(完整版)变压器的动态分析(有答案)

高考回归复习—电学选择之变压器的动态分析1．如图所示，一个原线圈匝数可以调节的理想变压器，设原副线圈匝数比1:K （其中1K ≥），一个交流电源0)U t π=V 通过电流表A 接在原线圈上，副线圈输出端接有电压表V 、定值电阻1R 、可变电阻2R ，下列说法正确的是（ ）A ．当2K =时，电压表的示数为72V ，通过电压表内部线圈的电流频率为100HzB ．仅将2R 的滑动触头Q 下移，电压表示数不变、电流表变大C ．仅将2R 的滑动触头Q 上移，1R 消耗的电功率变大D ．仅移动原线圈滑动触头P 增大K ，电流表示数变小、电压表变大2．如图所示，边长为L 、匝数为N ，电阻不计的正方形线圈abcd 在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕转轴OO ’转动，转轴OO ’垂直于磁感线。

线圈通过滑环和电刷连接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1和n 2，电压表为理想电表。

保持线圈abcd 以恒定角速度ω转动，则（ ）A ．从图示位置开始计时，矩形线圈产生的感应电动势瞬时值表达式为2sin e NB L t ωω= B ．原、副线圈的功率之比为n 1：n 2C ．电压表V 22D ．当滑动变阻器R 的滑片P 向上滑动时，电压表V 1示数增大3．如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡L 1与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L 2和L 3相连，开始时开关S 处于断开状态．当S 闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的有( )A ．副线圈两端电压不变B ．灯泡L 1亮度变亮，L 2的亮度不变C ．副线圈中电流变大，灯泡L 1变亮，L 2变暗D ．因为不知变压器原、副线圈的匝数比，所以L 1及L 2的亮度变化不能判断4．如图所示，理想变压器的原线圈a 、b 两端接正弦交变电压，副线圈M 、N 两端通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线上的等效电阻为R 。

or s o 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 1＝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 1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B ．I 增大C ．P 1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，则输出电流I 2变小，R 上的电压变小，R 1上的电压U 变大，电阻R 1上的功率P 1＝＝，R 1不变，U 变大，则P 1增大，故A 正确，C 错误．由电流与匝数的关U 2R 1R 1U 2R 1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，I 2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 ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0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 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1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 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1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 变小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，U 1、U 2均不变，所以I 2＝变大，由U 2R 0＋R ＝，得I 1＝I 2变大，故C 项正确，D 项错误．I 1I 2n 2n 1n 2n 1答案　C3、 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V 1、V 2和电流表A 1、A 2都为理想电表，电阻R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，R 3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R 3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( )　图5A ．电压表V 1的示数增大B ．电压表V 2的示数为20 V2C ．电流表A 1、A 2的示数都增大D ．电压表V 1的示数与电流表A 1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 1的示数减小，A 错误．由变压比公式＝得U 2＝22 V ，B 错误．根据“串反并同”得220 VU 2101电流表A 1的示数增大，电流表A 2的示数减小，C 错误．电压表V 1的示数与电流表A 1的示数的乘积为电阻R 2、R 3消耗的功率之和，由于P 入＝P 出＝P 1＋P 23，且P 入＝P 出不变，P 1增大，故P 23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n 1∶n 2＝5∶1，电阻R ＝20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1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 1接1，S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的是( )　A ．输入电压u 的表达式u ＝20sin (50πt ) V2B ．只断开S 2后，L 1、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 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W答案　D解析　由图象乙可知U m ＝20 V ，T ＝0.02 s ，故ω＝＝100π rad/s ，即输入电压u 的22πTi表达式u ＝20sin (100πt ) V ，所以A 项错误．断开S 2后两灯串联，总电压仍为4 V ，2所以L 1、L 2均不能正常发光，B 项错误．根据P 入＝P 出＝可知断开S 2后R 总增大，U 2R 总P 入变小，P 出变小，C 项错误．若S 1接2，由P ＝可得P ＝ W ＝0.8 W ，D 项正U 2R 4220确．5、 某同学自制变压器，原线圈为n 1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 sin 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2n 2U m n 1B ．S 接c 时，电压表示数为2n 2U m 2n 1C ．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n 2线圈产生的感应电动势，由＝、U 1＝U 1U 2n 1n 2，所以U 2＝，选项B 正确；P 向下滑时，R 变大，消耗的功率变小，因此U m22n 2U m 2n 1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I 1n 1＝I 2n 2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 1、n 2，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 1变小，由＝U 1U 2，且U 1＝不变，可知n 1变小，n 2、U 1不变时，U 2变大，即电压表的示数变大，同样n 1n 2U m2电流表示数也要变大，B 项正确，C 项错误；由P 入＝P 出＝U 2I 2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 V2B ．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 1U 2n 1n 2故U 1＝4U 2＝24 V ，所以输入电压的最大值为U m ＝U 1＝24 V ，所以选项A正确；22若输入电压不变，副线圈匝数增加，则U 2增大，由I 2＝可知，电流表示数增大，所U 2R 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I 2＝b，电流变小，又P 1＝P 2＝U 2I 2，故输入功率也减小，所以选项C 错；若负载电阻RU 2R 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＝则输出电流也U 2R 变为原来的2倍，故输出功率P 2＝U 2I 2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u 1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u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示．以下正确的是( )　　甲 乙A ．u 2＝190sin (50πt ) VB ．u 2＝190sin (100πt ) V 22C ．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　BD解析　由题图乙知交变电流的周期T ＝2×10－2 s ，所以ω＝＝100π rad/s ，故u 2＝U m 2πT sin ωt ＝190sin (100πt ) V ，A 错误，B 正确．由＝得U 2＝U 1，欲使U 2升高，2U 1U 2n 1n 2n 2n 1n 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 1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 1、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( )A ．由乙图可知CD 两端输入交流电压u 的表达式为u ＝36sin 100t (V)2B ．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 ＝36sin 100πt (V)，A 错误．M 、N 之间输出交流电压的频率由2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，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＝减小，U 2R 2C 错误，D 正确．11、如图所示，理想变压器原线圈的匝数n 1＝1100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 0＝R 1＝R 2，电流表、电压表均为理想电表．原线圈接u＝220sin (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2( )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　BCD解析　电源电压的有效值为U 1＝220 V ，由＝可知U 2＝22 V ，而电压表示数只是U 1U 2n 1n 2R 1两端的电压，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P 出＝知P 出变大，I 2＝变大，而P 入＝P 出＝U 1I 1，U 1不变，I 1应变大，即电流U 2R 总U 2R 总表示数变大；电阻R 0的分压U 0＝I 2R 0，U 0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．。

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.。

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( ).(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:BCD2.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ab ,使cd 空载时,电流表的示数为I 1；当把电热器接在cd ,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 21﹕n 22 (C )n 2﹕n 1(D )n 22﹕n 12 答案:B3．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I 2减小I 1增大I 1减小1122U n U n =可知，副线圈两端电压U 2持将大，D 选项错误．4．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为n l 电流为I 时，原线圈中流过的电流为_________；现减小负载电阻变压器的输入功率将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）．【答案】21n I n ，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7．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 ．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100V u t π=氖泡在AB ）A B C D线圈两端的电压为1002=U V ，电压表的示数为502100==ππf Hz ，一个周期内电压两次大于100V ，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。

“变压器的动态分析”思路一、电阻变化1．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2、如图所示，一理想变压器原线圈输入正弦式交流电，交流电的频率为50Hz ，电压表○V 示数为11000V ，灯泡L 1与L 2的电阻相等，原线圈与副线圈的匝数比为1:50:21=n n ，电压表和电流表均为理想电表，则（ ）A ．原线圈输入的交流电的表达式为t u π50sin 11000=VB ．开关K 未闭合时，灯泡L 1的两端的电压为220VC ．开关K 闭合后电流表○A 的示数为通过灯泡L 1中电流的21D ．开关K 闭合后原线圈输入功率增大为原来的4倍【答案】B 【解析】正弦交流电的表达式为t U u ωsin m =V ，其中电压最大值m U 为211000V ，ππω1002==f ，A 错；电压表○V 的示数是有效值，根据变压比2121n n U U =求得副线圈两端电压为220V ，B 对；开关K 闭合后，两灯泡两端电压相等，故通过两灯泡的电流相等，C 错；开关闭合后，副线圈负载为原来的2倍，故功率为原来的2倍，D 错。

3、如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。

变压器的输入电压是市区电网的电压，假设负载变化时输入电压保持不变。

输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R 0表示，变阻器R 代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R 的值减小。

忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响。

当用户的用电器增加时，下列说法正确的是： （ C A ．电压表读数增大，电流表读数增大B ．电压表读数减小，电流表读数增大C ．电压表读数不变，电流表读数增大D ．电压表读数不变，电流表读数减小 原电压U 1 副电压U 2 副电流I 2 原电流I 1 匝数比 U 2=I 2·R 2 P 2=P 1 R 0 A ～ V R4、如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1＝3300V，副线圈的输出电压U2＝220V，绕过铁芯的导线所接的电压表示数U0＝2V，则（1）原线圈的匝数是多少？（2）当s断开时，A2的示数I2＝5A，则A1的示数？（3）当s闭合时，A2的示数将如何变化？A15、一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示．电灯A上标有“10 V,10 W”的字样，电灯B上标有“8 V,20 W”的字样，滑动变阻器的总电阻为6 Ω，当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)．则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表)：（ B ）A．V1、V2不变，A1增大，A2增大，P先减小后增大B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C．V1、V2不变，A1、A2减小，P先增大后减小ArrayD．V1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小二、匝数变化1、如图是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的饮芯上，p 是可移动的滑动 触头。

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。

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。

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，根据错误!＝错误!，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I1,故I1发生变化．（3)I2变化引起P2变化,P1＝P2，故P1发生变化．图52．负载电阻不变的情况(如图6所示）(1）U1不变，错误!发生变化，故U2变化．（2)R不变，U2变化，故I2发生变化．（3)根据P2＝错误!,P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1,U1不变，故I1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L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开。

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。

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.。

一：专题概述1．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。

2．变压器动态问题的分析流程二：典例精讲1．匝数比不变，负载改变典例1：如图所示，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，U2不变、I1变大D. 滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小【答案】C典例2：如图甲所示，有一个原、副线圈匝数比为4:1的理想变压器，图中的电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，其中R t为热敏电阻，R为定值电阻．下列说法正确的是()A. 副线圈两端电压的瞬时值表达式为u′＝t(V)B. t＝0.02s时电压表V2的示数为9VC. 变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1:4D. R t处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变【答案】BD2．匝数比改变，负载不变典例3：一台理想变压器，开始时开关S接1，此时原、副线圈的匝数比是11∶1，原线圈接入电压为220 V 的正弦交流电．一只理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，如图所示．则下列判断正确的是()A. 原、副线圈中的功率之比为1∶1B. 若只将S从1拨到2，电流表示数增大C. 若开关S接1，滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω时，则1 min内滑动变阻器产生的热量为1 200 JD. 若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则两电表示数均减小【答案】AC3．匝数比、负载都改变典例4：如图所示，由于理想变压器原线圈的输入电压降低，使电灯L变暗，下列哪些措施可以使电灯L 重新变亮A. 其他条件不变，P1下移，同时P2上移B. 其他条件不变，P1上移，同时P2下移C. 其他条件不变，滑动变阻器滑动片P向下移动D. 其他条件不变，断开电键S【答案】AD【解析】原线圈的输入电压降低，其他条件不变，P1下移，即原线圈匝数减少，P2上移，即副线圈匝数增U2增大，可以使电灯L重新变亮，故A正确；同理可知，B错误；原线圈的输入电压降低，其他条件不变，则副线圈电压减小，将滑动变阻器滑动片P向下移动，并联部分电阻减小，灯泡两端电压更小，灯泡不能变亮，故C错误．原线圈的输入电压降低，其他条件不变，则副线圈电压减小，断开电键S，并联部分电阻增大，副线圈中电流减小，R1分担电压减小，灯泡两端电压增大，可以使电灯L 重新变亮，故D正确；故选AD．三总结提升1．变压器与电路动态分析相结合问题的分析方法(1)分清不变量和变量；(2)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；(3)利用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点进行分析判定．2．含有变压器的动态电路问题的解题思路：四提升专练1.(多选)如图所示，理想变压器的原线圈a、b两端接正弦式交变电压，副线圈c、d两端通过输电线接三只相同的灯泡L1、L2、L3，输电线的等效电阻为R，当开关由原来的断开状态变为闭合状态时，下列说法正确的是()A．输电线上的电压增大B．通过原线圈的电流增大C．通过灯泡L1的电流减小D．变压器的输入功率减小【答案】ABC2.一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如图所示.在副线圈输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,原线圈上加一交流电源,则以下说法正确的是( )A. 保持P位置不动,将Q向下滑动时,电流表的读数变大B. 保持P位置不动,将Q向上滑动时,变压器的输入功率变大C. 保持Q位置不动,将P向下滑动时,电流表的读数变小D. 保持Q位置不动,将P向上滑动时, 变压器的输入功率变大【答案】B3.(多选)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，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原、副线圈中的电流。

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。