第三章 专题提升十 理想变压器的综合问题-【金版教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册创新导学案word（人教版）

专题提升十　理想变压器的综合问题

提升　理想变压器的动态问题

1．变压器工作时的制约关系

(1)电压制约关系：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输入电压U1决定输出电压U2，即U2＝。

(2)功率制约关系：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。(用多少给多少)

(3)电流制约关系：当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1＝。

(简单记为：原定电压，副定电流和功率)

2．理想变压器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的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P出→P入→I1。

(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→U2→I2→P出→P入→I1。

如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，副线圈匝数可调节的理想变压器接入220 V正弦式交流电压，电流表A、电压表V分别为理想交流电流表和理想交流电压表。若将调压端的滑动触头P向下移动，则(　　)

A．电压表V的示数变小

B．变压器的输出功率变大

C．电压表V、电流表A测得的是瞬时值

D．电流表A的示数变大

[解析]　将调压端的滑动触头P向下移动，副线圈匝数减小，根据＝可知，副线圈两端的电压减小，故电压表V的示数变小，故A正确；副线圈两端的电压减小，灯的功率减小，故变压器的输出功率变小，故B错误；电压表V、电流表A测得的是有效值，故C错误；变压器的输出功率变小，可知变压器的输入功率变小，由P＝UI可知，原线圈电流减小，故电流表A的示数变小，故D错误。

[答案]　A

理想变压器动态问题的处理方法 (1)首先抓住三个制约关系：输入电压U1决定输出电压U2；输出电流I2决定输入电流I1；输出功率P出决定输入功率P入。 (2)把副线圈当作电源，研究副线圈电路中电阻或电动势变化。 (3)根据闭合电路的欧姆定律等，判断副线圈电路中电流、功率等的变化。 (4)根据理想变压器原、副线圈两端的电压关系、电流关系和功率关系判断原线圈中电流及输入功率的变化。 注意：①电压的制约关系反映了感应电动势的因果关系；②功率和电流的制约关系，体现了能量守恒的特点；③含有理想变压器的动态电路分析，变压器的副线圈可以看成负载的无阻电源，与负载组成的电路可以参照直流电路动态分析的方法。

 

[跟进训练]　如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值恒定的交变电源上，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K断开，当K接通时，以下说法正确的是(　　)

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的电流增大

D．原线圈中的电流减小

答案：B

解析：变压器原线圈两端电压和原、副线圈的匝数比不变，由＝可知副线圈两端M、N的输出电压不变，故A错误；当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R两端的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，故B正确，C错误；电流I2变大，由＝可知，原线圈中的电流I1增大，故D错误。

提升　原线圈含负载的变压器问题

1．概述

变压器原线圈含负载指的是原线圈不是直接接在输出电压恒定的电源上，而是串联或并联电阻、灯泡，或连接原线圈的输电线电阻不可忽略等。常见的电路如图所示。

2．原线圈含负载的变压器问题的分析方法

思路一：(1)根据欧姆定律，对除变压器之外的纯电阻电路部分列出电压、电流关系式；(2)用已知量列出变压器原、副线圈的电压、电流关系式；(3)联立各方程计算。

思路二：直接根据能量守恒定律和部分电路的电流、电压关系列功率关系式计算。

注意：原线圈串联负载时，电源电压不等于变压器输入电压，而是等于变压器输入电压和所串联的负载两端的电压之和。

如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡A和B。当输入电压U为灯泡额定电压的3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2∶1

B．原、副线圈匝数比为1∶2

C．此时A、B消耗的电功率之比为2∶1

D．此时A、B消耗的电功率之比为1∶1