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1、2022年高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第19點(diǎn) 巧妙入手分析變壓器動(dòng)態(tài)變化問題 教科版選修3-2
變壓器由于與實(shí)際生活聯(lián)系緊密，在歷年的高考中均有一定的體現(xiàn)．變壓器問題往往與閉合電路的動(dòng)態(tài)變化結(jié)合，要解決此類問題的關(guān)鍵是抓住不變量，從不變量入手分析變化量．要弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系，從“制約量”入手分析“被制約量”．
1．匝數(shù)比不變的情況(如圖1所示)
(1)U1不變，根據(jù)＝，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變．
圖1
(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化．
(3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發(fā)生變
2、化．
2．負(fù)載電阻不變的情況(如圖2所示)
圖2
(1)U1不變，發(fā)生變化，故U2發(fā)生變化．
(2)R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化．
(3)根據(jù)P2＝，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化．
3．分析動(dòng)態(tài)問題的思路程序可表示為
對(duì)點(diǎn)例題 如圖3所示，理想變壓器的a、b端加上一交流電壓(電壓有效值保持不變)，副線圈c、d端所接燈泡L恰好正常發(fā)光．此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于圖示位置．現(xiàn)將滑片下移，則以下說法中正確的是( )
圖3
A．燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入電流變小
B．燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入功率變大
3、C．燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入電壓變大
D．燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變
解題指導(dǎo) 因?yàn)楦本€圈兩端的電壓沒發(fā)生變化，所以燈仍能正常發(fā)光．當(dāng)滑片下移時(shí)，由于滑動(dòng)變阻器的電阻增大，所以副線圈中的電流減小，原線圈中輸入的電流也變小，故輸入的功率變小，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．
答案 A
1．如圖4，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為定值電阻，開關(guān)S是閉合的，和為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；、和為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3，現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是( )
圖4
A．U2變小、I3變小 B．U2不變、I
4、3變大
C．I1變小、I2變小 D．I2變大、I3變大
答案 BC
解析 斷開S，負(fù)載總電阻增大，因?yàn)閁2＝U1，U1不變，則U2不變，由I2＝，知I2變小，因?yàn)镮1＝I2，故I1也變小．R1分壓減小，則R3分壓增大，故I3增大，綜上可知B、C正確．
2．如圖5所示，三只燈泡均正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)，已知原線圈上的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，則下列說法中正確的是 ( )
圖5
A．燈L3變暗
B．燈L1和L2均變暗
C．變壓器原線圈的輸入功率變大
D．副線圈n2中的電流變大
答案 AC
解析 由于原線圈上的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，由電壓與匝數(shù)成正比可知，兩個(gè)副線圈上的電壓均不變．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)時(shí)，副線圈n3中的電流增大，電阻R1兩端的電壓增大，由閉合電路歐姆定律可得，燈L3兩端的電壓減小，故燈L3變暗，而副線圈n2上的電壓及回路中的電阻和電流不發(fā)生變化，故燈L1和L2的亮度不變，A正確，B、D錯(cuò)誤；由于副線圈中的電流增大，則原線圈中的電流也隨之增大，故原線圈的輸入功率變大，C正確．
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