25-26学年物理(人教版)选择性必修二课件：第3章 专题10 理想变压器的综合问题

专题提升十　理想变压器的综合问题第三章　交变电流1.掌握应用变压器的原理和基本关系分析电路动态变化的方法。2.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。学习目标目 录CONTENTS随堂对点自测02提升1提升2　原线圈含电阻的变压器问题提升1　理想变压器的电路动态分析提升3　有多个副线圈的变压器提升1　理想变压器的电路动态分析 2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(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→P出→P入→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→P出→P入→I1。例1 (多选)(2024·全国甲卷,19)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 理想变压器动态问题的处理方法(1)把副线圈当作电源,研究副线圈电路电阻变化情况。(2)根据闭合电路欧姆定律,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。BC 提升2　原线圈含电阻的变压器问题  AD例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220 V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88 VD.副线圈两端的电压为88 V B训练2 如图所示,理想变压器的原、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为R和2R的电阻,原线圈一侧接在电压为180 V的正弦交流电源上,则副线圈回路中电阻两端的电压与原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比分别为(　　)A.90 V　1∶8B.80 V　1∶8C.90 V　1∶1D.80 V　1∶1 提升3　有多个副线圈的变压器如图所示,S1、S2都闭合 C例3 如图所示,理想变压器原线圈的匝数为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,当原线圈接上交变电压时,L1、L2都正常发光,那么原线圈中的电流为(　　)  随堂对点自测2B1.(理想变压器的电路动态分析)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,原、副线圈两端电压分别为U1、U2,通过原、副线圈中的电流分别为I1、I2。若保持n1、n2和U1不变,且闭合开关S后两灯泡均能发光。将开关S由闭合变为断开,则(　　)A.U2增大B.I1减小C.I2增大D.变压器的输入功率增大 AC2.(原线圈含电阻的变压器)(多选)(2025·黑龙江伊春高二期末)B、C是额定电压均为U0的两个完全相同的小灯泡,与小灯泡A(额定电压为2U0)分别与理想变压器相接,如图所示,当M、N两端输入电压为9U0的交变电流时,三盏小灯泡恰好正常发光,则下列说法正确的是(　　)A.原、副线圈的匝数之比为7∶1B.原、副线圈的匝数之比为4∶1C.此时小灯泡A和B的电功率之比为4∶7D.此时小灯泡A和B的电功率之比为2∶1 A3.(有多个副线圈的变压器)如图所示,理想变压器有三个线圈A、B、C,其中B、C的匝数分别为n2、n3,理想电压表的示数为U,理想电流表的示数为I,L1、L2是完全相同的灯泡,根据以上条件不能计算出的物理量是(忽略温度对电阻的影响)(　　)A.线圈A的匝数B.灯泡L2两端的电压C.变压器的输入功率D.通过灯泡L1的电流 课后巩固训练3D题组一　理想变压器的电路动态分析1.如图所示,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电,在其他条件不变的情况下,为了使变压器输入功率增大,可使(　　)基础对点练A.原线圈匝数n1增加B.副线圈匝数n2减少C.负载电阻R的阻值增大D.负载电阻R的阻值减小 D2.(2025·陕西渭南阶段检测)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是(　　)A.副线圈输出电压的频率为100 HzB.副线圈输出电压的有效值为31 VC.P向右移动时,通过原、副线圈的电流比减小D.P向右移动时,变压器的输出功率增加 B3.(2025·云南昆明高二期中)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,副线圈匝数可以通过滑动触头P来调节,副线圈两端连接了电压表、电阻R、灯泡L1、L2,闭合开关S,滑片P处于图示位置,灯泡均正常发光。下列说法正确的是(　　)A.保持开关S闭合,将滑片P向上移,电压表读数不变B.保持开关S闭合,将滑片P向上移,灯泡变亮C.保持滑片P位置不变,断开开关S,灯泡L1变暗D.保持滑片P位置不变,断开开关S,电阻R上消耗功率变大 BD A.仅将滑片P向上滑动B.仅将滑片P向下滑动C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为20 Ω的电阻D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20 Ω的电阻 C题组二　原线圈含电阻的变压器问题5.如图所示,理想变压器原、副线圈接有三个完全相同的灯泡,其额定电压均为U,且三个灯泡均能正常发光。下列说法正确的是(　　)A.原、副线圈匝数之比为3∶1B.原、副线圈匝数之比为1∶3C.A、B端的输入电压为3UD.A、B端的输入电压为4U B6.(2025·河南周口高二期中)如图所示的理想变压器电路中,小灯泡A上标有“9 V　18 W”,小灯泡B的电阻是5 Ω,副线圈回路中接入三个均标有“12 V　24 W”的小灯泡,小灯泡A与右边三个小灯泡均正常发光,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=4∶1B.通过小灯泡B的电流是10 AC.副线圈两端的电压为9 VD.小灯泡B两端的电压20 V B题组三　有多个副线圈的变压器问题7.如图所示,一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成,匝数比n1∶n2∶n3=3∶2∶1,a、b端接正弦交变电流,电路中电阻R1=R2=R3,其余电阻均不计。若R3消耗的功率为P,则R1消耗的功率为(　　)  C 综合提升练A.220 WB.440 WC.1 100 WD.2 200 W 培优加强练9.(2025·山东青岛高二期末)光伏发电可以有效解决偏远农村地区用电难的问题,相对于传统发电机,光伏发电系统更为便捷,电池板只需安装在屋顶上,就可直接将太阳能转化为电能供应,完全不受供电通道的限制。如图所示,某户农家将输出电压U0=220 V交变电流的光伏发电系统接到变压器上,通过副线圈n2、n3分别向10只标称为“12 V　1.5 A”的灯泡和一台电动机供电,电动机线圈电阻r=1.0 Ω,原线圈上所接灯泡L的额定电压UL=40 V,副线圈n2的匝数为60匝。电路接通后,各用电器都正常工作,光伏发电系统的输出功率P0=440 W,电压表的示数为36 V,变压器为理想变压器,电表为理想电表,求: