一道有关理想变压器题目的分析探讨

李淑淑 刘娟茹

(西安市第一中学 陕西 西安 710082)

(收稿日期：2015-09-24)



短文荟萃

一道有关理想变压器题目的分析探讨

李淑淑 刘娟茹

(西安市第一中学 陕西 西安 710082)

(收稿日期：2015-09-24)

变压器部分的知识作为高考中一大考点在历年的高考题目中都有出现，如2015年的理综新课标· 全国卷Ⅰ中就有一道关于变压器的题目，其中涉及到理想变压器原、副线圈电流、电压转换及功率的计算问题.而笔者在教学过程中发现一些学生对有关变压器知识点的认识并不到位，因此特选出一道典型题目进行剖析整理，以加强学生对本部分知识的清晰理解.

【题目】如图1所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时开关S断开，当S接通时，以下说法中正确的是

A.副线圈两端M，N的输出电压减小

B.副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大

C.通过灯泡L1的电流减小

D.原线圈中的电流增大

图1

相当多的学生对此题的推导思路如下：原、副线圈的匝数比不变，则输出电压不变，开关S由断开变为闭合导致并联支路增多，于是副线圈中电流增大，输电线分压增大，副线圈支路分压减小，考虑到匝数比不变，则原线圈电流增大.于是可以推断出答案为B，C，D.

推导过程看似合理并无不妥之处，但绝大多数学生对本题的认识只是止步于此，并没有深挖此题考点和严密的知识逻辑.而有些学生会进一步思考：既然副线圈中电流增大，那匝数比不变则又引起原线圈中电流增大，再考虑能量守恒，功率不变，那么输入电压岂不是减小了？从而会引起输出电压减小，选项A应该对才是.

怎么回事呢？其实该学生对本问题的进一步深究和思考是值得推崇的，但他对知识点并未理解周全，能量守恒和功率不变并不矛盾，能量守恒以致输入功率和输出功率相等，但并不代表功率始终不变.由于输入电压不变，匝数比恒定，故输出电压不变，而副线圈中电流增大的原因在于S闭合导致副线圈回路总电阻降低，从而引起电流增大(闭合电路欧姆定律).很明显，输出功率增大了，而对于理想变压器，有P入=P出，故输入功率也相应增大，输入功率增大的原因是输入电流增大了，输入电压并未发生变化.对此，本道题目才算完成了整个逻辑思路的梳理.

大多数学生做题仅仅止于做对，不求甚解，对本道题理解不够透彻，欠缺完整考虑，忽略了理想变压器供由需决定的特点，副线圈消耗多少功率，原线圈就会输入多少功率，输出功率始终和输入功率相等.电网供电、远距离输电也是类似的道理.

通过做题训练可以巩固对物理知识的理解，但不能不求甚解、止于做对，一定要力求甚解.在课堂上只有理解和学会知识点的最初原理模型，才能在做题应用中，达成真正的理解和贯通.