高中物理題型解題技巧之電磁學(xué)篇11 等效阻抗秒解變壓器動(dòng)態(tài)問題（原卷版）

高中物理解題技巧之電磁學(xué)篇11等效阻抗秒解變壓器動(dòng)態(tài)問題一.應(yīng)用技巧1.變壓器原線圈接有負(fù)載R時(shí)，原、副線圈的制約關(guān)系依然成立，但電路輸入的總電壓U不再等于變壓器原線圈的電壓U1，而是U＝U1＋U負(fù)載，顯然U≠U1.變壓器原、副線圈兩端的功率也始終相等，但電路輸入的電功率P也不等于原線圈兩端的功率P1，而是P＝P1＋P負(fù)載．2.等效負(fù)載電阻法變壓器等效負(fù)載電阻公式的推導(dǎo)：設(shè)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為n1：n2，原線圈輸入電壓為U1，副線圈負(fù)載電阻為R，如圖1（1）所示，在變壓器正常工作時(shí)，求a、b間的等效電阻。先畫出等效電路圖如圖1（2）所示，設(shè)變壓器等效負(fù)載電阻為在（1）中由變壓器的分壓規(guī)律：得：，所以負(fù)載電阻R消耗的功率為：在（2）中等效電阻消耗的功率為：因，所以等效電阻為：（重要結(jié)論）【例】一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω、1Ω和4Ω，A為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為A．2 B．3C．4 D．5二、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用(應(yīng)用技巧解題，提供解析僅供參考)1．我國是全球唯一掌握超特高壓直流輸電技術(shù)的國家。下圖是特高壓直流輸電系統(tǒng)的模擬圖（只顯示變壓與傳輸部分），則以下說法正確的是（）A．題中描述的“特高壓直流輸電”，說明變壓器可以直接對直流電進(jìn)行變壓作用B．變壓器在升壓過程中頻率隨著電壓的增大而升高C．在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線路損耗功率將降低為原來的一百分之一D．在上圖中，用戶接入電路的用電器越多，流過的電流越大，由匝數(shù)比等于電流的反比可知，流過電阻的電流變小2．理想變壓器及其前后電路如圖所示，ab間接電壓為U的交流電，變壓器原副線圈的匝數(shù)比為3:1，R1:R2=3:1。下列做法能增大變壓器副線圈輸出電壓的是（）A．將R1、R2調(diào)換位置 B．給R2并上一個(gè)等值電阻C．a(chǎn)b間換接頻率更高的交流電 D．a(chǎn)b間換接電壓為2U的直流電3．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，正弦交流電源電壓為，電阻，，滑動(dòng)變阻器最大阻值為，滑片P處于正中間位置，則下列說法中正確的是（）A．通過的電流為B．電壓表讀數(shù)為C．若向上移動(dòng)P，電壓表讀數(shù)將變大D．若向上移動(dòng)P，變壓器副線圈輸出功率將變大4．如圖，是某風(fēng)力發(fā)電節(jié)能路燈的電路簡化圖。風(fēng)速為v時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢表達(dá)式為，能感應(yīng)風(fēng)速大小的調(diào)節(jié)器（不消耗副線圈電路的電能）可以控制變壓器副線圈的滑片P上下移動(dòng)，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A．風(fēng)速變大時(shí)，流過燈泡的電流變大B．風(fēng)速變大時(shí)，滑片P將向上移動(dòng)C．風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸入電壓變大D．風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸出電壓變大5．如圖所示，一個(gè)面積為S、匝數(shù)為N的金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈兩端通過電刷與圖示的電路連接，線圈內(nèi)阻不計(jì)。無光照時(shí)，光敏電阻與定值電阻的阻值相等，均為R；光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小。理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為k（k＞1），電路中的電表均可視為理想電表，則（）A．開關(guān)S處于斷開狀態(tài)時(shí)，減小光照強(qiáng)度，電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)變小B．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為C．開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí)，將用黑紙包裹，的電功率為D．將用黑紙包裹，斷開開關(guān)S，理想交流電壓表的示數(shù)為；閉合開關(guān)S，理想交流電壓表的示數(shù)為，可算出6．如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓變壓器原、副，線圈兩端的電壓分別為和，降壓變壓器原副線圈兩端的電壓分別為和。在輸電線路的起始端接入兩個(gè)互感器，兩個(gè)互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10：1和1：10，各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是（）A．若電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，則線路輸送電功率為110kWB．若保持發(fā)電機(jī)輸送功率一定，僅將滑片Q下移，輸電線損耗功率增加C．若發(fā)電機(jī)輸出電壓一定，若用戶數(shù)減少，為維持用戶電壓一定，可將滑片P上移D．若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓一定，僅將滑片Q下移，輸電線損耗電壓增加7．為了研究輸電線上的電阻對遠(yuǎn)距離輸電的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路，考慮到安全因素未加裝升壓變壓器。交流發(fā)電機(jī)接在a、b之間（未畫出），忽略發(fā)電機(jī)線圈的電阻。開動(dòng)發(fā)電機(jī)，待輸出電壓穩(wěn)定后，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是（）A．若阻值調(diào)到某值（不為零）時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則消耗的電功率將增加B．若阻值調(diào)到零時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則消耗的電功率將增加C．若阻值調(diào)到某值（不為零）時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則電壓表示數(shù)將增加D．若阻值調(diào)到零時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則電壓表示數(shù)將增加8．如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭P1初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻R1的阻值為R，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為9R，滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U，理想電流表A的示數(shù)為I。下列說法正確的是（）A．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，I減小，U不變B．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過程中，I減小，U增大D．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過程中，R1消耗的功率減小9．如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，輸入端、接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器的滑片從端滑動(dòng)到端的過程中，兩個(gè)燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗10．如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R，電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關(guān)S后（

）A．R的發(fā)熱功率不變 B．電壓表的示數(shù)不變C．電流表的示數(shù)變大 D．電流表的示數(shù)變小11．如圖所示，理想變壓器原線圈輸電線上接有定值電阻R，AB端接正弦交流電，副線圈上接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2。開始時(shí)，電鍵K斷開。當(dāng)K接通時(shí)（

）A．副線圈兩端的輸出電壓減小 B．副線圈的輸出電流減小C．燈泡L1消耗的功率變大 D．原線圈中的電流增大12．在如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，定值電阻，滑片P上方原線圈匝數(shù)與下方原線圈數(shù)之比為1:3，S為單刀雙擲開關(guān)，在c、d端輸入正弦交流電，S合向a，消耗的功率之比為1:8，則（）A．S合向a，、兩端的電壓之比為1:4B．S合向a，、兩端的電壓之比為1:2C．S合向a與S合向b，兩端的電壓之比為22:27D．S合向a與S合向b，兩端的電壓之比為22:2513．在如圖所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，在a、b端輸入電壓為的正弦交流電，為定值電阻，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別為U、I，則下列說法正確的是（

）A． B． C． D．14．如圖所示，滑動(dòng)觸頭N與理想變壓器的副線圈接觸，、均為滑動(dòng)變阻器，變壓器輸入正弦交變電流。下列操作中，可使燈泡變亮的是（）A．僅提高輸入電壓 B．僅將的滑片左移C．僅將的滑片上移 D．僅將觸頭N下移15．如圖，理想變壓器原線圈與定值電阻R0=18Ω、一只理想二極管和電流表串聯(lián)后接在u=36sin100πt（V）的交流電源上，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭P0初始位置在副線圈正中間，原、副線圈匝數(shù)比為n。定值電阻R1=6Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為30Ω，滑片P1初始位置在R=3Ω處。電流表、電壓表均為理想交流電表，電源內(nèi)阻不計(jì)，