与变压器有关问题的处理策略
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变压器既是电磁感应知识的延续，也是交流电路 认识的基础，与其相关的知识密切联系实际生活，因 此成为高考命题的热点．本文对此类问题的求解归纳 总结几个策略，供参考． １熟知变压器原理 ■●— 例１（２０１６年全国卷）一含有理想变压器的电 路如图１所示，图中电阻Ｒ 、Ｒ 和尺。的阻值分别是 ３、１和４ Ｑ，（ 为理想交 流电流表，ｕ为正弦交流 ｕ 电压源，输出电压．的有效 值恒定．当开关ｓ断开时， 电流表的示数为工；当Ｓ 昂ｔ 图ｌ 闭合时，电流表的示数为４Ｊ．该变压器原、副线圈匝数 比为（ ）． Ａ ２； Ｂ ３； Ｃ ４；Ｄ ５ 当Ｓ断开时，电路如图２所示，由闭合电路 析欧姆定律，原线圈两端电压 Ｕ１一Ｕ—ＩＲ１． 根据变压器原副边电压关系 一 ， 一 ，副 ＬＪ， 孢， 』１ ｎ’ 线圈中的电流Ｉ 一 ，联立得 （Ｒ Ｉ． ① 、 ２ （Ｒ ２＋３）’ 昂一 图２ 图３ 当Ｓ闭合时，电路如图３所示，由闭合电路欧姆 定律，原线圈两端电压Ｕ：＝ｕ一４卜Ｒ ． 根据变压器原副线圈电压关系 一一Ｊ２１，７ ７一 ， Ｕ ２ ｒｌ ２ Ｉ １ Ｈ２ ｒ 副线圈中的电流ｊ；一 ，联立得 联立式①、②解得 （ ）ｚ一 Ｕ－－４ＩＲ１． ② 、 ， ４ ，‘ 彝 羹莩 鼍 萎 解答的关键是要弄清变压器的基本原理以及线圈的 绕行方向．本题求解中由于原电路有电阻，原线圈两端 电压不等于电源电压． ２把握理想变压器的内涵 例２（２０１６年四川卷）如图４所示，接在家庭 电路上的理想降压变压器给小灯泡Ｌ供电，如果将 原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则（ ）． Ａ小灯泡变亮； Ｂ小灯泡变暗； Ｃ原、副线圈两段电压 的比值不变； Ｄ 通过原、副线圈电流 的比值不变 器１日Ｌ 图４ 析 由变压器相关知识得 一 Ｉ ２一 ，原线圈及 副线圈减去相同的匝数 后得／＿７＇／１一 ． 由 一 一二 ，因为ＵＵ ＞Ｕ。，所以有 田一一— 一——７—— ，凼为 １，＞ ２，所以有 ＞”。，即有 ＜ ｎｌ，故选项Ｃ、Ｄ错误． 由于原线圈电压恒定不变，则副线圈电压减少， 电灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，则选项Ｂ正确． 彝 萎姜 圈及铁芯上的热效应、无能量损失的变压器．本题中所 涉及的变压器是单工作回路的理想变压器，只有副线 圈回路有负载，而原线圈回路没有工作元件，因此电 路规律的应用只是在副线圈电路中，原线圈两端的电 压等于电源电压． ３ 明确内部关系 ■ 例３ （２０１６年全国卷）如图５所示，理想变压 器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡“和６，当 输入电压己，为灯泡额定电压的１０倍时，两灯泡均能 正常发光．下列说法正确的是（ ）． Ａ原、副线圈匝数比为９：１； Ｂ原、副线圈匝数比为１：９； Ｃ此时口和ｂ的电功率之比为９：１； … 葡 一蟪一 碡鸯 东 ～一◇ 囊
Ｄ 此时 和６的电功率 之比为ｌ：９ 因为两灯泡额定电压 ／解析相同且均正常发光．由 于输入电压为灯泡额定电压的 受Ｉ 图５ １Ｏ倍，所以理想变压器的输入、输出电压比为９：１．Ｆ｝１ 理想变压器的变压规律可知．原、副线圈的匝数比也 为９：１，则选项Ａ正确、选项Ｂ错误；由理想变压器电 流规律可知．原、副线圈的电流比为１：９．则由电功率 公式Ｐ—Ｕ，可知。“和６的电功率之比为１：９，则选 项Ｃ错误、选项Ｄ正确． 彝 萎 誓 喜 功率也为零．有多个副线圈时．功率应按需分配，同时 一定满足Ｐ ＝＝＝Ｐ ． ４把握变化过程 ： 例４如罔６，一理想变压器原副线圈的匝数比 为】：２，副线圈电路中接有灯泡．灯泡的额定电压为 ２２０ Ｖ．额定功率为２２ Ｗ；原线圈电路中接有电压表 和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用Ｕ 和，， 分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ ）． Ａ Ｕ 一ｌｌ０ Ｖ。１ ０．２ Ａ； Ｂ Ｕ 一ｌｌ０ Ｖ。１ ０．０５ Ａ； Ｃ Ｕ１—１ １０ ｖ，ｆｉ＝ 图６ ０．２ Ａ； Ｄ Ｕ 一１ １０ ｖ，Ｊ ：０．２√ Ａ Ｑ 由灯泡正常发光可知，Ｕ：一２２０ Ｖ・Ｐ：一２２ ／解析 ｗ，先由 一 得ｕ 一ｌｌｏ ｖ，再由Ｐ：一 ｕ ｊ ，得， 一 一丽２２ Ｗ＝。．１ Ａ，最后由 Ｉ １— ＩＩ ２得 Ｉ 一０．２ Ａ，电压表、电流表的示数均为有效值，故选 项Ａ正确． 彝誓 喜 蓉 鎏 常发光额定功率为２２ Ｗ来计算副线圈的电流． 综上，解答与变压器有关的问题需弄清问题的本 质，理清解题的思路，掌握有效的解题方法，规范严谨 的解题步骤，如此才能顺利解决问题．通过对相关问 题的处理．希望同学们能够从中能领悟思路，掌握 方法． （作者单位：山东省平阴县第一中学） 举 卫星到“天宫二号” 匾 ◇ 北京 何 龙 程 帅 盂卫东（特级教师） “月兔号”月球车、“天宫一号”、“量子卫星”…… 近些年咱们中国人的科研成果总是出现在各类科技 平台的头版头条上，也成为人们茶余饭后的谈资，“空 间科学”一时间炙手可热．正当人们感慨“量子卫星”的 神秘高冷时，中国的“天宫二号”空间实验室已于２Ｏｌ６ 年９月１５日２２时０４分０９秒在酒泉卫星发射中心发 射成功，它是继“天宫一号”后中国自主研发的第２个 空问实验室．也是中国第１个真正意义上的空间实 验室． 空间科学的英 文全称是ＳＰＡＣＥ ＳＣＩＥＮＣＥ，又称太 空科学．泛指利用航 空航天设备探究地 表之上、广至星际宇 宙空 现象的ｒ｛然 图１ “天宫二号”结构图 科学，它涵盖物理、化学、生命科学等多学科领域，而 且研究的课题大都涉及多学科间的融合．于是顾名思 义．空间实验室即为空问科学研究服务的实验室．只 是受到研究环境的限制。宅问实验窒需要利用航天器 将其带入太空。进而完成一系列徽重力环境下的科学 实验，所以它又被称为“太空实验窒”．可见空『由Ｊ实验室 的定位是要高于空间站的．我同刚刚发射的天宫二号 就是一个集多项高精尖实验没施于一体的综合型空 间实验室．那么最子卫星、天宫二号与量子通信究竟有 怎样的关联呢？ 从古至今，人与人的交流总要以符号化或『皋１形化 的语言、文字作为载体，但作为社会化群体生活的人 类总会在某种场合需要对交流的内容进行加密．防止 旁人截获．于是就有了大家在谍战影视作品中经常看 到的电报加密与解密的攻防战． 自人类使用语言以来．通过密钥给信息加密的技 术就伴随着人类对通信保密程度的需求而不断发展． 密钥的作用是用来对传输的信息进行加密，防止他人 获取信息内容．信息时代的今天，互联网络几乎覆盖全
球，人们信息传递的总量和频率达到了前所未有的程
