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明確概念、應用方法解決高考難點:異形變壓器
作者:jkbyq  來源:本站  發表時間:2020-5-30  點擊:1158

變壓器是高考常考知識點之一,若是常規變壓器問題,只要考生明白變壓器公式的來龍去脈、會用變壓器的相關公式就能解決問題。但對于“異形變壓器”問題,則要求考生不但要理解理想變壓器相關公式的來源,還要求考生知道并能靈活應用物理方法。例如:

例題:如圖所示的理想變壓器中,原線圈的匝數為220匝,ab間通有有效值為220V的正弦交流電,左右兩個對稱的副線圈的匝數均為60匝,則cdef輸出電壓的有效值為( )

A. cd為60V,ef為30V

B. cdef均為60V

C. cdef均為30V

D. cd為30V,ef為60V

解析:觀察該“異形變壓器”不難發現,由于其左、右兩個副線圈關于原線圈對稱,所以,原線圈的交變磁通將均分在左、右兩個副線圈中,然后構成閉合“磁路”。因此,cdef的輸出電壓相等。設U1=220V,cdef的輸出電壓為U2,則根據:

可得:U2=30V

所以正確選項是C。

通過上述解析可知,解決此類“異形變壓器”問題的關鍵在于理解變壓器公式的由來,同時,會靈活應用物理方法——對稱,這是解決問題的關鍵所在。學會了方法,下面這道題也就迎刃而解了。

例題:如圖所示是某理想變壓器對稱鐵芯的示意圖。已知原線圈ab兩端輸入的交流電壓的有效值為為U1=380V,原線圈的匝數n1=38匝,副線圈匝數n2=8匝,則副線圈cd輸出電壓的有效值為( )

A. 80V B. 40V C. 20V D.10V

參考答案:B

考生可以自行解決該題,鞏固前述例題中的方法。我們再看一道題“異形變壓器”的“范例”。

例題:如圖所示,在鐵芯上部和下部分別繞有匝數為n1=800匝和n2=200匝的兩個線圈。上部線圈兩端與u=51sinωt(V)的交流電源相連,將下部線圈兩端接交流電壓表,則電壓表的讀數可能是( )

A. 2.0V B. 9.0V C. 18.0V D. 144.3V

解析:按照一般思路,此題解析過程如下:

似乎本題應該選擇B選項。

上述結論是錯誤的,原因在于上述解析過程中是應用了理想變壓器的計算公式,而題目所給“鐵芯”構不成閉合“磁路”——非理想變壓器,也就是說在“副線圈”中存在“露磁”現象,實際輸出電壓值要小于理論計算值。因此,本題正確選項應該是A。

課本上的公式是由理想模型得出的,而實際問題是千變萬化的,怎樣應用理想模型解決實際問題,需要考生在充分理解公式由來的基礎上,做到具體問題具體分析。總而言之,理想模型與實際問題之間既有聯系也有區別,明白這一點,你就不會死記硬背去套用公式了。


 

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