精选-高考一轮复习资料 理想变压器模型就这三招-word文档.docx
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1、理想变压器模型就这三招(5.13.2018)宋以后,京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。至元明清之县学一律循之不变。明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。到清末,学堂兴起,各科教师仍沿用“教习”一称。其实“教谕”在明清时还有学官一意,即主管县一级的教育生员。而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。于民间,特别是汉代以后,对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。在一些特定的讲学场合,比如书院、皇室,也称教师为“院长、西席、讲席”等。 一、理想变压器的几个基本问题宋以后,京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕
2、”。至元明清之县学一律循之不变。明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。到清末,学堂兴起,各科教师仍沿用“教习”一称。其实“教谕”在明清时还有学官一意,即主管县一级的教育生员。而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。于民间,特别是汉代以后,对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。在一些特定的讲学场合,比如书院、皇室,也称教师为“院长、西席、讲席”等。 (1)理想变压器的构造、作用、原理及特征。宋以后,京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。至元明清之县学一律循之不变。明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。到清末,学堂兴起,
3、各科教师仍沿用“教习”一称。其实“教谕”在明清时还有学官一意,即主管县一级的教育生员。而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。于民间,特别是汉代以后,对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。在一些特定的讲学场合,比如书院、皇室,也称教师为“院长、西席、讲席”等。 构造:两组线圈(原、副线圈)绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。作用:在办理送电能的过程中改变电压。原理:其工作原理是利用了电磁感应现象。特征:正因为是利用电磁感应现象来工作的,所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。(2)理想变压器的理想化条件及规律如
4、图所示,在理想变压器的原线圈两端加交流电压U1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律,有忽略原、副线圈内阻,有另外,考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁,即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同,于是又有 由此便可得理想变压器的电压变化规律为在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分,分别俗称为“铜损”和“铁损”),有,而于是又得理想变压器的电流变化规律为由此可见:理想变压器的理想化条件一般指的是:忽略原、副线圈内阻上的分压,忽略原、副线圈磁通量的差别,忽略变压器自身的能量损耗(实际上还忽略了变压器原、副线圈
5、电路的功率因素的差别)。理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。(3)多组副线圈理想变压器的规律。如图所示,原线圈匝数为,两个副线圈的匝数分别为、相应的电压分别为、和,相应的电流分别为、和根据理想变压器的工作原理可得可得根据得:将代入得整理得(4)原副线圈的地位原(副)线圈在原(副)线圈回路中所处的地位是充当负载(电源)。2、 解决理想变压器问题的绝招招数一 能量守恒法(功率思路)理想变压器的输入、输出功率为P入=P出,即P1=P2;当变压器有多个副绕组时,P1=P2+P3+招数二 电流、电压关系法变压器原、副线圈的电压之比为;当变压器
6、有多个副绕组时,只要绕在同一闭合铁芯上,任意两线圈之间总有对只有一个副绕组的变压器有;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+招数三 等效负载电阻法变压器等效负载电阻公式的推导:设理想变压器原副线圈的匝数之比为n1:n2,原线圈输入电压为U1,副线圈负载电阻为R,如图1(1)所示,在变压器正常工作时,求a、b间的等效电阻。先画出等效电路图如图1(2)所示,设变压器等效负载电阻为在(1)中由变压器的分压规律:得:,所以负载电阻R消耗的功率为:在(2)中等效电阻消耗的功率为:因,所以等效电阻为:(重要结论)【例题一】(2019全国新课标)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R
7、2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ,A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A2 B3C4 D5解法一:能量守恒法:设原副线圈匝数比为 断开闭合 得即:化简得解法二:电流、电压关系法设原副线圈匝数比为 断开时 由图可知 即则闭合由图可知 即则由得解法三:等效负载电阻法设原副线圈匝数比为 断开时等效负载电阻为则闭合时等效负载电阻为则得【例题二】在如图所示的电路中,理想变压器原副线圈的匝数比为21,四个灯泡完全相同,其额定电压为U,若已知灯泡L3和L4恰能正常工作,那么 ( )AL1
8、和L2都能正常工作BL1和L2都不能正常工作C交流电源电压为2UD交流电源电压为4U【解析】四个灯泡完全相同则电阻均为L3和L4恰能正常工作则根据 又因为所以的电流电压均为所以均能正常发光。设交流电源的电压为根据及则所以【另解】能量守恒:设交流电源的电压为根据能量守恒,所以【例题三】如图所示,一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成,匝数比,a、b端接正弦交流电,电路中电阻,其余电阻均不计。若消耗的功率为,则消耗的功率为A. 9P B.PC. P D. P【解析】方法一:设原线圈的电压为则副线圈的电压分别为、因为的功率,则的功率根据能量守恒原线圈的输入功率为,则那么消耗的功率又因为所以。方法二
9、:设原线圈的电压为则副线圈的电压分别为、设中的电流为则中的电流为,设中的电流为则由能量守恒得所以解法三:由得根据则所以。【例题四】如图所示,某理想变压器有一个原线圈 ,匝数匝,接220伏电路上,另有两个副线圈,甲线圈匝数匝,线圈中电流为安,另一个乙线圈两端电压伏,电流为=0.5 安。求(1)乙线圈的匝数和甲线圈两端的电压。(2)原线圈中的电流。解:(1) 匝(2)得。巩固训练1、(海南卷)如图,一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0,是理想电压表;现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变
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