高考物理變壓器習(xí)題

高考物理變壓器習(xí)題變壓器是中學(xué)物理中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，各種文獻(xiàn)和復(fù)習(xí)材料也較多，概括其所總結(jié)的求解理想變壓器問(wèn)題基本思路有：（1）通過(guò)變壓器原、副線圈的磁通相等；（2）變壓器的輸入功率與輸出功率相等；（3）由上述二點(diǎn)推得的原、副線圈的電壓關(guān)系，電流關(guān)系.但分析變壓器問(wèn)題還有一種教輔中鮮有提及的思路：原副線圈電路中負(fù)載電阻的等效關(guān)系，2016年全國(guó)卷Ⅰ高考物理第16題正適合采用此思路.1理想變壓器原副線圈電路中負(fù)載電阻的等效關(guān)系在交流電路中，理想變壓器除了有改變電壓、電流的作用外，從等效思想的角度看，還有變換負(fù)載阻抗的作用，以下簡(jiǎn)稱阻抗變換.Rab=U1I1=kU2I2k=k2U2I2=k2R顯然，當(dāng)U1、I1變化時(shí)，上式總成立，故可把這個(gè)“黑箱”看作大小為k2R的電阻.說(shuō)明1變壓器的初、次級(jí)阻抗比等于初、次級(jí)匝數(shù)比的平方，對(duì)于升壓變壓器，k1，起放大阻抗作用.說(shuō)明2實(shí)際應(yīng)用中，阻抗變換常用于在電子線路實(shí)現(xiàn)阻抗匹配.而在有關(guān)高中變壓器習(xí)題的解答中，可利用阻抗變換，把一些含理想變壓器的電路問(wèn)題，等效轉(zhuǎn)換為高中生常見(jiàn)的純電阻電路來(lái)分析.2解題應(yīng)用A.2B.3C.4D.5開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)有：U=I[R1+k2（R2+R3）]。代入數(shù)值，U=I（3+5k2）開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)有：U=4I（R1+k2R2）。代入數(shù)值，U=4I（3+k2）將兩式相比消去U、I得：k2=9，故k=3，選B.例2已知交變電源電動(dòng)勢(shì)有效值為E=4V，內(nèi)阻為r=1Ω，經(jīng)過(guò)變壓器給電阻為R=16Ω的負(fù)載供電，可通過(guò)調(diào)整原副線圈的匝數(shù)比使負(fù)載R獲得的功率變化，求負(fù)載R上能獲得的最大功率和獲得最大功率時(shí)原副線圈的匝數(shù)比.由于在純電阻電路中，交流電壓和交流電流的有效值與電阻之間關(guān)系同直流電路類似，可應(yīng)用全電路歐姆定律中推論：當(dāng)內(nèi)阻與負(fù)載大小相等時(shí)，負(fù)載的功率最大，即r=k2R，求得k=rR=14.此時(shí)等效負(fù)載與內(nèi)阻同為1Ω，等效電路電流I=E2r=2A，負(fù)載功率P=I2k2R=4W.解析利用阻抗變換，依題意有：（n1n3）2?3.5=（n1n2+n3）2?8。消去n1，展開(kāi)后有：7n22+14n2n3-9n2