30专题：理想变压器的动态分析问题(PXH)

精品文档对变压器动态分析的考查原来闭如图所示，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S1、RI、电阻.现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数合，且R＝R112) (上的功率P及该变压器原线圈的输入功率P的变化情况正确的是1增大B．I A．U增大减小 D ．PC．P减小1AD答案不变，则输U由闭合到断开时，负载的总电阻变大，变压器的输出电压开关S解析222UU1R，＝＝P上的电压U变大，电阻R上的功率出电流I变小，R上的电压变小，R1211RR11错误．由电流与匝数的关系可知电流表的增大，故A正确，CP不变，U变大，则R11减小，输入功率等不变，I减小，则P减小，B错误．输出功率P＝I，U示数IU出出2222于输出功率，所以D正确．·14)如图所示，理想变压器原线圈输2、(2012·福建理综是滑为定值电阻，Ru＝Usin ωt，副线圈电路中R入电压0m表和.U和是理想交流电压表，示数分别用动变阻器U21I示；和和是理想交流电流表，示数分别用I2 1) 表示．下列说法正确的是( U和U表示电压的最大值B．表示电流的瞬时值A．I 和I 2211变大不变、IUC．滑片P向下滑动过程中，12变小变小、ID．滑片P向下滑动过程中，U12变向下滑动过程中，R电路中交流电表的示数为有效值，故A、B项均错误；P解析IU12＝变大，由U、U均不变，所以I＝小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，221IR＋R20nn22项错误．项正确，DC，得I＝变大，故I21nn11C答案，副线圈所接电路中，电压∶1、3 如图甲所示，T为理想变压器，原、副线圈匝数比为10的最大阻值为R6 ，ΩR＝Ω，4 ＝都为理想电表，电阻A、和电流表V、表VAR3122211R原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压．在，12 Ω的滑片自最下端滑动到最上端3精品文档．精品文档)(的过程中，以下说法正确的是5图V ．电压表V的示数为2 20 B的示数增大A．电压表V 21的示数都增大C．电流表A、A21的示数的乘积一直减小D．电压表V的示数与电流表A11D答案的示VR、R的总电阻减小，分压减小，所以电压表的滑片向上移动时，R当解析123310220 V得错误．根据“串反并同”U错误．由变压比公式＝得＝22 V，B数减小，A21U2AC 错误．电压表V的示数与电流表电流表A的示数增大，电流表A的示数减小，1112不P＝P＝P ＝P＋P，且、的示数的乘积为电阻RR消耗的功率之和，由于P出入出入23321减小，D正确．变，P增大，故P23120R＝n＝5∶1，电阻4、(2011·福建理综·15)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n∶21L Ω，为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输为规格相同的两只小灯泡，S、L112正常发光．下L接1，S闭合，此时入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S221)(列说法正确的是) V 202sin (50πA．输入电压u的表达式u＝t 、L均正常发光B．只断开S后，L221 S后，原线圈的输入功率增大C．只断开20.8 W R消耗的电功率为D．若S换接到2后，1D答案2π的，即输入电压u＝＝100πrad/s，202 VT＝0.02 s，故ω＝U由图象乙可知解析m T202sin (100πt) V，所以A项错误．断开S＝表达式u后两灯串联，总电压仍为4 V，22U所以L、L均不能正常发光，B项错误．根据P＝P＝可知断开S后R增大，P总出入221R总精品文档．精品文档224U＝接2，由P项错误．若可得P＝变小，P变小，CS ，D项正确．W＝0.8 W出入120R对折后并在一起，在铁某同学自制变压器，原线圈为n匝，在做副线圈时，将导线ab5、1为单刀双掷开关，线圈，从导线对折处引出一个接头c，连成图所示电路．S芯上绕n2)(sin u＝Uωt的交流电源．下列说法正确的是圈电阻不计，原线圈接m1Un2m2时，电压表示数为接A．Sbn1Un2m2时，电压表示数为．S接cBn21向下移动，变压器输入功率变大c时，滑动触头PC．S接向上移动，变压器输入电流变大c时，滑动触头PD．S接BD答案错ab产生的感应电动势抵消为零，电压表示数为零，选项A解析S接b时，双导线UUn m11，、U＝副线圈的电动势就是一个n线圈产生的感应电动势，由＝误；S接c时，12nU2222nU m2，选项B正确；P所以U向下滑时，＝R变大，消耗的功率变小，因此输入功率22n1也变小，同理分析，P向上滑时，R减小，回路电流变大，由I＝I知输入电流变大，nn2211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n、n，b是原线圈的中心抽头，图21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()乙甲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精品文档．精品文档nU11，变小，由＝n后，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b1nU22U m变大，即电压表的示数变大，同样电流表、U不变时，U且U＝不变，可知n变小，n211122 U可知，D项正确．项正确，C项错误；由P＝P＝示数也要变大，BI出入22·9)如图所示，一理想变压器原、副线圈7、(2010·海南，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电∶1匝数之比为4下为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．路中R () 列结论正确的是V242 A．若电压表读数为6 V，则输入电压的最大值为倍，则电流表的读数减小到原来的一．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2B 半2倍，则输入功率也增加到原来的C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2 倍倍，则输出功率增加到原来2D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的倍的4AD答案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解析nU11，故＝6 V，则变压器的输出电压的有效值为6 V，由和理解．因为电压表的读数为nU22正确；若，所以选项A242 V24 V，所以输入电压的最大值为U＝＝2U＝4U＝U1m12U2可知，电流表示数增大，所以选增大，由I＝输入电压不变，副线圈匝数增加，则U22RU2＝I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，电项B2R不变，输RC 错；若负载电阻＝P＝U，故输入功率也减小，所以选项流变小，又PI2122U2则输出电流也变为原来I＝2倍，则输出电压也变为原来的2倍，入电压变为原来的2R 正确．倍，所以选项D4P 的2倍，故输出功率＝U变为原来的I222，变电所需适时进行调压，图甲为调压为保证用户电压稳定在220 V(2011·山东理综·20) 8、某次上下移动时可改变输出电压．当滑动接头P不变，变压器示意图．保持输入电压u1(变化的曲线如图乙所示．以下正确的是随时间u检测得到用户电压t )2精品文档．精品文档乙甲) V t2sin ( B．u＝100π190A．u＝50π1902sin (t) V 22适当下移，应将PC．为使用户电压稳定在220 V P，应将适当上移D．为使用户电压稳定在220 VBD答案2πU，故u＝＝100πrad/s2－＝10解析由题图乙知交变电流的周期T＝2×，所以ωs m2TnUn211n，欲使U升高，＝得U＝U＝，1902sin (100πt) V A错误，B正确．由ωtsin1221nnU122 D正确．应减小，P应上移，C错误，后接在稳定的交流电、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V91下列说法中正确的是V.R，R上并联一只理想电压表源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器2)(示数变小向下滑动时，V示数变大，VA．若F不动，滑片P21不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小B．若F V的示数均变小F．若P不动，滑片向下移动时，V、C21 F向下移动时，灯泡消耗的功率变大D．若P不动，滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回P解析若F不动，滑片路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端不动，滑PA错误，B正确；若电压变大，V的示数变大，而原线圈两端电压不变，则2副线圈两端电压减小，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，D错误．、灯泡则副线圈回路中电流变小，L消耗的功率减小，电压表V的示数变小，C2B答案绕在一个圆环形的铁AB、10 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示．线圈就可以调节输出电压．图甲中两电表均P芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头两端输入图乙所示正为滑动变阻器．现在CD为定值电阻，、为理想交流电表，RRR321)( 弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么精品文档．精品文档(V) 2sin 100u的表达式为u＝t36A．由乙图可知CD两端输入交流电压MN之间输出交流电压的频率变大B．当滑动触头P逆时针转动时，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R消耗的电功率变小D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻2D答案之间输出交流电压的频率由、N(V)，A错误．解析由题图乙可知u＝M362sin 100πt减小，由错误．滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R输入的交流电压的频率决定，B32UC减小，消耗的电功率P＝R可知电压表读数减小，电流表读数增大，“串反并同”22R2正确．错误，D、R匝，R、n＝1 100匝，副线圈的匝数n＝11011、如图所示，理想变压器原线圈的匝数11202sin ＝220电压表均为理想电表．R，电流表、原线圈接u＝R均为定值电阻，且RR＝2201处于断开状态．下列说法中正确的是的交流电源．起初开关S(314t) (V))(22 VA．电压表示数为闭合后，电压表示数变小SB．当开关闭合后，电流表示数变大C．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大．当开关SDBCD 答案nU11R，而电压表示数只是22 V可知220 V，由＝U＝＝U解析电源电压的有效值为112nU22精品文档．精品文档两端的电压，一定小于U，A项错误．S闭合后，负载总电阻变小，而U不变，由P出222UU22＝知P变大，I＝变大，而P＝P＝U，U不变，I应变大，即电流表示数I出入出11121RR总总变大；电阻R的分压U＝I，U变大，则电压表示数U′＝U－U应变小．综上所R0000022述，选项B、C、D正确．精品文档．。

高中物理：理想变压器的动态分析
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.
例、四川汶川特大地震致使供电系统严重破坏. 为了确保灾后人民的生活得到及时救助，电力部门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：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.。

11月16日 理想变压器的动态分析高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆图示电路中，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，R 0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个位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A 。

则下列说法正确的是A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3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【参考答案】D【试题解析】电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c 向d 滑动，故D 正确；电压表V 1、V 2示数不变，故A 、B 错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n 1I 1=n 2I 2，电流变化时，n 1ΔI 1=n 2ΔI 2，故122141n I n I ∆==∆，应是降压变压器，C 错误。

【知识补给】理想变压器的动态分析1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；（2）分析该类问题的一般思维流程是：2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。

（1）匝数比不变的情况①U 1不变，根据2121n n U U =，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；③I 2变化引起P 2变化，由P 1=P 2知P 1发生变化。

（2）负载电阻不变的情况①U 1不变，21n n 发生变化，U 2变化； ②R 不变，U 2变化，I 2发生变化； ③根据RU P 222=和P 1=P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化。

11月14日 理想变压器的动态分析高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆（2019·学科网高考考前最后一卷）（多选）如图所示的自耦变压器原线圈两端接有一交流电源，副线圈接有如图所示的电路，假设小灯泡的电阻不受温度的影响。

已知自耦变压器原线圈两端所接的电压为2202sin100π(V)u t =，开始开关闭合。

则下列说法正确的是A ．若P 1位于最上端、P 2位于中点处，副线圈输出电压的有效值为1102B ．仅将开关断开，则小灯泡的亮度将变暗C ．仅将滑动触头P 向下移动，则小灯泡的亮度变暗D ．原线圈的电压突然降低，若要使灯泡的亮度不变，则滑动触头P 1向下移动、同时将滑动触头P 2向上移动 【参考答案】CD 【详细解析】若P 1位于最上端、P 2位于中点处，由理想变压器的工作原理可知：112221U n U n ==，又已知原线圈输入电压的有效值为U 1=220 V ，则U 2=110 V ，A 错误；仅将开关断开，则变压器负载的电阻值增大，又因为副线圈的输出电压不变，因此变压器副线圈的输出电流减小，电阻R 1两端的电压减小，则并联部分的电压增大，小灯泡两端的电压增大，小灯泡的亮度变亮，B 错误；仅将滑动触头P 向下移动，则变压器负载的电阻值减小，则变压器副线圈的输出电流增大，电阻R 1两端的电压增大，则并联部分的电压减小，小灯泡两端的电压减小，小灯泡的亮度变暗，C 正确；原线圈的电压突然降低，若要使小灯泡的亮度不变，则小灯泡两端电压不变，即U 2不变，由理想变压器的工作原理可知：1122U n U n =，显然副线圈的输出电压U 2降低，所以要使小灯泡的亮度不变，滑动触头P 1向下移动、同时将滑动触头P 2向上移动，小灯泡的亮度可以恢复，D 正确。

【应试必备】理想变压器的三个关系：（1）功率关系：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P 入=P 出；（2）电压关系：原、副线圈的电压比等于匝数比，即1122U n U n =，与负载情况、副线圈个数无关； （3）电流关系：①只有一个副线圈：电流和匝数成反比，即1221I n I n =；②多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定电流关系，即U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+U n I n 。

理想变压器的动态分析理想变压器的动态问题，是指理想变压器原、负线圈中任一物理量发生变化时，将会引起其它物理量随之发生变化的现象.解决这类问题的关键在于分析变压器中发生变化的物理量，以及各物理量的制约关系.这类问题大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈两端的电压U 1、U 2，通过的电流 I 1、I 2 ，输入和输出功率 P l 、P 2 随原、副匝数比的变化而变化的情况；另一类是原、副匝数比不变，上述各量随负载的变化而变化的情况．不论哪种情况都要注意：（1） 根据题意弄清变量与不变量（2） 弄清变压器动态变化中的决定关系理想变压器中的物理量有以下四组相互制约的关系：一、原线圈与副线圈两端电压的决定关系： 原、副线圈中电压与匝数成正比，即2121n n U U =.当原、副线圈的匝数n 1、n 2一定时，副线圈两端的电压U 2的大小决定于原线圈两端的电压U 1的大小，1122U n n U =.可简述为“原制约副”,即U 2随U 1的增大而增大，随U 1的减小而减小.当然，若有多组副线圈时，电压决定关系仍然成立，即：n n n n n n U U U U ∶∶∶∶∶∶∶∶ΛΛΛΛ321321= 若原线圈中的电压发生变化，每组副线圈中的电压也会随之变化，且副线圈中各组的电压与匝数仍成正比的关系.二、输入功率与输出功率的决定关系在理想变压器中，由于能量的损失忽略不计，其输入功率P 1和输出功率P 2相等，即 P 1=P 2 .理想变压器的输入功率P 1由输出功率P 2决定，即P 2增大时，P 1也增大；P 2减小时，P 1也减小.当变压器有多个副线圈时，输入功率等于各组输出功率之和.即：1234...n P P P P P =++++.三、原线圈与副线圈电流的决定关系 对于只有一组副线圈的理想变压器，原、副线圈中电流与匝数成反比，即：1221n n I I =，当n 1、n 2一定且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1的大小由副线圈中的电流I 2决定.2121I n n I =，可简述为“副制约原”，即：I 1的大小随I 2的增大而增大，随I 2的减小而减小. 当有多组副线圈时，原、副线圈中的电流不再成反比的关系，而是原线圈中的电流和线圈匝数的乘积（简称“安匝数”）与各组副线圈中“安匝数”之和相等.即：11223344...n n n I n I n I n I n I =++++，由该式可以看出，当原、副线圈匝数不变时，任一组副线圈中的电流增大或增加一组副线圈时，原线圈中的电流均会增大.四、负载制约关系：1.变压器副线圈中的功率P 2由负载决定：212...n P P P P =+++负负负；当负载增多或任一负载电阻减小时，副线圈中的功率将增大，原线圈中的功率也会增大.图1 2.变压器副线圈中的电流I 2 由用户负载及电压U 2确定：222U P I =. 当负载增多时，原、副线圈中的电流均会增大. 3、线路上损耗的功率由负载及电压U 2确定：线线损R U P R I P 22222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==.当负载增多时，线路上的损耗功率也会增大.4、输出总功率由负载决定：2P P P +=损总 ，当负载功率增大时，输出的总功率也会增多.综上所述，变压器的动态分析问题的思路程序可表示为：.例1 如图1所示，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。

变压器动态分析基础题1. 理想变压器在正常使用过程中,如果副线圈处于开路状态,则原线圈的输入功率等于_______；如果副线圈上负载电阻减小,则原线圈从电源获取的功率将_______(选填“增加”、“减小”或“不变”).答案:0,增加2. 对于理想变压器,下列说法中不正确的是( )A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零答案:D解析:副线圈消耗功率大小决定原线圈的输入功率大小,选项A 对;副线圈的电流决定原线圈的电流,选项B 对;当副线圈的电流为零时原线圈的电流为零,但电压不是零,选项D 错;原线圈的电压决定副线圈的电压,与副线圈中电流的变化无关,选项C 对。

触变型3. 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L 1 和L 2，输电线的等效电阻为R ．开始时，开关S 断开，当S 接通后A ．副线圈两端从M 、N 的输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 两端的电压降减小C ．通过灯泡L 1 的电流减小D ．原线圈中的电流减小答案：C4. 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:BCD5. （2013山东省即墨市期末）如图所示，理想变压器原线圈的匝数11001=n 匝，副线圈的匝数1102=n 匝，210R R R 、、均为定值电阻，原线圈接如图所示的交变电压.开始开关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，电压表示数变大C.当开关S闭合后，电流表示数变大D.当开关S闭合后，变压器的输入功率减小6.（2013湖南省娄底市期末）如图所示，B为理想变压器，接在其原线圈上的交变电压有效值保持不变。

“理想变压器”动态问题研究——从2014年全国高考新课标Ⅱ理综卷21题引发思考2014年全国高考理综卷的第21题是一道涉及理想变压器的动态问题。

这道题考察了学生对物理知识的理解和应用能力。

尽管只有两个小问，但却引发了大量的思考和讨论。

本文将从这道题出发，探索“理想变压器”的原理和应用，以及相关的动态问题。

首先，我们来回顾一下这道题的内容。

题目要求考生计算一个“理想变压器”的变压比。

已知输入端电压为220 V，输出端电流为10 A，求输出端电压。

而在部分同学试图解答这道题时，却发现根据题意无法得出变压比。

这是因为变压器的理论模型是一个理想的近似模型，而在实际应用中，变压器往往有一定的损耗和效率。

所谓理想变压器，是指在理论模型中假设变压器没有任何损耗和效率的一种情况。

在这种理想的情况下，根据电能守恒定律，变压器的输入功率等于输出功率。

由于功率等于电压乘以电流，所以输入功率等于输出功率可以表达为输入端电压乘以输入端电流等于输出端电压乘以输出端电流。

根据这个等式，我们可以得到一个非常重要的结论，即变压器的变压比等于输入端电压与输出端电压的比值等于输出端电流与输入端电流的比值。

换句话说，变压器的变压比等于输出电流与输入电流的比值。

这也是这道题的答案。

输入端电压为220 V，输出端电流为10 A，所以变压比为220 V / 10 A= 22。

然而，这个结论只适用于理想变压器模型。

在实际应用中，变压器会存在一定的损耗和效率。

在输送能量的过程中，输入端的电能会部分转化为热能和噪声，而输出端的电压和电流也会有一定的损耗和误差。

因此，在实际应用中，变压器的实际变压比往往小于理论计算得到的值。

那么，变压器的损耗和效率是如何产生的呢？在变压器中，主要有以下几种损耗和效率存在。

首先，有铁损和铜损。

变压器的铁芯会产生磁滞损耗和涡流损耗，而变压器的线圈会有电阻，产生焦耳热。

这些损耗会使变压器的实际功率小于理论功率，因此会造成能量的损耗。

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)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，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．图52．负载电阻不变的情况(如图6所示)(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化． (2)R 不变，U 2变化，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．图63．分析动态问题的思路程序可表示为【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L 1、L 2，电路中分别接了理想变流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A2，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L 1和L 2；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L 1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U 1时，副线圈的输出电压为U 2，L 1、L 2、L 3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U 1不变，U 2变大B.电灯L 1变亮，L 2变暗C.电灯L 1变暗，L 2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，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1为原线圈中的电流强度，则A.保持U 1及P 的位置不变，K 由a 合到b 时，I 1将增大B.保持U 1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U 1不变，K 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大D.保持P 的位置不变，K 合在a 处，若U 1增大，I 1将增大例题六：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 （ ） 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：t n E ∆∆Φ=111，tn E ∆∆Φ=222 忽略原、副线圈内阻，有 U 1＝E 1 ， U 2＝E 2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 21∆Φ=∆Φ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P 1=P 2 而P 1=I 1U 1 P 2=I 2U 2 于是又得理想变压器的电流变化规律为12212211,n n I I I U I U == 解题思路 1 电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U 1/U 2=n 1/n 2;当变压器有多个副绕组时U 1/n 1=U 2/n 2=U 3/n 3=……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P 1=P 2；当变压器有多个副绕组时P 1=P 2+P 3+……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I 1/I 2=n 2/n 1;当变压器有多个副绕组时n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+……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（n 1/n 2）一定时，输出电压U 2由输入电压决定，即U 2=n 2U 1/n 1，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（n 1/n 2）一定，且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定，即I 1=n 2I 2/n 1，可简述为“副制约原”.（3）负载制约：①变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定，P 2=P 负1+P负2+…；②变压器副线圈中的电流I 2由用户负载及电压U 2确定，I 2=P 2/U 2；③总功率P 总=P 线+P 2.动态分析问题的思路程序可表示为：U122222121I R U I U n n U U 决定负载决定−−−−−→−=−−−−→−=决定决定−−−−→−=−−−−−−−−→−==1112211211)(U I P I U I U I P P P 1三远距离输电问题[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＝I 2R 线＝____________，可知P 损∝1U2.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：P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 损＋P 3.(2)电压、电流关系：U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3，U 2＝ΔU ＋U 3，I 2＝I 3＝I 线．(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线.(4)输电线上损耗的电功率：P 损＝I 线ΔU ＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 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1n2.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3×106 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2.0×105A B ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/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 2线R 线，其原因是I 线可以由公式P 输入＝I线U 输入求出，而P 损＝U 线I 线和P 损＝U 2线R 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T 1和理想降压变压器T 2向远处用户供电，输电线的总电阻为R .T 1的输入电压和输入功率分别为U 1和P 1，它的输出电压和输出功率分别为U 2和P 2；T 2的输入电压和输入功率分别为U 3和P 3，它的输出电压和输出功率分别为U 4和P 4.设T 1的输入电压U 1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )图10A ．U 2减小，U 4变大B ．U 2不变，U 3变大C ．P 1变小，P 2变小D ．P 2变大，P 3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( )A ．输电电流为4IB ．输电电流为16IC ．输电电压为4UD ．输电电压为U165．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P 1，输出功率为P 2，输出电压为U 2；B 为降压变压器，其输入功率为P 3，输入电压为U 3.A 、B 均为理想变压器，输电线的总电阻为r ，则下列关系式正确的是 ( )图16A ．P 1>P 2B ．P 2＝P 3C ．U 2>U 3D ．U 2＝U 36．随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U 1，输电导线总电阻为R ，在某一时段用户需求的电功率为P 0，用户的用电器正常工作的电压为U 2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是 ( )A ．输电线上损耗的功率为P 20R U 22 B ．输电线上损耗的功率为P 20RU 21C ．若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D ．采用更高的电压输电会降低输电的效率7．如图6所示为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u 1＝4 400 2sin 100πt V ，电流I 1＝1 000 A ，不计变压器损耗，则下列判断正确的是( ) A ．U 1＝4 400 2 V B ．I 2＝1 000 AC ．I 2U 2＝4.4×106W D ．用户得到的交流电频率为100πHz8、如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW ，输出电压为400V ，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV 高压输电，最后用户得到220V ，9.5kW 的电力，求： （1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n 1/n 2； （2）输电线路导线电阻R ；（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n 3/n 4.例1．在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用输电导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，导线的总长度为L ，输电线上损耗的电功率为P '，用户得到的电功率为用P ，下面关于P '和用P 的表达式中正确的是（ ）。

理想变压器的动态分析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n 1n 2一定时，输入电压U 1决定输出电压U 2，即U 2＝n 2U 1n 1. (2)功率制约：P 出决定P 入，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n 1n 2一定，且输入电压U 1确定时，副线圈中的输出电流I 2决定原线圈中的电流I 1，即I 1＝n 2I 2n 1. 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 →I 2→P 出→P 入→I 1.(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n 1、n 2→U 2→I 2→P 出→P 入→I 1.【题型1】(多选)如图所示的电路中，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，闭合开关S ，下列说法正确的是( )A.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【题型2】(多选)如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使 ( )A.原线圈匝数n 1增加B.副线圈匝数n 2增加C.负载电阻R 的阻值增大D.负载电阻R 的阻值减小【题型3】(多选)调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示.线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压，图中为交流电流表，为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，以下说法正确的是()A.当滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大B.当滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大D.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小【题型4】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表示电流的平均值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、I2变大【题型5】(多选)如图甲所示的变压器，接如图乙所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作．现将电源换成如图丙所示的交流电，则()A．由于丙交流电的周期短，因此灯泡比第一次亮B．由于丙的频率比乙的大，因此电容器有可能被击穿C．无论接乙交流电，还是接丙交流电，若滑动触头P向上移动，灯泡都变暗D．若将原线圈n1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变小针对训练1.如图所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R的输电线对用电器供电，设两个灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的滑片P 向N移动，会出现的现象是()A.电流表的示数变大，灯泡L1、L2均变暗B.电流表的示数变小，灯泡L1、L2均变暗C.电流表的示数变大，灯泡L1变亮，L2变暗D.电流表的示数不变，灯泡L1变暗，L2变亮2.(多选)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.当开关S接通时，以下说法中正确的是()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3.如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则( )A．用电器增加时，变压器输出电压增大B．要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C．用电器增加时，输电线的热损耗减少D．用电器增加时，变压器的输入功率减小4.如图所示的理想变压器中原、副线圈的匝数比为5∶1，其中R1＝100 Ω、R2＝4 Ω分别代表输电线的电阻。

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 I 、电阻R 1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（ ）AL:7A . U 增大B . I 增大C . P i 减小D . P 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t亠、亠 u Ri U 2 出电流12变小，R 上的电压变小，R i 上的电压U 变大，电阻R i 上的功率卩1 =不=R 1, 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 P 出=I 2U 2, U 2不变, 于输出功率，所以 D 正确.2、（20i2福建理综44）如图所示，理想变压器原线圈输入电压u = U m s in cot 副线圈电路中 R o 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U i 和U 2表 示；理新和打是理想交流电流表，示数分别用 l i 和I 2 表示.下列说法正确的是（ ）U 2 k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= ------- 变大，由R o + RI 2 n 2 n 2n ；,得I i =后匕变大，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iO ： i ,畐U 线圈所接电路中，电压表V i 、V 2和电流表 A i 、A 2都为理想电表，电阻 R i = 4 Q, R 2 = 6 Q, R 3的最大阻值为 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I 2减小，则P 出减小，输入功率等A . I i 和I 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、I i 变大 D .滑片P 向下滑动过程中,U 2变小、I i 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 变的过程中，以下说法正确的是A .电压表V i的示数增大B .电压表V2的示数为20 ' 2 VC .电流表A i、A2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D220 V 10-j°- = 10得U2 = 22 V , B错误.根据“串反并同”得A2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R2、R3消耗的功率之和，由于P入=P出=P i+ P23，且P入=P出不变，P i增大，故P23减小，D正确.4、（20ii福建理综45）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n i : n2= 5：i，电阻R= 20Q, L i、L2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i , 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= 20 , 2sin （50 n） VB •只断开S2后，L i、L2均正常发光C •只断开S2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D— 2 n解析由图象乙可知U m= 20.2 V, T= 0.02 s,故w=T = i00 n ad/s,即输入电压u的表达式u = 20 .2sin （i00 n V，所以A项错误.断开S2后两灯串联，总电压仍为 4 V,U2所以L i、L2均不能正常发光，B项错误.根据P入=P出= 可知断开S2后R总增大，PR总解析当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V i的示数减小，A错误.由变压比公式电流表A i的示数增大，电流表入变小，P出变小，C项错误•若S1接2,由P= UR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U i= U m si n 3t勺交流电源.下列说法正确的是（）A . S接b时，电压表示数为上黔B . S接c时，电压表示数为号黔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,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= l2n2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n i、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.从某时刻开始在原确的是A.畐U线圈输出电压的频率变小C .电流表的示数变小答案BD由U^=兰U i= U：,U2 n2 2 所以U2 =,2n2U m2n i ，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B.电压表的示数变大D .原线圈的输入功率变大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，n i变小，由U=半,且U i =子2不变，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P入=P出=U2I2可知,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. 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 2 VB .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的42倍，则输出功率增加到原来倍答案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，由晳='，故'U 2 n2' U i = 4U2= 24 V，所以输入电压的最大值为U m= .'2U i= 24 2 V，所以选项A正确；若输入电压不变，畐U线圈匝数增加，贝U U2增大，由12= ¥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=當，电R 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，输入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍，12=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（）A . U 2= 190 ,'2sin (50 n ) VB . U 2= 190 ,'2sin (100 *) VC .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 BD2 nT = 2X 10-2 s ,所以 3=〒=100 n ad/s ，故 U 2= U m sin 3 = 190\/2sin (100 n ) V , A 错误，B 正确.由 牡 轨 U 2= 訓，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()解析由题图乙知交变电流的周期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F 不动, 滑片 P 向下滑动时, V 1示数变大，V 2示数变小 F 不动, 滑片 P 向下滑动时, 灯泡消耗的功率变小 P 不动, 滑片 F 向下移动时, V 1、V 2的示数均变小 P 不动, 滑片 F 向下移动时, 灯泡消耗的功率变大解析A .由乙图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u= 36 ,'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R2消耗的电功率变小答案D解析由题图乙可知u = 36 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，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= U减小，CR2错误，D正确.11、如图所示，理想变压器原线圈的匝数n i= 1 100匝，副线圈的匝数n2= 110匝，R0、R i、R2均为定值电阻，且R o= R1= R2,电流表、电压表均为理想电表. 原线圈接u= 220_：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 VB•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答案BCDU1 n1解析电源电压的有效值为U1 = 220 V，由;7 =—可知U2= 22 V，而电压表示数只是R1' U 2 n2两端的电压，一定小于U2, A项错误.S闭合后，负载总电阻变小，而U2不变，由P出U2U2= 知P出变大，12= 变大，而P入=P出=U1I1, U1不变，I1应变大，即电流表示数R总R总变大；电阻R0的分压U0= I2R0, U0变大，则电压表示数U' = U2- U0应变小.综上所述，选项B、C、D正确.。

变压器的动态变化问题变压器是高中物理第二册中的重要一章，由于与实际生活紧密联系，在历年的高考中均有一定的体现。

现根据对变压器工作原理的探讨来分析变压器的动态变化问题，从而找到解决问题的规律。

变压器是利用电磁感应原理制成的静止的电气设备，由闭合的铁芯和原副线圈两大部分组成。

它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电，也可以改变交流电流的数值及变换阻抗或改变相位，在电力系统、自动控制及电子设备中被广泛应用。

变压器工作原理的物理过程示意图如图1所示。

原线圈上加交流电压U1产生交变电流；铁芯中产生交变磁场即产生交变磁通量，在副线圈中产生交变电动势U2；当副线圈加接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电，由于铁芯闭合，在不考虑铁芯漏磁的情况下，穿过原、副线圈的每匝线圈的磁通量及其变化率均相同，因此在原线圈上所加的交流电压值与原线圈匝数不变情况下，副线圈上产生的交变电压与副线圈的匝数成正比，这样可以通过绕制不同匝数的副线圈来得到各种数值的交流电动势，从而改变了交流电的电压。

要强调的是，从能量转换角度看，变压器是把电能转化为磁能，再将磁能转化成电能的装置，一般地说，经过转换后电压、电流均发生了变化。

在分析变压器时，一般不考虑铜损（原副线圈电阻产生的焦耳热），铁损（涡流和磁滞损耗在闭合铁芯中产生的焦耳热）和漏磁的变压器，在此条件下称为理想变压器，即它的输入功率和输出功率相等。

功率关系。

变压器不能改变功率，更不能增加电能，只能进行能量传递。

原线圈对应功率P1，副线圈对应功率P2，P2由负载决定，当负载功率增多时，P2增大，P1也随之变大，在变压器额定功率允许的条件下，P1随P2的变化而变化，即P1由P2决定，P2由负载决定。

电压关系。

由变压器原理可知U1/U2＝N1/N2，原线圈两端电压U1由电源电压决定，与N1、N2无关，U2电压通过电压与匝数比的关系可以推导出来U2＝N2/N1×U1，而U1固定不变，所以U2取决于U1、N1、N2。