高二物理（人教版）教学课件 选择性必修二 第三章 综合 融通　变压器的综合问题

变压器的综合问题(融会课—主题串知综合应用)综合•融通通过本节课的学习进一步掌握变压器的原理和基本关系,学会分析理想变压器的制约关系和动态变化问题;能够利用变压器的基本关系和能量守恒定律分析原线圈含电阻的变压器问题。在高考中常以选择题的形式出现,难度中等偏上。1主题(一)理想变压器的制约关系

和动态分析2主题(二)变压器原线圈有负载的电路分析3课时跟踪检测CONTENTS目录主题(一)理想变压器的制约

关系和动态分析

知能融会通3.功率制约(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定,即P2=P负1+P负2+…;(2)变压器的输入功率P1=P2,即变压器的输入功率是由输出功率决定的。4.两种常见的动态分析(1)原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1。(2)负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况,进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1。[典例]

如图所示,理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电,副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在滑动变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中

(

)A.电流表A1示数减小B.电流表A2示数增大C.原线圈输入功率先增大后减小D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大√

由于副线圈的电流逐渐减小,则定值电阻与滑动变阻器右半部分并联的总电流减小,又因为与定值电阻并联的滑动变阻器右半部分的电阻值逐渐减小,则由并联分流规律可知,流过定值电阻的电流逐渐减小,则由公式PR=I2R可知,定值电阻R消耗的电功率逐渐减小,D错误。/方法技巧/

理想变压器动态分析方法(1)把副线圈当作电源,研究副线圈电路中的电阻变化。(2)根据闭合电路的欧姆定律,判定副线圈电流的变化、功率的变化。(3)根据理想变压器的变压规律、变流规律和功率规律判定原线圈电流的变化及输入功率的变化。1.(2024·衡水高二检测)理想变压器的副线圈匝数可调,R0为输电线电阻。滑动触头P处于如图所示位置时,用户的用电器恰好正常工作。当用电器增多时,下列说法正确的是

(

)A.原线圈中的电流减小B.副线圈两端的电压减小C.只需使滑动触头P向上滑,用电器仍能正常工作D.只需减小电源的输出电压,用电器仍能正常工作题点全练清√解析:原线圈两端电压和原、副线圈匝数比不变,则副线圈两端电压不变,B错误;当用电器增加时,总电阻减小,副线圈中电流增大,根据原、副线圈电流之比等于匝数的反比可知,原线圈中电流也增大,A错误;通过R0的电流增大,R0分得的电压也增大,要使用电器仍能正常工作,应增大副线圈两端电压,而原线圈两端电压不变,故应使滑动触头P向上滑动,增加副线圈匝数,C正确;若减小电源的输出电压,在匝数比不变的情况下,副线圈两端电压减小,则用电器不能正常工作,D错误。2.(2024·浙江温州期中)(多选)如图所示为一理想变压器,b接原线圈中间的抽头,S为单刀双掷开关,当开关打到b时原线圈的匝数是打到a时的一半。P是滑动变阻器的滑动触头,U为加在原线圈两端的交流电压,I为原线圈的输入电流,则

(

)A.其他条件不变,当开关从b打到a,输入电流I变大B.其他条件不变,当开关从a打到b,输入电流I变大C.其他条件不变,电压U增大,则输入电流I变大D.其他条件不变,滑动变阻器电阻R增大,则输入电流I变大√√

主题(二)变压器原线圈

有负载的电路分析

知能融会通

[例1]

如图所示的理想变压器,原、副线圈上接有完全相同的五个灯泡,A、B两点间输入有效值恒为UAB的正弦交流电压。当开关S断开时,L1、L2、L3和L4四个灯泡的亮度相同。假定原、副线圈匝数分别为n1、n2,灯泡的阻值恒定,副线圈两端电压用UCD表示,当开关S闭合时,五个灯泡均不损坏,下列说法正确的是

(

)

√

[例2]

(2024·辽宁期中)在图甲所示的交流电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,电阻R1=R2=8Ω,R3为滑动变阻器,电流表为理想电表。电源输出电压u随时间t按正弦规律变化如图乙所示,则下列说法正确的是

(

)A.当R3=8Ω时,电流表的示数为1AB.当R3=8Ω时,电源的输出功率为32WC.滑片P向下移动时,电流表示数增大D.滑片P向上移动时,流过R3的电流增大√

题点全练清√

2.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,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220V的正弦交流电源上,则

(

)A.原、副线圈两端的电压之比为2∶1B.原、副线圈中的电流之比为2∶1C.原线圈两端的电压为88VD.副线圈两端的电压为88V√√

课时跟踪检测1234567891011121.如图,变压器是理想变压器,电压表V1、V2为理想电表,定值电阻R1、R2阻值之比为1∶2。在a、b端输入电压有效值不变的正弦交流电,R1、R2消耗的功率之比为8∶1,则电压表V1、V2示数之比为

(

)A.1∶2

B.2∶1

C.1∶4

D.4∶1√6789101112

123451567891011122.(多选)一理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如图所示,在副线圈两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,则

(

)A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变小B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数不变C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小234√√156789101112解析:在原、副线圈匝数比一定的情况下,变压器的输出电压由输入电压决定,因此,保持Q的位置不动时,输出电压U'不变,此时P向上滑动,负载电阻值R'增大,则输出电流I'减小,根据理想变压器原、副线圈电流比等于匝数的反比,电流表的读数变小,故A正确,B错误;保持P的位置不动,将Q向上滑动时,则输出电压U'变大,I'变大,电流表的读数变大,故C正确,D错误。2341567891011123.(2024·河南商丘期中)如图,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,电阻R1=5Ω,R2=10Ω,电流表和电压表均为理想交流电表。若电流表A的示数为0.45A,则电压表V的示数为

(

)A.0.5V

B.1VC.4V

D.6V234√156789101112

2341567891011124.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234√156789101112解析:闭合开关S后,由于原线圈两端电压不变,原、副线圈匝数比不变,故副线圈两端电压也不变,即电压表V1的示数不变,B错误;闭合开关S后,副线圈中并联的两个电阻的总阻值减小,所以副线圈中的总电流增大,副线圈中并联的两个电阻分得的电压减小

,故电压表V2的示数减小,由欧姆定律可知,电流表A2的示数减小,A正确,C错误;由于副线圈中的电流增大,所以原线圈中的电流也增大,即电流表A1的示数增大,D错误。2341567891011125.在如图所示电路中,理想变压器原线圈接在交流电源上,调节滑动触头Q可以改变副线圈接入电路的匝数。R0为定值电阻,灯泡L和滑动变阻器R串联,P为滑动变阻器的滑片,A为理想交流电流表。闭合开关S,电流表A的示数为I。则(

)A.仅将P向下滑动,I增大B.仅将Q向下滑动,灯泡变亮C.仅将开关S断开,灯泡变亮D.仅将开关S断开,变压器的输入功率增加234√156789101112

234156789101112

234√156789101112

2341567891011127.(2024·湖北恩施期末)(多选)如图为由理想变压器、电阻和灯泡组成的电路,电路输入的电压为U,电阻R的阻值是2.0Ω,小灯泡L1上标有“3V,3W”,变压器副线圈回路中接入两个均标有“6V,3W”的小灯泡L2,小灯泡L1、L2均正常发光。下列说法中正确的是

(

)A.理想变压器的原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶4B.电路输入的电压U=9VC.通过电阻R的电流是1.5AD.电阻R的功率为6W234√√156789101112

234156789101112

234√156789101112

234156789101112

2341567891011129.如图所示为街头通过降压变压器给用户供电的示意图。负载变化时变压器的输入电压(市区电网的电压)不变。输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的总电阻用R0表示,变阻器R代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗,各电表为理想交流电表,当用户的用电器增加时,下列说法正确的是

(

)A.用户用电器的总电阻R变大B.电表A2的示数变大,A1的示数变小C.电表V2的示数不变,V3的示数变小D.电表V1的示数与输电线损失的电压均变大234√156789101112

23415678910111210.(多选)某供电示意图如图所示,若变压器为理想变压器,所有电表视为理想交流电表,当开关S闭合时,各电表示数变化情况为

(

)A.A1示数增大 B.A2示数减小C.V1示数增大 D.V2示数减小234√√156789101112

23415678910111211.理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3组成如图所示的电路,理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2。在a、b间接入正弦式交变电流,则下列说法正确的是

(

)A.R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶2B.R1、R2、R3消耗的功率之比为4∶1∶4C.a、b间输入功率与理想变压器输入功率之比为15∶2D.a、b间输入电压与理想变压器输入电压之比为3∶1234√156789101112

234156789101112根据理想变压器的输入功率等于输出功率可知,理想变压器的输入功率为电阻R3消耗的功率,a、b间输入功率为三个电阻消耗的功率之和,则a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2,故C正确;a、b间输入电压为电阻R1、R2两端的电压之和,理