2025届高三物理查漏补缺串讲小专题课件：交变电流、变压器

2025届高三物理查漏补缺串讲小专题 交变电流、变压器 一、查漏知识网络 交变电流 峰值 有效值 瞬时值 平均值 变压器 电磁感应的应用 电压关系 电流关系 功率关系 =NBSω = =NBSωsin 或=NBSωc 中性面 最大值 =n 电容击穿电压 功率、发热、额定值、电表读数等 电荷量 U1:U2=n1:n2 I1:I2=n2:n1 P1=P2 输入决定输出 输出决定输入 输出决定输入 经典用图 远距离输电三个电路 例1、如图是某交流发电机的示意图。当线圈 绕垂直于匀强磁场方向的 转轴 匀速转动时，电路中产生电流的最大值为，外电路的电阻为 。 图示位置线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈转动的周期为 。下列说法 正确的是( ) A. 在图示位置，穿过线圈的磁通量的变化率为零 B. 在图示位置，线圈中的电流方向为 C. 在一个周期内，外电路产生的焦耳热为 D. 从图示位置开始计时，线圈中电流随时间 变化的 关系式为 二、查漏补缺题 交变电流的产生 6 [解析] 图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小且为零， 电流最小也为零，故A正确，B错误；电路中电流的有效值为 ， 在一个周期内，外电路产生的焦耳热为 ，故C错误； 从图示位置计时，线圈中电流随时间变化的关系式为 ， 故D错误。 【答案】A 7 例2. 交流发电机的示意图如图1所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO'沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图2所示。发电机线圈电阻为5Ω，外电路接R=95Ω的定值电阻。下列说法正确的是（　　） A. 理想电流表的示数为2.2A B. 电动势瞬时值的表达式为 C. 线圈经过图示位置时，电流方向为ABCDA D. 线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V 交变电流的描述 【答案】A A．电动势的有效值为 ，理想电流表的示数为 ，A正确； B．周期为 ，则 ，电动势瞬时值的表达式为 ，B错误； C．线圈经过图示位置时，根据楞次定律，电流方向为DCBAD，C错误； D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为 ，D错误。 故选A。 【解析】 巩固训练1：正弦交变电源与电阻 、理想交流电压表按照图1方式连接，已知电阻 ， 交流电压表示数为 。图2是通过电阻的电流随时间 变化的图像。下列说法正确的是( ) 图1 图2 A. 电阻两端的电压随时间变化的规律是 B. 电阻两端的电压随时间变化的规律是 C. 通过电阻的电流随时间变化的规律是 D. 通过电阻的电流随时间变化的规律是 10 [解析] 由图2可得，交流电的周期为 ，则有 ，电阻 两端的电压的最大值为 ，电阻两端的电压随时间 变化的规律是 ，通过电阻的电流随时间 变化 的规律是 ，故选D。 11 例3 为研究电阻、电容和电感对交变 电流的影响，李老师设计了一个演示 实验，装置如图所示。两个电路接在 完全相同的交流电源上。、、 、 、、为6只完全相同的小灯泡，、各串联一个电阻，、 各串联 一个电容器，、 各串联一个相同铁芯、匝数不同的线圈。电阻、电 容、线圈匝数的值如图所示。老师进行演示时，接上交流电源，进行 正确的操作。下列对实验现象的描述及分析正确的是( ) 电阻、感抗、容抗的比较 12 A. 、灯相比， 灯更亮，说明串联电阻不同，对交流电的阻碍作用不同 B. 、 灯均不发光，说明电容器对交流电产生阻隔作用 C. 、灯均能发光，但 灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小 D. 、灯均能发光，但 灯更亮，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越小 13 [解析] 结合题中条件可得，电阻越大，对交流电的阻碍作用越大，所 以比暗。电容越大，对交流电的阻碍作用越小，所以比 亮。其他 条件相同时，电感线圈的匝数越多，对交流电的阻碍作用越大，比 亮，C项正确，A、B、D项错误。 14 例4 、自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接 的正弦交 流电源，副线圈接额定电压为的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为 。下列 措施有可能使小灯泡正常发光的是( ) A. 仅增加原线圈匝数 B. 仅增加副线圈匝数 C. 将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D. 将两个 小灯泡并联起来接入副线圈 变压器的基本原理 15 [解析] 假设自制的变压器是一个理想变压器，根据 可得副线圈两 端的电压为，实际测得小灯泡两端电压为 ,说明这个变压器不 是理想变压器。如果仅增加原线圈匝数 ，副线圈两端电压会变小，小 灯泡不能正常发光，故A错误；如果仅增加副线圈匝数 ，副线圈两端 电压会变大，小灯泡有可能正常发光，故B正确；将原、副线圈匝数都 增为原来的两倍，如果是理想变压器的话，小灯泡两端的电压为 ,而 实际上电压肯定会比 小，所以小灯泡不能正常发光，故C错误；将 两个 小灯泡并联使用，不会使副线圈两端电压升高，故D错误。 16 例5. 燃油汽车启动时，火花塞产生电火花的简化电路如图所示，初级线圈回路中的电源电动势为12V，次级线圈回路中的火花塞的两个电极P、Q靠得很近。汽车启动时，开关不停地闭合、断开，次级线圈产生的瞬时高压可达千伏甚至万伏，使电极P、Q间产生电火花，点燃汽缸中的可燃混合气。下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，P、Q间无电压 B. 开关断开瞬间，火花塞会产生电火花 C. 初级线圈的匝数应远大于次级线圈的匝数 D. P、Q间的高压是由于次级线圈的自感现象产生的 变压器的应用 【答案】B 【详解】A．闭合开关的瞬间，初级线圈的电流发生变化，铁芯内的磁通量发生变化，次级线圈产生高电压，P、Q间有电压，故A错误； B．断开开关的瞬间，初级线圈的电流发生变化，铁芯内的磁通量发生变化，次级线圈产生高电压，火花塞会产生电火花，故B正确； C．根据变压器电压比等于匝数比有 可知，为了使次级线圈产生高电压，初级线圈的匝数应远小于次级线圈的匝数，故C错误； D．P、Q间的高压是由于互感现象产生的，故D错误。 故选B。 交变电流与变压器结合 例6、如图所示，面积为0.01 m2的200匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为200 rad/s，匀强磁场的磁感应强度为0.1 T。线圈通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两个相同的灯泡L1和L2，灯泡的电阻均为5Ω。变压器原、副线圈的匝数比为10:1，开关S断开时L1正常发光，线圈及所有导线电阻不计，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确的是 A．线圈中感应电动势为e＝40sin100πt（V） B．开关断开时，电流表的示数为0.08 A C．若开关S闭合，电流表示数将减小 D．若开关S闭合，灯泡L1亮度不变 【答案】D u ～ A V R a b 例7、如图所示，一理想变压器原线圈接在 的交流电源上，副线圈与滑动变阻器R相连，交流电压表和交流电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是 A．该交流电的频率为100π Hz B．变阻器的滑片向b端滑动，电压表的示数减小 C．变阻器的滑片向a端滑动，电流表的示数增大 D．变阻器的滑片向a端滑动，变压器的输入功率减小 变压器与动态电路结合 【答案】D 动态分析问题的思路程序可表示为 $$