理想变压器的动态分析类问题

2019-02-11 | 工作总结 |

【www.guakaob.com--工作总结】

第一篇:《专题_变压器的动态分析》

专题变压器的动态分析

【思想方法指导】处理变压器的动态分析，首先应明确“不变量”和“变化量”，对变化量要把握它们之间的制约关系，依据程序分析的思想，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况．

【规律总结】

1．首先明确变压器各物理量间的制约关系．变压器原、副线圈匝数n1、n2确定，U1决定了U2，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关．U2与负载电阻R，通过欧姆定律决定了输出电流I2的大小，输出功率P2决定输入功率P1，P1＝U1I1，从而决定I1大小，

2．分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点．欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定．

1．匝数比不变的情况(如图5所示)

(1)U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变．

(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流

U1n1U2n2

I1，故I1发生变化．

(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．

2．负载电阻不变的情况(如图6所示) (1)U1不变，发生变化，故U2变化． (2)R不变，U2变化，故I2发生变化．

图5

n1n2

U22

(3)根据P2＝P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，

RP1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．

3．分析动态问题的思路程序可表示为

图6

【典型例题】

一：为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想变流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后( ) A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变 B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变

二：如图8所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是 ( ) A．保持P的位置不变，S由b切换到a B．保持P的位置不变，S由a切换到b C．S掷于b位置不动，P向上滑动 D．S掷于b位置不动，P向下滑动

三：如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开.当K接通时，以下说法中正确的是

A.副线圈的两端M、N的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大 C.通过灯泡L1的电流减小 D.原线圈中的电流增大

四：如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U1时，副线圈的输出电压为U2，L1、L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，电键K开启，然后当电键K闭合时

A.电压U1不变，U2变大 B.电灯L1变亮，L2变暗 C.电灯L1变暗，L2变亮 D.原线圈中的电流变大

五：如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则

A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大 B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小 C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大 D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大

六：有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，如图所示.若将该线路与交流电源接通，且开关S接在位置1时，5个灯泡发光亮度相同；若将开关S接在位置2时，灯泡均未烧坏.则下列可能的是（）

A．该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为4∶1 B．该变压器是升压变压器，原、副线圈匝数比为1∶4 C．副线圈中的灯泡仍能发光，只是更亮些 D．副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变暗

理想变压器

在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：E1n1

12

，E2n2 tt

忽略原、副线圈内阻，有 U1＝E1 ， U2＝E2

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 12

U1n1

由此便可得理想变压器的电压变化规律为 U2n2

在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P1=P2 而P1=I1U1 P2=I2U2 于是又得理想变压器的电流变化规律为U1I1U2I2,

I1n2



I2n1

解题思路1 电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时

U1/n1=U2/n2=U3/n3=„„

解题思路2 功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时

P1=P2+P3+„„

解题思路3 电流思路.由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+„„

解题思路4 （变压器动态问题）制约思路.

（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.

（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”.

（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；③总功率P总=P线+P2.

动态分析问题的思路程序可表示为：

UUn211I

2RnPP1P2(I1U1I2U2)1I1U1负载U1U22IP1 UI122决定决定决定决定

负1

负2

+„；②变压器副线圈中

三

远距离输电问题

[知识梳理]

1．根据P损＝__________，降低输电损耗有两种方法 (1)减小输电线的电阻．

(2)减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高____________． 2．远距离输电的功率损失

输送功率一定时，线路电流I＝________，输电线上的损失功率P损＝IR线＝____________，可知P损

1∝2.

远距离输电中的功率关系：P输＝____________. 3 ．远距离输电的处理思路

对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或从“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析． 4远距离高压输电的几个基本关系(以图9为例)：

图9

(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.

U1n1I2U3n3I4

U2n2I1U4n4I3P2P3U2－U3

(3)输电电流：I线＝＝＝.

U2U3R线

(2)＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线．

(4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝I线R线＝(R线．

当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的2.

P2U2

例题

1 (2010·浙江理综·17)某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×10 kW，现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是 A．输电线上输送的电流大小为2.0×10 A B．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV

C．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×10 kW D．输电线上损失的功率为ΔP＝U/r，U为输电电压，r为输电线的电阻

( )

第二篇:《变压器的动态分析(有答案)》

对变压器动态分析的考查

1、如图所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关S原来闭

合，且R1＝R2.现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I、电阻R1上的功率P1及该变压器原线圈的输入功率P的变化情况正确的是 (

)

A．U增大

C．P1减小

答案 AD

解析开关S由闭合到断开时，负载的总电阻变大，变压器的输出电压U2不变，则输

2UU2出电流I2变小，R上的电压变小，R1上的电压U变大，电阻R1上的功率P1＝R1R1 B．I增大 D．P减小

R1不变，U变大，则P1增大，故A正确，C错误．由电流与匝数的关系可知电流表的示数I减小，B错误．输出功率P出＝I2U2，U2不变，I2减小，则P出减小，输入功率等于输出功率，所以D正确．

2、(2012·福建理综·14)如图所示，理想变压器原线圈输

入电压u＝Umsin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑

动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2

表示．下列说法正确的是 ( )

A．I1和I2表示电流的瞬时值 B．U1和U2表示电压的最大值

C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大

D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小

解析电路中交流电表的示数为有效值，故A、B项均错误；P向下滑动过程中，R变

UI小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，U1、U2均不变，所以I2＝I2R0＋R

nn，得I1＝2变大，故C项正确，D项错误． n1n1

答案 C

3、如图甲所示，T为理想变压器，原、副线圈匝数比为10∶1，副线圈所接电路中，电压

表V1、V2和电流表A1、A2都为理想电表，电阻R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，R3的最大阻值为12 Ω，原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压．在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，以下说法正确的是 (理想变压器的动态分析类问题

) 1

图5

A．电压表V1的示数增大 B．电压表V2的示数为202 V

C．电流表A1、A2的示数都增大

D．电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积一直减小

答案 D

解析当R3的滑片向上移动时，R2、R3的总电阻减小，分压减小，所以电压表V1的示

220 V10数减小，A错误．由变压比公式得U2＝22 V，B错误．根据“串反并同”得U21

电流表A1的示数增大，电流表A2的示数减小，C错误．电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积为电阻R2、R3消耗的功率之和，由于P入＝P出＝P1＋P23，且P入＝P出不变，P1增大，故P23减小，D正确．

4、 (2011·福建理综·15)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20

Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1，S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是 (

)

A．输入电压u的表达式u＝2sin (50πt) V

B．只断开S2后，L1、L2均正常发光

C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大

D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W

答案 D

2π解析由图象乙可知Um＝202 V，T＝0.02 s，故ω＝100π rad/s，即输入电压u的T

表达式u＝202sin (100πt) V，所以A项错误．断开S2后两灯串联，总电压仍为4 V，

所以L1、L2均不能正常发光，B项错误．根据P入＝P出＝S2后R总增大，PR总

U242可得PW＝0.8 W，D项正确．入变小，P出变小，C项错误．若S1接2，由P＝R20

5、某同学自制变压器，原线圈为n1匝，在做副线圈时，将导线ab对折后并在一起，在铁

芯上绕n2圈，从导线对折处引出一个接头c，连成图所示电路．S为单刀双掷开关，线圈电阻不计，原线圈接u1＝Umsin ωt的交流电源．下列说法正确的是 (

)

A．S接b时，电压表示数为

B．S接c时，电压表示数为2nU n12nU 2n1

C．S接c时，滑动触头P向下移动，变压器输入功率变大

D．S接c时，滑动触头P向上移动，变压器输入电流变大

答案 BD

解析 S接b时，双导线ab产生的感应电动势抵消为零，电压表示数为零，选项A错

UnU误；S接c时，副线圈的电动势就是一个n2线圈产生的感应电动势，由U1＝U2n22

所以U2＝2nUB正确；P向下滑时，R变大，消耗的功率变小，因此输入功率2n1

也变小，同理分析，P向上滑时，R减小，回路电流变大，由I1n1＝I2n2知输入电流变大，选项C错误，D正确．

6、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别是n1、n2，b是原线圈的中心抽头，图

中电表均为理想的交流电表，副线圈接定值电阻R，其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压．当单刀双掷开关由a拨向b后，下列说法正确的是

( )

甲乙

A．副线圈输出电压的频率变小 B．电压表的示数变大

C．电流表的示数变小 D．原线圈的输入功率变大

答案 BD

Un解析变压器不会改变交流电的频率，A项错误；当开关由a拨向b后，n1变小，由U2n2

U且U1＝不变，可知n1变小，n2、U1不变时，U2变大，即电压表的示数变大，同样电流表2

示数也要变大，B项正确，C项错误；由P入＝P出＝U2I2可知，D项正确．

7、(2010·海南·9)如图所示，一理想变压器原、副线圈

匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电

路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下

列结论正确的是 ( )

A．若电压表读数为6 V，则输入电压的最大值为2 V

B．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一

半

C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2

倍

D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来

的4倍

答案 AD

解析本题考查变压器的原理以及交流电的有关知识，意在考查考生对交变电流的认识

Un和理解．因为电压表的读数为6 V，则变压器的输出电压的有效值为6 V，由＝，故U2n2

U1＝4U2＝24 V，所以输入电压的最大值为Um＝U1＝V，所以选项A正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加，则U2增大，由I2＝UR

UR项B错；输入电压和匝数比不变，则电压值不变，当负载电阻R变大时，则I2＝

流变小，又P1＝P2＝U2I2，故输入功率也减小，所以选项C错；若负载电阻R不变，输

U入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍，I2＝则输出电流也变为原来R

的2倍，故输出功率P2＝U2I2变为原来的4倍，所以选项D正确．

8、 (2011·山东理综·20)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压

变压器示意图．保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示．以下正确的是 (

)

甲乙

A．u2＝1902sin (50πt) V B．u2＝1902sin (100πt) V

C．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移

D．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移

答案

2π－解析由题图乙知交变电流的周期T＝2×102 s，所以ω＝100π rad/s，故u2＝Um T

Unnsin ωt＝1902sin (100πt) V，A错误，B正确．由U2U1，欲使U2升高，n1U2n2n1

应减小，P应上移，C错误，D正确．

9、如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是

( )

A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小

B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小

C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小

D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大

解析若F不动，滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端电压变大，V2的示数变大，而原线圈两端电压不变，则A错误，B正确；若P不动，滑片F向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变，副线圈两端电压减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡L消耗的功率减小，电压表V2的示数变小，C、D错误．答案 B

10、调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁

芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图甲中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器．现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么 (

)

A．由乙图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u＝362sin 100t(V)

B．当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大

C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大

D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小

答案 D

解析由题图乙可知u＝2sin 100πt(V)，A错误．M、N之间输出交流电压的频率由输入的交流电压的频率决定，B错误．滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R3减小，由

“串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大，R2消耗的电功率P2＝CR2

错误，D正确．

第三篇:《专题_变压器的动态分析》

专题变压器的动态分析

【规律总结】

2．分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点．欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定．

1．匝数比不变的情况(如图5所示)

(1)U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变．

(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流

U1n1U2n2

I1，故I1发生变化．

(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．

2．负载电阻不变的情况(如图6所示)

(1)U1不变，发生变化，故U2变化． (2)R不变，U2变化，故I2发生变化．

图5

n1n2

U22

(3)根据P2＝P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，

RP1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．

3．分析动态问题的思路程序可表示为

图6

【典型例题】

A.副线圈的两端M、N的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大 C.通过灯泡L1的电流减小 D.原线圈中的电流增大

A.电压U1不变，U2变大 B.电灯L1变亮，L2变暗 C.电灯L1变暗，L2变亮 D.原线圈中的电流变大

五：如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则

理想变压器

在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：E1n1

12

，E2n2 tt

忽略原、副线圈内阻，有 U1＝E1 ， U2＝E2

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 12

U1n1

由此便可得理想变压器的电压变化规律为 U2n2

I1n2



I2n1

解题思路1 电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时

U1/n1=U2/n2=U3/n3=„„

解题思路2 功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时

P1=P2+P3+„„

解题思路3 电流思路.由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+„„

解题思路4 （变压器动态问题）制约思路.

（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.

（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；③总功率P总=P线+P2.

动态分析问题的思路程序可表示为：

UUn211I

2RnPU1I2U2)P1P2(I11I1U1负载U1U22IP1 UI122决定决定决定决定

负1

负2

+„；②变压器副线圈中

三

远距离输电问题

[知识梳理]

1．根据P损＝__________，降低输电损耗有两种方法

(1)减小输电线的电阻．

(2)减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高____________． 2．远距离输电的功率损失

输送功率一定时，线路电流I＝________，输电线上的损失功率P损＝IR线＝____________，可知P损

1∝2.

远距离输电中的功率关系：P输＝____________. 3 ．远距离输电的处理思路

图9

(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.

U1n1I2U3n3I4

U2n2I1U4n4I3P2P3U2－U3

(3)输电电流：I线＝＝＝.

U2U3R线

(2)＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线．

(4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝I线R线＝(R线．

当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的2.

P2U2

例题

C．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×10 kW D．输电线上损失的功率为ΔP＝U/r，U为输电电压，r为输电线的电阻

( )

第四篇:《专题_变压器的动态分析》

专题变压器的动态分析

【规律总结】

2．分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点．欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定．

1．匝数比不变的情况(如图5所示)

(1)U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变．

(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流

U1n1U2n2

I1，故I1发生变化．

(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化．

2．负载电阻不变的情况(如图6所示) (1)U1不变，发生变化，故U2变化． (2)R不变，U2变化，故I2发生变化．

图5

n1n2

U22

(3)根据P2＝P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，

RP1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化．

3．分析动态问题的思路程序可表示为

图6

【典型例题】

例题一：为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想变流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后( ) A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变 B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变

例题二：如图8所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是 ( )

A．保持P的位置不变，S由b切换到a B．保持P的位置不变，S由a切换到b C．S掷于b位置不动，P向上滑动 D．S掷于b位置不动，P向下滑动

例题三：如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开.当K接通时，以下说法中正确的是

A.副线圈的两端M、N的输出电压减小 B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大 C.通过灯泡L1的电流减小 D.原线圈中的电流增大

例题四：如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U1时，副线圈的输出电压为U2，L1、L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，电键K开启，然后当电键K闭合时

A.电压U1不变，U2变大 B.电灯L1变亮，L2变暗 C.电灯L1变暗，L2变亮 D.原线圈中的电流变大

例题五：如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则

例题六：有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，如图

所示.若将该线路与交流电源接通，且开关S接在位置1时，5个灯泡发光亮度相同；若将开关S接在位置2时，灯泡均未烧坏.则下列可能的是（）

理想变压器

在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1

后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，

根据法拉第电磁感应定律有：E1n1

12

，E2n2 tt

忽略原、副线圈内阻，有 U1＝E1 ， U2＝E2

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 12

由此便可得理想变压器的电压变化规律为

U1n1

 U2n2

I1n2



I2n1

解题思路1 电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时

U1/n1=U2/n2=U3/n3=„„

解题思路2 功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时

P1=P2+P3+„„

解题思路3 电流思路.由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+„„

解题思路4 （变压器动态问题）制约思路.

（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”.

（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2=P2/U2；③总功率P总=P线+P2.理想变压器的动态分析类问题

动态分析问题的思路程序可表示为：

UUn11I

2RnPU1I2U2)PU1U1P2(I11I1U1负载22IP1 UI122决定决定决定决定

负1

负2

+„；②变压器副线圈中

三

远距离输电问题

[知识梳理]

1．根据P损＝__________，降低输电损耗有两种方法 (1)减小输电线的电阻．

(2)减小输电导线中的电流：在输送功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高____________． 2．远距离输电的功率损失

输送功率一定时，线路电流I＝________，输电线上的损失功率P损＝IR线＝____________，可知P损

1∝2.

远距离输电中的功率关系：P输＝____________. 3 ．远距离输电的处理思路

图9

(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3.

U1n1I2U3n3I4

U2n2I1U4n4I3P2P3U2－U3

(3)输电电流：I线＝＝＝.

U2U3R线

(2)＝＝，U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I线．

(4)输电线上损耗的电功率：P损＝I线ΔU＝I线R线＝(R线．

当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的2.

P2U2

例题

C．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×10 kW D．输电线上损失的功率为ΔP＝U/r，U为输电电压，r为输电线的电阻

思维突破在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损＝I线R线，其原因是I线可以由公式P输入＝I

( )

U2线

则不常用，其原因是在一般情况下，U线不易求出，且易将U线和线U输入求出，而P损＝U线I线和P损R线U输入相混而造成错误．

2 如图10所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；

T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1

一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )

图10

A．U2减小，U4变大 B．U2不变，U3变大C．P1变小，P2变小 D．P2变大，P3变大

3 (2010·江苏·7改编)在如图11所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( ) A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率增大

D．输电线上损耗的功率占总功率的比例减小

4 2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重，为消除高压输电线上的冰，事后有人设计了利用电流的热效应除冰的融冰思路．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，在输电功率、用户的输入电压和输电线电阻不变的情况下，通过自动调节高压输电变压器的变压比，使输电线上的热耗功率变为16ΔP，则除冰时

( )

B．输电电流为16I C．输电电压为4U D．输电电压为

A．输电电流为4I

5．图16为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为U3.A、B均为理想变压器，输电线的总电阻为理想变压器的动态分析类问题

r，则下列关系式正确的是 ( )

图16

第五篇:《变压器动态分析》

★★★13.如图所示,理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的

灯泡L1和L2.输电线的等效电阻为R.开始时,电键S断开,当S闭

合时,下列说法中正确的是( ).【1】

(A)副线圈两端的输出电压减小 (B)通过灯泡L1的电流减小

(C)原线圈中的电流增大 (D)变压器的输入功率增大

答案:BCD

★★★5.如图所示的理想变压器,两个副线圈陌数分别为n1和n2.,当把

电热器接在ab,使cd空载时,电流表的示数为I1；当把电热器接在cd,

而使曲空载时,电流表的示数为I2,则I1：I2等于( ).【1】

(A)n1﹕n2

答案:B

2．（2006年·江苏）如图所示电路中的变压器为理想变压器，S

为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为

加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线

圈中的电流．下列说法正确的是

A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消

耗的功率减小

B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小

C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大

D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小

提示：保持P的位置及U1不变，S由b切换到a时，由理想变压器电压比公式

R (B)n21﹕n22 (C)n2﹕n1 (D)n22﹕n12 U1U2n1n2I2可知，副线圈两端电压U2增大，P1I1U1P2也增大，则R上消耗的功率增大，

增大，I1增大，A选项错误、C选项正确；保持P的位置及U1不变，S由a切换到b时，U2减小，则I2U2R也减小，B选项正确；保持U1不变，S接在b端，将P向上

I2n2n1滑动时，U2不变，R减小，则I2增大，由电流比公式可知，I1也增大，D选项

错误．

12．（2006年·上海）如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为nl和n2，当负载电阻R

中流过的电流为I时，原线圈中流过的电流为R的阻值，则变压器的输

入功率将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）．【答案】n2

n1I，增大

26．如图所示，变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电导线给用电器供电，当电键S

断开时，图中电压表示数U和电流表示数I的变化是

A．U、I均变大

B．U变大，I变小

C．U、I均变小

D．U变小，I变大

28．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈

AB绕在一个圆环形的铁芯上．AB间加上正弦交流电压U，

移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．在输出端

连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触

头为Q．则 A．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大

B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小

C．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大

D．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小

30．如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t（V）的正弦

交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是

A．A1的示数不变，A2的示数增大 B．V1的示数不变，V2的示数减小

C．V1的示数不变，V2的示数增大 D．A1的示数增大，A2的示数减小

3.（09·江苏物理·6）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的

交变电压为u100tV 氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有（ AB ）

A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz

B．开关接通后，电压表的示数为100 V

C．开关断开后，电压表的示数变大

D．开关断开后，变压器的输出功率不变

解析：本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为U12022V=20V，由n1n2U1U2得副线圈两端的电压为U2100V，电压表的示数理想变压器的动态分析类问题

100

250 Hz，一个周期内电压为交流电的有效值，B项正确；交变电压的频率为f

两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，A项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C项错误；断开后，

电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D项错误。

3.（08四川·16）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路

中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S

压表，读数分别为

1和U2；为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（ BC ）

A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大 C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大

解析：因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变．当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确．

4.（北京朝阳区2008年一模）如图所示，M为理想变压器，电表均可视

为理想表，接线柱a、b接电压u＝311sin314t（V）的正弦交流电源。当

滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是（ A ）

A.A1、A2

C.A1、A2、V2B.A2、V2 D.A1、A2、V1、V2

7.（扬州市2008届第二次调研）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈

c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1100tV，则

（ A ）

A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V；

B.当t1

600s时，c、d间的电压瞬时值为110V；

C.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小；

D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小；

9.（青岛市2008年质检）如图所示，在一理想变压器的副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一正弦交变电压，下列说法正确的是

（ B ）

A．保持Q位置不变，将P向上滑动，变压器的输出电压变小

B．保持Q位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变小

C．保持P位置不变，将Q向上滑动，电流表的读数变小

D．保持P位置不变，将Q向上滑动，变压器输出功率变小

12.（济南市2008年5月质检）如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R。开始时，开关S断开，当S接通时，以下说法中正确的是（ B ）

A．副线圈两端M、N的输出电压减小

B．副线圈输电线等效电阻R两端的电压降增大

C．通过灯泡L1的电流减小

D．原线圈中的电流增大

17.（通州市2008届第六次调研）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10:1，原线圈输入交变电压u100sin50 tV，O为副线圈中心抽出的线头，电路中两个电阻阻值相同，

（ BC ）

A．开关S断开时，电流表示数为

B．开关S断开时，两电阻总的电功率为2.5W

C．开关S闭合时，两电阻总的电功率为2.5W

D．电容器的耐压值至少是52V

25.（淮安、连云港、宿迁、徐州四市2008第三次调研）供电系统由于气候原因遭到严重破坏。为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，图中R

0表示输电线的电阻。滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则 ( AC )

A．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变

时，应使滑动触头P向上滑动

B．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变

时，应使滑动触头P向下滑动

C．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑

D．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑 R10

，下列关于电路的分析正确的是 R 0

4.（枣庄市2008年模拟考试）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u=2002sin100πt（V）。下列说法正确的是（ D ）

A．当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为222V

B．当单刀双掷开关与b连接时, 电压表的示数为11V

C．当单刀双掷开关与a连接, 滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表的示数不变,电流表的示数变大

D．单刀掷开关由a扳向b时(滑动变阻器触头P不动),电压表和电流表的示数均变大

5.（北京西城区2008年4月抽样）图中B为理想变压器，接在原线圈上的交变

电压有效值保持不变。灯泡L1和L2完全相同(阻值恒定不变)，R是一个定值电

阻，电压表、表流表都为理想电表。开始时开关S是闭合的。当S断开后，下

列

（ D ）

A．电压表的示数变大 B．电流表A1的示数变大

C．电流表A2的示数变大 D．灯泡L1的亮度变亮

8.（烟台市2008届第一学期期末考）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n:1. 原线圈接正弦交变电压U，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机. 电动机线圈电阻为说法正确的是 R，当变压器的输入端接通电源后，电流表的示数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，则下列判断正确的是

A．电动机两端电压为IR

B．电动机的输入功率为IR

C．变压器原线圈中的电流为nI

D．变压器的输入功率为IUn2 （ D ）

19.（徐州市2008届摸底考试）如图所示，变压器的输入电压恒定，在下列措施中能使电流表示数变大的是（ AD ）

A．保持变阻器的滑片不动，将K从2拨向1

B．保持变阻器的滑片不动，将K从1拨向2

C．保持K与1相连接，将变阻器的滑片向上移

第六篇:《变压器的动态分析》

中小学1对1课外辅导专家

专题理想变压器的动态分析讲义

中小学1对1课外辅导专家

本文来源：http://www.guakaob.com/shiyongwendang/682856.html

上一篇：电话销售总结报告5000字

下一篇：电子公司总结

理想变压器的动态分析类问题

【理想变压器的动态分析类问题】相关推荐

热门标签

热门推荐

最新推荐