第三章 专题强化12　变压器的综合问题（课件 学案 练习，共3份）粤教版（2019）选择性必修 第二册

专题强化12　变压器的综合问题 ［学习目标］　1.掌握变压器动态问题的分析方法（重难点）。2.掌握变压器原线圈有负载的电路的分析方法（重难点）。3.了解几种常见的变压器（重点）。 一、理想变压器的制约关系和动态分析 1.电压、电流、功率的制约关系 （1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，　　　　　　　　决定　　　　　　　　，即U2=　　　　　　　　。 （2）功率制约：　　　　决定　　　　，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0，P入为0。 （3）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1=　　　　　　（只有一个副线圈时）。 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　（2023·广州市庆丰实验中学高二期中）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压U1会随着心跳频率变化而变化。如图所示，心电图仪与一理想变压器的原线圈相连接，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在该变压器的副线圈两端。下列说法正确的是（　　） A.保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，扬声器的功率增大 B.保持滑动变阻器滑片P不动，当U1变小时，原线圈的电流I1变大 C.保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，扬声器的功率增大 D.保持U1不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，副线圈的电流I2变小 针对训练　如图所示，电流表、电压表均为理想电表，变压器为理想变压器，R1、R2是定值电阻，R3为滑动变阻器。闭合开关S，下列说法正确的是（　　） A.仅将滑片P1上移时，电流表A的示数减小 B.仅将滑片P2下移时，电压表V的示数变大 C.滑片P1下移、P2上移时，电阻R1的功率增大 D.只断开开关S，电压表V的示数变大，电流表A的示数变小 二、变压器原线圈有负载的电路分析 分析理想变压器原线圈接有负载的问题时，要明确原线圈所在的电路结构，从而确定各物理量之间的关系。 （1）负载与原线圈串联，如图甲所示。 负载会分担一部分电压，原线圈两端的电压U1=　　　　，流过负载的电流等于原线圈中的电流，有　　　　　　　=，=　　　　　　。 （2）负载与原线圈并联，如图乙所示。 负载会分流，原线圈两端的电压U1=U，流过原线圈的电流I1=　　　　，有　　　　=，　　　　=。 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3 Ω、1 Ω和4 Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为（　　） A.2 B.3 C.4 D.5 等效电阻法 当理想变压器的副线圈接纯电阻元件时，可以把理想变压器（含副线圈中的元件）等效成一个电阻来处理，设原、副线圈的匝数分别为n1，n2，原线圈输入电压为U1，电流为I1，副线圈输出电压为U2，电流为I2，副线圈负载电阻为R，则等效电阻R等效===（）2=（）2R。（或由其它方法推证） 例3　（多选）（2024·广州市高二期中）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接有定值电阻R1，左端接在正弦式交流电源上，其电压瞬时值表达式为u0=220sin 100πt（V），副线圈接有滑动变阻器R2，初始时滑片在滑动变阻器R2正中央，若电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（　　） A.副线圈交变电流的频率为50 Hz B.交流电压表的示数为55 V C.R2的滑片向上移动，交流电流表的示数不 ... ...