变压器及变压器动态分析 讲义-2026届高考物理二轮专题
2026-04-27
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普通
摘要:
该高中物理讲义聚焦变压器及动态分析高考核心考点,涵盖电压比、功率、电流关系等基础规律,理想变压器动态分析(匝数比不变/负载变化两类情境)及自耦变压器应用,按“基础规律-动态分析-特殊应用”逻辑架构系统梳理,通过考点精析、方法归纳、真题详解(3道典型例题)环节,帮助学生构建知识网络,突破动态分析难点。
资料创新采用“规律推导-情境分类-模型应用”教学策略,如动态分析中通过对比“匝数比不变负载变化”与“负载不变匝数比变化”情境,结合例题引导学生建构电路模型,培养科学思维与模型建构能力。设置分层例题解析易错点,确保高效复习,助力学生提升解题能力,为教师把控复习节奏提供清晰指导。
内容正文:
变压器及变压器动态分析
1, 变压器基础
原线圈 副线圈
①电压比关系:
∵感应电动势E,原线圈,,则原副线圈电压比为:,且原副两线圈的磁通量变化率相等,,则原副线圈电压比为:
②原副线圈功率关系:
∵理想变压器是一个无损耗的能量转换装置。它本身不产生能量,也不消耗能量(理想化条件),由能量守恒定律有:
单位时间内从电源输入原线圈的能量 = 单位时间内副线圈输出给负载的能量即功率
③原副线圈电流关系:
因为即,且,则
④原副线圈中交变电流的频率相等
2、 理想变压器动态分析(输入电压若题目没有特殊说明则不变)
①匝数比不变,负载(电阻R)变化(以负载R变大为例)
解析:原线圈不变,且匝数比不变则∵,则不变,负载R变大→变小→变小
综上匝数比不变,负载R变大→变小→变小变小
②负载(电阻R)不变,匝数比变化
解析:原线圈不变,且负载(电阻R)不变,若线圈匝数比变大∵,则变小→即变小→变小→则变小→即变小
综上负载(电阻R)不变,匝数比变大→变小→变小→变小→变小
例1:如图,电流表电压表均为理想电表,变压器为理想变压器,为定值电阻,为滑动变阻器,闭合开关s,下列说法正确的是
A、 仅将滑片上滑时,电流表示数减小
B、 仅将滑片下滑时,电流表示数减小
C、 滑片下移,上移时,电阻的功率增大
D、 只断开开关s,电压表V示数变大,电流表A示数变小
解析:先由图得到电流表A测的为输入端的电流即,开关闭合时,电压表V测的为两边的电压,开关断开时,电压表V测的为两端的电压
A选项,滑片上滑,改变的为匝数比即变小且不变∵∴变大则变大则变大则变大,即变大,∴A选项错误
B选项,滑片下滑,改变的为负载电阻阻值,变小,总阻值R变小,匝数比即不变且不变∵∴不变,∴变大,变大,变大,即变大,∴B选项错误
C选项:滑片下移,上移时,匝数比变大,负载电阻变大,总阻值R变大且不变,∵∴变小则变小,分得的电流变小,∴电阻的功率变小,C选项错误
D选项:断开开关s,没接入电路即串联,总电阻R变大,匝数比即不变且不变∵∴不变,∴变小,变小∴电流表A的示数变小,∴D选项正确
例2:(多选)如图,理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节,副线圈回路接有滑动变阻器R,定值电阻,开关s处于闭合状态,在原线圈不变的情况下,为提高的热功率,可以
A、 保持T不动,滑动变阻器R的滑片向f滑动
B、 将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片位置不动
C、 将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端移动
D、 将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端移动
解析:由题意有,为使的热功率提高,则副线圈电流增大,或者两端电压增大皆可
A选项:保持T不变即匝数比不变,滑动变阻器R滑片向f滑动使得滑动电阻器阻值变小,则副线圈总阻值R变小,不变且不变∵∴不变,∴变大则A选项满足条件
B选项:将T向b端移动,则副线圈匝数减小,匝数比变大,且滑动变阻器R的滑片位置不动,不变,则∵,则变小→即变小,B选项错误
C选项:将T向a端移动,副线圈匝数增大,匝数比变小,滑动变阻器R的滑片向f端移动,滑动电阻器阻值变小,则副线圈总阻值R变小,不变,∵∴变大则变大则通过两端的电流增大,则C选项满足条件
D选项:将T向b端移动,副线圈匝数减小,匝数比变大,滑动变阻器R的滑片向e端移动,滑动电阻器阻值变大,则副线圈总阻值R变大,∵∴减小,则变小,D选项不满足条件
综上,此题选择AC
3、 自耦变压器
构造:铁芯上只有一个线圈,原副线圈共用一个线圈,电压可连续调节
分类:
①
输入端匝数小于输出端,为升压变压器同样也满足普通变压器的相关规律:,
②
输出端匝数小于输入端,为降压变压器同样也满足普通变压器的相关规律:,,
例3:如图所示,为理想自耦变压器,其中P为变压器上的滑动触头,Q为滑动变阻器上的滑片,以下说法正确的是()
A、 适当调节变压器上的滑动触头P,该自耦变压器即可升压也可降压
B、 滑片Q不动,滑动触头P逆时针转动,电流表读数变大
C、 图示位置的>
D、 滑动触头P不动,滑片Q缓慢向下滑动,一直在减小
解析:自耦变压器题型先判断滑动触头P处于原线圈还是副线圈,判断方法:
若滑动触头P与负载一端相连,则处于副线圈
若滑动触头P和电源某一端相连(且不与负载直接构成独立回路),则处于原线圈
A选项:滑动触头P与负载端相连,则处于副线圈部分,调节滑动触头P改变的是副线圈的匝数,但副线圈匝数一直不大于原线圈匝数,故该自耦变压器只能降压不能升压,因此A选项错误。
B选项:滑片Q不动,滑动触头P逆时针转动,即副线圈匝数增大,由:可得变小,且不变,则变大,副线圈电流增大则电流变读数增大,因此B选项正确
C选项:图示位置,原线圈匝数>副线圈匝数,则1,∴>,因此C选项错误
D选项:滑动触头P不动,副线圈匝数不变,则不变,不变则不变,因此D选项错误
综上,此题选择B选项
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