粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 变压器习题ppt课件

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(2)模型突破：解答这类问题的关键是分清变量和不变量。首先确定哪些量是不变的，然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情况。①理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率。②可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法。2．负载变化的两种情况(1)负载的数目发生变化，如某些用电器的开关断开或闭合。(2)滑动变阻器的触片移动，电路中的电阻发生变化。
[典例1]　(2021年1月新高考8省联考·湖北卷)(多选)如图(a)所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝1∶5，定值电阻R1的阻值为10 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为50 Ω，定值电阻R3的阻值为10 Ω，图中电表均为理想电表。原线圈输入如图(b)所示的交变电流，其有效值不随负载变化。当滑动变阻器接入电路的阻值由50 Ω减小到0的过程中(　　)A．电流表的示数为5 AB．通过R2的电流减小C．电压表的示数减小D．R2和R3的总电功率先增大后减小
负载变化引起的动态变化问题的解题思路变与不变结合，根据答题模型从副线圈向原线圈推进。如果原、副线圈的匝数不变，则副线圈电压不变，根据负载电阻的变化，判断出副线圈电流或功率的变化情况，然后根据输出功率决定输入功率的特点，分析原线圈电流或功率的变化。
【集训提能】1．如图所示，理想变压器原线圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后(　　)A．电流表A2的示数减小　B．电压表V1的示数减小C．电压表V2的示数不变 D．电流表A1的示数不变
2．(2021·湖南高考)如图，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变电源，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
而灯泡L2所在支路电阻一直减小，则灯泡L2先变亮，之后副线圈两端的电压减小，通过副线圈的电流增大，而R0所在支路电阻一直增大，所以通过R0的电流减小，灯泡L2所在支路电流增大，可见灯泡L2一直变亮，A正确。答案：A　
3．(多选)如图(a)所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图(b)所示。下列说法正确的是(　　)A．变压器输入、输出功率之比为4∶1B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4C．u随t变化的规律为u＝51sin(50πt)VD．若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
综合提能(二)　　线圈匝数变化引起的动态问题【知识贯通】1．线圈匝数变化的三种情况(1)原线圈匝数不变，副线圈匝数变化。(2)副线圈匝数不变，原线圈匝数变化。(3)原、副线圈的匝数同时变化，且变化后匝数比与之前不同。2．一般解题思路根据电压与匝数成正比的特点，判断输出电压如何变化，然后根据答题模型从副线圈向原线圈推进。
[典例2]　(多选)如图甲所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和所受光照强度的关系图像。根据这一特性，某同学设计了一个灯泡的自动控制电路如图乙所示，T为一自耦变压器。下列说法正确的是(　　)A．在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度降低B．在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度增加C．在其他条件不变的情况下，将自耦变压器的滑片P适当下滑，则灯泡的亮度增加D．在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R1的阻值，则灯泡的亮度降低
[解析]　分析题图甲可知，光照强度增强，流过光敏电阻R的电流增大，说明光敏电阻阻值减小。在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则光敏电阻阻值减小，灯泡两端电压降低，则灯泡的亮度降低，故A正确，B错误。在其他条件不变的情况下，将自耦变压器的滑片P适当下滑，则副线圈匝数降低，输出电压减小，灯泡的亮度降低，故C错误。在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R1的阻值，则通过灯泡的电流减小，灯泡亮度降低，故D正确。[答案]　AD
【集训提能】1．如图所示为原、副线圈的匝数均可调节的理想变压器，原线圈两端接一正弦式交变电流，一小灯泡L和滑动变阻器串联于副线圈两端，滑动触头P置于中间，小灯泡正常发光。为了使小灯泡亮度变暗，可以采取的措施有(　　)A．仅减少原线圈的匝数n1B．仅增加副线圈的匝数n2C．仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动D．仅增大原线圈中交流电的电压
解析：仅减少原线圈的匝数使得副线圈中的电压增大，输出功率增大，小灯泡亮度变亮，A错误；仅增加副线圈的匝数，输出电压增加，故输出功率增大，小灯泡亮度变亮，B错误；仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值增大，所以副线圈上的电流减小，通过灯泡的电流减小，所以灯泡亮度变暗，C正确；仅增大原线圈中交流电的电压，则副线圈中的电压增大，输出功率增大，小灯泡亮度变亮，故D错误。答案：C　
2.(2021·云浮高二检测)如图所示的理想变压器中，b是原线圈的中点触头，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上正弦式交变电压，现将单刀双掷开关与a连接，下列说法正确的是 (　　)A．滑动变阻器滑片P向上移动时，电压表、电流表示数均变小B．滑动变阻器滑片P向上移动时，原线圈中电流增大C．单刀双掷开关由a掷向b，电压表、电流表示数均变大D．单刀双掷开关由a掷向b，变压器输入功率将变小
解析：当滑动变阻器滑片P向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈所在电路的总电阻变大，由于副线圈两端的电压是由输入电压和线圈匝数比决定的，所以副线圈中的电流变小，电流表的示数变小，电压表的示数不变，A错误；电流与匝数成反比，副线圈中电流减小，原线圈中电流也减小，B错误；当单刀双掷开关由a掷向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变小，所以副线圈两端的电压升高，电压表和电流表的示数均变大，C正确；由C知电压表和电流表的示数均变大，则输出功率变大，变压器输入功率等于输出功率，则输入功率将变大，D错误。答案：C　
综合提能(三)　　三类特殊变压器【知识贯通】1．自耦变压器如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(1)电压互感器：如图甲所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。(2)电流互感器：如图乙所示，原线圈串联在待测大电流电路中，副线圈接电流表。互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。
3．有多个副线圈的变压器当有多个副线圈时，电压比等于匝数比仍然成立，但电流不再与匝数成反比，而要根据原、副线圈功率相等去推导；若原线圈中有用电器时，不要把电源电压与原线圈两端电压搞混，而要把原线圈所在电路看成一回路处理，原线圈相当于一非纯电阻用电器，其两端电压与副线圈两端电压的比值等于匝数比。
[典例3]　如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为(　　)A．2.2×103 W　　　　　B．2.2×10－2 WC．2.2×108 W D．2.2×104 W
【集训提能】1．(多选)图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是(　　)A．线圈匝数n1＜n2，n3＜n4B．线圈匝数n1＞n2，n3＞n4C．图甲中的电表是电压表D．图乙中的电表是电流表
解析：题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1＞n2，其中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3＜n4，其中的电表为电流表，故选项C、D正确。答案：CD　
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．U2＜U1，U2降低 D．U2＜U1，U2升高