習(xí)題課三　變壓器的綜合應(yīng)用

[知識貫通]1．含有變壓器動態(tài)電路問題的答題模型(1)構(gòu)建模型(2)模型突破：解答這類問題的關(guān)鍵是分清變量和不變量。首先確定哪些量是不變的，然后結(jié)合變壓器的基本規(guī)律和歐姆定律分析相關(guān)量的變化情況。①理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時總是“量出而入”，即用戶消耗多少，原線圈就提供多少，因而輸出功率決定輸入功率。②可以把理想變壓器的副線圈看作給用戶供電的無阻電源，對負(fù)載電路進行動態(tài)分析時，可以參照直流電路動態(tài)分析的方法。2．負(fù)載變化的兩種情況(1)負(fù)載的數(shù)目發(fā)生變化，如某些用電器的開關(guān)斷開或閉合。(2)滑動變阻器的觸片移動，電路中的電阻發(fā)生變化。負(fù)載變化引起的動態(tài)變化問題的解題思路變與不變結(jié)合，根據(jù)答題模型從副線圈向原線圈推進。如果原、副線圈的匝數(shù)不變，則副線圈電壓不變，根據(jù)負(fù)載電阻的變化，判斷出副線圈電流或功率的變化情況，然后根據(jù)輸出功率決定輸入功率的特點，分析原線圈電流或功率的變化。[集訓(xùn)提能]1.如圖所示，理想變壓器原線圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流電源上，副線圈接三個阻值相同的電阻R，不計電表內(nèi)電阻影響。閉合開關(guān)S后

(

)A．電流表A2的示數(shù)減小 B．電壓表V1的示數(shù)減小C．電壓表V2的示數(shù)不變

D．電流表A1的示數(shù)不變2．(2021·湖南高考)如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同。在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是

(

)A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗3．(多選)如圖(a)所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖(b)所示。下列說法正確的是

(

)A．變壓器輸入、輸出功率之比為4∶1B．變壓器原、副線圈中的電流強度之比為1∶4C．u隨t變化的規(guī)律為u＝51sin(50πt)VD．若熱敏電阻RT的溫度升高，則電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大[知識貫通]1．線圈匝數(shù)變化的三種情況(1)原線圈匝數(shù)不變，副線圈匝數(shù)變化。(2)副線圈匝數(shù)不變，原線圈匝數(shù)變化。(3)原、副線圈的匝數(shù)同時變化，且變化后匝數(shù)比與之前不同。2．一般解題思路根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比的特點，判斷輸出電壓如何變化，然后根據(jù)答題模型從副線圈向原線圈推進。[答案]

D[集訓(xùn)提能]1．如圖所示為原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)的理想變壓器，原線圈兩端接一正弦式交變電流，一小燈泡L和滑動變阻器串聯(lián)于副線圈兩端，滑動觸頭P置于中間，小燈泡正常發(fā)光。為了使小燈泡亮度變暗，可以采取的措施有

(

)A．僅減少原線圈的匝數(shù)n1B．僅增加副線圈的匝數(shù)n2C．僅改變R接入電路的電阻，將滑動觸頭P向B端滑動D．僅增大原線圈中交流電的電壓解析：僅減少原線圈的匝數(shù)使得副線圈中的電壓增大，輸出功率增大，小燈泡亮度變亮，A錯誤；僅增加副線圈的匝數(shù)，輸出電壓增加，故輸出功率增大，小燈泡亮度變亮，B錯誤；僅改變R接入電路的電阻，將滑動觸頭P向B端滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值增大，所以副線圈上的電流減小，通過燈泡的電流減小，所以燈泡亮度變暗，C正確；僅增大原線圈中交流電的電壓，則副線圈中的電壓增大，輸出功率增大，小燈泡亮度變亮，故D錯誤。答案：C

2.

如圖所示的理想變壓器中，b是原線圈的中點觸頭，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上正弦式交變電壓，現(xiàn)將單刀雙擲開關(guān)與a連接，下列說法正確的是

(

)A．滑動變阻器滑片P向上移動時，電壓表、電流表示數(shù)均變小B．滑動變阻器滑片P向上移動時，原線圈中電流增大C．單刀雙擲開關(guān)由a擲向b，電壓表、電流表示數(shù)均變大D．單刀雙擲開關(guān)由a擲向b，變壓器輸入功率將變小解析：當(dāng)滑動變阻器滑片P向上移動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，副線圈所在電路的總電阻變大，由于副線圈兩端的電壓是由輸入電壓和線圈匝數(shù)比決定的，所以副線圈中的電流變小，電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)不變，A錯誤；電流與匝數(shù)成反比，副線圈中電流減小，原線圈中電流也減小，B錯誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a擲向b時，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比變小，所以副線圈兩端的電壓升高，電壓表和電流表的示數(shù)均變大，C正確；由C知電壓表和電流表的示數(shù)均變大，則輸出功率變大，變壓器輸入功率等于輸出功率，則輸入功率將變大，D錯誤。答案：C

[知識貫通]1．自耦變壓器如圖甲所示是自耦變壓器的示意圖。這種變壓器的特點是鐵芯上只繞有一個線圈。如果把整個線圈作原線圈，副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓；如果把線圈的一部分作原線圈，整個線圈作副線圈，就可以升高電壓。調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖乙所示。線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，AB之間加上輸入電壓U1，移動滑動觸頭P的位置就可以調(diào)節(jié)輸出電壓U2。2．互感器(1)電壓互感器：如圖甲所示，原線圈并聯(lián)在高壓電路中，副線圈接電壓表。互感器將高電壓變?yōu)榈碗妷?，通過電壓表測低電壓，結(jié)合匝數(shù)比可計算出高壓電路的電壓。(2)電流互感器：如圖乙所示，原線圈串聯(lián)在待測大電流電路中，副線圈接電流表?；ジ衅鲗⒋箅娏髯兂尚‰娏?，通過電流表測出小電流，結(jié)合匝數(shù)比可計算出大電流電路的電流。3．有多個副線圈的變壓器當(dāng)有多個副線圈時，電壓比等于匝數(shù)比仍然成立，但電流不再與匝數(shù)成反比，而要根據(jù)原、副線圈功率相等去推導(dǎo)；若原線圈中有用電器時，不要把電源電壓與原線圈兩端電壓搞混，而要把原線圈所在電路看成一回路處理，原線圈相當(dāng)于一非純電阻用電器，其兩端電壓與副線圈兩端電壓的比值等于匝數(shù)比。[集訓(xùn)提能]1．(多選)圖甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖，下列說法中正確的是

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)A．線圈匝數(shù)n1＜n2，n3＜n4 B．線圈匝數(shù)n1＞n2，n3＞n4C．圖甲中的電表是電壓表 D．圖乙中的電表是電流表解析：題圖甲中的原線圈并聯(lián)在電路中，為電壓互感器，是降壓變壓器，n1＞n2，其中的電表為電壓表；題圖乙中的原線圈串聯(lián)在電路中，為電流互感器，是升壓變壓器，n3＜n4，其中的電表為電流表，故選項C、D正確。答案：CD

2.一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中