2023届高三物理二轮复习学案：理想变压器的规律及应用

专题四 电路和电磁感应 第一讲 直流电路和交流电路 第三课时 理想变压器的规律及应用 高考对本考点进行考查时，常与交变电流的性质和电路动态变化的规律相结合。对于这类问题，需通过原、副线圈电路，综合分析变压器与电路的关系。需要考生学会迁移应用。 1、理想变压器 (1)原理:电流磁效应、电磁感应。 (2)基本关系式 ①功率关系:P入=P出。 ②电压关系:只有一个副线圈时, = ;有多个副线圈时, = = =…。 ③电流关系:只有一个副线圈时, = 。 由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn。 2、常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种： （1）匝数比不变的情况 ①U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变； 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； ③I2变化引起P2变化，由P1=P2知P1发生变化。 （2）负载电阻不变的情况 ①U1不变，发生变化，U2变化； ②R不变，U2变化，I2发生变化； ③根据和P1=P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。 典型例题 1.（多选）每到夜深人静的时候我们就会发现灯泡比睡觉前要亮，其原因在于大家都在用电时，用电器较多。利用如图所示电路模拟输电线路，开关的闭合或者断开模拟用户的变化，原线圈输入50 Hz的220 V交流电。下列分析正确的是(　 　) A．定值电阻相当于输电线电阻 B．开关闭合，灯泡L1两端电压升高 C．开关闭合，原线圈输入功率增大 D．开关断开，副线圈电压增大 2.（多选）如图所示，可调理想变压器原线圈接交流电，副线圈通过滑动触头P可改变其匝数。下列说法正确的是(　 　) A．仅增大R的阻值，通过灯泡L的电流将变大 B．仅增大R的阻值，通过灯泡L的电流将变小 C．仅将滑动触头P向下滑动，灯泡L两端的电压将变大 D．仅将滑动触头P向下滑动，灯泡L两端的电压将变小 3.一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，原线圈与小灯泡D串联后，接入一正弦交流电源，电源电压的有效值恒定；副线圈电路中连接可变电阻R和电流表，电流表内阻不计，如图所示。若改变R的阻值，使电流表的示数变为原来的两倍。则(　 　) A．小灯泡D的亮度变暗 B．副线圈的电压变小 C．R的阻值大于原来的一半 D．变压器的输入功率变为原来的两倍 巩固练习 4.（多选）如图(a)所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝55∶4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定。原线圈接入的交流电压的变化规律如图(b)所示，下列说法正确的是(　 　) A．交流电压表V的读数为 V B．灯泡L两端电压的有效值为16 V C．当滑动变阻器的触头P向上滑动时，电流表A2示数减小，A1示数减小 D．由图(b)可知交流发电机转子的角速度为100 rad/s 5.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是3 Ω、1 Ω和4 Ω，A为理想交流电流表，u为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。已知该变压器原、副线圈的匝数比为3∶1。若开关S断开时，电流表的示数为I，则当S闭合时，电流表的示数为(　 　) A．I B．3I C．4I D．5I 6.（多选）如图为远距离输电示意图，其中T1、T2为理想变压器，r是输电线电阻，灯泡L1、L2相同且阻值不变。现保持变压器T1的输入电压不变，滑片P位置不变，当开关S断开时，灯L1正常发光，则(　　) A．仅闭合S，灯L1会变亮 B．仅闭合S，r消耗的功率会变大，变压器T1的输入功率会变大 C．仅将滑片P下移，r消耗的功率会变小 D．仅将滑片P上移，电流表示数会变小 7、如图所示，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1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。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表 的示数为U，理想电流表Ⓐ的示数为I。下列说法正确的是(　　) A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 8、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1:n2=3:1，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端