例谈电容器和变压器的动态分析.pdf

I!I匆理·闷题探讨 例谈电容器和变压器的动态分析 安徽定远县职教中心(233200) 贺林卿 安徽来安县大英中学(239234) 夏德本 电容器是一种重要的电学元件，各种电器设备都少 不了它而变压器是交变电路中常见的一种电器设备， 也是远距离输送交变电流不可缺少的装置有关电容 器和变压器的考题，在近几年的高考中也常涉及，尤其 是考查有关它们的动态变化问题下面结合两例阐述 这两种器件的动态分析方法 一、电容器的动态变化分析 讨论电容器的相关问题，一定要分清两种情况，并 用好三个依据1)两种基本情况：①若电容器的两极 板始终与电源相连接，则其两极间的电势差保持不变； ②若电容器充电后即与电源断开，则其所带电荷量保持 不变2)三个物理依据：①电容器电容的定义式C一 号一 ；②平行板电容器电容的决定式c一 或cC u u L士nK¨ ；③平行板电容器内部是匀强电场E—U／d，当平行板 电容器所带电荷量Q不变而仅改变板间距d时，E一 C ，即内部场强E不变 【例1】平行板电容器的两板A、 B接于电池两极，一带正电小球用绝缘 广_一l l 细线悬挂在电容器两板之间，细线与竖 l l 直方向的夹角为 ，如图1所示，那么： l 。

l A．保持开关S闭合，仅将A板向 S ’E B板靠近，则 角减小 一 B．保持开关S闭合，仅将A板沿 极板方向下移少许，则 角不变 c．将开关S断开，仅将A板靠近B 板，则 角增大 D．将开关S断开，仅将A板远离B 板，则 角减小 解析：分析小球受力，如图2所示，由 tan0=Eq／mg可知， 的变化取决于场强 图2 E的变化保持开关S闭合，两板正对面积的变化仅改 变电器的电容(减小)和带电量(减少)，加在板间的电压 不变，板间距不变，．‘．场强E不变，故0角不变；当两板 间距离减小时，由E：U／ 可知，E增大， 角也应增大 n 开关S断开时，电容器两板所带电荷量一定，由C一 T T— U 及E一 可知E一塑 与d无关，无论两极板是 ‘士丁【K“ ￡ 靠近还是远离，E都不变， 也不变故正确选项为B 二、变压器的动态变化分析 处理理想变压器问题的关键是要深刻理解变压器 的工作原理，辨清原、副线圈中的变与不变量，明确各量 66 中学教学参考2014年1月 总第182期 I 间的制约关系：(1)电压制约：当原、副线圈的匝数比 一定时，输出电压uz由输入电压u 决定，即U2 u (原制副)。

2)电流制约：当 n2一定，且输入电压u 确 定时，原线圈中的电流 由副线圈中的输出电流I 决 定，即I 一 (副制原)3)负载制约：①副线圈的输 出功率P 由用户负载决定P一P负 +P负……；②副线 圈中的电流 由用户负载及电压U2确定，即I 一筹 D U 9 为理顺彼此间的关系，通常以电压为突破口，采用 以下程序分析 U1一l't1 u 一 一 R负 【例2】如图3所示为一理想 变压器，S为单刀双掷开关，P为滑 动变阻器的滑动触头，U 为加在原 线圈两端的电压，工 为通过原线圈 的电流，则( ) A．保持u 及P的位置不变，S 由n合到b时，J将增大 图3 B．保持U及P的位置不变，S由b合到时，R消 耗的功率减小 C．保持u 不变，s合在口处，使P上滑， 将增大 D．保持P的位置不变，S合在n处，若【， 增大， 将增大 解析：S由n合到b，即减少了原线圈的匝数时，实 质上提高了升压比，而P的移动导致负载电阻的变化 S由n合到b时， 减少，由 (J1一 可知U2增大，P一 ／R随之也增大又P 一P ，且P 一J U ，从而 增 大，选项A正确；S由b合到n时，与上述情况相反，P 将减少，选项B正确；P上滑时，R增大，P 一 ／R减 小，又P ===P 且P === ，U ，因而 减小，选项C错误； U 增大，由 一 可知，Uz增大， z一 ， z随之增大， 由 ／ 。

一 ／ 可知， 也增大，选项D正确，即本题正 确选项为A、B、D (责任编辑 易志毅) 。