专题突破(十一) 两类特殊变压器、变压器电路等效负载电阻法
变压器是根据电磁感应原理制成的，高中阶段所讲的变压器都是指无磁漏、无损耗的理想变压器，因此，无论何种形式的变压器都遵循法拉第电磁感应定律及能量守恒定律，以此两点为依据即可得到电压、电流、电功率等物理量之间的关系．
一、自耦变压器
自耦变压器又称调压器，它的特点是原、副线圈共用同一个线圈，当交流电接入不同端点时，可以改变原、副线圈的匝数，进而改变电压比、电流比，变压器的基本关系对自耦变压器均适用．
例1如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交变电流的电压有效值U0＝220 V，n0＝2 200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、550匝、1 100匝、2 200匝．电动机M的内阻r＝4 Ω，额定电压为U＝220 V，额定功率P＝110 W．下列判断正确的是( )
A．当选择挡位2时，电动机两端电压为110 V
B．当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大
C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1 W
D．当选择挡位4时，电动机的输出功率为109 W
【解析】由电压与匝数的关系＝，即解得：U2＝55 V，选项A错误；当由挡位3变换到2时，副线圈匝数减少，在挡位2时，输出电压减小，电动机的功率减小，选项B错误；在额定功率的情况下，电动机的额定电流为I＝＝0.5 A，热功率Pr＝I2r＝1 W，输出功率为P－Pr＝(110－1)W＝109 W，选项D正确；当选择挡位2时，电动机两端电压为55 V，没有达到额定功率，热功率小于1 W，选项C错误．
【答案】D
二、多副线圈变压器
常见的变压器一般是“一原一副”，某些情况下，也可以在铁芯上绕两个或两个以上的副线圈，这时，根据法拉第电磁感应定律可知，电压比仍为匝数比，但电流比不等于匝数的反比了，此时要依据能量守恒，即P入＝P出1＋P出2＋……，得U1I1＝U2I2＋U3I3＋……，又U1∶U2∶……＝n1∶n2∶……，得n1I1＝n2I2＋n3I3＋……
例2如图所示，理想变压器有三个线圈A、B、C，其中B、C的匝数分别为n2、n3，电压表的示数为U，电流表的示数为I，L1、L2是完全相同的灯泡，根据以上条件可以计算出的物理量是( )
A．线圈A的匝数
B．灯L2两端的电压
C．变压器的输入功率
D．通过灯L1的电流
【解析】由题意知线圈B两端的电压为U，设线圈C两端的电压为UC，则＝，所以UC＝U，B正确；通过L2的电流为I，则可以求出L2的电阻，L2与L1的电阻相同，所以可求出通过L1的电流，D正确；根据以上数据可以求出L1、L2的功率，可得变压器总的输出功率，它也等于变压器的输入功率，C正确；根据题意无法求出线圈A的匝数，A错．
【答案】BCD
【归纳总结】对于多副线圈的变压器，分析电流时，切忌再盲目的套用电流与匝数成反比的公式，一定要根据电压比等于匝数比及P入＝P出列式计算．
