習(xí)題課四　理想變壓器的綜合問題課堂·要點(diǎn)解讀素養(yǎng)·目標(biāo)定位隨 堂 訓(xùn) 練素養(yǎng)·目標(biāo)定位目 標(biāo) 素 養(yǎng)1.會(huì)分析變壓器的動(dòng)態(tài)變化問題,掌握解答此類問題的思路。2.掌握常見變壓器的原理,會(huì)解答有關(guān)變壓器問題。3.會(huì)分析原線圈含電阻的變壓器問題。課堂?要點(diǎn)解讀一 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題知識(shí)講解常見的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題一般有兩種:匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況。典例剖析【例1】 如圖所示,理想變壓器原、副線圈接有額定電壓均為20 V的燈泡a和b。當(dāng)接入u=220 sin 100πt (V)的交流電源時(shí),兩燈泡均能正常發(fā)光。設(shè)燈泡不會(huì)被燒壞,下列說法正確的是(　　)A.原、副線圈匝數(shù)比為11∶1B.原、副線圈中電流的頻率比為11∶1C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑少許時(shí),燈泡b變亮D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑少許時(shí),燈泡a變亮答案:D規(guī)律總結(jié)變壓器中各物理量的制約關(guān)系學(xué)以致用1.(2021·湖南卷)如圖所示,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流電源,燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器R的滑片從a端滑動(dòng)到b端的過程中,兩個(gè)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先變亮后變暗答案:A 解析:在滑片從a向b滑動(dòng)過程中,根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)可知,變壓器負(fù)載電阻先增大后減小,滑片在中間時(shí),電阻最大;將變壓器等效成用電器,等效電阻為 ,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,流過L1的電流I1先減小后增大,所以L1先變暗后變亮?；瑥腶向b滑動(dòng)過程中,滑到中點(diǎn)前,由于I1減小,L1兩端電壓減小,變壓器原線圈兩端電壓U1增大,副線圈兩端電壓U2增大,對(duì)于L2所在支路,電阻減小,所以電流增大,L2變亮?；街悬c(diǎn)后,由于I1增大,U1將減小,U2也減小,R0所在支路電阻在增大,電流減小,而由于I1增大,副線圈中電流也增大,所以流過L2的電流增大,因此L2一直變亮,選項(xiàng)A正確。二 幾種特殊的變壓器知識(shí)講解1.自耦變壓器:自耦變壓器又稱調(diào)壓器,它只有一個(gè)線圈,原、副線圈共用其中的一部分,當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí),它可以升壓也可以降壓,變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器同樣適用,如圖甲所示。2.互感器:電壓互感器將高電壓變?yōu)榈碗妷?如圖乙所示;電流互感器將大電流變成小電流,如圖丙所示。3.多個(gè)副線圈的變壓器:計(jì)算具有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)副線圈的變壓器問題時(shí),應(yīng)注意三個(gè)關(guān)系:(2)電流關(guān)系n1I1=n2I2+n3I3+…+nnIn。(3)功率關(guān)系P1=P2+P3+…+Pn。典例剖析【例2】 如圖所示,T1、T2是監(jiān)測交流高壓輸電線參數(shù)的互感器,其中a、b是交流電壓表或交流電流表。若高壓輸電線間的電壓為220 kV,T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100,交流電壓表的示數(shù)為100 V,交流電流表的示數(shù)為1 A,則(　　)A.b是交流電壓表B.T2的原、副線圈匝數(shù)比為100∶1C.高壓線路輸送的電流為1 AD.高壓線路輸送的電功率為220 kW答案:A解析:右側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在高壓線上,b是交流電壓表,選項(xiàng)A正確。若高壓輸電線間的電壓為220 kV,副線圈交流電壓表的示數(shù)為100 V,根據(jù)變壓器變壓公式,T2的原、副線圈匝數(shù)比為2 200∶1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100,a是交流電流表,交流電流表的示數(shù)為1 A,根據(jù)變壓器變流公式,高壓線路輸送的電流為100 A,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。高壓線路輸送的電功率為P=UI=220 kV×100 A=22 000 kW,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。方法總結(jié)電壓互感器和電流互感器,比較如下【例3】 如圖所示,理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1=1 000,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2=50和n3=100,L1是“6 V　2 W”的小燈泡,L2是“12 V　4 W”的小燈泡。當(dāng)原線圈接交變電壓時(shí),L1、L2都正常發(fā)光,那么,原線圈中的電流為(　　)答案:C 方法技巧求解“一原多副”變壓器問題的兩點(diǎn)技巧 (2)處理含有多個(gè)副線圈的變壓器問題時(shí),首選P入=P出,從輸出端的P出打開突破口。學(xué)以致用2.一自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈,在c、d間接定值電阻R。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí),c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中(　　)A.U2>U1 ,U2降低B.U2>U1,U2升高C.變壓器輸入功率增大D.變壓器輸入功率減小答案:D 解析:根據(jù)變壓器的電壓關(guān)系有 ,當(dāng)滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),即n2減小時(shí),電壓U2應(yīng)該減小,即降低,由于n2

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