巧用“等效电阻”解决高考变压器问题

2017-03-18陈玉生

物理之友 2017年1期

关键词：副线圈匝数示数

陈玉生

(福建省福安市第二中学，福建宁德 355000)

巧用“等效电阻”解决高考变压器问题

陈玉生

(福建省福安市第二中学，福建宁德 355000)

理想变压器是高考的Ⅱ级考试内容，各省和全国的高考卷都把理想变压器作为一个命题的热点，题型多变，本文应用理想变压器的“等效电阻”，分析近年高考的变压器试题.

高考物理；理想变压器；等效电阻

新课标高考考纲把“理想变压器”的考试要求由原来的Ⅰ级变为Ⅱ级，对“理想变压器”的能力要求提高了一个层次.纵观这几年各省和全国的高考卷，“理想变压器”这一知识点几乎每年必考，而且考题难度较大，有些考题如果应用变压器的“等效电阻”来解决，问题就显得较为简单.

1 理想变压器的“等效电阻”推导

1.1 单个副线圈的理想变压器的“等效电阻”

如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2，原线圈输入电压为U1，副线圈输出电压为U2，副线圈接负载电阻为R，原、副线圈通过的电流分别为I1、I2.

图1

图2

1.2 多个副线圈的理想变压器的“等效电阻”

图3

如图3所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2:n3，原线圈输入电压为U1，副线圈输出电压分别为U2、U3，副线圈接负载电阻分别为R2、R3，原、副线圈通过的电流分别为I1、I2、I3.

2 应用“等效电阻”解决变压器带负载的问题

解决变压器带负载的计算问题，通常是应用理想变压器的电压关系、电流关系和功率关系来解决.但有些题目应用这些关系解决较为复杂，应用变压器的“等效电阻”可以化难为易.

例1(2016年高考新课标理综Ⅰ卷)：一含有理想变压器的电路如图4所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是3Ω、1Ω和4Ω，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( ).

图4

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

例2(2015年高考新课标理综Ⅰ卷)：如图5所示，一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上.设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗功率的比值为k，则( ).

图5

对患者PCI术前及术后1个月与3个月和1年的APTT（活化部分凝血活酶时间）、D-二聚体、Fib（纤维蛋白原）和INR（国际化标准比值）与PT（凝血酶原时间）以及TT（凝血酶时间）等六项凝血指标进行检测分析。同时对两组患者进行治疗后出现不良心血管事件（短暂性脑缺血发作、再发心梗、支架内血栓和缺血性脑卒中与再次置入药物洗脱支架治疗以及再次药物支架置入治疗等）以及出血事件（鼻粘膜出血、消化道出血以及皮下淤血与血尿等）进行记录。