，选项A正确；若高压输电线间的电压为220 kV，副线圈交流电压表的示数为100 V，根据变压器变压公式，T2的原、副线圈匝数比为2 200∶1，选项B错误；T1的原、副线圈匝数比为1∶100，a是交流电流表，交流电流表的示数为1 A，根据变压器变流公式，高压线路输送的电流为100 A，选项C错误；高压线路输送的电功率为P＝UI＝220 kV×100 A＝22 000 kW，选项D错误。 答案：A 2．(2021·湖南卷)如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内。下列说法正确的是(　　) A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 解析：设滑动变阻器滑片左侧电阻为R′，则变压器副线圈所接电阻为R2＝，当R′＝R时R2有最大值，故负载电阻在滑片从a端滑动到b端的过程中R2先变大后变小。 设输入电压为U0，原、副线圈中的电流和两端电压分别为I1、I2和U1、U2，原线圈回路有U0＝I1R0＋U1， ＝ n1I1＝n2I2 代入得U0＝R0＋U2，而U2＝I2R2 即U0＝R0＋I2R2＝I2(R0＋R2) 因R2先变大后变小，故I2先减小后变大，I1先减小后变大，L1先变暗后变亮。滑片从a到中点过程中，I1减小、U1增大、U2增大，变阻器滑片右侧电阻和L2串联电路两端电压增大，而右侧电阻减小，则流过L2的电流增大；滑片从中点到b过程中，I2变大、U2减小，R0与R左侧电阻串联的总电阻增大，故流过L2的电流仍增大，故L2一直变亮，选项A正确。 答案：A 学科网（北京）股份有限公司 $$