25秋金牌学案物理选修二粤教版教师用书15　第三章　素养提升课　变压器的应用.docxVIP

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素养提升课变压器的应用

[学习目标]1．会分析变压器的动态变化问题，掌握解答此类问题的思路．2．理解自耦变压器和互感器的工作原理．3．掌握变压器的原理，会解答具有多个副线圈的变压器问题．

考点1理想变压器的动态变化问题

1．理想变压器动态变化的两种情况

(1)原、副线圈的匝数比不变，分析各物理量随负载电阻的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1．

(2)负载电阻不变，分析各物理量随原、副线圈的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．

2．需要注意的几点

(1)负载增多，不等于电阻变大．并联的负载增多，对应用电器增多，消耗功率增大，其总电阻减小．

(2)负载发生变化时，电流和电压如何变化的判断：先要由U1U2＝n1n2判断U2是否变化，再根据U2及负载电阻变大或变小的情况，由欧姆定律确定副线圈中的电流I

3．动态问题的分析思路可表示为

U1U1

P1P1＝I

【典例1】理想变压器的原线圈连接电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，在副线圈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，如图所示．下列情况可能出现的是()

A．若Q位置不变，将P向上滑动，U′变大

B．若Q位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变大

C．若P位置不变，将Q向上滑动，电流表的读数变大

D．若P位置不变，将Q向上滑动，变压器的输入功率不变

C[当理想变压器的输入电压U以及原、副线圈的匝数比不变时，副线圈两端的电压也不变，A项错误；由P出＝U2R+R0知R增大时，输出功率减小，又由P入＝P出得原线圈中的电流表读数要减小，B项错误；Q向上滑动时，U′增大，而负载电阻不变，输出功率要增大，则输入功率也要增大，原线圈中的电流就要增大，C

含有变压器的动态电路问题分析

[跟进训练]

1．(多选)(2024·全国甲卷)如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以()

A．保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动

B．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变

C．将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动

D．将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动

AC[保持T不动，则原、副线圈匝数比不变，又变压器的输入电压不变，根据变压器的变压规律可知，变压器的输出电压不变，滑动变阻器的滑片向f端滑动时，其接入电路的电阻减小，根据欧姆定律可知通过R1的电流增大，根据P＝I2R1可知，R1的热功率增大，A正确；将T向b端移动，则原、副线圈的匝数比增大，又变压器的输入电压不变，根据变压器的变压规律可知，变压器的输出电压减小，则R1两端的电压减小，根据P＝U2R1可知，R1的热功率减小，B错误；同理，将T向a端移动，R1的热功率增大，结合A项分析可知，再将滑动变阻器的滑片向f端滑动，R1的热功率进一步增大，C正确；经以上分析可知，将T向b端移动，滑动变阻器的滑片向e端滑动，R1的热功率减小，

考点2几种特殊的变压器

1．自耦变压器

图甲所示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，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2．

2．互感器

项目

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

串联在待测高流电路中

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

U

I

【典例2】(多选)如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，则()

A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22000V

B．甲图是电流互感器，输电电流是100A

C．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000V

D．乙图是电流互感器，输电电流是100A

AD[题图甲是电压互感器，电表是电压表，故B错误；根据变压比U1U2＝n1n2，有U1＝n1n2U2＝1001×220V＝22000V，故A

互感器的区分技巧

(1)电压互感器是降压变压器，据U1U2＝n1n

电流互感器是升压变压器，据I1I2

(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志：

①测量仪器