人教解密12 交变电流（解析版）-【高频考点解密】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.docx

解密12 交变电流
核心考点
考纲要求
交变电流、交变电流的图像
正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值
理想变压器
远距离输电
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
考点1 变压器
一、变压器
1．变压器的构造：原线圈、副线圈、铁芯
2．电路图中的符号

二、变压器的工作原理
在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象；
铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。
三、理想变压器原、副线圈基本关系的应用
1．基本关系
（1）P入=P出；
（2），有多个副线圈时，仍然成立，=…；
（3），电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系，n1I1=n2I2+n3I3+…；
（4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同。
2．制约关系
（1）电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定；
（2）功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定；
（3）电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。
3．两种特殊的变压器模型
（1）自耦变压器
高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压，也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。
（2）互感器
电压互感器和电流互感器，比较如下：
电压互感器
电流互感器
原理图
原线圈的连接
并联在高压电路中
串联在待测高流电路中
副线圈的连接
连接电压表
连接电流表
互感器的作用
将高电压变为低电压
将大电流变成小电流
利用的公式
I1n1=I2n2
4．关于理想变压器的四点说明
（1）变压器不能改变直流电压；
（2）变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率；
（3）理想变压器本身不消耗能量；
（4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
四、理想变压器的动态分析
1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法
（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合
电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；
（2）分析该类问题的一般思维流程是：
2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
（1）匝数比不变的情况
①U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变；
②当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化；
③I2变化引起P2变化，由P1=P2知P1发生变化。
（2）负载电阻不变的情况
①U1不变，发生变化，U2变化；
②R不变，U2变化，I2发生变化；
③根据和P1=P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。
（2020·浙江富阳区·高三月考）一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5︰1，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。则下列说法正确的是（　　）
A．原、副线圈中的电流之比为5︰1
B．电压表的读数约为44 V
C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1分钟内产生的热量为 2.9×103 J
D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小
【答案】C
【详解】
A．原线圈接入电压为220V的正弦交流电，原、副线圈的匝数比是5：l，则副线圈电压为44V，原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1：5，故A错误；
B．原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44 V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知
解得：
故B错误；
C．根据B选项分析可知，滑动变阻器两端电压，若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1分钟内产生的热量为
故C正确；
D．将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，电流表的读数变大，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，故D错误。
故选C。
1．（2020·河北衡水市·衡水中学高三月考）一含理想变压器的电路如图所示。当电压表的示数增加时，发现电压表的示数增加。若副线圈两端所接的两定值电阻的阻值相等，则理想变压器原、副线圈的匝数比为（　　）
A．20：1 B．10