1、章末分层突破 120互感P出I线R线IR线交流直流变压器问题的类型及分析思路1.变压器问题的分析思路变压器规律中各量均为有效值，先分析已知量，再应用物理量间关系求解未知量2电压思路变压器原、副线圈的电压之比为；当变压器有多个副绕组时，3功率思路理想变压器的输入、输出功率关系为P入P出，即P1P2；当变压器有多个副线圈时：P1P2P34电流思路由I知，对只有一个副绕组的变压器有：；当变压器有多个副绕组时：n1I1n2I2n3I35变压器电路的动态分析问题各物理量间制约关系：(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2U1，可简述为“原制约副”(2)电流
2、制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1I2，可简述为“副制约原”(3)负载制约：a.变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2P负1P负2；b.变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2.从已知量(变化量)开始，据制约关系依次分析判断6变压器原线圈中有用电器的问题变压器的电压关系中的U1和功率关系中的P1是指原线圈的端电压和输入功率，原线圈中有用电器时要注意区分电源电压和原线圈的端电压7有两组以上副线圈的变压器问题由互感现象可知，对有两组以上副线圈的变压器，由于通过每个线圈的磁通量变化率相同，所以，即U1
3、U2U3n1n2n3，由能量守恒可知P出P入，即P1P2P3，则U1I1U2I2U3I3，可求得：n1I1n2I2n3I3.8铁芯中磁路有分支的变压器问题先确定哪是原线圈哪是副线圈，再分析磁通量分配关系，结合法拉第电磁感应定律分析计算，切忌生搬硬套.(多选)如图41所示，变压器输入电压恒定，输出端两个灯泡并联，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器的滑动触头开始时，开关S断开，不计导线的电阻，则下列说法正确的是()图41AP向左滑动，灯泡L1变暗，变压器的输入功率增大，电压表V1示数增大BP向右滑动，灯泡L1变亮，变压器的输入功率增大，电压表V1示数不变化C闭合开关S，灯泡L1变亮，变压器的输入功率增
4、大，电压表V2示数增大D闭合开关S，灯泡L1变暗，变压器的输入功率增大，电压表V2示数减小【解析】变压器输入电压恒定，输出电压不变化，故电压表V1的示数不变P向左滑动，输出端总电阻增大，输出电流减小，所以输入电流减小，输入功率减小，选项A错误；P向右滑动，输出端总电阻减小，输出电流增大，所以输入电流增大，输入功率增大，选项B正确；闭合开关S，输出端总电阻减小，输出电流增大，输入功率增大，R两端的电压增大，电压表V2的示数减小，灯泡L1变暗，选项C错误，D正确【答案】BD1变压器的副线圈相当于电源2先根据欧姆定律分析副线圈中电流的变化3再结合变压器规律分析原线圈中电流的变化变压器的三种应用1.电
5、压互感器把原线圈并在高压电路上，副线圈两端接入交流电压表，如图42甲所示，它将高电压变成低电压，便于仪表测量，电压互感器的外壳接地，副线圈接地，保证安全图422电流互感器把原线圈串在待测电路中，副线圈接入交流电流表，如图乙所示它把大电流变成小电流，便于测量I1I2，I2为交流电流表的示数3自耦变压器铁芯上只有一个线圈，可作升压变压器使用，也可作降压变压器使用，如图43所示计算遵从变压器的电压、电流关系式图43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44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
6、为220 V的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，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() 【导学号：05002107】A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A图44【解析】由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：，U1I1P2.所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大为n21 900匝，负载R上的功率也最大为2.0 kW，则U2U1220 V380 V，I1 A9.1 A，故选项B正确【答案】B远距离输电问题输电示意图(
7、如图45所示)图451正确理解几个基本关系(1)功率关系：P1P2，P2P损P3，P3P4.(2)电压关系：，U2U线U3，.(3)电流关系：，I2I线I3，.(4)输电电流：I线.(5)输电导线上损耗的电功率：P损P2P3IR线U线I线(6)输电导线上的电压损失：U线I线R线U2U3.2处理思路(1)根据具体问题画出输电线路示意图(2)研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量(3)研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量(4)确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解如图46所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n
8、1、n2，在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()图46A. B.C42r D42r【解析】升压变压器T的原线圈两端电压的有效值为U1；由变压关系可得，则U2；因为输送电功率为P，输电线中的电流为I2，则输电线上损失的电功率为PI(2r)，故选项C正确【答案】C1一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31 ，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图47所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U.原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()图4
9、7AU66 V，kBU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k【解析】设线圈中电流为I，由知副线圈中的电流I23I，由题意知副线圈中电阻两端的电压U3IR，则原线圈回路中R两端的电压UIR，原线圈两端的电压U13U，由闭合电路中电压关系可知U1U220 V，即3U220 V，U66 V，原线圈回路中电阻消耗的功率P1I2R，副线圈回路中电阻消耗的功率P2(3I)2R，k，选项A正确【答案】A2一含有理想变压器的电路如图48所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流
10、表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()图48A2 B3C4 D5【解析】设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI.根据变压器的输入功率等于输出功率得UII2R1(kI)2(R2R3)4UI(4I)2R1(4kI)2R2联立两式代入数据解得k3选项B正确【答案】B3. 如图49所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光下列说法正确的是() 【导学号：05002108】A原、副线圈匝数比为91B原、副线圈匝数比为19C此
11、时a和b的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比为19图49【解析】设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为91，选项A正确，选项B错误；由9U0IaU0Ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据PUI，a、b灯泡的电功率之比为19，选项C错误，选项D正确【答案】AD4. (多选)如图410所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变压器输
12、入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，则()A此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD原线圈两端原来的电压有效值约为48 V图410【解析】副线圈两端电压U26R06 V，根据，得U124 V，即此时原线圈两端电压有效值为24 V，最大值U1mU134 V，A正确，B错误由于前后两次保持输入、输出电流不变，此时副线圈两端电压U26R0I，原来副线圈两端电压U212R0I，原来副线圈两端电压U22U2，原线圈两端也应有U12U1，即原来原线圈两端电压有效值为48 V，C错误，D正确【答案】AD5如图411所示电路
13、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() 【导学号：05002109】图411A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【解析】电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1U2I2，则U1I1U2I2，I2I1，故U2U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿cd的方向滑动，选项D正确【答案】D我还有这些不足：(1)_ (2) _ 我的课下提升方案：(1) _ (2) _