变压器动态分析

合集下载

例谈电容器和变压器的动态分析

／Ｒ随之也增大。又Ｐ一Ｐ，且Ｐ一ＪＵ，从而增
间距离减小时，由Ｅ：Ｕ／可知，Ｅ增大，角也应增大。
ｎ
开关Ｓ断开时，电容器两板所带电荷量一定，由Ｃ一ＴＴ —
Ｕ
大，选项Ａ正确；Ｓ由ｂ合到ｎ时，与上述情况相反，Ｐ将减少，选项Ｂ正确；Ｐ上滑时，Ｒ增大，Ｐ一／Ｒ减
小，又Ｐ＝＝＝Ｐ且Ｐ＝＝＝，Ｕ，因而减小，选项Ｃ错误；
及Ｅ一
‘ 士丁【Ｋ“
可知Ｅ一塑与ｄ无关，无论两极板是
￡
Ｕ增大，由一可知，Ｕｚ增大，ｚ一，ｚ随之增大，由／。一／可知，也增大，选项Ｄ正确，即本题正确选项为Ａ、Ｂ、Ｄ。（责任编辑易志毅）
定，即Ｉ一
（副制原）。（３）负载制约： ①副线圈的输
出功率Ｐ由用户负载决定Ｐ。一Ｐ负＋Ｐ负。 …… ； ② 副线
圈中的电流由用户负载及电压Ｕ２确定，即Ｉ一筹。Ｄ
Ｕ９
号ｕ一；ｕ ② 平行板电容器电容的决定式ｃ一Ｌ士ｎＫ ¨ 或ｃ。Ｃ
Ｅ的变化。保持开关Ｓ闭合，两板正对面积的变化仅改变电器的电容（减小）和带电量（减少），加在板间的电压不变，板间距不变，． ‘ ．场强Ｅ不变，故０角不变；当两板
变压器，Ｓ为单刀双掷开关，Ｐ为滑

关于理想变压器的动态分析问题

圈的输出电压与Ｒ．上电压之差，即Ｕ＝Ｕ２－Ｉ，Ｒ。由于合上Ｓ后，Ｉ增大，Ｒ．不变，Ｕ，不变，由Ｕ＝Ｕ，一Ｉ，Ｒ．可知Ｕ并减小，即电压表Ｖ，的示数变小，所以选项Ｄ错。
Ｕ和匝数比共同决定，与负载电阻无关，即Ｕ．，：ｎ，Ｕ，／ｎ，（原制约副）。２．电流制约关系：在原副线圈匝数ｔｅｎ．：ｎ，和输入电压Ｕ确定的情况下，原线圈的输入电流Ｉ是由输出电流Ｉ，和匝数ｔｅｎ，：ｎ，决定，即Ｉ＝ｎ，Ｉ，，ｎ，（副制约原）。
例２：如图所示，有一理想变压器。原线圈接在电压一定的正弦交流电源上，副线圈电路中接入三个电阻Ｒ、Ｒ，、Ｒ，，各交
流电表的内阻对电路的影响不计，当开关Ｓ闭合时，各电表的示数变化情况是（）
匝数比的变化而变化的情况；（２）负载变化，匝数ｔｅｎ：ｎ．不变，电流Ｉ或电压Ｕ随负载电阻Ｒ的变化而变化的情况。无论同学们遇到哪种情况，处理此类问题的关键都是：第一．分清变量和不变量；第二．弄清楚理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系，即谁决定谁。１．电压制约关系：在理想变压器中．副线圈的端电压Ｕ由

热点10 理想变压器和远距离输电物理模型(解析版)-高考物理重点难点热点专题汇总

1.高考中交流电路部分主要考查交变电流的产生和描述、交流电有效值、变压器的规律及动态分析、远距离输电等知识点。

对理想变压器问题应该从电磁感应的本质、电压比、电流比和能量的观点几个方面正确理解。

远距离输电问题应该分段分析，注意各段电压、电流、功率的关系。

掌握输送电过程中功率损失和电压损失。

2.理想变压器和远距离输电问题有时也和电磁感应一起考查，熟练应用法拉第电磁感应定律、楞次定律判断感应电动势、感应电流的方向。

一.理想变压器基本模型（1）理想变压器的构造、作用、原理及特征。

构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。

作用：在办理送电能的过程中改变电压。

原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。

（2）理想变压器的理想化条件及规律如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U 1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∆∆=∆∆=222111,φεφεn t n 忽略原、副线圈内阻，有2211,εε==U U 。

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有21φφ∆=∆。

由此便可得理想变压器的电压变化规律为2121n n U U =。

在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有21P P =，而111U I P =，222U I P =。

于是又得理想变压器的电流变化规律为1221n n I I =。

由此可见：①理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因素的差别）。

②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。

高中物理理想变压器的基本规律及各个物理量的决定关系

高中物理理想变压器的基本规律及各个物理量的决定关系二、各个物理量的决定关系1、由，可知U1决定U2，即原线圈两端的电压决定副线圈两端的电压；2、由，可知I2决定I1，即副线圈中的电流决定原线圈中的电流；3、由P入=P出可知，P出决定P入，即副线圈中的功率决定原线圈中的功率，且功率按需分配.三、典型问题和方法1、理想变压器基本公式的应用例1、如图1所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器. 若已知甲的变压比为500：1，乙的变流比为200：1，并且已知加在电压表两端的电压为220V，通过电流表的电流为5A，则输电线的输送功率为（）A.B.C.D.分析：理想变压器是利用互感的原理工作的，只能改变交变电流的电压和电流。

且遵循如下规律：电压与匝数成正比，即；当原、副线圈“一一对应”时，有解析：根据理想变压器的原、副线圈电压比可知，输电线上的电压. 再根据理想变压器的原、副线圈电流比可知，输电线上的电流. 由功率公式得. 故选项D正确.2、多个副线圈的变压器问题例2、如图2所示，理想变压器的原线圈匝数n1=1000匝，副线圈有两个线圈，匝数分别为n2=500匝，n3=200匝，并分别接一个阻值为R=55Ω的电阻，在原线圈1两端接U1=220V的交流电压时，求：（1）两副线圈输出的电功率之比= ；（2）原线圈中的电流I1= A.分析：对于两个以上的副线圈的理想变压器，电压与匝数成正比是成立的，而电流与匝数成反比的规律不成立. 但在任何情况下电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出求解.对于理想变压器，已知n1、n2、n3以及U1可由，分别求出U2和U3. 再根据，求出. 又依据欧姆定律可求出I2和I3，最后由，可求得I1。

解析：（1）对两个副线圈有所以，又，所以.（2）根据欧姆定律得对于有多个副线圈的理想变压器有解得3、理想变压器的动态分析例3、供电系统由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图3所示，图中R0表示输电线的电阻. 滑动触头P置于a处时，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（）A. 当发电机输出的电压发生波动使电压表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电压表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. 如果电压表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. 如果电压表V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑分析：理想变压器动态分析大致有两类情形：（1）负载不变，原、副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，功率P入、P出随匝数比变化而变化；（2）匝数比不变，上述各物理量随负载电阻的变化而变化.共同策略：①根据题意弄清变量和不变量；②弄清变压器动态变化的决定关系.分析时，关键是看到理想变压器变化的本质：（1）当发电机输出的电压发生波动使电压表V1示数小于正常值时，意味着U1变小；（2）如果U1不变，当用电器增加时，实质就是负载电阻减小.解析：当发电机输出的电压发生波动使电压表V1示数小于正常值，用电器不变时，由可知，当U1变小，n2应变大，则选项A正确；如果电压表V1示数保持正常值不变，由可知，当U1不变，假设n2保持不变，那么当用电器增加时，副线圈中的总电阻将减小，则副线圈中的电流增大，而R0分担的电压将增大，用电器上分得的电压必然减小. 所以，为了确保用电器正常工作，滑动触头P应向上滑，则选项C正确.本题正确选项为AC.-。

变压器-高二物理课件(2019人教版选择性必修第二册)

也会偏小;C对.

若将载流导线在铁芯上绕n0匝,由I= 0 0知,当n0>1时I值将偏大,D错。

【例6】（多选）某电磁感应式无线充电系统原理如图所示，当下方送电线圈两端
啊a、b接上220V的正弦交变电流后，会在上方临近的受电线圈中产生感应电流，
从而实现充电器与用电装置间的能量传递。若该装置等效为一个无漏磁的理想变
圈消耗的电功率变小，理想变压器原副线圈功率相等，原线圈输入功率减小，所以 C 选项错误:
D.P、Q都不动，副线圈两端电压不变，新开开关，副线圈中总电阻增大，总电流减小，所以变压
器的输入电流也要减小，所以 D 选项正确。故选 BD.
2.互感器
U1 n1
U2＝n2
V
电压互感器
I1n1＝I2n2
A
并联降压
形的铁芯上，P是可移动的滑动触头。AB间接交流电压U，输出端接通了两个相同
的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头，当开关S闭合，P处于图示的位置时，
两灯均能发光。下列说法正确的是（
）A. 图中自耦变压器是升压变压器
B. Q不动，将P沿逆时针方向移动，L1将变亮C. P不动，将Q向右移动，变压器的
量的电压为副线圈两端的电压,原、副线圈匝数不变,输入电压不变,故 V2示数不变,V3示数为 V2示数减
去 R0两端电压,两线圈中电流增大,易知R0两端电压升高,故V3示数减小，选项B错误;理想变压器
U1I1=U2I2，则U1ΔI1 =U₂ΔI2，ΔI2>ΔI1 ，故U2<U1,变压器为降压变压器,选项C错误;因I增大,故知R减小,变
D.若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变小
解析：钳形电流测量仪实质是一个电流互感器,依据电磁感应原理工

变压器工作原理动态图分析

变压器工作原理动态图分析
以下是变压器工作原理的动态图分析：
一个变压器主要由两个线圈组成，一个是高压线圈，另一个是低压线圈。

高压线圈和低压线圈之间是一个铁芯，通常由高导磁性的材料制成，如铁。

变压器的工作基于法拉第电磁感应定律。

当有交流电流通过高压线圈时，强磁场就会产生在铁芯和低压线圈中。

这个强磁场随着电流的方向不断变化。

当高压线圈通电时，磁力线从高压线圈传导到铁芯，然后再传导到低压线圈。

在低压线圈中，由于电流方向与高压线圈不同，磁场的方向也会相应地改变。

根据法拉第电磁感应定律，当磁场通过线圈时，会在线圈中产生感应电动势。

因此，在低压线圈中，由于磁场的变化，会产生一个与高压线圈电动势相同的电动势。

这样，通过变压器的低压线圈就会得到一个降低的电压。

另一方面，由于变压器的高压线圈具有较大的绕组数，高压线圈中产生的磁场也更强。

因此，通过高压线圈的电动势会比低压线圈中的电动势高得多。

这样，通过一个交流电源的高压线圈，就可以得到一个电压较低的输出。

这使得变压器成为电能输送和转换中非常重要的设备之一。

总结来说，变压器的工作原理是通过电流在线圈中产生的磁场，以及磁场的变化引起的电动势，来实现电压的变换。

变压器的动态变化分析

理想变压器的动态分析1.匝数比不变的情况如图10-2-6所示：图10-2-6(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2知，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2也不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化．(3)I 2变化引起P 2变化，P 1＝P 2，故P 1发生变化，输出功率P 2决定输入功率P 1.2．负载电阻不变的情况如图10-2-7所示：图10-2-7(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化． (2)R 不变，U 2改变，故I 2发生变化．(3)根据P 2＝U 22R ，P 2发生变化，再根据P 1＝P 2，故P 1变化，P 1＝U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化．3．分析动态问题的思路程序3．(多选)(2014·广东高考)如图10-2-19所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合电键S ，下列说法正确的是( )图10-2-19A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大【解析】由于理想变压器输入电压U 1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U 2也不变，灯L 亮度不随P 的滑动改变，故选项A 错误、选项B 正确．P 向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R 总减小，由I 2＝U 2R 总知，通过副线圈的电流I 2增大，输出功率P 2＝U 2I 2增大，再由I 1I 2＝n 2n 1知输入电流I 1也增大，故选项C 错误、D 正确．【答案】 BD。

专题45 变压器动态变化问题-2019高考物理一轮复习专题详解(解析版)

知识回顾1．理想变压器的基本规律 P 1＝P 2U 1U 2＝n 1n 2 I 1I 2＝n 2n 12．远距离输电回路1：发电机回路P 1＝I 1U 1回路2：输送电路I 2＝I 3＝I R ，U 2＝U 3＋U R ，P 2＝P R ＋P 3 回路3：输出电路I 4＝I 用，U 4＝U 用，P 4＝P 用规律方法1．理想变压器问题中的两个“弄清”(1)弄清变量和不变量．如原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量可随电路的变化而发生变化．(2)弄清动态变化过程中的决定关系，如U 2由U 1决定，P 1、I 1由P 2、I 2决定． 2．理想变压器问题的分析流程 (1)由U 1U 2＝n 1n 2分析U 2的情况； (2)由I 2＝U 2R分析I 2；(3)P 1＝P 2＝I 2U 2判断输入功率的情况； (4)由P 1＝I 1U 1分析I 1的变化情况．(5)对于一原线圈多副线圈，有U 1n 1＝U 2n 2＝…＝U nn nn 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…＋n n I n P 1＝P 2＋P 3＋P 4＋…＋P n 变压器动态变化分析方法(1)变压器动态分析常见的两种情况①负载不变，匝数比变化； ②匝数比不变，负载变化． (2)处理此类问题应注意三点 ①根据题意分清变量和不变量；②要弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入； ③动态分析顺序： a ．由U 1和n 1n 2决定U 2；b ．由负载电阻R 和U 2决定I 2；c ．由P 2＝U 2I 2，确定P 1；d ．由P 1＝U 1I 1，确定I 1. 例题分析【例1】 (2016年高考·江苏卷)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U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2.在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中( )A ．U 2>U 1，U 2降低B ．U 2>U 1，U 2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高【答案】 C【例2】 (多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A 、理想电压表V ，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L 、一个电吹风M ，输电线的等效电阻为R ，副线圈匝数可以通过调节滑片P 改变．S 断开时，灯泡L 正常发光，滑片P 位置不动，当S 闭合时，以下说法中正确的是( )A ．电压表读数增大B ．电流表读数减小C ．等效电阻R 两端电压增大D ．灯泡变暗【答案】CD【例3】 (多选)(2017年哈尔滨模拟)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化．若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R 阻值为100 Ω，则()A ．理想电压表读数为100 VB ．理想电流表读数为0.75 AC ．电阻R 消耗的电功率为56 WD ．电阻R 在100秒内产生的热量为5 625 J 【答案】 BD【解析】根据电流的热效应，一个周期内产生的热量：Q ＝U 2RT ＝2R×12T ＋5022R ×12T ，解得U ＝75 V ，A 错误；电流表读数I ＝UR ＝0.75 A ，B 正确；电阻R 消耗的电功率P ＝I 2R ＝56.25 W ，C 错误；在100秒内产生的热量Q ＝Pt ＝5 625 J ，D 正确．学科*网专题练习1．(多选)(2017年天津滨海新区联考)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝22T ，单匝矩形线圈面积S ＝1 m 2，电阻r ＝403Ω，绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接．电表为理想电表，两个完全相同的电灯泡，标称值为“20 V ,30 W”，且均正常发光，电流表A 1的示数为1.5 A ．则以下说法正确的是( )A ．电流表A 1、A 2的示数之比2∶1B ．理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1C ．线圈匀速转动的角速度ω＝120 rad/sD ．电压表的示数为40 2 V 【答案】：BC2．(多选)如图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原、副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW.下列说法中正确的有 ( )A ．用户端交流电的频率为50 HzB ．用户端电压为250 VC ．输电线中的电流为30 AD ．输电线路损耗功率为180 kW 【答案】：AC3.如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和R 1并联的D 为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A 、B 间加一正弦交流电u ＝202sin100πt (V)，则加在R 2上的电压有效值为( )A ．10 VB ．20 VC ．15 VD ．510 V【答案】：D【解析】：电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R 2上的电压等于输入电压值；电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大，可看作断路，R 2上的电压等于输入电压值的一半，因此可设加在R 2上的电压有效值为U ，根据电流的热效应，在一个周期内满足U 2R T ＝2R·T 2＋2R·T 2，解得U ＝510V ，选项D 正确．4．(多选)(2017年嘉兴模拟)如图所示，理想变压器与电阻R 、交流电压表V 、交流电流表A 按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝101，电阻R ＝10 Ω，图乙是R 两端电压U 随时间变化的图象，U m ＝102V.下列判断正确的是( )A ．电压表V 的读数为10 VB ．电流表A 的读数为210A C ．变压器的输入功率为10 WD ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝cos100πt (A) 【答案】：AC5．(2017年山东枣庄调研)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n 1与副线圈匝数n 2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，三个阻值均为20 Ω的电阻R 1、R 2、R 3和电容器C 构成的电路与副线圈相接，其中，电容器的击穿电压为8 V ，电压表V 为理想交流电表，开关S 处于断开状态，则( )A ．电压表V 的读数约为7.07 VB ．电流表A 的读数为0.05 AC ．电阻R 2上消耗的功率为2.5 WD．若闭合开关S，电容器会被击穿【答案】：AC6.如图所示，理想变压器的原线圈两端接高压交变电源，经降压后通过电阻为R的输电线接用电器，两块电表分别是交流电流表和交流电压表，原先开关是闭合的．今将S断开时，电流表和电压表的示数及输电导线上损失的功率变化情况是()A．增大，增大，增大B．减小，减小，减小C．增大，减小，减小D．减小，增大，减小【答案】D【解析】U1由高压交变电源决定，不变，根据＝可知，U2不变，当S断开时，负载电阻变大，副线圈中电流I2＝，I2变小；U损＝I2R线，U损变小．电压表读数U＝U2－U损，变大；P损＝I R线，变小．P入＝U1I1＝P出＝U2I2，P出变小，所以I1变小。

变压器电路动态分析流程

变压器电路动态分析流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!一、电路初始状态分析1.1 确定变压器的额定电压和额定功率，这可以通过查阅变压器的铭牌或技术参数获得。

新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电习题课交变电流“四值”与理想变压器的动态分析课件鲁科版选择性

2021
第3章
习题课:交变电流“四值”
与理想变压器的动态分析
课堂篇探究学习
问题一
交变电流“四值”
【情境探究】
如图所示,矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路。线
圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,转动的角速度
ω=100π rad/s。线圈的匝数N=100,边长ab=0.2 m、ad=0.4 m,电阻不计。
1 2
则副线圈的电流I2变大,根据 = 可知原线圈的电流变大,即电流表示数
2 1
变大,故D正确。
答案 D
3.小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电
动势与时间的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V,6 W”的小灯泡
连接形成闭合回路,不计电路的其他电阻。当线圈的转速为n=5 r/s时,小灯
动,产生的感应电流的最大值为Im,设灯泡的电阻为R,其他电阻不计。从如
图所示位置开始计时,则(
A.电路中电流的最大值
)
2
Im=
B.电路中电流的瞬时表达式为 i=Imsin ωt
m
C.电流表的读数为 2
m 2
D.灯泡的电功率为 2 R
解析感应电动势的最大值 Em=BL2ω,则电流的最大值
答案 D
解析变压器的输入电压U1不变,匝数比不变,根据
1 1
= 可知,变压器的输
2 2
出电压U2不变,而电压表测量的就是变压器的输出电压U2,故电压表的示数
不变,故C错误。开关闭合前后,灯泡L1的电压一直等于U2,故灯泡L1的电压
不变,则亮度不变,A、B错误。S闭合后,副线圈的总电阻减小,而电压不变,
rad/s,故电路中电流的瞬时值表达式为i=1.41sin 10πt A,选项C正确。

一、理想变压器的基本关系

1．如图所示，理想变压器原线圈连接的交流电源电压佾定，电表对电路的影响不计，其中 R2 为用 NTC 半导体热敏材料制成的传感器．当 R2 所在处出现火情时，各个交流电表示数的变化情况是( )
A． I1 变大，U 变大
B． I1 变大，U 不变
C． I2 变小，U 变小
D． I2 变大，U 不变
2．如图所示，变压器输入的交变电压
6．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，变压器原、副线圈的匝数比为，其中接在原、
副线圈中的三个灯泡、、完全相同，灯泡的额定电压为，额定功率为。通过调节滑动变阻器，恰好
可以使、两个灯泡正常发光，则下列说法正确的是（） A．交流电源的电压为 1.5U
B．滑动变阻器此时接入电路的阻值为 U 2 P
正确；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，滑动变阻器的电阻变大，电路的
总电阻变大，由于副线圈输出电压 U2 是由变压器决定的，所以电流表示数变小，电压表 V1 示数变大，故 C 正确；当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，理想变压器原、副线圈的匝数比变为 5∶1，副线圈输出电压 U2 变大，电流表和电压表 V1 的示数均变大，故 D 错误．【跟踪短训】
数比为（
）
A． 20:1 B． 10 2 ：1
【典例 2】【答案】C
C． 10:1
D． 1:10
1
二、理想变压器的动态分析 1．匝数比不变的情况(如图所示) (1)U1 不变，根据UU12＝nn12，输入电压 U1 决定输出电压 U2，可以得出不论负载电阻 R 如何变化，U2 不变． (2)当负载电阻发生变化时，I2 变化，根据输出电流 I2 决定输入电流 I1，可以判断 I1 的变化． (3)I2 变化引起 P2 变化，根据 P1＝P2，可以判断 P1 的变化．

专题六变压器的基本规律及动态电路问题

专题六变压器的基本规律及动态电路问题一、变压器的基本规律1.电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

2.功率关系：P 入＝P 出，有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋P 4＋P 5＋…。

3.电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2，即I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1；当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…，即I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋…。

[复习过关]1. (多选)如图1所示，理想变压器原线圈的匝数为n 1，副线圈的匝数为n 2，原线圈的两端a 、b 接正弦交流电源，电压表的示数为220 V ，负载电阻R ＝44 Ω，电流表A 1的示数为0.20 A 。

下列判断中正确的是( )图1A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C.电流表A 2的示数为1.0 AD.电流表A 2的示数为0.4 A解析对于理想变压器，P 1＝U 1I 1＝220×0.20 W ＝44 W ，则负载电阻消耗的功率P 2＝P 1＝44 W ，据P 2＝U 22R ，得U 2＝P 2R ＝44×44 V ＝44 V ，则n 1n 2＝U 1U 2＝22044＝51，故B 正确。

A 2的示数I 2＝U 2R ＝4444 A ＝1.0 A ，故C 正确。

答案 BC2.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如图2所示规律变化，副线圈接有负载，下列判断正确的是( )图2A.输出电压的最大值为36 VB.原、副线圈中电流之比为55∶9C.变压器输入、输出功率之比为55∶9D.交流电源电压有效值为220 V，频率为50 Hz解析由图知原线圈电压最大值为220 2 V，周期T＝2×10－2 s，故有效值为220 V，频率为50 Hz；由U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1得输出电压最大值为36 2 V，原、副线圈中电流之比为9∶55，输入、输出功率应相等，所以D正确。

高中物理-14 变压器中动态变化--含二极管、电容器和电动机电路—高中物理三轮复习重点题型考前突破

含二极管的变压器问题在理想变压器问题中，偶尔在副线圈的电路中存在二极管，该类问题在高考中也时有出现，应加以重视．(1)二极管具有单向导电性：正向导通，反向截止．(2)先假设二极管不存在，分析副线圈的电流，再利用二极管的单向导电性对副线圈的电流进行修正．(3)结合能量守恒定律进行分析．1.(2019·西安八校联考)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝22∶5，电阻R 1＝R 2＝25 Ω，D 为理想二极管，原线圈接u ＝2202sin (100πt ) V 的交流电，则( )A ．交流电的频率为100 HzB ．通过R 2的电流为1 AC ．通过R 2的电流为 2 AD ．变压器的输入功率为200 W 答案：C 解析由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f ＝1T ＝ω2π＝50 Hz ，A 项错；由理想变压器变压规律U 1U 2＝n 1n 2可知，输出电压U 2＝50 V ，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R 2，由交变电流的热效应可知，U 22R ·T 2＝U 2R·T ⇒U ＝22U 2＝25 2 V ，由欧姆定律可知，通过R 2的电流为 2 A ，B 项错，C 项正确；电阻R 2的功率P 2＝UI ＝50 W ，而电阻R 1的电功率P 1＝U 22R 1＝100 W ，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为P ＝P 1＋P 2＝150 W ，D 项错．2.(2019·河南六市一联)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管(正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路)、定值电阻R 0、热敏电阻R t (阻值随温度的升高而减小)及报警器P (电流增加到一定值时报警器P 将发出警报声)组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表.则以下判断正确的是( )A.变压器线圈输出交流电的频率为25 HzB.电压表的示数为22 2 VC.R t 处温度减小到一定值时，报警器P 将发出警报声D.报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小答案：B 解析由题图乙可知f ＝1T＝50 Hz ，而理想变压器不改变交流电的频率，A 项错误.由题图乙可知原线圈输入电压的有效值U 1＝220 V ，则副线圈两端电压有效值U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，设电压表示数为U ，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有U 22R 总·T 2＝U 2R 总·T ，解得U ＝U 22＝22 2 V ，B 项正确.由题给条件可知，R t 处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C 项错误.因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D 项错误.3．(多选)图甲为某恒温装置的电路原理图，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接正弦式电流，R 0为定值电阻，R 为半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，D 为理想二极管，R 1为电阻恒定的电热丝，AB 间电压变化情况如图乙所示。

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．【典型例题】例一：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aB．保持P的位置不变，S由a切换到bC．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。

高中物理选修3-2 变压器知识点及方法总结题型分类总结变压器电路分析

高中物理选修3-2变压器1、理想变压器（1）构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。

①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。

②副线圈：与负极连接的线圈，也叫次级线圈。

③闭合铁芯（2）原理：电流磁效应、电磁感应（3）基本公式①功率关系：P入=P出无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率纸盒②电压关系：U1U2=n1n2即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

有多个副线圈时，U1n1=U2n2=U3n3③电流关系：只有一个副线圈时I1I2=n2n1由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时，U1I1=U2I2+U3I3+⋯+U n I n当原线圈中U1、I1代入有效值时，副线圈对应的U2、I2也是有效值，当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时，副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值④原副线圈中通过每匝线圈的磁通量的变化率相等⑤原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样（4）几种常用的变压器①自耦变压器-调压变压器如图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：就是一种自耦便要，它的构造如图所示。

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{电压互感器：用来把高电压变成低电压电流互感器：用来把大电流变成低电流交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流。

用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。

这种变压器叫做互感器。

a、电压互感器电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高电压电路中，副线圈接入交流电压表。

根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比（U1U2），可以算出高压电路中的电压。

采用动态分析法判断电力变压器固体绝缘故障

故障的性质可能是火花放电或电弧放电
当变压器内部障涉及固故体绝缘时，无论当故障点涉及固体绝缘时，在故障点释放能量故障的性质如何，通常认为是相当严重的。的作用油纸绝下，缘将发生裂解，释放出CO和
因为一旦固体材料的绝缘性能受到破坏，很可
所以纤维幸劣化弓拌十 } 起的韵向在故障诊断中格
数k ，通常只有当故隆产气率k 或总经c i 大于故障部位不涉及固体绝缘
故陌部位涉及固体绝缘
注意值时才认为故障严重。
本文对 59 例过热性故障和69 例放电性故障变压器总烃含量的增长模式与故障严重程度的对应关系进行了统计，结果如表2 所示。
相 } 关} 30 台数 } 7 I } 正判率/ % } 32 台数 } 正率 } 8 .48 } 判 /% 6 ’ i9it正初 } 判 {
能进一步发展成主绝缘或纵绝缘的击穿事故。油的分解产生各种低分子烃和氢气，并能通过外受到重视。而且，如能确定变压器发生异
常或故障时是否涉及固体绝缘，也就初步确定
况， # 9断故障原因。来，
C02. 但们产不孤的必因缘 3 故障的发展趋势它的生是立，然绝
分特体与CO和C02间伴增情析各征气的生长
(包括故障源的功率、温度和面积等)都很有价
本文通过研究固体绝缘故提出了障，一种动态分析变压器绝 1 的方缘故` w 法为预测故障的
发展提供了新的思路。
本文通过对变压器续色测的结果连谱监进行相值。关性分析来获得对这一标7 的统计性描述。这种表示方法于将故是基障产气引起的油

第四节变压器动态分析

“量出为入”，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，P1＝P2；即变压器的输入功率是由输出功率决定的．
结论：如果变压器的负载发生变化，确定物理量变化时，依据以下原则：
①输入电压U1决定输出电压U2; ②输出电流 I2 决定输入电流I1 ; ③输出功率 P2决定输入功率P1.
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
二、常用变压器
1.互感器
电压互感器
V
使用时把原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数
电流互感器
A
使用时把原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数
与电表相连的部分（次级线圈）要接地。电压互感器是并联接入电路。电流互感器是串联接入电路。
压后接用电器，线路电阻不计。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 和用电器上R1的功率P1将分别是( D )
A. U 增大、I 增大、P1 增大 B. U 不变、I 减小、P1 增大 C. U 减小、I 减小、P1 减小 D. U 不变、I 减小、P1减小
例三、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（BC ）
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
（2）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电厂，a侧两线圈电流大小不等，产生“剩余电流”在铁芯中产生变化的“剩余磁通”，b侧线圈中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流．