广西专版2023_2024学年新教材高中物理第3章交变电流习题课四理想变压器的综合问题课件新人教版选择性必修第二册

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习题课四　理想变压器的综合问题课堂·要点解读素养·目标定位随 堂 训 练素养·目标定位目 标 素 养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.掌握常见变压器的原理,会解答有关变压器问题。3.会分析原线圈含电阻的变压器问题。课堂•要点解读一 理想变压器的动态分析问题知识讲解常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。典例剖析【例1】 如图所示,理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20 V的灯泡a和b。当接入u=220 sin 100πt (V)的交流电源时,两灯泡均能正常发光。设灯泡不会被烧坏,下列说法正确的是(　　)A.原、副线圈匝数比为11∶1B.原、副线圈中电流的频率比为11∶1C.当滑动变阻器的滑片向下滑少许时,灯泡b变亮D.当滑动变阻器的滑片向下滑少许时,灯泡a变亮答案:D规律总结变压器中各物理量的制约关系学以致用1.(2021·湖南卷)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交流电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是(　　)A.L1先变暗后变亮,L2一直变亮B.L1先变亮后变暗,L2一直变亮C.L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗D.L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗答案:A 解析:在滑片从a向b滑动过程中,根据串并联电路特点可知,变压器负载电阻先增大后减小,滑片在中间时,电阻最大;将变压器等效成用电器,等效电阻为 ,根据闭合电路欧姆定律可知,流过L1的电流I1先减小后增大,所以L1先变暗后变亮。滑片从a向b滑动过程中,滑到中点前,由于I1减小,L1两端电压减小,变压器原线圈两端电压U1增大,副线圈两端电压U2增大,对于L2所在支路,电阻减小,所以电流增大,L2变亮。滑片滑到中点后,由于I1增大,U1将减小,U2也减小,R0所在支路电阻在增大,电流减小,而由于I1增大,副线圈中电流也增大,所以流过L2的电流增大,因此L2一直变亮,选项A正确。二 几种特殊的变压器知识讲解1.自耦变压器:自耦变压器又称调压器,它只有一个线圈,原、副线圈共用其中的一部分,当交流电源接不同的端点时,它可以升压也可以降压,变压器的基本关系对自耦变压器同样适用,如图甲所示。2.互感器:电压互感器将高电压变为低电压,如图乙所示;电流互感器将大电流变成小电流,如图丙所示。3.多个副线圈的变压器:计算具有两个(或两个以上)副线圈的变压器问题时,应注意三个关系:(2)电流关系n1I1=n2I2+n3I3+…+nnIn。(3)功率关系P1=P2+P3+…+Pn。典例剖析【例2】 如图所示,T1、T2是监测交流高压输电线参数的互感器,其中a、b是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间的电压为220 kV,T1的原、副线圈匝数比为1∶100,交流电压表的示数为100 V,交流电流表的示数为1 A,则(　　)A.b是交流电压表B.T2的原、副线圈匝数比为100∶1C.高压线路输送的电流为1 AD.高压线路输送的电功率为220 kW答案:A解析:右侧的互感器原线圈并联在高压线上,b是交流电压表,选项A正确。若高压输电线间的电压为220 kV,副线圈交流电压表的示数为100 V,根据变压器变压公式,T2的原、副线圈匝数比为2 200∶1,选项B错误。T1的原、副线圈匝数比为1∶100,a是交流电流表,交流电流表的示数为1 A,根据变压器变流公式,高压线路输送的电流为100 A,选项C错误。高压线路输送的电功率为P=UI=220 kV×100 A=22 000 kW,选项D错误。方法总结电压互感器和电流互感器,比较如下【例3】 如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1=1 000,两个副线圈的匝数分别为n2=50和n3=100,L1是“6 V　2 W”的小灯泡,L2是“12 V　4 W”的小灯泡。当原线圈接交变电压时,L1、L2都正常发光,那么,原线圈中的电流为(　　)答案:C 方法技巧求解“一原多副”变压器问题的两点技巧(2)处理含有多个副线圈的变压器问题时,首选P入=P出,从输出端的P出打开突破口。学以致用2.一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈,在c、d间接定值电阻R。在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　)A.U2>U1 ,U2降低B.U2>U1,U2升高C.变压器输入功率增大D.变压器输入功率减小答案:D 解析:根据变压器的电压关系有 ,当滑动触头顺时针转动,即n2减小时,电压U2应该减小,即降低,由于n2