1、素养培优课(二)变压器综合问题培优目标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
2、时，电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】如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦交流电源，其交变电压的有效值恒定不变。则下列说法中正确的是()A只将S1从2拨向1时，电流表示数变小B只将S2从4拨向3时，电流表示数变大C只将S3从闭合变为断开，电阻R2两端电压增大D只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小思路点拨：(1)S1从2拨到1，U2变大，S2从4到3，U2变小。(2)S3闭合，U2电压不变，滑动触头向上，
3、R点变大。D只将S1从2拨向1时，n1变小，因为，故U2变大，I2变大，P2U2I2也变大。因为P1P2，所以P1也变大，又因为P1U1I1，U1不变，I1变大，故A错误；只将S2从4拨向3，n2变小，由，得U2变小，则I2变小，P2U2I2也变小，P1P2，所以P1也变小，又因为P1U1I1，U1不变，I1变小，故B错误；只将S3从闭合变为断开，少一个支路，电阻R2与R3串联支路电压不变，故R2的电流、电压都不变，故C错误；R3的滑动触头上移，总电阻变大，输出电流变小，输出功率变小，又因为P1P2，故P1也变小，I1变小，D正确。含有变压器的动态电路问题分析跟进训练1如图所示电路中，变压器为
4、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，又，联立得4，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
5、变压器在现实生活中，除了输电线路用的大型变压器之外，在日常的工作和生活中还会用到一些常见的变压器，我们一起来认识一下它们的结构和原理。1自耦变压器如图所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用。2电压互感器(1)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应接地。(2)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压。3电流互感器(1)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表；为了安全，外壳和副线圈应接地。(2)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流。【典例2】(
6、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乙图是电流互感器，输电电流是100 A思路点拨：(1)电压互感器并联在电路中，电流互感器串联在电路中。(2)两种互感器都是把高电压、大电流变为低电压、小电流。AD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，
7、故C错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比，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。跟进训练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 B6
8、104 W C3105 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“一原多副”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n3
9、100，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 A C 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。跟进训练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()A111 B321 C621 D221B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U1I1U2I2U3I3得n1I1n2I2n3I3，即n1n2n32n3n33n3，所以n1n2n3321，故B正确。