5.4 变压器 归纳总结word版含答案
文档属性
| 名称 | 5.4 变压器 归纳总结word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 443.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-05-20 18:26:27 | ||
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文档简介
2019年人教版高二物理选修3-2《变压器》归纳总结
一、 变压器的原理
1．构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。是用来改变交流电压的装置（单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示）。
2．工作原理
变压器的变压原理是电磁感应。如图所示，当原线圈上加交流电压时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势。如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势。由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能。
（1）在变压器原副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫做互感现象。
（2）互感现象是变压器工作的基础：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。
（3）变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用。
例1．下列说法不正确的是（ ）
A．变压器也可能改变恒定电压
B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
【答案】A
【解析】变压器可以改变交变电流的电压、电流，其工作原理是电磁感应现象。
例2．如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1＝1100匝，副线圈的匝数n2＝220匝，交流电源的电压，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是( )
A．交流电的频率为100 Hz
B．电压表的示数为44 V
C．电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D．变压器的输入功率大于输出功率
【答案】B
【解析】由交流电源的电压，可得交流电的频率为50 Hz，选项A错误；变压器输入电压为220 V，由变压公式，变压器输出电压为44 V，电压表的示数为44 V，选项B正确；根据变压器电流关系，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误；根据理想变压器功率关系，变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误。
例3.在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已知线圈的匝数之比，则在不接负载的情况下，下列说法中正确的是（ ）
A．当线圈的输入电压为时，线圈的输出电压为110 V
B．当线圈的输入电压为时，线圈的输出电压为
C．当线圈的输入电压为时，线圈的输出电压为
D．当线圈的输入电压为时，线圈的输出电压为
【答案】BD
【解析】本题考查学生是否对变压器的工作原理有深刻理解。在不考虑原、副线圈内电阻的情况下，变压器原、副线圈电压之比（）等于原、副线圈中产生的感应电动势之比（）。
当给线圈1输入电压U1时：，
当从线圈2输入电压U2时：。
【总结升华】对于“”形铁芯，原线圈绕在一个臂上，通正弦式电流时，磁感线平均分配在另两个臂中。
二、 理想变压器的规律
1．理想变压器
没有漏磁（磁通量全部集中在铁芯内）和发热损失（原、副线圈及铁芯上的电流的热效应不计）的变压器，即没有能量损失的变压器叫做理想变压器。
（1）因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率。
（2）实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器。
2．电压关系
根据知识点一图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为，原线圈两端加交变电压，通过闭合铁芯的磁通量发生改变。由于穿过原、副线圈的磁通量变化率相同，在原、副线圈两端分别产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律得，，于是有。
对于理想变压器，不考虑原、副线圈的电压损失，则，，即。同理，当有几组副线圈时，则有
（1），无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。
（2）据知，当时，，这种变压器称为升压变压器；当时，，这种变压器称为降压变压器。
（3）变压器的电动势关系、电压关系是有效值（或最大值）间的关系。
3．功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，。
4．电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时：，得；
当有多个副线圈时：
得，
要点诠释：
（1）由知，对于只有一个副线圈的变压器：电流和匝数成反比。因此，变压器高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制。
（2）变压器的电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立，而电流关系要分副线圈有一个还是多个两种情形。
（3）变压器能改变交流电压、交变电流，但不改变功率和交变电流的频率，输入功率总等于输出功率，副线圈中交变电流的频率总等于原线圈中交变电流的频率。
（4）变压器的电流关系也是有效值（或最大值）间的关系。
例3.．关于理想变压器的说法正确的是（ ）
A．理想变压器不考虑铁芯漏磁与发热
B．只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器
C．在理想变压器中，无论有几个线圈一定有输入功率等于输出功率，即P入=P出
D．在理想变压器中，如果有多个（大于等于3个）线圈同时工作，同样适用
【答案】AC
【解析】理想变压器是不计一切损失的变压器，A选项与C选项对。可适用于多个线圈组成的变压器的任意两个线圈之间，B错。只适用于一个原线圈和一个副线圈工作的变压器，D错。
例4．一理想变压器原副线圈的匝数比为，电源电压，原线圈电路中接入一熔断电流的保险丝，副线圈中接入一可变电阻，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节时，其阻值最低不能小于（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】本题考查变压器的基本规律，关键要知道保险丝熔断电流为电流的有效值。
当原线圈电流时，副线圈中的电流（即副线圈中电流的有效值）为
，
副线圈的输出电压有效值为
．
因此副线圈电路中负载电阻的最小值为
．
故选项C正确。
【总结升华】保险丝熔断电流为电流的有效值而不是最大值，公式及中的电压和电流既可以是有效值，也可以是最大值，但必须要对应。
例5.如图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A
C．，I＝0.2 A D．U ，
【答案】A
【解析】直接求出副线圈中的电压为220 V、电流为
根据，可得原线圈中的电压、电流分别为110 V、0.2 A。
例6．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯。原、副线圈的匝数比为，电源电压为。求灯两端电压为多少？
【答案】
【解析】本题综合考查理想变压器的基本规律、欧姆定律，解题关键是电源电压和原线圈两端电压不相等。
设原线圈输入电压为，副线圈输出电压为，由串联电路分压原理可知
． ①
由变压器原理可知
， ②
． ③
由欧姆定律可知
， ④
． ⑤
联立①～⑤式，得
．
【总结升华】原线圈上串有灯泡，灯泡与原线圈上电压的分配遵循串联电路的分压原理。
例7.如图所示的变压器的原线圈1接到220 V的交流电源上。副线圈2的匝数n2=30匝，与一个“12 V 12 W”的灯泡L连接，L能正常发光。副线圈3的输出电压U3=110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A，求：
（1）副线圈3的匝数n3；
（2）原线圈1的匝数n1和电流I1。
【解析】理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率。对于单个副线圈，原线圈、副线圈的电流才和它们的匝数成反比，但对于多个副线圈，上述关系不成立，只有I1U1=I2U2+I3U3+…成立。
（1）变压比公式对于两个副线圈也适用，则有
，匝=275匝。
（2）同理：，匝=550匝。
理想变压器的输入功率等于输出功率
P1=P2+P3=12 W+0.4×110 W=56 W。
原线圈中电流。
三、理想变压器各物理量变化的决定因素
如图所示，当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，如果变压器的负载发生变化，要确定其他物理量变化，可依据下列原则：
（1）输入电压决定输出电压，这是因为输出电压，当不变时，不论负载电阻变化与否，不会改变。
（2）输出电流决定输入电流，在输入电压一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻增大时，减小，则相应减小，当负载电阻减小时，增大，则相应增大，在使用变压器时，不能使变压器次级短路。
（3）输出功率决定输入功率，理想变压器的输出功率与输入功率相等，即。在输入电压一定的情况下，当负载电阻增大时，减小，则变压器输出功率减小，输入功率也将相应减小；当负载电阻减小时，增大，变压器的输出功率增大，则输入功率也将增大。
对于变压器，是用多少电能就输入多少电能，而不是输入多少电能就用多少电能。
四、含有变压器的动态电路分析
变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律（电压、电流、功率关系）；二是要遵循欧姆定律。首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判断，具体问题具体分析。
（1）原、副线圈匝数比不变，分析原、副线圈的电压、，电流、，输出和输入功率、随负载电阻变化而变化的情况。将变压器接到交流电源上，原线圈的输入电压为，副线圈两端电压为定值，流过副线圈的电流随负载电阻的减小而增大，变压器输出功率也随着增大，不计变压器损失的能量，则变压器输入功率也增大，流过原线圈的电流也增大。进行动态分析的顺序是。
（2）负载不变，上述物理量随原线圈、副线圈匝数比的变化而变化的情况：一般情况下，我们认为原线圈输入电压和匝数不变，当副线圈匝数增大时，副线圈两端电压增大，流过副线圈的电流增大，变压器输出功率增大，则理想变压器的输入功率增大，流过原线圈的电流增大。
例8．如图所示为一理想自耦变压器，当它们的滑片向方向移动时，和保持不变，电压表读数将________，电流表的读数将________；若的位置不动，变阻器滑片向上滑动时，电压表的读数将________，电流表的读数将________。（填“变大”“变小”或“不变”，表示滑动变阻器的总电阻）
【答案】变小 变小 不变 变大
【解析】本题考查了理想变压器各物理量间的决定关系。电源的电压设为，电压表的读数是副线圈两端电压，设为，那么。当向移动时，变大，不变，所以变小，即电压表示数将变小，如果和不变，则副线圈中的电流将变小，原线圈中的电流将变小，即电流表的读数将变小。当的位置不变时副线圈两端电压不变，故电压表的示数不变，滑动变阻器的触头向上滑动时，总电阻减小，副线圈中的电流增大，原线圈中的电流增大，即电流表的示数将变大。
【总结升华】此类问题首先要根据题意分清变量和不变量，其次要明确变量之间的相互制约关系——电压：输入决定输出；电流和功率：输出决定输入。
可按下列动态分析思路进行分析：
例9．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则( )
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 V
B．当时，电压表V0的读数为220 V
C．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数增大，电流表示数变小
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小
【答案】BC
【解析】当单刀双掷开关与a连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，副线圈输出电压为U2＝22 V，但电压表V1的示数小于U2，故A错误；
当时，电压表V0的读数为有效值220 V，故B正确；
单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的电阻变大，电路的总电阻变大，由于副线圈输出电压U2是由变压器决定的，所以电流表示数变小，电压表V1示数变大，故C正确；
当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变为5∶1，副线圈输出电压U2变大，电流表和电压表V1的示数均变大，故D错误。
【总结升华】（1）对电压大小，条件充分时只需根据原线圈电压和原、副线圈匝数确定。
（2）、、、的判断，往往都与的大小有关，对、的确定，需从、入手。
例10．某理想变压器，当其输入端接在电动势为、内阻为的交流电源上，输出端接在电阻为的负载上时，上可得最大功率。求：
（1）这时输入电流是多大？负载上最大功率是多少？
（2）负载上获得最大功率时，变压器的原副线圈上的电压各为多少？
（3）变压器的变压比为多少?电源的效率为多少？
【答案】见解析
【解析】本题综合考查了变压器的功率关系、闭合电路的欧姆定律等知识。
（1）如图所示，交流电源与原线圈组成一闭合电路，负载获得最大功率时，变压器输入功率也达最大，变压器输入功率
，
所以
．
当时，负载功率最大，
．
（2）副线圈与电阻组成回路，副线圈为电源，由功率公式：
，
所以
，
而原线圈的输入电压
．
（3）从原、副线圈的电压比得变压比为
。
电源的效率为
，
代入可得
=50％。
【总结升华】变压器的输入功率即上消耗的功率；副线圈作为电源对供电；电源和原线圈组成回路可选用闭合电路的欧姆定律。
一、 变压器的原理
1．构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。是用来改变交流电压的装置（单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示）。
2．工作原理
变压器的变压原理是电磁感应。如图所示，当原线圈上加交流电压时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势。如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势。由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能。
（1）在变压器原副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫做互感现象。
（2）互感现象是变压器工作的基础：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。
（3）变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用。
例1．下列说法不正确的是（ ）
A．变压器也可能改变恒定电压
B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用
【答案】A
【解析】变压器可以改变交变电流的电压、电流，其工作原理是电磁感应现象。
例2．如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1＝1100匝，副线圈的匝数n2＝220匝，交流电源的电压，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是( )
A．交流电的频率为100 Hz
B．电压表的示数为44 V
C．电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D．变压器的输入功率大于输出功率
【答案】B
【解析】由交流电源的电压，可得交流电的频率为50 Hz，选项A错误；变压器输入电压为220 V，由变压公式，变压器输出电压为44 V，电压表的示数为44 V，选项B正确；根据变压器电流关系，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误；根据理想变压器功率关系，变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误。
例3.在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已知线圈的匝数之比，则在不接负载的情况下，下列说法中正确的是（ ）
A．当线圈的输入电压为时，线圈的输出电压为110 V
B．当线圈的输入电压为时，线圈的输出电压为
C．当线圈的输入电压为时，线圈的输出电压为
D．当线圈的输入电压为时，线圈的输出电压为
【答案】BD
【解析】本题考查学生是否对变压器的工作原理有深刻理解。在不考虑原、副线圈内电阻的情况下，变压器原、副线圈电压之比（）等于原、副线圈中产生的感应电动势之比（）。
当给线圈1输入电压U1时：，
当从线圈2输入电压U2时：。
【总结升华】对于“”形铁芯，原线圈绕在一个臂上，通正弦式电流时，磁感线平均分配在另两个臂中。
二、 理想变压器的规律
1．理想变压器
没有漏磁（磁通量全部集中在铁芯内）和发热损失（原、副线圈及铁芯上的电流的热效应不计）的变压器，即没有能量损失的变压器叫做理想变压器。
（1）因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率。
（2）实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器。
2．电压关系
根据知识点一图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为，原线圈两端加交变电压，通过闭合铁芯的磁通量发生改变。由于穿过原、副线圈的磁通量变化率相同，在原、副线圈两端分别产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律得，，于是有。
对于理想变压器，不考虑原、副线圈的电压损失，则，，即。同理，当有几组副线圈时，则有
（1），无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。
（2）据知，当时，，这种变压器称为升压变压器；当时，，这种变压器称为降压变压器。
（3）变压器的电动势关系、电压关系是有效值（或最大值）间的关系。
3．功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，。
4．电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时：，得；
当有多个副线圈时：
得，
要点诠释：
（1）由知，对于只有一个副线圈的变压器：电流和匝数成反比。因此，变压器高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制。
（2）变压器的电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立，而电流关系要分副线圈有一个还是多个两种情形。
（3）变压器能改变交流电压、交变电流，但不改变功率和交变电流的频率，输入功率总等于输出功率，副线圈中交变电流的频率总等于原线圈中交变电流的频率。
（4）变压器的电流关系也是有效值（或最大值）间的关系。
例3.．关于理想变压器的说法正确的是（ ）
A．理想变压器不考虑铁芯漏磁与发热
B．只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器
C．在理想变压器中，无论有几个线圈一定有输入功率等于输出功率，即P入=P出
D．在理想变压器中，如果有多个（大于等于3个）线圈同时工作，同样适用
【答案】AC
【解析】理想变压器是不计一切损失的变压器，A选项与C选项对。可适用于多个线圈组成的变压器的任意两个线圈之间，B错。只适用于一个原线圈和一个副线圈工作的变压器，D错。
例4．一理想变压器原副线圈的匝数比为，电源电压，原线圈电路中接入一熔断电流的保险丝，副线圈中接入一可变电阻，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节时，其阻值最低不能小于（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】本题考查变压器的基本规律，关键要知道保险丝熔断电流为电流的有效值。
当原线圈电流时，副线圈中的电流（即副线圈中电流的有效值）为
，
副线圈的输出电压有效值为
．
因此副线圈电路中负载电阻的最小值为
．
故选项C正确。
【总结升华】保险丝熔断电流为电流的有效值而不是最大值，公式及中的电压和电流既可以是有效值，也可以是最大值，但必须要对应。
例5.如图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A
C．，I＝0.2 A D．U ，
【答案】A
【解析】直接求出副线圈中的电压为220 V、电流为
根据，可得原线圈中的电压、电流分别为110 V、0.2 A。
例6．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯。原、副线圈的匝数比为，电源电压为。求灯两端电压为多少？
【答案】
【解析】本题综合考查理想变压器的基本规律、欧姆定律，解题关键是电源电压和原线圈两端电压不相等。
设原线圈输入电压为，副线圈输出电压为，由串联电路分压原理可知
． ①
由变压器原理可知
， ②
． ③
由欧姆定律可知
， ④
． ⑤
联立①～⑤式，得
．
【总结升华】原线圈上串有灯泡，灯泡与原线圈上电压的分配遵循串联电路的分压原理。
例7.如图所示的变压器的原线圈1接到220 V的交流电源上。副线圈2的匝数n2=30匝，与一个“12 V 12 W”的灯泡L连接，L能正常发光。副线圈3的输出电压U3=110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A，求：
（1）副线圈3的匝数n3；
（2）原线圈1的匝数n1和电流I1。
【解析】理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率。对于单个副线圈，原线圈、副线圈的电流才和它们的匝数成反比，但对于多个副线圈，上述关系不成立，只有I1U1=I2U2+I3U3+…成立。
（1）变压比公式对于两个副线圈也适用，则有
，匝=275匝。
（2）同理：，匝=550匝。
理想变压器的输入功率等于输出功率
P1=P2+P3=12 W+0.4×110 W=56 W。
原线圈中电流。
三、理想变压器各物理量变化的决定因素
如图所示，当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，如果变压器的负载发生变化，要确定其他物理量变化，可依据下列原则：
（1）输入电压决定输出电压，这是因为输出电压，当不变时，不论负载电阻变化与否，不会改变。
（2）输出电流决定输入电流，在输入电压一定的情况下，输出电压U2也被完全确定。当负载电阻增大时，减小，则相应减小，当负载电阻减小时，增大，则相应增大，在使用变压器时，不能使变压器次级短路。
（3）输出功率决定输入功率，理想变压器的输出功率与输入功率相等，即。在输入电压一定的情况下，当负载电阻增大时，减小，则变压器输出功率减小，输入功率也将相应减小；当负载电阻减小时，增大，变压器的输出功率增大，则输入功率也将增大。
对于变压器，是用多少电能就输入多少电能，而不是输入多少电能就用多少电能。
四、含有变压器的动态电路分析
变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律（电压、电流、功率关系）；二是要遵循欧姆定律。首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判断，具体问题具体分析。
（1）原、副线圈匝数比不变，分析原、副线圈的电压、，电流、，输出和输入功率、随负载电阻变化而变化的情况。将变压器接到交流电源上，原线圈的输入电压为，副线圈两端电压为定值，流过副线圈的电流随负载电阻的减小而增大，变压器输出功率也随着增大，不计变压器损失的能量，则变压器输入功率也增大，流过原线圈的电流也增大。进行动态分析的顺序是。
（2）负载不变，上述物理量随原线圈、副线圈匝数比的变化而变化的情况：一般情况下，我们认为原线圈输入电压和匝数不变，当副线圈匝数增大时，副线圈两端电压增大，流过副线圈的电流增大，变压器输出功率增大，则理想变压器的输入功率增大，流过原线圈的电流增大。
例8．如图所示为一理想自耦变压器，当它们的滑片向方向移动时，和保持不变，电压表读数将________，电流表的读数将________；若的位置不动，变阻器滑片向上滑动时，电压表的读数将________，电流表的读数将________。（填“变大”“变小”或“不变”，表示滑动变阻器的总电阻）
【答案】变小 变小 不变 变大
【解析】本题考查了理想变压器各物理量间的决定关系。电源的电压设为，电压表的读数是副线圈两端电压，设为，那么。当向移动时，变大，不变，所以变小，即电压表示数将变小，如果和不变，则副线圈中的电流将变小，原线圈中的电流将变小，即电流表的读数将变小。当的位置不变时副线圈两端电压不变，故电压表的示数不变，滑动变阻器的触头向上滑动时，总电阻减小，副线圈中的电流增大，原线圈中的电流增大，即电流表的示数将变大。
【总结升华】此类问题首先要根据题意分清变量和不变量，其次要明确变量之间的相互制约关系——电压：输入决定输出；电流和功率：输出决定输入。
可按下列动态分析思路进行分析：
例9．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则( )
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22 V
B．当时，电压表V0的读数为220 V
C．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数增大，电流表示数变小
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小
【答案】BC
【解析】当单刀双掷开关与a连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，副线圈输出电压为U2＝22 V，但电压表V1的示数小于U2，故A错误；
当时，电压表V0的读数为有效值220 V，故B正确；
单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的电阻变大，电路的总电阻变大，由于副线圈输出电压U2是由变压器决定的，所以电流表示数变小，电压表V1示数变大，故C正确；
当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变为5∶1，副线圈输出电压U2变大，电流表和电压表V1的示数均变大，故D错误。
【总结升华】（1）对电压大小，条件充分时只需根据原线圈电压和原、副线圈匝数确定。
（2）、、、的判断，往往都与的大小有关，对、的确定，需从、入手。
例10．某理想变压器，当其输入端接在电动势为、内阻为的交流电源上，输出端接在电阻为的负载上时，上可得最大功率。求：
（1）这时输入电流是多大？负载上最大功率是多少？
（2）负载上获得最大功率时，变压器的原副线圈上的电压各为多少？
（3）变压器的变压比为多少?电源的效率为多少？
【答案】见解析
【解析】本题综合考查了变压器的功率关系、闭合电路的欧姆定律等知识。
（1）如图所示，交流电源与原线圈组成一闭合电路，负载获得最大功率时，变压器输入功率也达最大，变压器输入功率
，
所以
．
当时，负载功率最大，
．
（2）副线圈与电阻组成回路，副线圈为电源，由功率公式：
，
所以
，
而原线圈的输入电压
．
（3）从原、副线圈的电压比得变压比为
。
电源的效率为
，
代入可得
=50％。
【总结升华】变压器的输入功率即上消耗的功率；副线圈作为电源对供电；电源和原线圈组成回路可选用闭合电路的欧姆定律。