1、交变电流 传感器 阶段素养提升课
命题热点
考点与题型
(1)交变电流的产生、图像。
(2)交变电流的“四值〞。
(3)理想变压器的原理。
(4)理想变压器的动态分析。
(5)远距离输电。
(1)选择题:交变电流的产生及其“四值〞。
(2)选择题:理想变压器的动态分析,远距离输电过程中的能量损耗。
角度一 交变电流的产生及“四值〞
【典例1】(2023·全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;假设该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如下图,那么Q方∶Q正等于 ( )
A.1∶
2、 B.∶1 C.1∶2 D.2∶1
【素养解读】
核心素养
素养角度
具体表现
科学探究
问题
一电阻接到方波交流电和正弦交流电上一个周期内产生的热量之比为多少?
科学
思维
模型建构
交流电的有效值
科学推理
电流的热效应
科学论证
方波交流电的有效值为u0,正弦式交流电的有效值为
【解析】选D。据Q热=T得:Q方=T、Q正=T,两式相除就有Q方∶Q正=
2∶1,应选D。
角度二 理想变压器的原理及动态分析
【典例2】
(多项选择)(2023·全国卷Ⅲ)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的
3、10倍时,两灯泡均能正常发光。以下说法正确的选项是 ( )
A.原、副线圈匝数之比为9∶1
B.原、副线圈匝数之比为1∶9
C.此时a和b的电功率之比为9∶1
D.此时a和b的电功率之比为1∶9
【素养解读】
核心素养
素养角度
具体表现
科学探究
问题
两灯泡均能正常发光,其功率之比为多少?
科学
思维
模型建构
理想变压器的原理
科学推理
=,=
科学论证
根据公式P=UI可得两者的电功率之比
【解析】选A、D。设灯泡的额定电压为U0,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为U1=9U0,副线圈两端电压为U2=U0,故=,==,A正确,B错误;根据
4、公式=可得=,由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式P=UI,可得两者的电功率之比为1∶9,C错误,D正确。
【补偿训练】
(多项选择)理想变压器的原线圈连接一只电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如下图,在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。原线圈两端接在电压为U的交流电源上。那么( )
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变大
B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变小
C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小
【解析】选B、C。在原、副线圈匝数比一定的情况下,变压器的输出电压由输入电压决定。因此,当Q位置不变时,输出电压U′不变,此时P向上滑动,负载电阻值R′增大,那么输出电流I′减小。根据输入功率P入等于输出功率P出,电流表的读数I变小,故A错误,B正确;P位置不变,将Q向上滑动,那么输出电压U′变大,I′变大,电流表的读数变大,变压器的输入功率变大。因此选项C正确,D错误。
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