对理想变压器原线圈串联负载电路中“等效电阻”的探讨

摘   要：理想变压器是历年高考命题的高频考点之一，理想变压器原线圈串联负载又是此部分内容的难点之一。以2021年湖南卷高考物理试题第6题为例，通过两种解题方法对比分析，指出“等效电路”在解决理想变压器原线圈串联负载的问题中可以简化解题过程，达到化繁为简的效果，有利于培养学生的模型建构能力。

关键词：理想变压器；负载；等效电路；等效电阻

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2022）11-0038-4

2021年湖南卷高考物理试题第6题考查理想变压器的相关问题。理想变压器包含铁芯、副线圈和原线圈，通过电磁感应联系在一起[1]。在高中阶段，理想变压器模型指忽略磁漏和能量损耗等现象，磁场全部被束缚在铁芯中，且认为原线圈输入电压U不变[2]。当原线圈无负载（灯泡、定值电阻）时，通过原、副线圈的电压、电流、功率以及线圈匝数之间的定量关系分析，题目相对较简单；当原线圈串联负载（灯泡、定值电阻）时，在电路的动态分析中，副线圈的电流发生变化，引起原线圈中的电流也改变，此时原线圈的电压U1也发生变化。此种情况下，原、副线圈相互制约、相互影响，解决此类问题相对繁琐。此时，将理想变压器原线圈中存在负载的电路转化为“等效电路”来分析[3]，可起到化繁为简的效果。

1    对比分析“等效电路”在解决理想变压器电路问题中的优势

2    理想变压器电路问题中“等效电路”模型汇总，等效电阻公式的应用

通过功率相等关系对理想变压器原线圈中存在负载的电路以及其等效电路分析，得到其副线圈的等效电阻，如表1所示。

3    理想变压器电路问题中等效电阻公式的应用

参考文献：

［1］邓伟.对理想变压器电路中“等效电阻”的探讨［J］.数理化解题研究，2021（10）：94-95.

［2］张玉良.浅谈理想化模型［J］.高中数理化，2014（16）：34.

［3］袁振卓.变压器问题中常见的“2种”等效［J］.数理化学习（高中版），2020（9）：45-48.

（栏目编辑    陈  洁）