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一、理想变压器模型的分析技巧
1.对于原线圈电路接用电器的问题,输入功率等于输出功率,要注意电压与匝数成
正比关系成立的条件,此时=中U1指的是原线圈两端电压,而不是电源电压。
2.常见图例(图1)
图1
3.处理技巧
首先计算出通过副线圈的电流,由电流比关系可知原线圈的电流;其次根据欧姆
定律可表示出与原线圈串联的电阻两端的电压;最后结合题意,列出原线圈两端
电压的表达式,根据电压比关系求出副线圈两端电压。
【例1】 (2021·广
潮州
东
质检)如图2 为一电吹风内部电路示意图,其中变压器原副
线圈匝数比为2∶1。当原线圈接入市电:u=220sin100πt (V)后,闭合开关S,副线
圈中电机M(额定电压100 V,额定功率100 W)刚好正常工作。则( )
图2
A.电动机内阻为R=100 Ω
B.交变电压的频率为100 Hz
C.副线圈中电流的有效值为1 A
D.变压器的输入功率为110 W
解析 由u=220sin 100πt(V)可知ω=100π,
交
的
率
则
变电压
频
f===50 Hz,B
;机
错误电
M(
定
额
电压100 V,定功率
额
100 W)
好正常工作,根据
刚
P=IU,可知
副线圈
流
电
为1 A,此
流
有效
,
电
为
值C 正确;若
机内阻
电动
为R=100 Ω,则P 热=
I2R=100 W,
然不可能,
显
A
;由
错误
u=220sin 100πt(V)可知原
圈
有效
线
电压
值
U1=220 V,副
圈
则
线
电压U2=U1=110 V,所以副
圈的功率
线
为110 W,
器的
变压
入功率
输
为110 W,D
。
错误
答案 C
1
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【例2】 在如图3 所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2,两个
相同灯泡的电阻和滑动变阻器接入电路中的有效阻值均为R=5 Ω(不考虑灯泡电
阻随温度的变化),两电表均为理想交流电表,电源输出电压的表达式为u=120sin
100 πt (V)。下列说法正确的是( )
图3
A.L1、L2两灯泡消耗的功率之比为2∶1
B.电流表的示数为8 A
C.电源的输出功率为1 900 W
D.当滑动变阻器的滑片向下滑动,电压表的示数变小
解析
流表示数
设电
为I2,副
圈两端的
线
电压为U2=2I2R,原
圈两端的
线
电压U1
=U2=U2,原
圈
流
线
电
I1=I2=2I2,L1、L2两灯泡消耗的功率之比
=
为
=,选项A 错
;
源
出
的有效
误
电
输
电压
值U=120 V,由
合
路欧姆定律得
闭
电
U=I1R+U1,代入
数据解得I2=8 A,选项B 正确;I1=16 A,源的
出功率
电
输
P=I1U=1 920 W,选项
C
;当滑
阻器的滑片向下滑
,
器
错误
动变
动时变压
阻
大,出
流
负载电
变
输
电
I2减小,
I1减小,
表的示数
大,
电压
变
选项D
。
错误
答案 B
二、析题破题能力的培养
含有变压器的动态电路问题的解题思路
【例3】 如图4 所示,理想变压器原线圈接正弦交流电,电表为理想电表,Rt为热敏
电阻(该阻值随温度升高而减小)。下列说法正确的是( )
2
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图4
A.开关S 由a 切换到b,电压表示数变小
B.开关S 由a 切换到b,电流表示数变大
C.若环境温度升高,变压器的输出功率变大
D.若环境温度降低,变压器的输入功率变大
解析 开关S 由a 切
到
换
b,原
圈上的
表示数不
,副
圈的匝数
小,根
线
电压
变
线
变
据=
器的
出
小,副
圈上
流
小,
变压
输
电压变
线
电
变
A、B
;当
境温度升高
,
错误
环
时
Rt的阻
会
小,在
不
的情况下,副
圈的
流就会
大,原
圈的
流也
值
变
电压
变
线
电
变
线
电
会
大,根据
变
P=I2Rt,
器的
出功率
大,
变压
输
变
C 正确;当
境温度降低
,
环
时Rt的阻
会
大,在
不
的情况下,副
圈的
流就会
小,
值
变
电压
变
线
电
变
Rt上消耗的功率
小,
变
器的
入功率
小,
变压
输
变
D
。
错误
答案 C
【例4】 (2021·四川遂宁
断
诊
)远距离输电线路简化如图5 所示,电厂输送电功率不
变,变压器均为理想变压器,图中标示了电压和电流,其中输电线总电阻为R,则(
)
图5
A.I2=
B.输电线损失的电功率为
C.提高输送电压U2,则输电线电流I2增大
D.电厂输送电功率为U2I2
解析 由于
阻
输电线总电
为R,
上有
降,
输电线
电压
U 线<U2。根据欧姆定律得I2=
<,故A
;
上功率
失
错误输电线
损
ΔP=,ΔU<U2,故B
;根据
错误
P=UI 知在功率
不
的情况下,增大
变
U,I 减小,故C
;理想
器不改
功率,
错误
变压
变电
U2I2=U1I1,
故
厂
送
功率
电
输
电
为U2I2,故D 正确。
答案 D
3