专题提升+变压器的综合问题+-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第三章交变电流专题提升变压器的综合问题学习目标1.认识几种常见的变压器,根据变压器的原理分析各种变压器的特点。(科学思维)2.会分析变压器的原线圈串联或并联电阻的问题。(科学思维)重难探究·能力素养全提升探究点一几种常见的变压器知识归纳1.自耦变压器图甲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。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绕在一个圆环形的铁芯上,AB之间加上输入电压U1,移动滑片P的位置就可以调节输出电压U2。2.互感器

分类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I1n1=I2n2(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志。①测量仪器不同,电压互感器用电压表,电流互感器用电流表。②原、副线圈匝数关系不同。③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。(3)使用互感器时,一定要将互感器的外壳和副线圈接地。3.有多个副线圈的变压器(1)对于副线圈有两个及以上的理想变压器,电压比与匝数比成正比是成立的,而电流比与匝数比成反比的规律不成立。(2)有多个副线圈(以两个为例)②功率关系:P1=P2+P3。③电流关系:由能量守恒定律P1=P2+P3

,即U1I1=U2I2+U3I3,可得n1I1=n2I2+n3I3。4.“日”字形铁芯的变压器问题变压器的铁芯为“日”字形,要注意穿过原线圈的磁通量的变化率与穿过副线圈磁通量的变化率不相等,因此原线圈和副线圈两端的电压比不再等于匝数比,应根据法拉第电磁感应定律推导U1与U2的关系,即

。典例剖析AC

BD角度2互感器【例题2】

(多选)(2025陕西榆林高二期末)互感器又称仪用变压器,是电流互感器和电压互感器的统称,常用于测量或保护系统。如图所示,T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器,a、b是交流电压表或交流电流表,若高压输电线间电压为220kV,T1的原、副线圈匝数比为1∶20,交流电压表的示数为200V,交流电流表的示数为2A,则下列说法正确的是(

)A.a是交流电压表,b是交流电流表B.T2的原、副线圈匝数比为1100∶1C.高压输电线输送的电流为20AD.高压输电线输送的电功率为8.8×103kW

方法技巧

区别电压互感器和电流互感器的方法

角度3有多个副线圈的变压器【例题3】

如图所示,理想变压器三个线圈的匝数满足n1=n2+n3,当加在原线圈两端的电压为U1时,原线圈的输入功率为P1,电路中四个规格相同的灯泡A、B、C、D都恰好正常发光,两副线圈的输出电压分别为U2、U3,输出功率分别为P2、P3,电路中三个理想电流表的示数分别为I1、I2、I3,下列判断正确的是(

)A.P1∶P2∶P3=3∶2∶1B.U1∶U2∶U3=4∶2∶1C.n1∶n2∶n3=3∶1∶2D.I1∶I2∶I3=4∶3∶6D解析

设灯泡正常发光时的工作电压为U0,工作电流为I0,则有

,又n1=n2+n3,得n1∶n2∶n3=3∶2∶1,根据理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比得U1∶U2∶U3=n1∶n2∶n3=3∶2∶1,故B、C错误;根据P2=U2I2=2U0I0,P3=U3I3=U0·2I0,又P1=P2+P3=U1I1,联立得P1∶P2∶P3=2∶1∶1,I1∶I2∶I3=4∶3∶6,故A错误,D正确。角度4“日”字形铁芯的变压器问题【例题4】

(多选)某变压器对称铁芯的示意图如图所示,已知原线圈匝数n1=40,副线圈匝数n2=20,电阻R1=40Ω,电阻R2=25Ω。下列说法正确的是(

)A.当原线圈接入正弦式交变电流时,R1、R2消耗的电功率之比为2∶5B.当原线圈接入正弦式交变电流时,R1、R2消耗的电功率之比为1∶10BCD探究点二变压器原线圈有负载的电路分析知识归纳原线圈接有负载的理想变压器问题的分析方法分析理想变压器原线圈接有负载的问题时,要明确原线圈所在的电路结构,从而确定各物理量之间的关系。(1)负载与原线圈串联,如图甲所示,负载会分担一部分电压,原线圈两端的电压U1=U-UR,流过负载的电流等于原线圈中的电流,有

。典例剖析C

教你析题

读取题干获取信息①原线圈和R1两端的电压和②原、副线圈的电压之比和电流之比③副线圈的负载电阻教你破题

对点演练D(2025福建莆田高二期末)一电路图如图所示,电压U恒定不变,其中理想变压器匝数比n1∶n2=1∶2,电阻R0为5Ω,RP最大值为20Ω,R为10Ω,下列说法正确的是(

)A.滑片P向下,理想电流表A的示数减小B.滑片P向下,理想电压表V的示数增大C.滑片P向上,U1的电压值减小D.当P处于中点时,R和RP消耗的功率最大

学以致用·随堂检测全达标123B1.(自耦变压器)(2025福建福州高二期末)如图所示,为理想自耦变压器,其中P为变压器上的滑动触头,Q为滑动变阻器上的滑片,则以下说法正确的是(

)A.适当调节变压器上的滑动触头P,该自耦变压器既可升压也可降压B.滑片Q不动,滑动触头P逆时针转动,电流表读数变大C.图示位置,U2>U1D.滑动触头P不动,滑片Q缓慢向下滑动时,U2一直在减小123

123D

甲

乙123

1233.(几种常见的变压器)如图所示,理想变压器原线圈N1匝数为n1,两个副线圈N2、N3匝数分别为n2和n3,已知n1∶n2∶n3=1∶2∶4。