《2022届高三物理二轮重难点突破（北京专用）》专题09 电路知识综合应用（原卷版）

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高三专题复习 09：电路知识综合应用
1. 含变压器电路
交变电流特点和描述
含义 关系 适用情况
瞬时值 某时刻的值
从中性面开始计时：
e＝Emsinωt
线圈某时刻的受力情况
峰值 最大的瞬间值 Em＝NBSω 电容器的击穿电压
有效值
跟交流电流的热效应
等效的恒定电流
正弦交流电：
Em=E有
√
2
①与电流热效应有关的量
②电压表、电流表读数
③电器“铭牌”上示数
④保险丝的熔断电流
平均值
交变电流图像中图线与时间
轴所夹面积与时间的比值
E=N∆ Φ
∆ t =Bl v
通过电路横截面的电荷量
理想变压器
①　原副线圈磁通量变化率相等，电压与匝数成正比，U1：U2＝n1：n2．
②　忽略能量损失（铁损、铜损、磁漏），原副线圈功率相等，P1＝P2．
③　只有一组原线圈和一组副线圈时，原副线圈电流与匝数成反比，I1：I2＝n2：n1．
④　原线圈电压决定副线圈电压，副线圈负载决定变压器功率和电流（副线圈电流影响原线圈电流）．
【例1】 如图所示，图中的变压器为理想变压器，原线圈匝数 n1与副线圈匝数 n2之比为 10:1，电动机的内
阻r＝2Ω，与 R＝8Ω 的电阻串联接在副线圈上，已知发电机线圈面积为
√
2
20 m2
，共 800 匝，发电机线圈的
电阻不计，线圈在 B＝
2
πT
的匀强磁场中绕 OO’以转速 n＝600r/min 匀速转动，在合上开关 S后电动机正常
工作时，电压表的示数为 100V．则下列说法正确的是（ ）
A. 发电机中电流的最大值为
7.5
√
2A
B. 发电机中电流的最大值为
0.75
√
2A
C. 电动机正常工作时的输出功率为 637.5W
D. 电动机正常工作时的输出功率为 750W
【例2】 如图所示，理想变压器原线圈接在 u＝Umsin(ωt＋φ)的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻
R，不计电表内电阻影响．闭合开关 S后（ ）
A. 电流表 A2的示数减小
B. 电压表 V1的示数减小
C. 电压表 V2的示数不变
D. 电流表 A1的示数不变
2. 含电容电路
电容
电容器所带电荷量（Q：一个极板上所带电荷量的绝对值）与两板间的电势差（ U）之比叫做电容，
即：
．
电容是电容器自身性质，与电荷量、电压无关．
电容的单位是法拉（F），常用单位 1F＝1×106μF＝1×1012pF．
电容器充放电
电容器充电过程，电流减小、流向电容器正极，电荷量 Q和电压 U均增大，储存的电场能增大；
电容器放电过程，电流减小、由电容器正极流出，电荷量 Q和电压 U均减小，储存的电场能减小；
充、放电的快慢受回路中电阻影响，电阻越大，充、放电所有时间越长．
电容器的能量
根据
C=Q
U
及 W＝qU，可得 Q-U 曲线所围面积为电容储存的能量，即：
E=1
2QU =1
2C U2=Q2
2C
．
【例3】 在如图所示的电路中，电源电动势为 E、内电阻为，电容器的电容为 C，灯泡 L的灯丝电阻不随
温度变化，电压表和电流表均为理想电表．闭合开关 S，待电路稳定后，缓慢减小电阻箱 R接入电路中的
阻值，与调节电阻箱之前相比，电压表示数变化量的绝对值为∆U，在这个过程中电路中所有器件均不会被
损坏，下列说法中正确的是（ ）
A. 灯泡 L将变亮
B. 电压表和电流表的示数都将变大
C. 电源两端电压变化量的绝对值将大于∆U
D. 电容器所带电荷量增加，增加量小于 C∆U
【例4】 如图所示，电源政对电容器 C充电，当 C两端电压达到 80V 时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电．
放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电．这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光．该电
路（ ）
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