第3章 习题课3 变压器的综合应用（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

习题课3　变压器的综合应用 综合提能(一)　负载变化引起的动态变化问题 [融通知能] 1．含有变压器动态电路问题的答题模型 (1)构建模型 (2)模型突破 解答这类问题的关键是分清变量和不变量。首先确定哪些量是不变的，然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情况。 ①理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”，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。 ②可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法。 2．负载变化的两种情况 (1)负载的数目发生变化，如某些用电器的开关断开或闭合。 (2)滑动变阻器的滑片移动，电路中的电阻发生变化。 [答案]　D /方法技巧/ 负载变化引起的动态变化问题的解题思路 变与不变结合，根据答题模型从副线圈向原线圈推进。如果原、副线圈的匝数不变，则副线圈电压不变，根据负载电阻的变化，判断出副线圈电流或功率的变化情况，然后根据输出功率决定输入功率的特点，分析原线圈电流或功率的变化。 [针对训练] 1．如图所示，理想变压器原线圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后 (　 ) A．电流表A2的示数减小　 B．电压表V1的示数减小 C．电压表V2的示数不变 D．电流表A1的示数不变 答案：A 2．(2021·湖南高考)如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是 (　 ) A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 答案：A 综合提能(二)　　线圈匝数变化引起的动态问题 [融通知能] 1．线圈匝数变化的三种情况 (1)原线圈匝数不变，副线圈匝数变化。 (2)副线圈匝数不变，原线圈匝数变化。 (3)原、副线圈的匝数同时变化，且变化后匝数比与之前不同。 2．一般解题思路 根据电压与匝数成正比的特点，判断输出电压如何变化，然后根据答题模型从副线圈向原线圈推进。 [答案]　BD [针对训练] 1．如图所示为原、副线圈的匝数均可调节的理想变压器，原线圈两端接一正弦式交变电流，一小灯泡L和滑动变阻器串联于副线圈两端，滑动触头P置于中间，小灯泡正常发光。为了使小灯泡亮度变暗，可以采取的措施有 (　 ) A．仅减少原线圈的匝数n1 B．仅增加副线圈的匝数n2 C．仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动 D．仅增大原线圈中交流电的电压 答案：C 2．如图所示的理想变压器中，b是原线圈的中点触头，从某时 刻开始在原线圈c、d两端加上正弦式交变电压，现将单刀双 掷开关与a连接，下列说法正确的是 ( 　 ) A．滑动变阻器滑片P向上移动时，电压表、电流表示数均变小 B．滑动变阻器滑片P向上移动时，原线圈中电流增大 C．单刀双掷开关由a掷向b，电压表、电流表示数均变大 D．单刀双掷开关由a掷向b，变压器输入功率将变小 解析：当滑动变阻器滑片P向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈所在电路的总电阻变大，由于副线圈两端的电压是由输入电压和线圈匝数比决定的，所以副线圈中的电流变小，电流表的示数变小，电压表的示数不变，A错误；电流与匝数成反比，副线圈中电流减小，原线圈中电流也减小，B错误；当单刀双掷开关由a掷向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变小，所以副线圈两端的电压升高，电压表和电流表的示数均变大，C正确；由C知电压表和电流表的示数均变大，则输出功率变大，变压器输入功率等于输出功率，则输入功率将变大，D错误。 答案：C　 综合提能(三)　　三类特殊变压器 [融通知能] 1．自耦变压器 如图甲所示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变压器，它的构造如图乙所示。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 (1)电压互感器：如图甲所示，原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表。互感器将高电压变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。 (2)电流互感器：如图乙所