高考物理 43变压器交流动态电路精解分析
高中物理变压器动态分析
1 2 2 12 1 1. 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 L 1 和 L 2. 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 ().( A ) 副线圈两端的输出电压减小 ( B ) 通过灯泡 L 1 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2. 如图所示的理想变压器 , 两个副线圈陌数分别为 n 1 和 n 2., 当把电热器接在 , 使空载时 , 电流表的示数为 I 1；当把电热器接在 , 而使曲空载时 , 电流表的示数为 I 2, 则 I 1： I 2 等于 (). 【1】( A ) n 1﹕ n 2 ( B ) n 2 ﹕ n 2( C) n ﹕ n ( D ) n 2 ﹕ n 2答案3. 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， U 1 为加在原线圈两端的交变电压，I 1 、I 2 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 U 1 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 U 1 不变， S 由 a 切换到 b ，则 I 2 减小C ．保持 P 的位置及 U 1 不变， S 由 b 切换到 a ，则 I 1 增大D ．保持 U 1 不变， S 接在 b 端，将 P 向上滑动，则 I 1 减小提示：保持 P 的位置及 U 1 不变， S 由 b 切换到 a 时，由理想变压器电压比公式U 2U 1 n 1 U 2n 2可知，副线圈两端电压 U 2增大， I 2也增大，则 R 上消耗的功率增大， P 1RI 1U 1 U 2 P 2 增大， I 1 增大， A 选项错误、 C 选项正确；保持 P 的位置及 U 1 不变， S 由 a 切换到 b 时， U 2 减小，则 I 2也减小， B 选项正确；保持 U 1 不变， S 接在 b 端，将RI 1 n 2 P 向上滑动时， U 2 不变， R 减小， 则 I 2 增大， 由电流比公式I 2可知， I 1 也增大，n 1D 选项错误．4. 如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为和 n 2，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； 现减小负载电阻 R 的阻值， 则变压器的输入功率将（填 “增大 ”、“减小 ”或“不变 ”）．【答案】 n 2 I n 1，增大5. 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6. 调压变压器是一种自耦变压器， 它的构造如图所示． 线圈绕在一个圆环形的铁芯上．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 PA QUARB7. 如图所示， M 是一小型理想变压器，接线柱a 、b 接在电压 u ＝311314t （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 R 2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表 A 2 为值班室的显示器，显示通过 R 1 的电流，电压表 V 2 显示加在报警器上的电压（报警器未画出） ，R 3 为一定值电阻．当传感器R 2 所在处出现火警时，以下说法中正确的是A 1Ma b~V 2A 2 R 2R 3R 1A ． A 1 的示数不变， A 2 的示数增大B ． V 1 的示数不变， V 2 的示数减小C ． V 1 的示数不变， V 2 的示数增大D ． A 1 的示数增大， A 2 的示数减小8. 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 20 2 sin 100 t V 氖泡在两端电压达到 100V 时开始发光，下列说法中正确的有 （）A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100B ．开关接通后，电压表的示数为 100 VC ．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。
高三物理高考经典探求—电路的动态分析知识精讲
高三物理高考经典探求—电路的动态分析【本讲主要内容】高考经典探求——电路的动态分析【知识掌握】【知识点精析】在闭合电路中，由于局部电阻的变化，会引起整个电路总电阻的变化，从而引起内、外电路之间，外电路各部分之间电压分配的变化和各支路电流分配的变化。
即使整个电路处于一种动态环境中，学生对这一动态进行分析时，往往存在着困难。
本文试图总结一个一般做法，供同学们参考。
一、要明确电路的结构这样的电路往往都是闭合电路，内、外电路之间是串联的，这时内电阻只是干路上的一个定值电阻。
外电路往往由几部分串联而成，有的部分是确定的，有的部分是变化的。
外电路的某一部分往往是由几个支路并联而成的，有的支路是确定的，有的支路是变化的。
外电路的某一部分的某一支路可能是由几部分串联而成的，有的部分是确定的，有的部分是变化的。
二、电路电学量的变化一般是从某一局部的变化引起的，而局部电阻的变化，对整个电路总电阻的变化的影响，有的具有单调性，有的比较复杂。
三、将电阻的变化分为单调性和非单调性两种情况。
（一）局部电阻变化对总电阻的变化影响具有单调性的情况。
1、给出讨论框图：R局增大减小→R总增大减小→I总减小增大→U端增大减小→I分U 部（不确定）2、理论：①欧姆定律闭合电路欧姆定律部分电路欧姆定律②串并联电路的性质和特点3、具体分析框图中理论的选择：当讨论R局部发生变化而引起总电阻的变化时，应用串并联电路的特点之总电阻的计算。
当讨论I总的变化时，应用闭合电路的欧姆定律。
当讨论某一部分的电压分配变化时，如这一部分的电阻确定则应用部分电路欧姆定律，如这一部分的电阻已发生了变化，则应用串并联电路的性质之总电压与各部分电压的关系。
当讨论某一支路的电路的电流变化时，如这一支路是确定的，则应用部分电路的欧姆定律。
如这一支路的电阻是变化的，则应用并联电路的特点之总电流与支路电流的关系。
4、局部电阻的变化方式：①可变化电阻（滑动变阻器或电阻箱）。
②开关的闭合与断开。
高中物理动态电路分析
2011高三物理模型组合讲解一一电路的动态变化模型［模型概述］“电路的动态变化”模型指电路中的局部电路变化时引起的电流或电压的变化，变化起因有变阻器、电键的闭合与断开、变压器变匝数等。
不管哪种变化，判断的思路是固定的，这种判断的固定思路就是一种模型。
［模型讲解］一、直流电路的动态变化1.直流电路的动态变化引起的电表读数变化问题例1.如图1所示电路中，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，各表（各电表内阻对电路的影响均不考虑）的示数如何变化？为什么？图1解析：这是一个由局部变化而影响整体的闭合电路欧姆定律应用的动态分析问题。
对于这类问题，可遵循以下步骤：先弄清楚外电路的串、并联关系，分析外电路总电阻怎样变化；由I —确定闭合电路的电流强度如何变化；再由U = E - lr确定路端电压的变化情R +r况；最后用部分电路的欧姆定律U =IR及分流、分压原理讨论各部分电阻的电流、电压变化情况。
当滑片P向左滑动，R3减小，即R总减小，根据I总—判断总电流增大，A1示R总+ r数增大；路端电压的判断由内而外，根据U二E - lr知路端电压减小，V示数减小；对R1,有U1 =1总R1所以U1增大，V示数增大；对并联支路，U 2 - U - U1，所以U 2减小，V2示数减小；U 2对R2,有I 2-，所以I2减小，A2示数减小。
R2评点：从本题分析可以看出，在闭合电路中，只要外电路中的某一电阻发生变化，这时 除电源电动势、内电阻和外电路中的定值电阻不变外，其他的如干路中的电流及各支路的电流、电压的分配，从而引起功率的分配等都和原来的不同，可谓“牵一发而动全身” ，要注意电路中各量的同体、同时对应关系，因此要当作一个新的电路来分析。
解题思路为局部电路T 整体电路T 局部电路，原则为不变应万变(先处理不变量再判断变化量)。
2. 直流电路的动态变化引起的功能及图象问题例2.用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻，伏安图象如图所示，根据图线回答： (1) 干电池的电动势和内电阻各多大？(2) 图线上a 点对应的外电路电阻是多大？电源此时内部热耗功率是多少？ (3) 图线上a 、b 两点对应的外电路电阻之比是多大？对应的输出功率之比是多大？ (4) 在此实验中，电源最大输出功率是多大？图2 解析： (1) 开路时(1=0)的路端电压即电源电动势，因此E =1.5V ，内电阻1 53=02」7.5也可由图线斜率的绝对值即内阻，有:(2) a 点对应外电阻 R a = U_L = 10- 0.41】I a 2.5此时电源内部的热耗功率:2 2P r =l a r =2.5 0.2W P.25W也可以由面积差求得:1.5 -1.02.5门二02」P r = I a E - I a U a= 2.5 (1.5 T .0)W 二1.25W（3）电阻之比：R a i.0/2.5「4——R b0.5/5.0'J1输出功率之比：P a1.02.5W1 aP b0.5 5.0W1（4）电源最大输出功率出现在内、外电阻相等时，此时路端电压U = E，干路电流21 短15 7 5I 短，因而最大输出功率P出m W =2.81W2 2 2当然直接用P出^ —计算或由对称性找乘积IU （对应于图线上的面积）的最大值，也4r可以求出此值。
3.3 变压器(含动态分析)课件-2023年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
一、变压器的构造
原线圈
副线圈
n1 n2
U2 R
闭合铁芯 ：绝缘硅钢片叠合而成
n1
n2
无铁芯
n1
n2
有铁芯
二、变压器的工作原理
问题： 若给原线圈接直流电，副线圈还能否产生电压？
I1
U1
原线圈
n1
n2
铁芯
I2
电能
U2 (U1、I1)
副线圈
磁场能
(变化的磁场)
电能
( U2、I2)
研究对象： 副线圈
U1 n1 n2 U2
2.互感器
U1 n1 n2 U2
P
UA
B
U
1
2
V
电压互感器
并联 降压
A
电流互感器 串联 降流
例：一自耦变压器如图所示，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（ B ）
A.U2>U1，U2降低
B.U2<U1，U2降低 C.U2>U1，U2升高
L1、L2都正常发光，原线圈中的电流为（ C ）
1 A.60 A
1 B.30 A
1 C.20 A
1 D.10 A
例.(多选) 理想变压器原、副线圈接有额定功率相同的灯泡。当输入电压为
灯泡额定电压的10倍时，两个灯泡正常发光。( ) AC
A.原、副线圈匝数比为9∶1 B.原、副线圈匝数比为11∶1 C.此时a和b的电功率之比为1∶9 D.此时a和b的电功率之比为1∶1
a
MN
c
D.U2<U1，U2升高
U1 ～ b
～ U2 d
完整版变压器的动态分析有答案
i2 Q 原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压.在R 3的滑片自最下端滑动到最上端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，开关合，且R i = R 2.现将S 断开，那么交流电压表的示数 U 、交流电流表的示数l 2变小，R 上的电压变小，R i 上的电压U 变大，电阻R i 上的功率P i = U ?R i 不变，U 变大，则P i 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 卩出=I 2U 2, U 2不变，|2减小, 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表示•下列说法正确的是解析 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,U 2小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，U i 、U 2均不变，所以12= 一变大,R o + Rn i ，得l i =变大，故C 项正确，D 项错误.答案 C3、如图甲所示，T 为理想变压器，原、副线圈匝数比为表V i 、V 2和电流表 A i 、A 2都为理想电表，电阻入电压U = U m sin cot 副线圈电路中 R o 为定值电阻，R 是滑 动变阻器•冈和©是理想交流电压表， 示数分别用 示；I ①和【區）是理想交流电流表，示数分别用 U i 和U 2表 l i和|2S 原来闭 I 、电阻R i上的功率P i 及该变压器原线圈的输入功率P 的变化情况正确的是C . P i 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U 2不变, 则输出电流则P 出减小，输入功率等A . l i 和l 2表示电流的瞬时值B . U i 和U 2表示电压的最大值C •滑片P 向下滑动过程中, U 2不变、l i 变大D .滑片P 向下滑动过程中,U 2变小、l i 变小i0 : i ,畐y 线圈所接电路中，电压 R i = 4 Q, R 2 = 6 Q, R 3的最大阻值为f tD . P 减小u = 20迈sin (1OO t) V ，所以A 项错误.断开S 2后两灯串联，总电压仍为 4 V ,所以L i 、L 2均不能正常发光，B 项错误.根据卩入=卩出=止可知断开S 2后R 总增大，PR 总的过程中，以下说法正确的是A .电压表 V 1的示数增大 C .电流表 A i 、A 2的示数都增大D .电压表 V i 的示数与电流表 A i 的示数的乘积一直减小答案 D解析 当R 3的滑片向上移动时, R 2、R 3的总电阻减小，分压减小，所以电压表 V i 的示数减小，A 错误.由变压比公式 220 V 10"U 厂=T 得U 2 = 22 V , B 错误.根据“串反并同”得 电流表A i 的示数增大，电流表A 2的示数减小，C 错误.电压表 V i 的示数与电流表 A i的示数的乘积为电阻 R 2、R 3消耗的功率之和，由于 卩入=卩£=P i +P 23,且卩入=卩出不变，P 1增大，故P 23减小，D 正确.4、 (2O11福建理综45)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n i : n 2= 5： i ，电阻R = 20Q, L i 、L 2为规格相同的两只小灯泡，S i 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 S i 接1 , S 2闭合，此时L 2正常发光.列说法正确的是S. .12(山b/V-2aj5W^.02 励叩乙A .输入电压 U 的表达式u = 20j 2sin (50 n) VB .只断开S 2后，L i 、L 2均正常发光C .只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D .若 S i 换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W答案 解析由图象乙可知U m = 2^2 V , T = 0.02 s ,故 3=fl 100 nad/s ,即输入电压表达式B .电压表V 2的示数为20羽V入变小，P 出变小，C 项错误•若S i 接2,由卩=皆可得P = 20 W = 0.8 W , D 项正确.5、某同学自制变压器，原线圈为n i 匝，在做副线圈时，将导线ab 对折后并在一起，在铁芯上绕n 2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 U 1= U m si n wt 勺交流电源.下列说法正确的是电压表示数为密2U mab 产生的感应电动势抵消为零，电压表示数为零，选项 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，由罟詈U匸芳所以U 2="2nu m，选项B 正确；p 向下滑时，R 变大，消耗的功率变小，因此输入功率 也变小，同理分析，P 向上滑时，R 减小，回路电流变大，由l i n i = l 2n 2知输入电流变大, 选项C 错误，D 正确.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别是 中电表均为理想的交流电表，副线圈接定值电阻确的是答案 BDO ---LMl 町 fC?0 ---- F-^ 'r*电压表示数为強n 2U m2n i滑动触头 P 向下移动，变压器输入功率变大D . S 接C 时, 答案 BD滑动触头 P 向上移动，变压器输入电流变大n i 、n 2, b 是原线圈的中心抽头，图 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，下列说法正解析 S 接b 时，双导线)4LU -%■IK _ - ■n.—一:LA .畐y 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乙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¥1=U2 n2 且U i = ，可知n i变小，n2、U i不变时，U2变大，即电压表的示数变大，同样电流表示数也要变大，B项正确，C项错误；由卩入=卩出=U2l2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24近VB .若输入电压不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变，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2D .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U^= 故U2 n2 U i = 4U2= 24 V，所以输入电压的最大值为U m=V2u i= 24卫V，所以选项A正确；若U2输入电压不变，副线圈匝数增加，则U2增大，由I2=R-可知，电流表示数增大，所以选项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12= ¥，电R 流变小，又P i= P2= U2I2，故输入功率也减小，所以选项C错；若负载电阻R不变，输入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍, I 2=背则输出电流也变为原来的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•以下正确的是答案 BDA . U 2= 190V2sin (50 n) VC .为使用户电压稳定在 220 V , 应将D .为使用户电压稳定在 220 V , 应将 U 2= 19^2sin (100 *) VP 适当下移 P 适当上移 解析由题图乙知交变电流的周期T= 2X 10-2s,2 n所以 3=〒=100 nad/s ,故 U 2= U msin 3 匸 190迈sin (100 n V , A 错误，B 正确.由U 1 n 1n 2 存U 2= -U 1，欲使U 2升高，n 1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V 1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V 2.下列说法中正确的是( )A .若F 不动, 滑片 P 向下滑动时, V l 示数变大，V 2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, V I 、V 2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，V 2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V 2的示数变小，C 、D 错误. 答案 B10、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，R 1、R 2为定值电阻，R 3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，那么乙00 020.0：A .由乙图可知 CD 两端输入交流电压 u 的表达式为u = 3^2sin 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R 2消耗的电功率变小答案 D解析 由题图乙可知u = 3^2sin 100n(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,错误，D 正确.11、如图所示，理想变压器原线圈的匝数 n 1= 1 100匝，副线圈的匝数 n 2= 110匝，R 0、R 1、R 2均为定值电阻，且R o = R i = R 2,电流表、电压表均为理想电表.原线圈接u = 22^2sin(314t) (V)的交流电源•起初开关 S 处于断开状态•下列说法中正确的是A .电压表示数为 22 V答案 BCD解析电源电压的有效值为U 1=220 V，由詈半可知U 2=22 V，而电压表示数只是两端的电压，一定小于 U 2, A 项错误.S 闭合后，负载总电阻变小，而 U 2不变，由U 2U 2 =—知P 出变大，|2=—变大，而 卩入=卩出=U 1|1, U 1不变，I 1应变大，即电流表示数R 总R 总变大；电阻 R o 的分压U 0= I 2R 0, U o 变大，则电压表示数 U ' = U 2- U 0应变小.综上所 述，选项B 、C 、D 正确.R 3减小，由“串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大,R 2消耗的电功率P 2= U 2减小， CB .当开关S 闭合后, 电压表示数变小C .当开关S 闭合后, 电流表示数变大D .当开关S 闭合后, 变压器的输出功率增大R i"1。
高考物理 高考频点模拟题精选分类解析 变压器交流动态电路
取夺市安慰阳光实验学校高考物理高频考点2012模拟题精选分类解析高频考点44 变压器交流动态电路1．（5月湖北武汉模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是50∶l，P是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10 Ω，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正弦交变电压。
则下列说法正确的是：A．单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为4.4VB．单刀双掷开关与a连接，当t=0.01s时，电流表示数为零C．单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的输入功率变大D．单刀双掷开关由a拨向b，副线圈输出电压的频率变为25Hz.答案：AC解析：单刀双掷开关与a连接，由变压器变压公式，可得电压表的示数为4.4V，选项A正确；单刀双掷开关与a连接，当t=0.01s时，由欧姆定律，电流表示数为I=U/R=0.44V，选项B错误；单刀双掷开关由a拨向b，输出电压增大，输出功率增大，原线圈的输入功率变大，选项C正确；单刀双掷开关由a拨向b，副线圈输出电压的频率不变，选项D错误。
2.（3月高三一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为11∶1， R＝1Ω，原线圈允许通过电流的最大值为1A，副线圈ab两端电压随时间变化图象如图所示．则下列说法正确的是A．原线圈输入电压的有效值为242VB．原线圈两端交变电压的频率为550 HzC．副线圈中电流的最大值为11AD．为保证电路安全工作，滑动变阻器R '的阻值不得小于1Ω3．（3月河南焦作一模）如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1=1100匝，副线圈的匝数n2=110匝，R0、R1、R2均为定值电阻，且21RRR==，电流表、电压表均为理想电表。
原线圈接u =2202sin(314t) (V)的交流电源。
起初开关S 处于断开状态。
下列说法中正确的是A．电压表示数为22VB．当开关S闭合后，电压表示数变小C．当开关S闭合后，电流表示数变大D．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大选项BCD 正确。
高考复习物理电路图的简化、电路动态分析、故障分析专题
专题一：等效电路图的画法电路化简原则①无电流的支路化简时可去除；②凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）③等电势的各点化简时可合并；④凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。
⑤在外电路，沿着电流方向电势降低。
⑥理想导线可任意长短、变形；⑦理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路；⑧电压稳定时电容器可认为断路．一、简化电路的具体方法1．支路电流法：电流是分析电路的核心。
从电源正极出发顺着电流的走向，经各电阻外电路巡行一周至电源的负极，凡是电流无分叉地依次流过的电阻均为串联，凡是电流有分叉地依次流过的电阻均为并联。
例1：试判断图1中三灯的连接方式。
2．等电势法：将已知电路中各节点（电路中三条或三条以上支路的交叉点，称为节点）编号，按电势由高到低的顺序依次用1、2、3……数码标出来（接于电源正极的节点电势最高，接于电源负极的节点电势最低，等电势的节点用同一数码）。
然后按电势的高低将各节点重新排布，再将各元件跨接到相对应的两节点之间，即可画出等效电路。
例2：判断图2各电阻的连接方式。
【解析】（1）将节点标号，四个节点分别标上1、2。
（2）将各个节点沿电流的流向依次排在一条直线上。
（3）将各个电路元件对号入座，画出规范的等效电路图，如图3所示。
（4）从等效电路图可判断，四个电阻是并联关系。
【题后小结】等电势法，关键是找各等势点。
在解复杂电路问题时，需综合以上两法的优点。
二、综合法：支路电流法与等电势法的综合。
注意点：（1）给相同的节点编号。
（2）电流的流向：由高电势点流向低电势点（等势点间无电流），每个节点流入电流之和等于流出电流之和。
例3：由5个1Ω电阻连成的如图4所示的电路，导线的电阻不计，则A、B间的等效电阻为_______Ω。
【策略】采用综合法，设A点接电源正极，B点接电源负极，将图示电路中的节点找出，凡是用导线相连的节点可认为是同一节点，然后按电流从A端流入，从B端流出的原则来分析电流经过电路时的各电阻连接形式就表现出来了。
等效法分析变压器动态问题
等效法剖析变压器动向问题湖北省恩施高中陈恩谱变压器动向问题，按惯例思路来剖析，因其思想链条较长，所需列出的关系式许多，关于好多学生而言，这个问题显得较为复杂和困难。
笔者经过学习和研究，总结出了一套用等效电阻、等效电压源的方法，能够轻松破解变压器动向问题，使学生不再为思想链条过长而烦忧。
一、等效电阻、等效电压源的参数推导rI 1 I 2 如图（ 1）所示变压器电路，输入电压有效值为 U 0，原线圈回路总U 0U 1 U 2电阻为 r ，副线圈回路负载为纯电阻元件R ，变压器的参数如图。
n 1n21、等效电阻的参数推导如图（ 2）所示，我们能够将虚线框所围的电路等效为一个纯电阻rI 1 I 2R等效，其等效电路图如图（3）所示。
则 R 等效 两头的电压就是 U 1、经过的电流就是I 1，则有U 1 ， U 0U 1 U 2R 等效n 1 n 2I 1即n 1 U 2rI 1I 2U 1n 2( n 1 ) 2 U 2( n 1 ) 2 RR 等效U 0U 1 U 2I 1n 2I 2n 2 I 2n 2R 等效n 1n 1n22、等效电压源的参数推导如图（ 4）所示，我们能够将虚线框所围的电路等效为一个电压源（ E ， r ），其等效电路图如图（ 5）所示。
rI 1I 2则电压源（ E ， r ）的输出电压即 U 2I，则有2，输出电流即U 2 E I 2r ，而 U 1 U 0 I 1r ，即 n 1 U 2n 2 I 2 r ，变形，U 0U 1 U 2n 2 U 0n 1 n 2n 1得：U 2 n2U 0I 2 ( n 2 )2 rrI 1I 2n 1n 1对照 U 2E I 2 r ，可得U 0U 1E U 2En 2U 0， r( n2 ) 2 rn 1 rn 2n 1n 1总结：等效电动势与匝数比成正比，等效电阻与匝数比的平方成正比，等效电路张口朝哪侧，那侧的匝数就在分子上。
二、等效法在变压器动向问题中的应用【例 1】如下图，理想变压器原线圈接在沟通电源上，图中各电表均为理想电表。
等效阻抗秒解变压器动态问题-2024年高考物理答题技巧(解析版)
等效阻抗秒解变压器动态问题一.应用技巧1.变压器原线圈接有负载R 时，原、副线圈的制约关系依然成立，但电路输入的总电压U 不再等于变压器原线圈的电压U 1，而是U =U 1+U 负载，显然U ≠U 1.变压器原、副线圈两端的功率也始终相等，但电路输入的电功率P 也不等于原线圈两端的功率P 1，而是P =P 1+P 负载．2.等效负载电阻法变压器等效负载电阻公式的推导：设理想变压器原副线圈的匝数之比为n 1：n 2，原线圈输入电压为U 1，副线圈负载电阻为R ，如图1(1)所示，在变压器正常工作时，求a 、b 间的等效电阻。
先画出等效电路图如图1(2)所示，设变压器等效负载电阻为R 在(1)中由变压器的分压规律：U 1U 2=n1n 2得：U 2=n 2n 1U 1，所以负载电阻R 消耗的功率为：P =U 2R =n 22U 21n 21R在(2)中等效电阻消耗的功率为：P=U 21R因P =P，所以等效电阻为：R=n 21n 22R (重要结论)1一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，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.2B.3C.4D.5【答案】B【解析】解法一：能量守恒法：设原副线圈匝数比为k S 断开P 1=IU =I 2R 1+(kI )2(R 2+R 3)①S 闭合P 2=4IU =(4I )2R 1+(4kI )2R 2②①②得P 2=4P 1即：4×（3I 2+5k 2I 2）=48I 2+16k 2I 2化简得k =3解法二：电流、电压关系法设原副线圈匝数比为k S 断开时U 1U 2=I 2I 1=k 由图可知U 2=I 2(R 2+R 3)=kI (R 2+R 3)=5kI 即U 1=5k 2I则U =U 1+IR 1=5k 2I +3I ①S 闭合U 1U 2=I 2I 1=k 由图可知U 2=I 2×R 2=4kIR 2=4kI 即U 1=4k 2I 则U =U 1+4IR 1=4k 2I +12I ②由①②得k =3解法三：等效负载电阻法设原副线圈匝数比为k S 断开时等效负载电阻为R =k 2(R 2+R 3)=4k 2则U =I (R +R 1)=5k 2I +2I ①S 闭合时等效负载电阻为R =k 2R 2=k 2则U =4I (R +R 1)=4k 2I +12I ②①②得k =3二、实战应用(应用技巧解题，提供解析仅供参考)1我国是全球唯一掌握超特高压直流输电技术的国家。
高中物理选择性必修件交变电流四值与理想变压器的动态分析
数据记录和处理方法
数据记录
在实验过程中，应详细记录输入电压、输出电压、输出电流以及负载电阻的数值。建议使用表格形式 进行记录，以便后续数据处理和分析。
数据处理
通过对实验数据的整理和分析，可以得出交变电流四值与理想变压器的关系。具体处理方法包括计算 平均值、绘制图表等，以便更直观地展示实验结果。同时，还可以通过对比实验数据与理论预测值， 验证实验结果的准确性和可靠性。
课程目标
通过本课程的学习，学生应能掌握交变电流的基本概念和性质，理解理想变压器的工作原理和 特性，能够运用所学知识分析解决简单的实际问题，培养物理学科的核心素养。
交变电流与理想变压器概述
交变电流
大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交变电流，简称交流(AC)。通常的交 流是按正弦规律或余弦规律变化的，其有效值为定值。
电流与匝数成反比
在理想变压器中，当磁通量守恒时，原、副线圈中的电流与 其匝数成反比，即I1/I2=N2/N1。
功率传输特性
输入功率等于输出功率
在理想变压器中，假设没有能量损耗，因此输入功率等于输出功率，即P1=P2。
电压、电流与功率的关系
根据功率公式P=UI，结合电压、电流与匝数的关系，可以得出原、副线圈中的功率与其匝数的平方成反比，即 P1/P2=(N2/N1)²。
有效值
定义
与交变电流热效应相等的恒定电流的值，用大写字母U或I表示，对应电动势有 效值为U，电流有效值为I。
表达式
U=Um/√2或I=Im/√2，其中Um和Im分别为电动势和电流的最大值。对于正弦 式交流电，有效值等于最大值的√2/2倍。
平均值
定义
交变电流在一个周期内通过某横截面 的电量与该周期时间的比值，用大写 字母¯U或¯I表示，对应电动势平均值 为¯U，电流平均值为¯I。
高中物理电路问题动态分析
大， Ｓ两端 的 电压 Ｕ— Ｉ 总Ｒ ｓ变 大 ， 且 Ｒ越大， Ｒ Ｍ变 小 时， 对 回路 的 总电 阻变化 的影 响越 明显 ， 故 Ｃ正 确 ， Ｄ错 误 。
二、 变 压 器 电路 的 动态 分 析 １ ．匝数 比 不 变 的 情 况
ｒ Ｔ 一
（ １ ） Ｕ１ 不变 ， 根据 Ｉ ． Ｊ １ ＝ ： ， 输入 电压 决 定输 出电
Ｌ ２ 堙
下几个点 ： （ １ ） 熟练掌握 电路 的连接 ， 串、 并 联 电路 特点 和规律 以及欧姆定律等 电路分 析的必备知识 ， 必要 时可列表 进 行 比较 ， 以加强记忆 ； （ ２ ） ｉ Ｊ Ｉ Ｉ 练 时从 直流 到交 流 ， 先 掌握 直流 电路 的动 态 变化特点 和分析 程序 ， 继而推广到较 复杂 的交流 电路和 电磁感应 电路 ；
Ｈ ， 、 ，
出体外 ， 为 了及 时发现 ， 设 计 了一 种报警装置 ， 电路如 图 １ 所示 。Ｍ 是 贴 在针 口处 的传 感 器 ， 接 触 到 药液时其 电阻 Ｒ Ｍ发生变化 ， 导 致
嘧
甲 图 ２
９ ｓ ｉ ｎｌ ０ ０ｎ ｔ （ Ｖ）
、 ／ 丁
…
。
０
一
Ｐ 变化 ， Ｐ 一Ｕ１ ， Ｕ１ 不变 ， 故 发生变化 。
３ ． 分 析 变 压 器 动 态 问题 的 思路 程 序 可 表 示为
一 一
旦
等 一
决定
一
、
直 流 电 路 的 动 态 分 析
．
在进行 直流电路动态分析 时， 我们ห้องสมุดไป่ตู้ ： （ １ ） 确定 电路
高中物理动态电路解题技巧
高中物理动态电路解题技巧动态电路分析问题是电学中经常遇到的一种典型题目，各类考试中也经常出现这类考题。
对于动态电路，我们往往采用闭合电路欧姆定律进行分析求解。
首先简单地归纳一下引起电路动态变化的几种情况，其中最重要的是滑动变阻器（或电阻箱）改变电路中的总电阻。
一、解答此类直流电路动态分析的一般思路：1、电路中无论是在串联电路中还是在并联电路中，只要有一个电阻的阻值变大，整个电路的总电阻也必变大；一个电阻的阻值变小，整个电路的总电阻也必变小。
2、由总电阻的变化，通过公式rR E I +=和U ＝E －Ir ，可以判断路端电压和干路电流的变化情况。
3、由干路电流和路端电压的变化，进一步判定电阻不变的支路的电流、电压的变化。
4、再进一步判定含有变化电阻部分的电流、电压的变化。
如变化部分是在并联回路中，则仍应先判定固定电阻部分的电流、电压；最后确定变化电阻上的电流、电压的变化。
例1：图1中变阻器的滑片P 向下移动时，各电表的示数怎样变化? 分析：当P 向下滑动时，电阻R 2接入电路的阻值变大，总电阻随之变大，根据↑+↓=)(r R E I 可知，电路中的总电流变小，则A 3示数变小；进而根据Ｕ端↑＝Ｅ－Ｉ↓ｒ可知，路端电压变大，即V 1示数变大；根据33R I U ↓↓=可知，V 3示数变小；根据↓-↑↑=312U U U 可知，V 2示数变大；根据121R U I ↑↑=可知，A 1示数变大；根据↑-↓↓=12I I I 可知，A 2示数变小。
归纳起来，A 2、A 3、V 3示数变小，V 1、V 2、A 1示数变大。
（本题中，为了分析表达的简洁，我们约定一套符号：“⇒”表示引起电路变化；“↑”表示物理量增大或电表示数增大；“↓”表示物理量减小或电表示数减小。
）这一过程分析，环环相扣，需要做题者首先要对电路结构了如指掌，其次要对闭合电路欧姆定律运用娴熟，此外还要有清醒的大脑。
解题时，注意力要高度集中，稍有疏乎，就会前功尽弃，满盘皆输。
2025高考物理 交变电流的四值的计算 变压器动态分析 远距离输电动态分析
2025高考物理 交变电流的四值的计算 变压器动态分析远距离输电动态分析一、多选题1．面积为S 、阻值为R 的金属框放置在匀强磁场中，磁场方向与金属框平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律B ＝B 0sin ωt ，则 A ．金属框中产生的电动势的最大值为B 0Sω B ．金属框中电流的有效值为0B S RωC ．在一个周期内金属框产生的焦耳热为22B S R ωD ．在第一个14周期内流过某截面的电荷量为0B S R二、单选题2．某气体放电管，两接线柱间的电压超过开始放电发光，随后电压降至500V 时才熄灭。
现把气体放电管接到正弦交流电源两端，电源输出电压峰值为1000V ，频率为50Hz 。
则在1小时内放电管实际发光的时间为（ ） A ．600sB ．1500sC ．1800sD ．2100s3．如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R 的滑动变阻器和阻值为R 的定值电阻。
在变阻器滑片从a 端向b 端缓慢移动的过程中（ ）A ．电流表A 1示数减小B ．电流表A 2示数增大C ．原线圈输入功率先增大后减小D ．定值电阻R 消耗的功率先减小后增大4．在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的正弦交流电，下列分析正确的是（ ）A ．只将开关S 1从2拨向1，电流表A 的示数变小B ．只将开关S 1从2拨向1，副线圈两端的电压不变C ．只将开关S 2从4拨向3，R 1和R 2消耗的总功率变大D ．只将开关S 3从闭合改为断开，变压器的输入功率变小5．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为12:n n ，输入端C 、D 接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L 1、L 2的阻值始终与定值电阻0R 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 ．L 1先变暗后变亮，L 2一直变亮B ．L 1先变亮后变暗，L 2一直变亮C ．L 1先变暗后变亮，L 2先变亮后变暗D ．L 1先变亮后变暗，L 2先变亮后变暗6．如图所示的电路中，M 、N 端接电压有效值恒定的正弦交流电源，理想变压器的原副线圈分别与定值电阻相连，电表均为理想电表，将变压器副线圈滑片缓慢向下移动，在此过程中，以下说法正确的是（ ）A ．电流表1A 示数减小B ．电压表1V 示数增大C ．电阻1R 功率减小D ．正弦交流电源输出功率增大三、多选题7．如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原、副线圈匝数比为n 1∶n 2，电压表和电流表均为理想电表，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器，当滑片向左滑动时，电压表V 1、V 2、电流表A 1、A 2的示数变化分别为1U ∆、2U ∆、1I ∆、2I ∆表示，则下列关系一定正确的是（ ）A ．111U R I ∆=∆ B ．222U R I ∆=∆∆ C ．221122U n R I n ⎛⎫∆= ⎪∆⎝⎭ D ．222121U n R I n ⎛⎫∆= ⎪∆⎝⎭四、单选题8．如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P 1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。
高考物理高频考点精选分类解析 考点 变压器交流动态电路
避躲市安闲阳光实验学校最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点44 变压器交流动态电路【考点知识方法解读】变压器交流动态电路主要有两种情况：一是负载电阻不变，原副线圈电压、电流、功率随匝数比变化而变化；二是匝数比不变，原副线圈电压、电流、功率随负载变化而变化。
解决变压器交流动态电路问题首先要明确变量之间的相互制约关系。
在理想变压器中，负线圈的输出电压U2由原线圈的输入电压U1和匝数比决定，与负载电阻无关，即输入电压U1决定输出电压U2；在原线圈输入电压U1和匝数比确定的情况下，原线圈的输入电流由副线圈输出电流决定，副线圈输出电流由负载确定，即负载决定输入电流；变压器输入功率由输出功率确定，即输出功率决定输入功率。
分析变压器交流动态电路的思路是：由输入电压和匝数比得出输出电压，由输出电压和负载得出输出电流，最后由输出功率得出输入功率。
1. （2012·福建理综）如图，理想变压器原线圈输入电压u=U m sinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。
V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2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表示电流的瞬间值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U1不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小1.【答案】：C 【解析】：理想交流电流表示数I1和I2表示电流的有效值，理想交流电压表示数U1和U2表示电压的有效值，选项AB错误；滑片P向下滑动过程中，U1不变、I2变大，I1变大，选项C正确D错误。
2（2011山东理综卷）为保证用户电压稳定在220V，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A、u2=1902sin(50πt)VB 、u 2=1902sin(100πt)VC、为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移D、为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移3（2011福建理综）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。
高考物理动态电路分析(2021年整理)
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电路的动态分析直流电流分析思路1 (多选）（2015·长沙四校联考）如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是（）A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大B．电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大D．电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小2．(多选） (2015·湖北省公安县模拟考试)如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表。
当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是( ）A．P向a移动，V1示数增大、V2的示数减小B．P向b移动，V1示数增大、V2的示数减小C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值D．P向b移动,V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值3．（多选)如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r，R0＝r,滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动,则在此过程中(A．电压表V1的示数一直增大B．电压表V2的示数先增大后减小C．电源的总功率先减小后增大D．电源的输出功率先减小后增大含电容器的电路解决含电容器的直流电路问题的一般方法（1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程。
等效法解决含理想变压器的交流电路动态变化问题
等效法解决含理想变压器的交流电路动态变化问题梁继华(宿州市第三中学ꎬ安徽宿州２３４０００)摘㊀要:常见的含有理想变压器的交流电路动态分析问题一般有两种:一是匝数比不变负载电阻发生变化的情况ꎬ二是负载电阻不变而匝数比变化的情况.学生在解决此类问题时ꎬ通常思路是根据电压与匝数㊁电流与匝数之间的关系ꎬ再结合电路动态变化综合求解.这种做法往往过程很繁琐复杂ꎬ而且运算量也很大ꎬ学生在短时间内很难得出正确结果.如若能采用等效电源法和等效电阻法处理这类问题可能会使问题更加简单明了.关键词:理想变压器ꎻ等效电源ꎻ等效电阻ꎻ动态分析中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２４)０１－０１１２－０３收稿日期:２０２３－１０－０５作者简介:梁继华(１９７４－)ꎬ男ꎬ安徽省宿州人ꎬ研究生ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中物理教学研究.㊀㊀电路的动态分析是近几年高考重点考查内容之一ꎬ也是学生解题感到非常棘手的问题ꎬ对于含有理想变压器的动态分析常使学生感到更加困惑[１].常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种:一是匝数比不变的情况ꎬ二是负载电阻不变的情况[２].学生在解决此类问题时ꎬ通常思路是根据电压与匝数㊁电流与匝数之间的关系ꎬ再结合电路动态变化综合求解.这种做法过程复杂ꎬ运算量也很大ꎬ学生在短时间内很难得出正确结果[３].如若能采用等效电源和等效电阻的方法去处理这类问题可能会使问题更加简单明了[４].１含理想变压器交流电路等效电源法设原副线圈电压㊁电流㊁匝数分别为Ｕ１㊁Ｕ２㊁Ｉ１㊁Ｉ２㊁ｎ１㊁ｎ２其中ｎ１ｎ２＝ｋꎬ如图１.根据理想变压器对应规律:ｕ１ｕ２＝ｎ１ｎ２＝ｋ㊀Ｉ１Ｉ２＝ｎ２ｎ１＝１ｋ㊀Ｕ１＝ｋＵ２㊀Ｉ１＝１ｋＩ２由闭合电路欧姆定律:Ｕ＝Ｕ１＋Ｉ１Ｒ图１㊀电路示意图㊀㊀㊀㊀㊀图２㊀等效电源示意图联立整理得出:Ｕ２＝Ｕｋ－Ｉ２(１ｋ２)Ｒ等效电路图如图２ꎬ由闭合电路欧姆定律:Ｕ２＝Ｅ－Ｉ２ｒ由此可知ꎬ等效电源ꎬ等效电阻分别为:Ｅ＝１ｋＵ㊀ｒ＝１ｋ２Ｒ２含理想变压器交流电路等效电阻法如图３.设原副线圈电压㊁电流㊁匝数分别为Ｕ１㊁２１１Ｕ２㊁Ｉ１㊁Ｉ２㊁ｎ１㊁ｎ２ꎬ其中ｎ１ｎ２＝ｋ.根据理想变压器对应规律:Ｉ１Ｉ２＝１ｋ㊀Ｕ１Ｕ２＝ｋＩ＝Ｉｒ＋Ｕ１＝Ｉｒ＋Ｉｋ２Ｒ图３㊀电路示意图㊀㊀㊀㊀图４㊀等效电阻示意图等效电路图如图４.显然ꎬ等效电阻为Ｒ＝Ｋ２Ｒ３等效电源等效电阻法具体运用３.１匝数比不变的动态变化例１㊀如图５是给用户供电的电路示意图ꎬＲ１㊁Ｒ０表示变压器前后两侧的输电线的总电阻ꎬ假设用户端为纯电阻用电器ꎬ总电阻为Ｒ.若变压器视为理想变压器ꎬＵ恒定ꎬ电表视为理想电表ꎬ当用户使用的用电器数量增加时ꎬ下列说法正确的是(㊀㊀).Ａ.用户总电阻变大Ｂ.电压表示数Ｖ１Ｖ２增大Ｃ.电流表Ａ１示数减小Ｄ.用电器Ｒ两端电压降低图５㊀例１题图解析㊀当用户电器数量增多时即负载并联支路增多ꎬ变压器副线圈连接负载总电阻Ｒᶄ减小ꎻ两电压表示数之比等于变压器匝数之比ꎻ显然ＡＢ选项明显错误.对于Ｃ选项学生很难应对.由于负载总电阻Ｒᶄ减小ꎬ导致Ｉ２增大ꎬ由Ｉ１＝ｎ２ｎ１Ｉ２可知Ｉ１增大ꎬＲ１分担电压增大ꎬ电压表Ｖ１示数减小ꎬ电压表Ｖ２示数减小.导致结果是负载总电阻Ｒᶄ减小ꎬ电压表Ｖ２示数减小ꎬＩ２未必增大这样一个矛盾环节.同时Ｄ选项也变得很难确定了.为了解决这个问题ꎬ如若能采用等效电源法ꎬ这个问题便可迎刃而解.等效电路如图６ꎬ设原副线圈匝数比为:ｎ１ｎ２＝ｋ等效电源㊁等效电阻分别为:Ｅ＝１ｋＵ㊀ｒ＝１ｋ２Ｒ１图６㊀等效电源示意图由闭合电路欧姆定律:Ｉ２＝Ｅｒ＋Ｒ０＋Ｒ当Ｒ减小时ꎬＩ２增大ꎻ再由Ｕ２＝Ｅ－Ｉ２ｒ可知电压表示数ｕ２变小.３.２匝数比变化的动态变化例２㊀如图７所示ꎬ理想变压器原㊁副线圈分别与一个电阻Ｒ连接ꎬ原线圈匝数ｎ１通过移动滑片Ｐ来改变ꎬ副线圈匝数ｎ２固定ꎬ当滑片Ｐ滑到原线圈最高点时ｎ１>ｎ２.已知电压表和电流表均为理想电表ꎬ交流电源的电压瞬时值表达式为ｕ＝２２０２ｓｉｎ１００πｔ(Ｖ).下列说法中正确的是(㊀㊀).图７㊀例２题图Ａ.当ｎ１ʒｎ２＝２ʒ１时ꎬ电压表的示数为１１０ＶＢ.当ｎ１ʒｎ２＝１ʒ１时ꎬ电压表的示数为１１０ＶＣ.当滑片Ｐ从最高点向下移动时ꎬ电压表的示数将先变大后变小Ｄ.当滑片Ｐ从最高点向下移动时ꎬ电压表的示３１１数将一直变大解析㊀(１)对于ＡＢ选项用等效电源法求解:依题:Ｕ０＝２２０Ｖꎬ设ｎ１ｎ２＝ｋ等效电源电动势Ｅ＝１ｋＵ等效电源内阻ｒ＝１ｋ２Ｒ１等效电路如图８:图８㊀等效电源示意图Ｉ＝Ｅｒ＋Ｒ㊀Ｕ＝ＩＲ＝ＥＲｒ＋Ｒ整理得出:Ｕ＝ｋＵ０１＋ｋ２当Ｋ＝２时则Ｕ＝４５Ｕ０＝１７６Ｖ当Ｋ＝１时则有Ｕ＝１２Ｕ０＝１１０Ｖ故Ａ错Ｂ对.对于Ｃ㊁Ｄ两个选项:由公式Ｕ＝Ｕ０ｋ＋１ｋꎬ可知:当ｋ＝１时ꎬＵ有最大值.故当滑片Ｐ从最高点向下移动时ꎬｋ的值由大于１到等于１再到小于１的变化ꎬ故电压表示数将先变大后变小ꎬ故Ｃ对Ｄ错.３.３两种等效法在高考解题中具体呈现例３㊀(２０２２湖南卷)如图９ꎬ理想变压器原㊁副线圈总匝数相同ꎬ滑动触头Ｐ１初始位置在副线圈正中间ꎬ输入端接入电压有效值恒定的交变电源.定值电阻Ｒ１的阻值为Ｒꎬ滑动变阻器Ｒ２的最大阻值为９Ｒꎬ滑片Ｐ２初始位置在最右端.理想电压表Ｖ的示数为Ｕꎬ理想电流表Ａ的示数为Ｉ.下列说法正确的是(㊀㊀).Ａ.保持Ｐ１位置不变ꎬＰ２向左缓慢滑动的过程图９㊀例３题图中ꎬＩ减小ꎬＵ不变Ｂ.保持Ｐ１位置不变ꎬＰ２向左缓慢滑动的过程中ꎬＲ１消耗的功率增大Ｃ.保持Ｐ２位置不变ꎬＰ１向下缓慢滑动的过程中ꎬＩ减小ꎬＵ增大Ｄ.保持Ｐ２位置不变ꎬＰ１向下缓慢滑动的过程中ꎬＲ１消耗的功率减小答案:Ｂ.４结束语总之ꎬ对于含有理想变压器的交流电路两种状况的动态分析ꎬ一直是学生感觉非常困惑的问题.通过以上例题的对照分析ꎬ很容易发现常规解法过程过于繁琐复杂ꎬ而且较容易出错.而用等效电源法和等效电阻法在处理此类问题具有很大的优越性ꎬ不仅能使问题简化ꎬ而且运算量减小ꎬ准确率高.运用等效思维不仅是处理物理问题一种有效方式ꎬ还是解决物理问题的一种有效捷径.参考文献:[１]周蓉ꎬ陈峰ꎬ严晨雪ꎬ等.戴维南定理在交流电路中的分析[Ｊ].电子制作ꎬ２０１９(１３):５８－６０ꎬ４４.[２]段石峰.两种等效法解决含理想变压器的交流电路问题[Ｊ].物理教学ꎬ２０２３ꎬ４５(０１):５６－５９.[３]吕俊君. 等效负载法 与 等效电源法 解决变压器问题的优越性[Ｊ].物理教学ꎬ２０２１ꎬ４３(０９):４９－５２.[４]黄尚波.含理想变压器交流电路的两种等效方法[Ｊ].物理通报ꎬ２０１５(０８):５１－５３.[责任编辑:李㊀璟]４１１。
动态电路分析
动态电路分析一、高考信息动态电路分析是欧姆定律的具体应用，每年高考必考的题型，一般考选择题和电路综合性题二、重难点、易错点、易混点重点和难点：串并联电路的规律、欧姆定律综合应用能力是动态分析的重难点易错点：混联电路易混点：部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律的应用三、动态电路分析方法电路发生动态变化的原因是由于电路中滑动变阻器触头位置的变化，引起电路的电阻发生改变，从而引起电路中各物理量的变化，在此将动态电路的分析方法介绍如下。
1、程序法根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析。
基本思路是：“部分—整体—部分”，即从阻值变化的部分如手，由串并联电路规律判知的变化情况，再由欧姆定律判知和的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律得知个部分物理量的变化情况，一般思路是：1确定电路的外电阻如何变化。
2根据闭合电路的欧姆定律确定电路的总电流如何变化。
（利用电动势不变）3由确定电源内电压如何变化。
（利用r不变）4由确定电源的外电压如何变化。
5由部分电路的欧姆定律确定干路上某定值电阻两端电压如何变化。
6由部分电路和整体的串并联规律确定支路两端电压如何变化及通过各支路电路如何变化。
2、图像法电路发生动态变化时，其电路图可等效为如图（1）所示，根据闭合电路的欧姆定律得到 ,其图像如图（2）中的a，根据部分电路的欧姆定律可知，其导体的U—I图像如（2）中b，在电源确定的电路中，由图（2）得，当电阻R增大时（即图中的角度变大），通过R的电流减小，R两端的电压变大，当电阻R减小时（即图中的角度变小），其电流增大，电压减小。
3、“串反并同”法所谓“串反”，即某一电阻增大（减小）时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都减小（增大）。
所谓“并同”，即某一电阻增大（减小）时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都增大（减小）。
但须注意的前提有两点：1电路中电源内阻不能忽略；2滑动变阻器必须是限流接法。
4、极限法即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端讨论。
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高考题精解分析：43变压器交流动态电路
高频考点：变压器交流动态电路
动态发布：2011山东理综卷第20题、2011福建理综第15题、2010全国理综2第19题、2010天津理综物理第7题、2010山东理综第19题
命题规律：变压器交流动态电路是高考考查的重点和热点，考查变压器交流动态电路为选择题，难度中等。
命题分析
考查方式变压器交流动态电路
【命题分析】变压器交流动态电路主要有两种情况：一是负载电阻不变，原副线圈电压、电流、功率随匝数比变化而变化；二是匝数比不变，原副线圈电压、电流、功率随负载变化而变化。
解决变压器交流动态电路问题首先要明确变量之间的相互制约关系。
在理想变压器中，负线圈的输出电压U2由原线圈的输入电压U1和匝数比决定，与负载电阻无关，即输入电压U1决定输出电压U2；在原线圈输入电压U1和匝数比确定的情况下，原线圈的输入电流由副线圈输出电流决定，副线圈输出电流由负载确定，即负载决定输入电流；变压器输入功率由输出功率确定，即输出功率决定输入功率。
分析变压器交流动态电路的思路是：由输入电压和匝数比得出输出电压，由输出电压和负载得出输出电流，最后由输出功率得出输入功率。
考查变压器交流动态电路的试题难度中等。
例1（2011山东理综卷第20题）为保证用户电压稳定在220V，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
A、u2πt)V
B、u2πt)V
C、为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移
D、为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移
【解析】：由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02s，所以u2πt)V，选项B正确A错误；为使用户电压稳定在220V，由变压器变压公式可知应减小变压器原线圈
匝数，应将P适当上移，选项C错误D正确。
【答案】：BD
【点评】此题通过变电所适时进行调压稳定用户电压，考查交变电流的图象、表达式、变压公式等知识点。
解析由输入电压u随时间t的变化关系图象可知，交变电流周期为0.02s，输入电压u的表达式
π)V，选项A错误；只断开S1后，L1、L2均不能发光，选项B错误；只断开S2后，灯泡L1、L2串联后接入电路，变压器输出电流减小，原线圈的输入功率减小，选项C错误；若S1换接到2后，变压器输出电压U=4V，R中电流为I=0.2A，R消耗的电功率为P=UI=0.8W，选项D正确。
【答案】：D
【点评】：此题考查变压器和电路动态变化等知识点。
例3(2010全国理综2第19题)图5中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。
现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。
用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压， N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值）。
下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是
【解析】副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，说明副线圈的匝数n 2在均匀增大，n 2=kt 。
由变压器的变压公式2211
U n U n =，得21U U kt n =，即U 2随时间t 均匀增大，选项C 正确。
灯泡两端的电压由零逐渐增大时，其灯泡电阻增大，其流过灯泡的电流I 2随时间变化趋势图象B 正确。
灯泡消耗的电功率P= U 2 I 2，随时间增大，但一定不是均匀增大，选项D 错误。
；根据理想变压器输入功率等于输出功率，流过原线圈的电流I 1增大，选项A 错误。
【答案】BC
【点评】此题考查理想变压器、灯泡的伏安特曲线、图象等知识点。
例4．（2010天津理综物理第7题）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L 1、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A 2，导线电阻不计，如图所示。
当开关S 闭合后
A ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值不变
B ．A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值变大
C ．V 2示数变小，V 1与V 2示数的比值变大
D ． V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变
【解析】当开关S 闭合后接入理想变压器副线圈中灯泡数目增加，副线圈输出电流增大，理想交流电流表A 2增大，根据变压器输入功率与输出功率的关系可知输入功率增大，理想交流电流表A 1示数增大。
由于输入电压不变，变压器输出电压不变，理想交流电压表V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变，选项D 正确C 错误。
由U 1I 1=U 2I 2可知，A 1与A 2示数的比值不变，选项A 正确B 错误。
【答案】AD
【点评】此题考查变压器和交流动态电路。
例5．（2010山东理综第19题）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头。
下列说法正确的是。