第3章 素养培优课2　变压器综合问题—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

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素养培优课 2　变压器综合问题
培优目标：1.会分析变压器的动态变化问题，掌握解答此类问题的思路。2.理解自
耦变压器和互感器的原理。3.掌握变压器的原理，会解答具有多个副线圈的变压器问题。
理想变压器的动态变化问题
1．理想变压器动态变化的两种情况
(1)原、副线圈的匝数比不变，分析各物理量随负载电阻的变化而变化的情况，进
行动态分析的顺序是 R→I2→P2→P1→I1。
(2)负载电阻不变，分析各物理量随原、副线圈的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→P2→P1→I1。
2．需要注意的几点
(1)负载增多，不等于电阻变大。并联的负载增多对应用电器增多，消耗功率增大，
其总电阻减小。
(2)负载发生变化时，电流和电压如何变化的判断：先要由＝判断 U2是否变化，再
根据 U2及负载电阻变大或变小的情况，由欧姆定律确定副线圈中的电流 I2的变化情况，
最后再由 P入＝P出判断原线圈中电流的变化情况。
3．动态问题的分析思路可表示为
【例 1】　如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦交流电源，其交变电压的有效
值恒定不变。则下列说法中正确的是(　 　 )
A．只将 S1从2拨向 1时，电流表示数变小
B．只将 S2从4拨向 3时，电流表示数变大
C．只将 S3从闭合变为断开，电阻 R2两端电压增大
D．只将变阻器 R3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小
D　 [只将 S1从2拨向 1时，n1变小，因为＝，故 U2变大，I2变大，P2＝U2I2也变
大。∵P1＝P2，∴P1也变大，又∵P1＝U1I1，U1不变，I1变大，故 A错；只将 S2从4拨向
3，n2变小，由＝，得 U2变小，则 I2变小，P2＝U2I2也变小，P1＝P2，∴P1也变小，又
∵P1＝U1I1，U1不变，I1变小，故 B错；只将 S3从闭合变为断开，少一个支路，电阻 R2
与R3串联支路电压不变，故 R2的电流，电压都不变，故 C错误；R3的滑动触头上移，
总电阻变大，输出电流变小，输出功率变小，又∵P1＝P2，故 P1也变小，I1变小，D正
确。]
含有变压器的动态电路问题分析
[跟进训练]
1．如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源
两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位
置，观察到电流表 A1的示数增大了 0.2　A，电流表 A2的示数增大了 0.8　A，则下列说法
正确的是(　 　 )
A．电压表 V1示数增大
B．电压表 V2、V3示数均增大
C．该变压器起升压作用
D．变阻器滑片是沿 c→d的方向滑动
D　 [由于变压器原线圈的电压不变，因此电压表 V1、V2的读数均不变，选项
A、B均错误；由题意可知，该变压器起降压作用，选项 C错误；由于副线圈的电压不
变，电流表 A2的示数增大，根据欧姆定律可知负载的电阻变小，所以滑动变阻器连入
电路的阻值变小，选项 D正确。]
几种特殊的变压器
在现实生活中，除了输电线路用的大型变压器之外，在日常的工作和生活中还会
用到一些常见的变压器，我们一起来认识一下它们的结构和原理。
1．自耦变压器
如图所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升
压变压器使用，也可以作为降压变压器使用。
2．电压互感器
(1)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈
应接地。
(2)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压。
3．电流互感器
(1)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表；为了安全，外壳和副线圈
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