30专题：理想变压器的动态分析问题(PXH)
最新变压器的动态分析有答案
精品文档对变压器动态分析的考查原来闭如图所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关S1、RI、电阻.现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数合，且R＝R112) (上的功率P及该变压器原线圈的输入功率P的变化情况正确的是1增大B．I A．U增大减小 D ．PC．P减小1AD答案不变，则输U由闭合到断开时，负载的总电阻变大，变压器的输出电压开关S解析222UU1R，＝＝P上的电压U变大，电阻R上的功率出电流I变小，R上的电压变小，R1211RR11错误．由电流与匝数的关系可知电流表的增大，故A正确，CP不变，U变大，则R11减小，输入功率等不变，I减小，则P减小，B错误．输出功率P＝I，U示数IU出出2222于输出功率，所以D正确．·14)如图所示，理想变压器原线圈输2、(2012·福建理综是滑为定值电阻，Ru＝Usin ωt，副线圈电路中R入电压0m表和.U和是理想交流电压表，示数分别用动变阻器U21I示；和和是理想交流电流表，示数分别用I2 1) 表示．下列说法正确的是( U和U表示电压的最大值B．表示电流的瞬时值A．I 和I 2211变大不变、IUC．滑片P向下滑动过程中，12变小变小、ID．滑片P向下滑动过程中，U12变向下滑动过程中，R电路中交流电表的示数为有效值，故A、B项均错误；P解析IU12＝变大，由U、U均不变，所以I＝小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，221IR＋R20nn22项错误．项正确，DC，得I＝变大，故I21nn11C答案，副线圈所接电路中，电压∶1、3 如图甲所示，T为理想变压器，原、副线圈匝数比为10的最大阻值为R6 ，ΩR＝Ω，4 ＝都为理想电表，电阻A、和电流表V、表VAR3122211R原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压．在，12 Ω的滑片自最下端滑动到最上端3精品文档．精品文档)(的过程中，以下说法正确的是5图V ．电压表V的示数为2 20 B的示数增大A．电压表V 21的示数都增大C．电流表A、A21的示数的乘积一直减小D．电压表V的示数与电流表A11D答案的示VR、R的总电阻减小，分压减小，所以电压表的滑片向上移动时，R当解析123310220 V得错误．根据“串反并同”U错误．由变压比公式＝得＝22 V，B数减小，A21U2AC 错误．电压表V的示数与电流表电流表A的示数增大，电流表A的示数减小，1112不P＝P＝P ＝P＋P，且、的示数的乘积为电阻RR消耗的功率之和，由于P出入出入23321减小，D正确．变，P增大，故P23120R＝n＝5∶1，电阻4、(2011·福建理综·15)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n∶21L Ω，为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输为规格相同的两只小灯泡，S、L112正常发光．下L接1，S闭合，此时入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S221)(列说法正确的是) V 202sin (50πA．输入电压u的表达式u＝t 、L均正常发光B．只断开S后，L221 S后，原线圈的输入功率增大C．只断开20.8 W R消耗的电功率为D．若S换接到2后，1D答案2π的，即输入电压u＝＝100πrad/s，202 VT＝0.02 s，故ω＝U由图象乙可知解析m T202sin (100πt) V，所以A项错误．断开S＝表达式u后两灯串联，总电压仍为4 V，22U所以L、L均不能正常发光，B项错误．根据P＝P＝可知断开S后R增大，P总出入221R总精品文档．精品文档224U＝接2，由P项错误．若可得P＝变小，P变小，CS ，D项正确．W＝0.8 W出入120R对折后并在一起，在铁某同学自制变压器，原线圈为n匝，在做副线圈时，将导线ab5、1为单刀双掷开关，线圈，从导线对折处引出一个接头c，连成图所示电路．S芯上绕n2)(sin u＝Uωt的交流电源．下列说法正确的是圈电阻不计，原线圈接m1Un2m2时，电压表示数为接A．Sbn1Un2m2时，电压表示数为．S接cBn21向下移动，变压器输入功率变大c时，滑动触头PC．S接向上移动，变压器输入电流变大c时，滑动触头PD．S接BD答案错ab产生的感应电动势抵消为零，电压表示数为零，选项A解析S接b时，双导线UUn m11，、U＝副线圈的电动势就是一个n线圈产生的感应电动势，由＝误；S接c时，12nU2222nU m2，选项B正确；P所以U向下滑时，＝R变大，消耗的功率变小，因此输入功率22n1也变小，同理分析，P向上滑时，R减小，回路电流变大，由I＝I知输入电流变大，nn2211选项C错误，D 正确．6、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别是n、n，b是原线圈的中心抽头，图21中电表均为理想的交流电表，副线圈接定值电阻R，其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压．当单刀双掷开关由a拨向b后，下列说法正确的是()乙甲A．副线圈输出电压的频率变小B．电压表的示数变大C．电流表的示数变小D．原线圈的输入功率变大答案BD精品文档．精品文档nU11，变小，由＝n后，解析变压器不会改变交流电的频率，A项错误；当开关由a拨向b1nU22U m变大，即电压表的示数变大，同样电流表、U不变时，U且U＝不变，可知n变小，n211122 U可知，D项正确．项正确，C项错误；由P＝P＝示数也要变大，BI出入22·9)如图所示，一理想变压器原、副线圈7、(2010·海南，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电∶1匝数之比为4下为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．路中R () 列结论正确的是V242 A．若电压表读数为6 V，则输入电压的最大值为倍，则电流表的读数减小到原来的一．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2B 半2倍，则输入功率也增加到原来的C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2 倍倍，则输出功率增加到原来2D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的倍的4AD答案本题考查变压器的原理以及交流电的有关知识，意在考查考生对交变电流的认识解析nU11，故＝6 V，则变压器的输出电压的有效值为6 V，由和理解．因为电压表的读数为nU22正确；若，所以选项A242 V24 V，所以输入电压的最大值为U＝＝2U＝4U＝U1m12U2可知，电流表示数增大，所以选增大，由I＝输入电压不变，副线圈匝数增加，则U22RU2＝I错；输入电压和匝数比不变，则电压值不变，当负载电阻R变大时，则，电项B2R不变，输RC 错；若负载电阻＝P＝U，故输入功率也减小，所以选项流变小，又PI2122U2则输出电流也变为原来I＝2倍，则输出电压也变为原来的2倍，入电压变为原来的2R 正确．倍，所以选项D4P 的2倍，故输出功率＝U变为原来的I222，变电所需适时进行调压，图甲为调压为保证用户电压稳定在220 V(2011·山东理综·20) 8、某次上下移动时可改变输出电压．当滑动接头P不变，变压器示意图．保持输入电压u1(变化的曲线如图乙所示．以下正确的是随时间u检测得到用户电压t )2精品文档．精品文档乙甲) V t2sin ( B．u＝100π190A．u＝50π1902sin (t) V 22适当下移，应将PC．为使用户电压稳定在220 V P，应将适当上移D．为使用户电压稳定在220 VBD答案2πU，故u＝＝100πrad/s2－＝10解析由题图乙知交变电流的周期T＝2×，所以ωs m2TnUn211n，欲使U升高，＝得U＝U＝，1902sin (100πt) V A错误，B正确．由ωtsin1221nnU122 D正确．应减小，P应上移，C错误，后接在稳定的交流电、如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V91下列说法中正确的是V.R，R上并联一只理想电压表源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器2)(示数变小向下滑动时，V示数变大，VA．若F不动，滑片P21不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小B．若F V的示数均变小F．若P不动，滑片向下移动时，V、C21 F向下移动时，灯泡消耗的功率变大D．若P不动，滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回P解析若F不动，滑片路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端不动，滑PA错误，B正确；若电压变大，V的示数变大，而原线圈两端电压不变，则2副线圈两端电压减小，片F向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变，D错误．、灯泡则副线圈回路中电流变小，L消耗的功率减小，电压表V的示数变小，C2B答案绕在一个圆环形的铁AB、10 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示．线圈就可以调节输出电压．图甲中两电表均P芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头两端输入图乙所示正为滑动变阻器．现在CD为定值电阻，、为理想交流电表，RRR321)( 弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么精品文档．精品文档(V) 2sin 100u的表达式为u＝t36A．由乙图可知CD两端输入交流电压MN之间输出交流电压的频率变大B．当滑动触头P逆时针转动时，C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大R消耗的电功率变小D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻2D答案之间输出交流电压的频率由、N(V)，A错误．解析由题图乙可知u＝M362sin 100πt减小，由错误．滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R输入的交流电压的频率决定，B32UC减小，消耗的电功率P＝R可知电压表读数减小，电流表读数增大，“串反并同”22R2正确．错误，D、R匝，R、n＝1 100匝，副线圈的匝数n＝11011、如图所示，理想变压器原线圈的匝数11202sin ＝220电压表均为理想电表．R，电流表、原线圈接u＝R均为定值电阻，且RR＝2201处于断开状态．下列说法中正确的是的交流电源．起初开关S(314t) (V))(22 VA．电压表示数为闭合后，电压表示数变小SB．当开关闭合后，电流表示数变大C．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大．当开关SDBCD 答案nU11R，而电压表示数只是22 V可知220 V，由＝U＝＝U解析电源电压的有效值为112nU22精品文档．精品文档两端的电压，一定小于U，A项错误．S闭合后，负载总电阻变小，而U不变，由P出222UU22＝知P变大，I＝变大，而P＝P＝U，U不变，I应变大，即电流表示数I出入出11121RR总总变大；电阻R的分压U＝I，U变大，则电压表示数U′＝U－U应变小．综上所R0000022述，选项B、C、D正确．精品文档．。
关于理想变压器的动态分析问题
圈的 输 出 电 压 与Ｒ ． 上 电 压之 差 ， 即Ｕ ＝ Ｕ ２ － Ｉ ， Ｒ 。 由于 合 上 Ｓ 后 ， Ｉ 增大 ， Ｒ ． 不变 ， Ｕ ， 不变 ， 由Ｕ ＝ Ｕ ， 一 Ｉ ， Ｒ ． 可 知 Ｕ 并减小 ， 即 电压 表 Ｖ ， 的示 数 变 小 ， 所 以 选项 Ｄ 错。
Ｕ 和 匝 数 比共 同决 定 ， 与负载 电阻无 关 ， 即Ｕ． ， ： ｎ ， Ｕ ， ／ ｎ ， （ 原 制 约副 ） 。 ２ ． 电 流 制 约关 系： 在原副线圈匝数 ｔ ｅｎ ． ： ｎ ， 和 输 入 电压 Ｕ 确 定 的情 况 下 ， 原线 圈 的输 入 电流 Ｉ 是 由输 出 电流 Ｉ ， 和 匝数 ｔ ｅｎ ， ： ｎ ， 决定 ， 即Ｉ ＝ ｎ ， Ｉ ， ， ｎ ， （ 副制 约 原 ） 。
例２ ： 如图所示 ， 有一理想变压器 。 原 线 圈 接 在 电压 一 定 的 正弦交流电源上 ， 副 线 圈 电 路 中接 入 三个 电 阻Ｒ 、 Ｒ ， 、 Ｒ， ， 各 交
流 电 表 的 内阻 对 电路 的影 响 不 计 ， 当开 关 Ｓ 闭合时 ， 各 电表 的 示 数 变化 情 况 是 （ ）
匝 数 比 的变 化 而 变 化 的 情 况 ； （ ２ ） 负载变化 ， 匝数 ｔ ｅ ｎ ： ｎ ． 不变 ， 电 流Ｉ 或 电 压Ｕ 随 负 载 电 阻Ｒ的 变化 而 变 化 的 情 况 。 无 论 同 学们 遇 到 哪 种 情 况 ， 处 理 此 类 问题 的关 键 都 是 ： 第一 ． 分 清 变 量 和 不变 量 ； 第 二 ．弄 清 楚 理想 变 压器 中 各 物 理 量 之 间 的联 系 和相 互 制 约关 系 ， 即谁 决 定 谁 。 １ ． 电压 制 约 关 系 ： 在理想变压 器中 ． 副线 圈 的 端 电 压 Ｕ 由
高中物理：理想变压器的动态分析
高中物理：理想变压器的动态分析
理想变压器动态分析大致有两类情形：
（1）负载不变，原、副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，功率P入、P出随匝数比变化而变化；
（2）匝数比不变，上述各物理量随负载电阻的变化而变化.
共同策略：①根据题意弄清变量和不变量；②弄清变压器动态变化的决定关系.
例、四川汶川特大地震致使供电系统严重破坏. 为了确保灾后人民的生活得到及时救助，电力部门启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，图中R0表示输电线的电阻. 滑动触头P置于a处时，用电器恰好正常工作. 在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则（）
A. 当发电机输出的电压发生波动使电压表V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向上滑动
B. 当发电机输出的电压发生波动使电压表V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动
C. 如果电压表V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑
D. 如果电压表V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑
分析：分析时，关键是看到理想变压器变化的本质：（1）当发电机输出的电压发生波动使电压表V1示数小于正常值时，意味着U1变小；（2）如果U1不变，当用电器增加时，实质就是负载电阻减小.
解析：当发电机输出的电压发生波动使电压表V1示数小于正常值，用电器不变时，由可知，当U1变小，n2应变大，则选项A正确；如果电压表V1示数保持正常值不变，由可知，当U1不
变，假设n2保持不变，那么当用电器增加时，副线圈中的总电阻将减小，则副线圈中的电流增大，而R0分担的电压将增大，用电器上分得的电压必然减小. 所以，为了确保用电器正常工作，滑动触头P应向上滑，则选项C正确.本题正确选项为AC.。
2017年11月16日 理想变压器的动态分析-试题君之每日一
11月16日 理想变压器的动态分析高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆图示电路中，变压器为理想变压器，a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器。
现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A 。
则下列说法正确的是A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c d →的方向滑动【参考答案】D【试题解析】电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c 向d 滑动，故D 正确；电压表V 1、V 2示数不变，故A 、B 错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n 1I 1=n 2I 2，电流变化时，n 1ΔI 1=n 2ΔI 2，故122141n I n I ∆==∆，应是降压变压器，C 错误。
【知识补给】理想变压器的动态分析1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；（2）分析该类问题的一般思维流程是：2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
（1）匝数比不变的情况①U 1不变，根据2121n n U U =，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2也不变；②当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化；③I 2变化引起P 2变化，由P 1=P 2知P 1发生变化。
（2）负载电阻不变的情况①U 1不变，21n n 发生变化，U 2变化； ②R 不变，U 2变化，I 2发生变化； ③根据RU P 222=和P 1=P 2，可以判断P 2变化时，P 1发生变化，U 1不变时，I 1发生变化。
2019年11月14日 理想变压器的动态分析-学易试题君之每日一题君2020年高考物理一轮复习
11月14日 理想变压器的动态分析高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆（2019·学科网高考考前最后一卷）（多选）如图所示的自耦变压器原线圈两端接有一交流电源，副线圈接有如图所示的电路，假设小灯泡的电阻不受温度的影响。
已知自耦变压器原线圈两端所接的电压为2202sin100π(V)u t =，开始开关闭合。
则下列说法正确的是A ．若P 1位于最上端、P 2位于中点处，副线圈输出电压的有效值为1102B ．仅将开关断开，则小灯泡的亮度将变暗C ．仅将滑动触头P 向下移动，则小灯泡的亮度变暗D ．原线圈的电压突然降低，若要使灯泡的亮度不变，则滑动触头P 1向下移动、同时将滑动触头P 2向上移动 【参考答案】CD 【详细解析】若P 1位于最上端、P 2位于中点处，由理想变压器的工作原理可知：112221U n U n ==，又已知原线圈输入电压的有效值为U 1=220 V ，则U 2=110 V ，A 错误；仅将开关断开，则变压器负载的电阻值增大，又因为副线圈的输出电压不变，因此变压器副线圈的输出电流减小，电阻R 1两端的电压减小，则并联部分的电压增大，小灯泡两端的电压增大，小灯泡的亮度变亮，B 错误；仅将滑动触头P 向下移动，则变压器负载的电阻值减小，则变压器副线圈的输出电流增大，电阻R 1两端的电压增大，则并联部分的电压减小，小灯泡两端的电压减小，小灯泡的亮度变暗，C 正确；原线圈的电压突然降低，若要使小灯泡的亮度不变，则小灯泡两端电压不变，即U 2不变，由理想变压器的工作原理可知：1122U n U n =，显然副线圈的输出电压U 2降低，所以要使小灯泡的亮度不变，滑动触头P 1向下移动、同时将滑动触头P 2向上移动，小灯泡的亮度可以恢复，D 正确。
【应试必备】理想变压器的三个关系：（1）功率关系：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P 入=P 出；（2）电压关系：原、副线圈的电压比等于匝数比，即1122U n U n =，与负载情况、副线圈个数无关； （3）电流关系：①只有一个副线圈：电流和匝数成反比，即1221I n I n =；②多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定电流关系，即U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+U n I n 。
【技巧】交变电流 理想变压器的动态分析
理想变压器的动态分析理想变压器的动态问题，是指理想变压器原、负线圈中任一物理量发生变化时，将会引起其它物理量随之发生变化的现象.解决这类问题的关键在于分析变压器中发生变化的物理量，以及各物理量的制约关系.这类问题大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈两端的电压U 1、U 2，通过的电流 I 1、I 2 ，输入和输出功率 P l 、P 2 随原、副匝数比的变化而变化的情况；另一类是原、副匝数比不变，上述各量随负载的变化而变化的情况．不论哪种情况都要注意：（1） 根据题意弄清变量与不变量（2） 弄清变压器动态变化中的决定关系理想变压器中的物理量有以下四组相互制约的关系：一、原线圈与副线圈两端电压的决定关系： 原、副线圈中电压与匝数成正比，即2121n n U U =.当原、副线圈的匝数n 1、n 2一定时，副线圈两端的电压U 2的大小决定于原线圈两端的电压U 1的大小，1122U n n U =.可简述为“原制约副”,即U 2随U 1的增大而增大，随U 1的减小而减小.当然，若有多组副线圈时，电压决定关系仍然成立，即：n n n n n n U U U U ∶∶∶∶∶∶∶∶ΛΛΛΛ321321= 若原线圈中的电压发生变化，每组副线圈中的电压也会随之变化，且副线圈中各组的电压与匝数仍成正比的关系.二、输入功率与输出功率的决定关系在理想变压器中，由于能量的损失忽略不计，其输入功率P 1和输出功率P 2相等，即 P 1=P 2 .理想变压器的输入功率P 1由输出功率P 2决定，即P 2增大时，P 1也增大；P 2减小时，P 1也减小.当变压器有多个副线圈时，输入功率等于各组输出功率之和.即：1234...n P P P P P =++++.三、原线圈与副线圈电流的决定关系 对于只有一组副线圈的理想变压器，原、副线圈中电流与匝数成反比，即：1221n n I I =，当n 1、n 2一定且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1的大小由副线圈中的电流I 2决定.2121I n n I =，可简述为“副制约原”，即：I 1的大小随I 2的增大而增大，随I 2的减小而减小. 当有多组副线圈时，原、副线圈中的电流不再成反比的关系，而是原线圈中的电流和线圈匝数的乘积（简称“安匝数”）与各组副线圈中“安匝数”之和相等.即：11223344...n n n I n I n I n I n I =++++，由该式可以看出，当原、副线圈匝数不变时，任一组副线圈中的电流增大或增加一组副线圈时，原线圈中的电流均会增大.四、负载制约关系：1.变压器副线圈中的功率P 2由负载决定：212...n P P P P =+++负负负；当负载增多或任一负载电阻减小时，副线圈中的功率将增大，原线圈中的功率也会增大.图1 2.变压器副线圈中的电流I 2 由用户负载及电压U 2确定：222U P I =. 当负载增多时，原、副线圈中的电流均会增大. 3、线路上损耗的功率由负载及电压U 2确定：线线损R U P R I P 22222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==.当负载增多时，线路上的损耗功率也会增大.4、输出总功率由负载决定：2P P P +=损总 ，当负载功率增大时，输出的总功率也会增多.综上所述，变压器的动态分析问题的思路程序可表示为：.例1 如图1所示，为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L 1、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1、A 2，导线电阻不计，如图所示。
4.1变压器的动态分析
变压器动态分析基础题1. 理想变压器在正常使用过程中,如果副线圈处于开路状态,则原线圈的输入功率等于_______；如果副线圈上负载电阻减小,则原线圈从电源获取的功率将_______(选填“增加”、“减小”或“不变”).答案:0,增加2. 对于理想变压器,下列说法中不正确的是( )A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零答案:D解析:副线圈消耗功率大小决定原线圈的输入功率大小,选项A 对;副线圈的电流决定原线圈的电流,选项B 对;当副线圈的电流为零时原线圈的电流为零,但电压不是零,选项D 错;原线圈的电压决定副线圈的电压,与副线圈中电流的变化无关,选项C 对。
触变型3. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1 和L 2，输电线的等效电阻为R ．开始时，开关S 断开，当S 接通后A ．副线圈两端从M 、N 的输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 两端的电压降减小C ．通过灯泡L 1 的电流减小D ．原线圈中的电流减小答案：C4. 如图所示,理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2.输电线的等效电阻为R .开始时,电键S 断开,当S 闭合时,下列说法中正确的是().(A )副线圈两端的输出电压减小(B )通过灯泡L 1的电流减小(C )原线圈中的电流增大(D )变压器的输入功率增大答案:BCD5. （2013山东省即墨市期末）如图所示，理想变压器原线圈的匝数11001=n 匝，副线圈的匝数1102=n 匝，210R R R 、、均为定值电阻，原线圈接如图所示的交变电压.开始开关S 处于断开状态，下列说法中正确的是 ( )A.电压表示数为22VB.当开关S闭合后，电压表示数变大C.当开关S闭合后，电流表示数变大D.当开关S闭合后，变压器的输入功率减小6.（2013湖南省娄底市期末）如图所示，B为理想变压器，接在其原线圈上的交变电压有效值保持不变。
“理想变压器”动态问题研究——从2014年全国高考新课标Ⅱ理综卷21题引发思考
“理想变压器”动态问题研究——从2014年全国高考新课标Ⅱ理综卷21题引发思考2014年全国高考理综卷的第21题是一道涉及理想变压器的动态问题。
这道题考察了学生对物理知识的理解和应用能力。
尽管只有两个小问，但却引发了大量的思考和讨论。
本文将从这道题出发，探索“理想变压器”的原理和应用，以及相关的动态问题。
首先，我们来回顾一下这道题的内容。
题目要求考生计算一个“理想变压器”的变压比。
已知输入端电压为220 V，输出端电流为10 A，求输出端电压。
而在部分同学试图解答这道题时，却发现根据题意无法得出变压比。
这是因为变压器的理论模型是一个理想的近似模型，而在实际应用中，变压器往往有一定的损耗和效率。
所谓理想变压器，是指在理论模型中假设变压器没有任何损耗和效率的一种情况。
在这种理想的情况下，根据电能守恒定律，变压器的输入功率等于输出功率。
由于功率等于电压乘以电流，所以输入功率等于输出功率可以表达为输入端电压乘以输入端电流等于输出端电压乘以输出端电流。
根据这个等式，我们可以得到一个非常重要的结论，即变压器的变压比等于输入端电压与输出端电压的比值等于输出端电流与输入端电流的比值。
换句话说，变压器的变压比等于输出电流与输入电流的比值。
这也是这道题的答案。
输入端电压为220 V，输出端电流为10 A，所以变压比为220 V / 10 A= 22。
然而，这个结论只适用于理想变压器模型。
在实际应用中，变压器会存在一定的损耗和效率。
在输送能量的过程中，输入端的电能会部分转化为热能和噪声，而输出端的电压和电流也会有一定的损耗和误差。
因此，在实际应用中，变压器的实际变压比往往小于理论计算得到的值。
那么，变压器的损耗和效率是如何产生的呢？在变压器中，主要有以下几种损耗和效率存在。
首先，有铁损和铜损。
变压器的铁芯会产生磁滞损耗和涡流损耗，而变压器的线圈会有电阻，产生焦耳热。
这些损耗会使变压器的实际功率小于理论功率，因此会造成能量的损耗。
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专题：理想变压器的动态分析问题
【考点】理想变压器的基本关系式和制约关系、理想变压器的动态分析思路，远距离输电问题；
【知识点归纳】
1、构造与原理
2、基本关系式
(1)功率关系:
(2)电压关系：
(3)电流关系：
3、制约关系
(1)电压制约关系:
(2)电流制约关系:
(3)功率制约关系:
4、分析含变压器电路的动态变化问题的一般思路:
5、关于理想变压器的几点说明
(1)变压器不能改变恒定的直流电压。
(2)变压器能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。
(3)理想变压器本身不消耗能量。
(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
(5)当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1为加在原线圈两端的电压，并不是电源的电压。
【例题1】
220sin 100πt(V)的交流电源上,副线圈接有1.如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2
R=55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表。
下列说法正确的是()
220W
A.原线圈的输入功率为2
B.电流表的读数为1 A
110V
C.电压表的读数为2
D.副线圈输出交流电的周期为50 s
【例题2】
2、(多选)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。
在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则 ( )
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表
读数变大
B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表
读数变小
C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小
【针对性练习】
1.如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。
下列说法正确的是 ( )
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大
D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大
2.如图甲所示的电路中,S 为单刀双掷开关,电表为理想电表,Rt 为热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小),理想变压器原线圈接图乙所示的正弦式交流电,则 ( ) A.变压器原线圈中交流电压u 的表达式u=2110sin 100πt (V) B.S 接在a 端，Rt 温度升高时,变压器的输入功率变小
C.S 接在a 端，Rt 温度升高时,电压表和电流表的示数均变大
D.S 由a 切换到b ，Rt 消耗的功率变大
3. 一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如下图甲所示，
副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头。
下列说法中正确的是（ ） A ．副线圈输出电压的频率为50Hz
B ．副线圈输出电压的有效值为31V
C ．P 向右移动时，原、副线圈的电流 比减小
D ．P 向右移动时，变压器的输出功率
减小
4.(多选)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,图中R t 为热敏电阻(随温度升高其电阻变小),R 为定值电阻。
下列说法正确的是( )
甲
乙
A.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u 2=29sin 50πt V
B.t=0.02 s 时电压表V 2的示数为9 V
C.变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1∶4
D.R t 处温度升高时,电流表的示数变大,电压表V 2的示数不变
10-2s
-图（乙）
1．（2019届广东一模）某交变电路如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，R 1=30Ω，R 2 =20Ω，一示波器接在电阻R 1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示。
电压表与电流表均为理想电表，不计示波器的电流对电路的影响，下列说法正确的是（ ） A ．电压表的示数为35.4 V B ．电流表的示数为0. 2 A
C ．原线圈的输入电压t u π50sin 250=(V)
D ．电阻R 2消耗的电功率为15 W
2．（2019届广东二模）在如图所示的电路中，a 、b 两端接有()100sin100πt u V =的交流电源，移动滑动触头P 可改变理想变压器原线圈接入电路的匝数，灯泡1L 、2L 和R 的电阻相同。
当开关S 断开时，灯泡1L 恰好正常发光。
下列说法正确的是（ ）
A ．原线圈两端电压的有效值为100V
B ．若将P 向上移动，1L 会变亮
C ．若闭合S ，1L 可能会烧坏
D ．若闭合S ，R 消耗的电功率是闭合S 前的
16
9
倍 3、（2019届中山一中高考热身练习）（多选）如图，一理想变压器的原、副线圈匝数之比
1:10:21=n n ，原线圈接入电压t u π100sin 2220=(V)的交流电源，定值电阻
Ω=Ω=10,510R R ，可变电阻R 的阻值范围为0～10Ω，交流电压表和交流电流表对电路
的影响可忽略不计。
下列说法正确的是：（ ）
A ．增大R 的阻值，交流电流表A 1的示数减小
B ．t ＝0.02s 时，交流电压表的示数为22V
C ．当可变电阻阻值增大时，变压器的输入功率增大
D ．调节可变电阻R 的阻值时，交流电流表A 2示数的变化范围为0～1.1A
1、（2016全国Ⅰ,16,6分）一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω,
为
理想交流电流表,U 为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。
当开关S 断开时,电流表的示数为I;当S 闭合时,电流表的示数为4I 。
该变压器原、副线圈匝数比为( )
A.2
B.3
C.4
D.5
【笔记】
2、（2015全国Ⅰ,16,6分）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上,如图所示。
设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( )
A.U=66 V,k=91
B.U=22 V ,k=91
C.U=66 V ,k=31
D.U=22 V,k=3
1
【笔记】
3、（2016年全国卷Ⅲ,19,6分）（多选）如图,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10倍时,两灯均能正常发光,下列说法正确的是()
A.原、副线圈匝数比为9∶1
B.原、副线圈匝数比为1∶9
C.此时a和b的电功率之比为9∶1
D.此时a和b的电功率之比为1∶9
【笔记】
4、（2014年全国卷Ⅱ,21,6分）（多选）如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。
原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。
假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大。
用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd,则()
A.U ab∶U cd=n1∶n2
B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小
C.负载电阻的阻值越小,cd间的电压U cd越大
D.将二极管短路,电流表的读数加倍
【笔记】。