高考物理變壓器問題難點探析

1、難點18變壓器問題難點探析“3+x”高考突出對實踐能力與創(chuàng)新能力的考查，命題更加貼近生活現(xiàn)實.由此，以變壓器 這一常川機電裝置工作原理為知識載體的高考命題，愈來愈頻繁地見諸卷血，是高考能力 考查的熱點和難點.難點展臺圖 1811. ()如圖18j所示，理想變壓器的輸入端接正 弦交流電，副線圈上通過輸電線接右兩個相同的燈泡s和s 輸電線的等效電阻為r，開始吋，電鍵k斷開.當k接通吋，以卜說法屮正確的是a. 副線圈的兩端m、n的輸出電壓減小b. 副線圈輸電線等效電阻r上的電壓增大c. 通過燈泡s的電流減小d. 原線圈中的電流增人2. ()如圖18-2所示，理想變壓器輸入電壓5定，兩 個副線圈的匝數(shù)

2、分別為門2和門3,當把同一個電阻先后接在b間和c、間時，通過電阻的電流和電阻兩端的電壓分別為/2、/和人、5,變圖182壓器輸入的電流分別為/1，/，則n2a.dqi (mj )二u2i2+u3i33. ()如圖183所示，在繞制變壓器時，某人 誤將兩個線圈繞在圖示變壓器鐵芯的左右兩個臂上，當通以交 流電時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈， 另一半通過中間的臂，已知線圈1、2的匝數(shù)比為ni : /v2=2 : 1,在不接負載的情況下a. 當線圈1輸入電壓220 v時，線圈2輸出電壓為110 vb. 當線圈1輸入電壓220 v時，線圈2輸出電壓為55 vc.當線圈2輸入電壓110

3、v時，線圈1輸出電壓為220 vd.當線圈2輸入電壓110 v時，線圈1輸出電壓為110 v案例探究圖 184例1 ()如圖18-4,為一理想變壓器，k為單刀雙 擲開關，p為滑動變阻器的滑動觸頭，5為加在原線圈兩端的電圧， h為原線圈中的電流強度,則a. 保持5及p的位置不變，k由a合到b時"，將增大b. 保持5及p的位置不變，k山b合到a時，r消耗的功率減小c. 保持5不變，k合在a處，使p上滑，/將增大d. 保持p的位置不變，k合在a處，若5增大，/】將增大命題意圖：以變壓器動態(tài)問題為背呆考查考生綜合分析能力及邏輯思維能力.b級要 求.錯解分析：部分考生對變壓器工作原理理解不深刻

4、，辨不清原副線圈中的變量與不變 量，理不明各量間”誰制約誰“的制約關系；導致錯選.解題方法與技巧：k由a合到b時，減小，l+l 5/二/門2j知/增大，p2二u&r 隨之增大，而p尸p2,又pi=hulf從而/i增大，a正確；k由b合到a時，與上述情況相 反，卩2將減小，b正確；p上滑時，/?增人，p2=u(ir減小，乂 pi=p2, pi=/iu!，從而/減 小,c錯誤;ui增大,由ta/s二ni/p可知,2增大 b二u2/r隨之增大,由llh二njn、可 知/也增大，d正確.故選項a、b、d止確.例2 ()臺理想變壓器原線圈匝數(shù)門1=1100匝，兩個副線圈的匝數(shù)分 別是門2=60匝

5、，門3=600匝,若通過兩個副線圈中的電流強度分別是血"a, /3=4 a,求原 線圈中的電流強度.命題意圖：考查考生分析推理能力.b級要求.錯解分析：違背能量守恒，生搬硬套公式，得出：_l = zk±/1=3a的錯解.，2 +n解題方法與技巧：電流強度與匝數(shù)成反比，僅適用于理想變壓器只有一只副線圈的情 況，木題有兩個副線圈，應根據(jù)理想變壓器尢能量損失來分析，山于理想變斥器無能量損 失，所以有p尸p2+p3( p為原線圈輸入功率，p2、“分別為兩只副線圈的輸岀功率)根據(jù)電功率公式有:i訐hu2+i3u3又因唱把代入，整理w-： /in1=/2n2+/3n31 x 60 +

6、4 x 600a=2.24 a1100錦囊妙計一、高考命題走勢綜觀高考命題，對于變壓器問題，多集中于對變壓器的工作原理及/、u、p、門各量 間基木關系的考查.由于變壓器與電能的輸送密切相關，貼近生活實際，觸及能源利用的 社會熱點，符合貼近現(xiàn)實突出能力的命題趨勢，仍不失為備考的重點.二、解題思路思路1電圧思路.變床器原、副線圈的電圧之比為ujumz當變床器有多個副繞組 時 i/門 1二1>2/門2=4/門3=思路2功率思路理想變壓器的輸入、輸出功率為p入和,即pi=p2；當變壓器有多 個副繞組時p訐p2+p3+思路3電流思路.由/=p/u知，對只有一個副繞組的變壓器有/2初2巾1；當變壓器

7、有多 個副繞組時門"1二門2“+門3&+思路4 （變壓器動態(tài)問題）制約思路.（1）電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（心/血）一定時，輸出電壓/由輸入 電壓決定,即u2=n2u1/n1,可簡述為“原制約副”.（2）電流制約:當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比5血2）一定，且輸入電壓5確定時, 原線圈中的電流由副線圈中的輸出電流b決定,即/i=n2/2/ni，可簡述為“副制約原”.（3）負載制約:變壓器副線圈中的功率p2由用戶負載決定,p2”負i+p負2+; 變壓器副線圈中的電流/2由用戶負載及電壓/確定，/2二p2/u2；總功率p總二p線+p2.動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：/

8、=-2_5 2 “2卍 2 r負載hp嚴p2（i、u嚴“ 片"3月決定 2 決定 2決定1 決定思路5原理思路.變壓器原線圈中磁通量發(fā)生變化，鐵芯中a 0/at相等；當遇到”型變壓器時有 (pj a r= a(p2/ a r+ a <z>3/ a t,此式適用于交流電或電壓(電流)變化的直流電，但不適用于穩(wěn)壓或恒定電流的情況.殲滅難點訓練1. ()在某交流電路中，有一止在工作的變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為 門訐600,門2二120,電源電壓5二220 v,原線圈中串聯(lián)一個0.2 a的保險絲，為保證保險絲不被 燒毀，則a. 負載功率不能超過44 wb. 副線圈電流最大值不能

9、超過1 ac. 副線圈電流有效值不能超過1 ad. 副線圈電流有效值不能超過0.2 a2. ()如圖 18-5 (a)、(b)所示，當圖中a、b兩端與e、f兩端分別加上220 v的交流電壓時，測得c、d間與g、h(b)間的電壓均為110v.若分別在c、兩端與g、h兩端加上110 v的交流電壓，則a、b與e、 f間的電壓為a. 220 v, 220 vb. 220 v, 110 vc. 110 v, 110 vd. 220 v, 03. () 一理想變壓器原線圈接交流電源，副線圈接電阻，則下列哪些方法可使輸入功率增加為原來的2倍a.次級線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍圖 186b. 初級線圈的匝數(shù)增加

10、為原來的2倍c. 負載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍d. 副線圈匝數(shù)和負載電阻均變?yōu)樵瓉淼?倍4. ()如圖18-6所示，變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比一定,原線圈的電壓為時,副線圈的輸出電壓為6,圖 187厶2、厶3為三只完全相同的電燈，開始時，電鍵k開啟，然后當電鍵k閉合吋a.電壓5不變，6變大b.電燈s變亮，/_2變暗c電燈s變暗,s變亮d.原線圈中的電流變大5. ()如圖18-7所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)門1 ：門2 ： n3=3 ： 2 ： 1, 副線圈ii上接有“8v, 8w”的燈泡s、l2,副線圈iii上接有“6v, 9w”的燈泡“、s， 原線圈上接有電阻心與q,當a、b兩端接交變電源后，b

11、、s正常發(fā)光，則交變電源的 輸出功率為a.24 wb.34 wc.36 wd.72 w6. ()如圖18-8,已知hi : n2=4 : 3,2100 q,變壓器沒有功率損耗,在原線圈上加上交流電壓5=40 sinloo 7? tv,則r2上的發(fā)熱功率是w.若r3=25 q,發(fā)熱功率與& 一樣，則流過原線圈的電流 和流過r3的電流/3之比為7. ()發(fā)電機輸出功率為100 kw,輸出電壓是250 v,圖188用戶需要的電壓是220 v,輸電線電阻為10 q.若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%,試求：(1) 在輸電線路屮設置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比.(2) 畫出此輸電線路的示意圖.(3) 用八得到的電功率是多少？參考答案難點展臺l.bcd 2.abcd 3.bd殲滅難點訓練l.ac 2.b3.d 4.bd 5.c圖 18, 16.4.5;3 : 47.解析：輸電線路的示意圖如圖18' 1所示,輸電線損耗功率pa=100x