1、素养培优课变压器的应用培优目标：1会分析变压器的动态变化问题，掌握解答此类问题的思路。2理解自耦变压器和互感器的原理。3掌握变压器的原理，会解答具有多个副线圈的变压器问题。 考点1理想变压器的动态变化问题1理想变压器动态变化的两种情况(1)原、副线圈的匝数比不变，分析各物理量随负载电阻的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是RI2P2P1I1。(2)负载电阻不变，分析各物理量随原、副线圈的匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2U2I2P2P1I1。2需要注意的几点(1)负载增多，不等于电阻变大。并联的负载增多对应用电器增多，消耗功率增大，其总电阻减小。(2)负载发生变化时，电
2、流和电压如何变化的判断：先要由判断U2是否变化，再根据U2及负载电阻变大或变小的情况，由欧姆定律确定副线圈中的电流I2的变化情况，最后再由P入P出判断原线圈中电流的变化情况。3动态问题的分析思路可表示为【典例1】理想变压器的原线圈连接电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，如图所示。下列情况可能出现的是()A若Q位置不变，将P向上滑动，U变大B若Q位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变大C若P位置不变，将Q向上滑动，电流表的读数变大D若P位置不变，将Q向上滑动，变压器的输入功率不变C当理想变压器的输入电压U
3、，以及原、副线圈的匝数比不变时，副线圈两端的电压也不变，A项错误；由P出知R增大时，输出功率减小，又由P入P出得原线圈中的电流表读数要减小，B项错误；Q向上滑动时，U增大，而负载电阻不变，输出功率要增大，则输入功率也要增大，原线圈中的电流就要增大，C项正确，D项错误。含有变压器的动态电路问题分析1如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()A电压表V1示数增大B电压表V2、V3示数均增大C该变压
4、器起升压作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动D由于变压器原线圈的电压不变，因此电压表V1、V2的读数均不变，选项A、B均错误；由题意可知，该变压器起降压作用，选项C错误；由于副线圈的电压不变，电流表A2的示数增大，根据欧姆定律可知负载的电阻变小，所以滑动变阻器连入电路的阻值变小，选项D正确。 考点2 几种特殊的变压器1自耦变压器图甲所示是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。甲乙调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示。线圈AB绕在一个圆环形
5、的铁芯上，AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。2互感器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关系式I1n1I2n2【典例2】(多选)如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V和10 A，已知甲图中原、副线圈匝数比为1001，乙图中原、副线圈匝数比为110，则() 甲乙A甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VB甲图是电流互感器，输电电流是100 AC乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VD乙图是电流互
6、感器，输电电流是100 AAD甲图是电压互感器，电表是电压表，故B错误；根据匝数比，有U1U2220 V22 000 V，故A正确；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C错误；只有一个副线圈的变压器，电流与匝数的关系为，有I1I210 A100 A，故D正确。互感器的区分技巧(1)电压互感器是降压变压器，据，知n1n2。电流互感器是升压变压器，据，知n1n2。(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志测量仪器不同，前者电压表后者电流表。原、副线圈匝数关系不同。原线圈接线方式不同，前者接在火线和零线间，后者接在火线上。2如图所示，电压互感器、电流互感器可看成理想变压器，已知电压互感器原、副线圈匝数
7、比是1 0001，电流互感器原、副线圈匝数比是1200，电压表读数为200 V，电流表读数为1.5 A，则交流电路输送电能的功率是()A3102 W B6104 WC3105 W D6107 WD根据，解得U11 000200 V2105 V；根据I1n1I2n2，解得I1300 A；所以输送电能的功率PIU6107 W。选项D正确。 考点3有多个副线圈的变压器1副线圈有多个时，电压比等于匝数比仍然成立，电流比不再与匝数比成反比，而要用原、副线圈功率相等去推导。2若原线圈中有用电器时，不要把电源电压与原线圈电压搞混，错误利用电源电压去寻找比例关系；而要把原线圈所在电路当作一回路处理，原线圈相当
8、于一非纯电阻用电器，其两端电压与副线圈电压的比值等于匝数比。【典例3】如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1 000，两个副线圈的匝数分别为n250和n3100，L1是“6 V2 W”的小灯泡，L2是“12 V4 W”的小灯泡。当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为()A A B AC A D AC对多个副线圈，其电压关系有：，由于输入功率和输出功率相等，有n1I1n2I2n3I3。两灯正常发光，对L1必有U26 V，I2 A，对L2有U312 V，I3 A。原线圈上电压U1U26 V120 V，副线圈上总的输出功率P出PL1PL22 W4 W6 W，原线圈上输入功
9、率P入P出6 W。原线圈中的电流I1 A A，故选项C正确。求解与“一原多副”变压器问题的两点技巧(1)理想变压器的电压关系，对于一个或多个副线圈均适用，而电流关系，适用于只有一个副线圈的变压器。(2)处理含有多个副线圈的变压器问题时，首选P入P出，从输出端的P出打开突破口。3如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1n2n3为()A111B321C621D221B灯泡正常发光，可得UAUBUCUD，所以U22U3。由变压器的电压比，所以n22n3。同理，灯泡正常发光，功率相等，即PAPBPCPD。由PI2R，得IAIBICID，即I1I2I3。由U
10、1I1U2I2U3I3得n1I1n2I2n3I3，即n1n2n32n3n33n3，所以n1n2n3321，故B正确。1在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器。如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是()A电流互感器是测电流的，应串联在火线上，故B、D错误；由变压器电流关系n1I1n2I2，要使I2n1，故A正确，C错误。2自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时
11、，负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A380 V和5.3 A B380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 AB对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I1 A9.1 A，负载两端电压即为副线圈电压，由，即，可得U2380 V，B正确。3(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定阻电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()A保持Q的位置不
12、动，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小BCQ位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由P可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由PU1I1可知原线圈电流I1减小，故A错误，B正确；当P位置不动，Q上滑时，由知U2增大，同理分析原线圈电流I1增大，故C正确，D错误。4如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n11 100匝。接入电压U1220 V的电路中。(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U26 V，U3110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6 V20 W” “110 V60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？解析(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系由得n2n11 100匝30匝n3n11 100匝550匝。(2)设原线圈输入电流为I1，由P入P出得U1I1U2I2U3I3P2P3所以I1 A0.36 A。答案(1)30匝550匝(2)0.36 A