求解變壓器習(xí)題易錯

求解變壓器習(xí)題易錯變壓器學(xué)習(xí)中的五個易錯知識點周志文變壓器也是高考中的易考的知識點，但在學(xué)習(xí)《變壓器》這一節(jié)的時候，我發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)對變壓器的工作原理理解不深、不透，導(dǎo)致不能靈活變遷；沒有理清各物理量之間的制約關(guān)系，不仔細(xì)分析題目所給的條件，在解題運用公式時，沒有弄清各個公式的適用條件，生搬硬套，經(jīng)常出現(xiàn)錯誤，現(xiàn)將學(xué)生在本節(jié)易錯知識總結(jié)如下。易錯知識點1、沒有弄清理想變壓器的變壓原理和電壓比公式成立的條件是：原副線圈磁通必須相等，沒有能量損失。在理想變壓器的原線圈兩端加交變電壓U1后，由于電磁感應(yīng)的原因，原、副線圈中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：，。忽略原、副線圈內(nèi)阻，有U1＝E1，U2＝E2。另外，考慮到鐵心的導(dǎo)磁作用而且忽略漏磁，即認(rèn)為在任意時刻穿過原、副線圈的磁感線條數(shù)都相等，于是又有，由此便可得理想變壓器的電壓變化規(guī)律為。此公式成立的條件是：磁路中必須是交變電磁通，且通過原副線圈磁通必須相等，沒有磁損失，否則此公式不成立。例1：在繞制變壓器時，某人誤將兩線圈繞在如圖所示的變壓器鐵芯的左右兩個臂上。當(dāng)通以交流電時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中間的臂。已知線圈1、2的匝數(shù)之比N1：N2=2：1，在不接負(fù)載的情況下（）A．當(dāng)線圈1輸入電壓220V時，線圈2輸出電壓為110VB．當(dāng)線圈1輸入電壓220V時，線圈2輸出電壓為55V變壓器是根據(jù)互感現(xiàn)象制成的，利用原線圈產(chǎn)生交變的磁通量，通過變壓器的副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，若原線圈通入的是恒定電流，則在鐵芯中產(chǎn)生的是恒定的磁通量，雖然有磁通量通過副線圈，但磁通量不變化，因此副線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，自然也不能變壓了，電能也不能通過磁場從原線圈到達(dá)副線圈。例3：如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比N1：N2＝4：1，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R相連，組成閉合回路，當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運動時，電流表A1的讀數(shù)為12mA，那么電流表A2的讀數(shù)為（）A．0B．3mAC.48mAD.與R大小有關(guān)錯誤解法：根據(jù)交流電流比可知，電流表A2的讀數(shù)應(yīng)為48mA，選C。錯解忽視了變壓的原理，即互感現(xiàn)象。當(dāng)原線圈中電流為直流時，副線圈中無法產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，變壓器只能改變交變電流而無法改變直流電。正確解法：導(dǎo)線AB切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝BLV，由于B、L、V三個量均不變，故感應(yīng)電動勢為一定值，因此原線圈兩端的電壓恒定，原線圈中電流恒定為12mA，變壓器原副線圈中無法發(fā)生互感現(xiàn)象，副線圈輸出電壓應(yīng)為零，故電流表A2的讀數(shù)為0，選A。但要注意，當(dāng)在變壓器的原線圈中通以方向不變而大小變化的脈沖電流，同樣也可以達(dá)到變壓的目的。例如汽車、摩托車的點火線圈接入的雖是直流電，但它由于有機(jī)械開關(guān)周期性的閉合和斷開，變壓器原線圈得到的是脈沖直流電，在變壓器的鐵芯上會產(chǎn)生變化的磁場，于是副線圈就會得到汽車點火所需要的高電壓，用來提供汽車點火的電壓。例4：汽油機(jī)在做功沖程開始時,氣缸聽汽油空氣混合氣體要靠火花塞點燃,但是汽車蓄電池的電壓只有12V，不能在火花塞中產(chǎn)生電火花，為此設(shè)計了如圖所示的點火裝置，這個點火裝置的核心是一個變壓器，它的初線線圈通過開關(guān)連到蓄電池上，次級線圈接到火花塞的兩端，開關(guān)由機(jī)械進(jìn)行自動控制，做功沖程開始時，開關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_，這樣就能在火花塞中產(chǎn)生火花了，下列關(guān)于設(shè)計方案的說話中正確的是（）A．該設(shè)計方案不可行，因為蓄電池提供的是直流電，變壓器不能改變直流電電壓B．該設(shè)計方案可行，因為變壓器能將直流電變?yōu)榻涣麟奀．該設(shè)計方案可行，因為通過變壓器初級線圈的是變化電流，可以通過變壓器發(fā)生互感現(xiàn)象D．該變壓器可以是降壓變壓器錯誤解法：部分學(xué)生認(rèn)為原線圈提供的是直流電，故變壓器不能變壓，故選A。正確解法：雖然原線圈提供的是直流電，但它是通過機(jī)械開關(guān)控制瞬時變化的，因此在副線圈中能產(chǎn)生變化的磁通量，能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，又由于點火時需要高達(dá)10000V的瞬時高壓，故應(yīng)用升壓變壓器，故正確答案應(yīng)為C。易錯知識點4、在應(yīng)用變壓比時，沒有弄清U1、U2意的含義。變壓器的變壓比公式中的U1、U2是指是原、副線圈兩端的電壓，注意U1不一定是電源電壓，也不是原線圈上某一負(fù)載兩端的電壓。例5：如圖所示，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為3：1，副線圈接三個相同的燈泡，均能正常發(fā)光，若在原線圈中再串一個相同的燈泡L，則（）A．燈L也能正常發(fā)光B．燈L比另三個燈都暗C．燈L將會被燒壞D．不能確定錯誤解法：由原副線圈匝數(shù)比可知，原副線圈電壓之比為，既然副線圈中電燈能正常發(fā)光，可知U2恰為燈的額定電壓，所以原線圈中電燈兩端電壓U1=3U2，故燈L被燒壞，選C。判斷L是否正常發(fā)光可以從燈兩端的電壓或通過燈的電流與額定值相比較得出，錯選C的同學(xué)是把變壓器的線圈兩端電壓與燈L兩端電壓混淆了，公式中指變壓器原線圈兩端的電壓，不是不燈泡L兩端的電壓。正確解法：原副線圈中電流比為，而副線圈中通過每盞燈的電流均為其額定電流，又，所以通過原線圈中燈L的電流恰在此時為期限額定電流，燈L正常發(fā)光，故選A。易錯知識點5、沒有弄清變壓器的物理量間的制約關(guān)系。1、電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定時，輸出電壓U2由輸入電壓U1決定，即U2=n2U1/n1，可簡述為“原制約副”.2、電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n1/n2）一定，且輸入電壓U1確定時，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1=n2I2/n1，可簡述為“副制約原”.3、負(fù)載制約：①變壓器副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，P2=P負(fù)1+P負(fù)2+…；②變壓器副線圈中的電流I2由用戶負(fù)載及電壓U2確定，I2=P2/U2；③總功率P總=P線+P2.例6：如圖所示，為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則A．保持U1及P的位置不變，K由a合到b時，I1將增大B．保持U1及P的位置不變，K由b合到a時，R消耗的功率減小C．保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D．保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大錯誤解法：部分考生對變壓器工作原理理解不深刻，辨不清原副線圈中的變量與不變量，理不明各量間"誰制約誰"的制約關(guān)系，導(dǎo)致錯選。正確解法：當(dāng)K由a合到b時，n1減小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大，P2=U22/R隨之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，從而I1增大，A正確。當(dāng)K由b合到a時，與上述情況相反，P2將減小，B正確。當(dāng)P上滑時，R增大，P2=U22/R減小，又P1=P2，P1=I1U1，從而I1減小，C錯誤。當(dāng)U1