第08讲 变压器分类及变压器中的动态电路模型--高考物理复习模型（解析版）.docx

2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过

模块8恒定电流及交变电流各模块大招

第08讲变压器分类及变压器中的动态电路模型（解析版）

目录

TOC\o1-3\h\u【内容一】自耦变压器：自感模型 1

【内容二】双绕组变压器：互感模型 2

【内容三】三绕组变压器：互感模型 3

【内容四】变压器动态分析流程图模型 4

技巧总结

变压器分类模型

技巧总结

①自耦变压器：自感

②双绕组变压器：互感

电压互感器电流互感器大电流，小匝数，小电流，大匝数

③三绕组变压器：互感

如图所示，原线圈匝数为，两个副线圈的匝数分别为、相应的电压分别为、和，相应的电流分别为、和根据理想变压器的工作原理可得①

②可得③根据得：④将

①③代入④得整理得

变压器动态分析模型

技巧总结

模型：1．变压器动态分析流程图

eq\x(\a\al(输入电,压U1))→eq\x(\a\al(输出电,压U2))→eq\x(\a\al(输出电,流I2))→eq\x(\a\al(输入电,压I1))→eq\x(\a\al(输入功,率P1))

2．涉及问题

(1)U2＝eq\f(n2,n1)U1，当U1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2都不会改变．

(2)输出电流I2决定输入电流I1．

(3)输出功率P2决定输入功率P1．

解题技巧：

1．变压器原线圈通入交变电流时，原线圈是交流电源的负载，此时原线圈和与之串、并联的用电器同样遵循串、并联电路的特点和性质．对直流电，变压器不起作用，副线圈输出电压为零．

2．变压器的副线圈是所连接电路的电源，其电源电动势U2由输入电压和匝数比决定．

3．对其他形状的铁芯(如“日”字)，应认真分析原、副线圈之间磁通量的关系，再结合其变压原理来分析变压器的电压和匝数之间的关系．

考试方向：

①匝数比不变，负载R变化(如图甲)

(1)U1不变，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，输入电压U1决定输出电压U2，可知不论负载电阻R如何变化，U2不变．

(2)当负载电阻R变化时，I2变化，可推出I1的变化．

(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2知P1的变化．

②负载电阻R不变，匝数比变化(如图乙)

(1)U1不变，eq\f(n1,n2)发生变化，故U2变化．

(2)R不变，U2改变，故I2发生变化．

(3)根据P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)，P1＝P2，可以判断P2发生变化时，P1变化，U1不变时，I1发生变化．

具体分析：

两种变化放式：①改变匝数比

令，若变小，则

②改变电阻

若变小，则

若原线圈添加一个电阻怎么办？

①改变电阻

若变大，则

②改变匝数比

令，若变大，则

③改变

若变大，则

例1．如图所示，一理想变压器原线圈中接有阻值为的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在电压为10V的正弦交流电源上。现将开关S闭合，通过调节可变电阻后发现，当时，可变电阻上消耗的电功率最大。关于该变压器，下列说法正确的是（）

A．该变压器原、副线圈的匝数比为1∶2

B．若将开关S断开，则副线圈两端电压为零

C．无论开关S是否闭合，该变压器原、副线圈中的磁通量总是相同

D．该变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能

解：A．当可变电阻上消耗的电功率最大时，原线圈的输入功率最大，将R0看做电源内阻，因内外电阻相等时电源输出功率最大，若原线圈的电压为，可知两端的电压和原线圈的相等，均为5V，则原线圈的电流为

原副线圈功率相等均为

则副线圈电压

由原副线圈电压比等于线圈匝数比可得该变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，故A正确；

B．由法拉第电磁感应定律知，将开关S是否断开，副线圈两端电压不为零，故B错误；

C．由于磁感线是闭合曲线，所以无论开关S是否闭合，该变压器原、副线圈中的磁通量总是相同，故C正确；

D．该变压器工作时在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，故D正确。故选ACD。

例2．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为8Ω、1Ω和3Ω，U为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。当开关S闭合和断开时，变压器输出的功率相等。下列说法正确的是（?????）

A．开关S闭合和断开时，变压器原线圈两端电压比为1:1

B．开关S闭合和断开时，变压器原线圈两端电压比为1:2

C．变压器原、副线圈匝数比为2:1

D．变压器原、副线圈匝数比为4:1

解：AB．由题意知开关S闭合和断开时，变压器输出的功率相等，设为P，设闭合开关时，副线圈电压为，根据设闭合开关时，副线圈电压为，根据

可得解得

根据原副线圈电压关系可知开关S闭合和断开时，变压