李淑淑 劉娟茹

(西安市第一中學(xué) 陜西 西安 710082)

(收稿日期：2015-09-24)

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短文薈萃

一道有關(guān)理想變壓器題目的分析探討

李淑淑 劉娟茹

(西安市第一中學(xué) 陜西 西安 710082)

(收稿日期：2015-09-24)

變壓器部分的知識作為高考中一大考點(diǎn)在歷年的高考題目中都有出現(xiàn)，如2015年的理綜新課標(biāo)· 全國卷Ⅰ中就有一道關(guān)于變壓器的題目，其中涉及到理想變壓器原、副線圈電流、電壓轉(zhuǎn)換及功率的計(jì)算問題.而筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生對有關(guān)變壓器知識點(diǎn)的認(rèn)識并不到位，因此特選出一道典型題目進(jìn)行剖析整理，以加強(qiáng)學(xué)生對本部分知識的清晰理解.

【題目】如圖1所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R.開始時(shí)開關(guān)S斷開，當(dāng)S接通時(shí)，以下說法中正確的是

A.副線圈兩端M，N的輸出電壓減小

B.副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大

C.通過燈泡L1的電流減小

D.原線圈中的電流增大

圖1

相當(dāng)多的學(xué)生對此題的推導(dǎo)思路如下：原、副線圈的匝數(shù)比不變，則輸出電壓不變，開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合導(dǎo)致并聯(lián)支路增多，于是副線圈中電流增大，輸電線分壓增大，副線圈支路分壓減小，考慮到匝數(shù)比不變，則原線圈電流增大.于是可以推斷出答案為B，C，D.

推導(dǎo)過程看似合理并無不妥之處，但絕大多數(shù)學(xué)生對本題的認(rèn)識只是止步于此，并沒有深挖此題考點(diǎn)和嚴(yán)密的知識邏輯.而有些學(xué)生會進(jìn)一步思考：既然副線圈中電流增大，那匝數(shù)比不變則又引起原線圈中電流增大，再考慮能量守恒，功率不變，那么輸入電壓豈不是減小了？從而會引起輸出電壓減小，選項(xiàng)A應(yīng)該對才是.

怎么回事呢？其實(shí)該學(xué)生對本問題的進(jìn)一步深究和思考是值得推崇的，但他對知識點(diǎn)并未理解周全，能量守恒和功率不變并不矛盾，能量守恒以致輸入功率和輸出功率相等，但并不代表功率始終不變.由于輸入電壓不變，匝數(shù)比恒定，故輸出電壓不變，而副線圈中電流增大的原因在于S閉合導(dǎo)致副線圈回路總電阻降低，從而引起電流增大(閉合電路歐姆定律).很明顯，輸出功率增大了，而對于理想變壓器，有P入=P出，故輸入功率也相應(yīng)增大，輸入功率增大的原因是輸入電流增大了，輸入電壓并未發(fā)生變化.對此，本道題目才算完成了整個(gè)邏輯思路的梳理.

大多數(shù)學(xué)生做題僅僅止于做對，不求甚解，對本道題理解不夠透徹，欠缺完整考慮，忽略了理想變壓器供由需決定的特點(diǎn)，副線圈消耗多少功率，原線圈就會輸入多少功率，輸出功率始終和輸入功率相等.電網(wǎng)供電、遠(yuǎn)距離輸電也是類似的道理.

通過做題訓(xùn)練可以鞏固對物理知識的理解，但不能不求甚解、止于做對，一定要力求甚解.在課堂上只有理解和學(xué)會知識點(diǎn)的最初原理模型，才能在做題應(yīng)用中，達(dá)成真正的理解和貫通.