2024届物理一轮复习讲义章末素养培优.doc

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1、2024届物理一轮复习讲义思维方法：等效电阻法分析变压器问题设理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，原、副线圈电压分别为U1、U2，副线圈负载电阻为R，我们可以将变压器与负载看为一个整体，等效为一个新的电阻R，即为a、b间的等效电阻。图1 先画出等效电路图如图1(b)所示，设变压器等效负载电阻为R，在图1(a)中由变压器的电压规律，解得U2U1所以负载电阻R消耗的功率为P在图1(b)中等效电阻消耗的功率为P由PP，解得a、b间的等效电阻为RR通过以上的分析可知：在只有一个副线圈的理想变压器电路中，原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，副线圈负载电阻为R，则变压器的原、副线圈和负载电阻可

2、以等效为一个电阻RR，这个方法叫理想变压器电阻等效法。 例1 (多选)心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻R0串联，如图2所示。心电图仪与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2。在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，将可变电阻R的阻值调小的过程中()图2A.原线圈两端的电压不变，副线圈两端的电压不变B.通过原线圈的电流变大，通过副线圈的电流变大C.当RR0时，R获得的功率最大D.当RR0时，R获得的功率最大答案BD解析在原、副线圈匝数比一定的情况下，R减小，副线圈电流I2增

3、大，设原线圈电流为I1，根据I1n1I2n2知I1增大，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，满足U0I1R0U1，I1增大，所以U1减小，根据知U2减小，故A错误，B正确；把变压器和R等效为一个电阻R，R0当作电源内阻，当内外电阻相等即R0R时，输出功率最大，根据得，解得RRR0，故C错误，D正确。例2 加在理想变压器原线圈上的交流电源的电动势为E，内阻为r，与副线圈相连的负载电阻阻值为R，如图3所示。求：图3(1)原线圈中的电流I1为多大时，负载R上获得的功率最大，最大值是多少？(2)负载获得最大功率时，变压器的原、副线圈的匝数比为多大。答案(1)(2)解析(1)负载R获得最大功率时，电源的输出功率最大。将变压器和电阻R等效为一个整体，变压器的等效电阻为RR电源的输出功率为PIRIREI1Ir当I1时，电源的输出功率最大，这时R消耗的功率也是最大，此时的功率为Pmax。(2)将I1代入IREI1Ir可得电阻消耗的功率最大时，原、副线圈的匝数比为。