高中物理 变压器 (提纲、例题、练习、解析)

变压器

【学习目标】

1．知道原线圈（初级线圈）、副线圈（次级线圈）的概念。 2．知道理想变压器的概念，记住电压与匝数的关系。 3．知道升压变压器、降压变压器概念。 4．会用

11

22

U n U n =及1122I U I U =（理想变压器无能量损失）解题。 5．知道电能输送的基本要求及电网供电的优点。

6．分析论证：为什么在电能的输送过程中要采用高压输电。 7．会计算电能输送的有关问题。 8．了解科学技术与社会的关系。

【要点梳理】

要点一、 变压器的原理

1．构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。是用来改变交流电压的装置（单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示）。

2．工作原理

变压器的变压原理是电磁感应。如图所示，当原线圈上加交流电压U 时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势。如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势。由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈。其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能。

要点诠释：

（1）在变压器原副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫做互感现象。 （2）互感现象是变压器工作的基础：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。

（3）变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用。

要点二、 理想变压器的规律 1．理想变压器

没有漏磁（磁通量全部集中在铁芯内）和发热损失（原、副线圈及铁芯上的电流的热效应不计）的变压器，即没有能量损失的变压器叫做理想变压器。

要点诠释：

（1）因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率。

（2）实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器。 2．电压关系

根据知识点一图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为12n n 、，原线圈两端加交变电压1U ，通过闭合铁芯的磁通量发生改变。由于穿过原、副线圈的磁通量变化率相同，在原、副线圈两端分别产生感应电动势12E E 、，由法拉第电磁感应定律得11

Ф

E n t

∆=∆，22

Ф

E n t

∆=∆，于是有1122E n E n =。

对于理想变压器，不考虑原、副线圈的电压损失，则11U E =，22U E =，即

11

22

U n U n =。同理，当有几组副线圈时，则有

3

12123

U U U n n n ==

=

要点诠释： （1）

11

22

U n U n =，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。 （2）据

11

22

U n U n =知，当21n n ＞时，21U U ＞，这种变压器称为升压变压器；当21n n ＜时，

21U U ＜，这种变压器称为降压变压器。

（3）变压器的电动势关系、电压关系是有效值（或最大值）间的关系。 3．功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，P P =入出。 4．电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时：1122I U I U =，得122

211

I U n I U n ==； 当有多个副线圈时：112233I U I U I U =+

+

得，112233I n I n I n =+

+

要点诠释：

（1）由

12

21

I n I n =知，对于只有一个副线圈的变压器：电流和匝数成反比。因此，变压器高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制，低压线圈匝数少而通过的电流大，应用较粗的导线绕制。

（2）变压器的电压关系对有一个或几个副线圈的变压器都成立，而电流关系要分副线圈有一个还是多个两种情形。

（3）变压器能改变交流电压、交变电流，但不改变功率和交变电流的频率，输入功率总等于输出功率，副线圈中交变电流的频率总等于原线圈中交变电流的频率。

（4）变压器的电流关系也是有效值（或最大值）间的关系。

要点三、 几种常用的变压器 1．自耦变压器

特点：只有一个线圈，三个抽头，可升压，也可降压。 2．调压变压器

特点：属于自耦变压器，但电压可连续调节。 3．互感器

①电压互感器：高电压变为低电压。用处：测量交流高电压，并联在电路中。如图甲所示。

②电流互感器：大电流变为小电流。用处：测量交流大电流，串联在电路中。如图乙所示。

要点诠释：

（1）电压互感器是降压变压器，据

11

22

U n U n =，知12n n ＞。 （2）电流互感器是升压变压器，据

12

21

I n I n =，知12n n ＜。 （3）使用互感器时，一定要将互感器的外壳和副线圈接地。

要点四、理想变压器各物理量变化的决定因素

如图所示，当理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，如果变压器的负载发生变化，要确定其他物理量变化，可依据下列原则：

（1）输入电压1U 决定输出电压2U ，这是因为输出电压2

211

n U U n =，当1U 不变时，不论负载电阻R 变化与否，2U 不会改变。

（2）输出电流2I 决定输入电流1I ，在输入电压1U 一定的情况下，输出电压U 2也被完全确定。当负载电阻R 增大时，2I 减小，则1I 相应减小，当负载电阻R 减小时，2I 增大，则1I 相应增大，在使用变压器时，不能使变压器次级短路。

（3）输出功率2P 决定输入功率1P ，理想变压器的输出功率与输入功率相等，即21P P =。

在输入电压1U 一定的情况下，当负载电阻增大时，2I 减小，则变压器输出功率222P I U =减

小，输入功率1P 也将相应减小；当负载电阻R 减小时，2I 增大，变压器的输出功率222P I U =增大，则输入功率1P 也将增大。

要点诠释：

对于变压器，是用多少电能就输入多少电能，而不是输入多少电能就用多少电能。

要点五、含有变压器的动态电路分析

变压器的动态电路分析，一是要符合变压器的基本规律（电压、电流、功率关系）；二是要遵循欧姆定律。首先确定是哪些量在变，哪些量不变，然后根据相应的规律判断，具体问题具体分析。

（1）原、副线圈匝数比12n n ⎛⎫

⎪⎝⎭

不变，分析原、副线圈的电压1U 、2U ，电流1I 、2I ，输出和输入功率2P 、1P 随负载电阻变化而变化的情况。将变压器接到交流电源上，原线圈的输入电压为1U ，副线圈两端电压2U 2211n U U n ⎛⎫

=

⎪⎝⎭

为定值，流过副线圈的电流2I 2

2U I R ⎛

⎫

= ⎪⎝⎭

随负载电阻的减小而增大，变压器输出功率2P 222

P I U =（）也随着增大，不计

变压器损失的能量，则变压器输入功率1P 12

P P =（）也增大，流过原线圈的电流1I 11P I U ⎛

⎫= ⎪⎝⎭

也增大。进行动态分析的顺序是122211U U I P P I →→→→→。

（2）负载不变，上述物理量随原线圈、副线圈匝数比的变化而变化的情况：一般情况下，我们认为原线圈输入电压1U 和匝数1n 不变，当副线圈匝数2n 增大时，副线圈两端电压

2U 2211n U U n ⎛⎫= ⎪⎝

⎭增大，流过副线圈的电流2I 2

2U I R ⎛

⎫

= ⎪⎝⎭

增大，变压器输出功率2P 222P I U =（）增大，则理想变压器的输入功率1P 增大，流过原线圈的电流1I 增大。

要点六、线圈串、并联的分析和计算方法

对于线圈的串、并联，与电阻的串、并联相类似，一方面要判断两线圈两接头的连接关系，另一方面还要判断两线圈的绕向关系。

判断方法：可假定某时刻一线圈中有某一流向的电流，例如下图中两线圈，将b c 、相连，a d 、作为输出端，假设电流从a 端流入，则两线圈电流反向，故两线圈磁通量相抵消，其匝数为两线圈匝数差。

【典型例题】

类型一、变压器的原理

例1．一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图所示。

（1）当原线圈接在44 V 直流电源上时，电压表示数为________V ，电流表示数为________A 。

（2）当原线圈接在220 V 交流电源上时，电压表示数为________V ，电流表示数为________A ，此时输入功率为________W ，变压器效率为________。

【答案】（1）00 （2）44 0.44 19.36 100％

【解析】本题考查了变压器的工作原理，关键是要清楚交变电流能通过变压器。

（1）原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零。 （2）由

22

11

U n U n =得： 2211440220V 44V 2200

n U U n ==

=⨯=（电压表读数）， 2244

A 0.44A 100

U I R =

==（电流表读数）

， 20.4444 W 19.36 W P P IU ===⨯=入出，

效率η=100%。

【总结升华】①变压器能改变交流电压，不能改变恒定直流电压。

②理想变压器的效率是100％。

③交流电压表与电流表的示数均为有效值。 ④输入功率由输出功率决定。

举一反三

【专题课堂：变压器 例4】

【变式】理想变压器工作时（ ） A ．输入电流增大会引起输出电流增大 B ．输入电压升高会引起输出电压升高 C ．输出电流减小，输入电流一定减小 D ．输出功率增大，输入功率一定增大

【答案】BCD

类型二、理想变压器中的电压、电流和功率关系

例2．如图所示，理想变压器的交流输入电压1220 V U =，有两组副线圈，其中236n =匝，标有“6 V 9 W ”、“12 V 12 W ”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：

（1）原线圈的匝数1n 和另一副线圈的匝数3n ； （2）原线圈中电流1I 。

【答案】（1）11320n =匝 372n =匝 （2）10.095 A I =

【解析】本题考查了理想变压器的电压、电流、功率关系，关键要看清副线圈有两个。由于两组副线圈上的两个灯均正常发光，所以两个副线圈输出的电压等于各自连接的灯的额定电压，根据电压与匝数的正比关系即可求出原线圈的匝数1n 和副线圈的匝数3n ；根据输出功率与输入功率相等的关系可计算出原线圈上的电流强度1I 。

（1）由于两灯泡均正常发光，所以有

2 6 V U =，312 V U =．

根据原、副线圈电压与匝数的关系，由

1122U n U n =、22

33

U n U n =， 得

11222203613206U n n U =

=⨯=匝， 332212

36726

U n n U =

=⨯=匝． （2）由于P P =入出，23P P P =+出，所以

23P P P =+入．

即

1123I U P P =+，

则

2311912

A 0.095A 220

P P I U ++=

==． 【总结升华】理想变压器的变压关系是一个普适关系，而电流比

12

21

I n I n =则不然，它只适用于副线圈仅有一个的情况。而对副线圈有多个的情况则应根据功率关系P P =入出，即

112233U I U I U I =++

来找出各线圈间的电流关系。

举一反三:

【变式1】如图，理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1，两个标有“12V ，6W ”的

小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是

A ．120V ，0.10A

B ．240V ，0.025A

C ．120V ，0.05 A

D ．240V ，0.05 A

【答案】D

【专题课堂：变压器 例10】动态分析

【变式2】如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流m sin i I t ω=，副线圈接有一电流表和负载电阻R ，电流表的示数为0.10A 。在1/4t T =时（T 为交流电的周期），原线圈中的电流瞬时值为0.03A 。由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为（ ）

A . 10:3

B . 3: 102

C . 102: 3

D . 3:10

【答案】C

例3．一理想变压器原副线圈的匝数比为12:1:2n n =，电源电压2202sin V U t ω=，原线圈电路中接入一熔断电流0 1 A I =的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R ，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节R 时，其阻值最低不能小于（ ）

A ．440Ω

B ．4402Ω

C ．880Ω

D ．8802Ω

【答案】C

【解析】本题考查变压器的基本规律，关键要知道保险丝熔断电流0 1 A I =为电流的有

效值。

当原线圈电流10I I =时，副线圈中的电流（即副线圈中电流的有效值）为

11210221

A 2

n n I I I n n =

==， 副线圈的输出电压有效值为

221m 2111440V 2

n n U

U U n n =

==． 因此副线圈电路中负载电阻的最小值为

2

min 2

880U R I =

=Ω． 故选项C 正确。

【总结升华】保险丝熔断电流0 1 A I =为电流的有效值而不是最大值，公式

11

22

U n U n =及12

21

I n I n =中的电压和电流既可以是有效值，也可以是最大值，但必须要对应。

举一反三

【专题课堂：变压器 例9】动态分析

【变式】如图所示，理想变压器的a b 、端加上某一交流电压（电压有效值保持不变），副线圈c d 、端所接灯泡L 恰好正常发光。此时滑线变阻器的滑片P 于图示位置。现将滑片

P 下移 (导线电阻不计)，则以下说法中正确的是（ ）

A ．灯仍能正常发光，原线圈输入电流变小

B ．灯不能正常发光，原线圈输入功率变大

C ．灯不能正常发光，原线圈输入电压变大

D ．灯仍能正常发光，原线圈输入功率不变

【答案】A

例4．如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压13300 V U =，副线圈的输出电压2220 V U =，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数0 2 V U =，则：

（1）原、副线圈的匝数各是多少？

（2）当S 断开时，2A 的示数2 5 A I =，那么1A 的示数是多少？

【答案】见解析

【解析】本题考查变压器的工作原理以及基本规律。电压表示数0U 是一匝线圈上的电压。

（1）根据变压比

1100n U n U =及22

00

n U n U =， 有

11003300116502U n n U =

⋅=⨯=匝匝， 2200220

11102

U n n U =

⋅=⨯=匝匝． （2）对理想变压器有

P P =入出，

即

1122I U I U =．

21212205A 0.33A 3300

U I I U =

⋅=⨯≈。 【总结升华】线圈不管绕在铁芯的何处，一匝线圈的Ф

t

∆∆相同，即2 Wb/s ，磁通量变化率的最大值为22Wb/s （正弦式电流）。

举一反三

【专题课堂：变压器 例6】

【变式】如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡1L 和2L ，输

电线的等效电阻为R .开始时，电键K 断开，当K 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1L 的电流减小。

D ．原线圈中的电流增大。

【答案】BCD

例5．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯。原、副线圈的匝数比为12:2:1n n =，电源电压为U 。求B 灯两端电压B U 为多少？

【答案】25

B U U =

【解析】本题综合考查理想变压器的基本规律、欧姆定律，解题关键是电源电压U 和原线圈两端电压1U 不相等。

设原线圈输入电压为1U ，副线圈输出电压为2U ，由串联电路分压原理可知 1A U U U =+． ① 由变压器原理可知 12:2:1U U =， ② 12:1:2I I =． ③ 由欧姆定律可知 1A U I R =， ④ 2B U I R =． ⑤

联立①～⑤式，得

2

5

B U U =．

【总结升华】原线圈上串有灯泡，灯泡与原线圈上电压的分配遵循串联电路的分压原理。

类型三、理想变压器各物理量的动态分析

例6．(2014 杭州模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为()12202sin100V u πt ＝，则( )

A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表V 1的示数为22 V

B ．当1

s 600

t ＝

时，电压表V 0的读数为220 V C ．单刀双掷开关与a 连接，当滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，电压表V 1的示数增大，电流表示数变小

D ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表V 1和电流表的示数均变小 【答案】BC

【解析】当单刀双掷开关与a 连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，副线圈输出电压为U 2＝22 V ，但电压表V 1的示数小于U 2，故A 错误；

当1

s 600

t ＝

时，电压表V 0的读数为有效值220 V ，故B 正确； 单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，滑动变阻器的电阻变大，电路的总电阻变大，由于副线圈输出电压U 2是由变压器决定的，所以电流表示数变小，电压表V 1示数变大，故C 正确；

当单刀双掷开关由a 扳向b 时，理想变压器原、副线圈的匝数比变为5∶1，副线圈输出电压U 2变大，电流表和电压表V 1的示数均变大，故D 错误。

【总结升华】（1）对电压大小，条件充分时只需根据原线圈电压和原、副线圈匝数确定。

（2）1P 、2P 、1I 、2I 的判断，往往都与R 的大小有关，对1P 、1I 的确定，需从2R 、

2I 入手。

举一反三

【专题课堂：变压器 例7】

【变式】如图所示电路中要使电流表读数变大，可采用的方法有（ ）

A .将R 上的滑片向上移动.

B .将R 上的滑片向下移动.

C .将电键S 由1掷向2

D .将电键S 由1掷向3

【答案】BC

例7．如图所示为一理想自耦变压器，当它们的滑片P 向b 方向移动时，R 和R ＇保持不变，电压表读数将________，电流表的读数将________；若P 的位置不动，变阻器滑片Q 向上滑动时，电压表的读数将________，电流表的读数将________。（填“变大”“变小”或“不变”，R 表示滑动变阻器的总电阻）

【答案】变小 变小 不变 变大

【解析】本题考查了理想变压器各物理量间的决定关系。电源的电压设为1U ，电压表的读数是副线圈两端电压，设为2U ，那么2

211

n U U n

。当P 向b 移动时，1n 变大，2n 不变，所以2U 变小，即电压表示数将变小，如果R 和R ＇不变，则副线圈中的电流将变小，原线圈中的电流将变小，即电流表的读数将变小。当P 的位置不变时副线圈两端电压不变，故电压表的示数不变，滑动变阻器的触头向上滑动时，总电阻减小，副线圈中的电流增大，原线圈中的电流增大，即电流表的示数将变大。 【总结升华】此类问题首先要根据题意分清变量和不变量，其次要明确变量之间的相互制约关系——电压：输入决定输出；电流和功率：输出决定输入。

可按下列动态分析思路进行分析：

1U 11

22

U n U n =−−−−→决定

2U

22

U I R =

−−−−→负载

决定

2I 121122()P P I U I U ==−−−−−−→决定

1I 111P I U =−−−−→决定1P

举一反三

【变式】（2014 芜湖期中）如图所示，自耦变压器输入端A 、B 接交流稳压电源，其电压有效值U 1＝100 V ，R 0＝40 Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C 、D 两端电压的有效值U 2为______V ，通过电阻R 0的电流有效值为________A 。

【答案】200； 5

【解析】当滑动片位于线圈中点位置时，由变压器电压关系有：

11

22

U n U n =，所以221

1=200V n U U n =，通过R 0的电流为20200A=5A 40

U I R ==。

类型四、综合应用

例8．如图甲、乙所示的电路中，当A B 、接10 V 交变电压时，C D 、间电压为4 V ；当M N 、接10 V 直流电压时，P Q 、间电压也为4 V 。现把C D 、接4 V 交流电压，P Q 、接4 V 直流电压，则A B 、间和M N 、间的电压分别是（ ）

A ．10 V ，10 V

B ．10 V ，4 V

C ．4 V ，10 V

D ．10 V ，0

【答案】B

【解析】本题考查了变压器和分压器的原理及区别。图甲是一个自耦变压器，当A B 、作为输入端，C D 、作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比。当C D 、作为输入端，A B 、作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝

数比，所以C D 、接4 V 交流时，A B 、间将得到10 V 交流。图乙是一个分压电路，当M N

、作为输入端对，上下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比。但是当把电压加在

P Q 、两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，MP 两端也就没有电势

差，即M P 、两点的电势相等。所以当P Q 、接4 V 直流时，M N 、两端电压也是4 V 。 顺便指出，如果M N 、或P Q 、换成接交变电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律照样适用。 【总结升华】变压器的工作原理是电磁感应，而分压器中的电阻元件只表现出阻碍作用，它不会出现电磁感应现象。

举一反三

【专题课堂：变压器 例1】

【变式】如图甲、乙两电路中，当a b 、两端与e f 、两端分别加上220V 的交流电压时，测得c d 、间与g h 、间的电压均为110V ．若分别在c d 、两端与g h 、两端加上110V 的交流电压，则a b 、间与e f 、间的电压分别为（ ）

A ．220V 220V ，

B ．220V 110V ，

C ．110V 110V ，

D ．220V 0V ，

【答案】B

例9．某理想变压器，当其输入端接在电动势为E 、内阻为r 的交流电源上，输出端接在电阻为R 的负载上时，R 上可得最大功率。求：

（1）这时输入电流是多大？负载上最大功率是多少？

（2）负载上获得最大功率时，变压器的原副线圈上的电压各为多少？ （3）变压器的变压比为多少?电源的效率为多少？

【答案】见解析

【解析】本题综合考查了变压器的功率关系、闭合电路的欧姆定律等知识。

（1）如图所示，交流电源与原线圈组成一闭合电路，负载R 获得最大功率时，变压器输入功率也达最大，变压器输入功率

2

111P I E I r =－，

所以

2

2

2111

12()[()]24I E E E P r I r I r r r

=--

=---． 当12E

I r

=

时，负载功率最大， 2max

4E P r

=． （2）副线圈与电阻组成回路，副线圈为电源，由功率公式：

22

24R U E P R r

==，

所以

2U =

而原线圈的输入电压

112

E U E I r =-=

． （3）从原、副线圈的电压比得变压比为

12U U =

电源的效率为

22

1100%I U I E

η=

⨯， 代入可得

η=50％。

【总结升华】变压器的输入功率即R 上消耗的功率；副线圈作为电源对R 供电；电源和原线圈组成回路可选用闭合电路的欧姆定律。

举一反三

【专题课堂：变压器 例11】

【变式】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k ，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R 。将原线圈接在正弦交流电源两端，变压器的输入功率为0P 时，电动机恰好能带动质量为m 的物体匀速上升，此时理想电流表的示数为I 。若不计电动机的机械损耗，重力加速度为g ，则下列说法正确的是（ ）

A ．电动机的输出功率为

P k

B ．原线圈两端电压的有效值为kIR

C ．原线圈中电流的有效值为I k

D ．副线圈两端电压的有效值为IR

【答案】C

【巩固练习】 一、选择题

1．下列说法不正确的是（ ） A ．变压器也可能改变恒定电压

B ．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流

C ．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成

D ．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用

2．关于理想变压器的说法正确的是（ ） A ．理想变压器不考虑铁芯漏磁与发热 B ．

11

22

U n U n =只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器 C ．在理想变压器中，无论有几个线圈一定有输入功率等于输出功率，即P 入=P 出 D ．在理想变压器中，如果有多个（大于等于3个）线圈同时工作，12

21

I n I n =同样适用

3．理想变压器原、副线圈两侧一定相同的物理量有（ ） A ．交变电流的频率 B ．交变电流的功率 C ．磁通量的变化率 D ．交变电流的最大值

4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2=4∶1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12 mA ，则电流表A 2的示数为（ ）

A ．3 mA

B ．0

C ．48 mA

D ．与负载R 的值有关

5．（2015 榆林校级一模）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )

A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 A

B ．U ＝110 V ，I ＝0.05 A

C ．1102V U ＝

，I ＝0.2 A D ．1102V U ＝U ，0.22A I ＝

6．一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n 1和n 2，正常工作时输入和输出电压、电流、功率分别为U 1和U 2、I 1和I 2、P 1和P 2，已知n 1＞n 2，则（ ） A ．U 1＞U 2，P 1＜P 2 B ．P 1=P 2，I 1＜I 2 C ．I 1＜I 2，U 1＞U 2 D ．P 1＞P 2，I 1＞I 2

7．理想变压器原、副线圈的电流分别为，I 1、I 2，电压分别为U 1、U 2，功率分别为P 1、P 2，关于它们之间的关系，正确的说法是（ ）

A ．I 2由I 1决定

B ．U 2与负载有关

C ．P 1由P 2决定

D ．以上说法都不对

8．如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图。它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V 40 W ”。当灯泡所消耗的功率都调至20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小（ ）

9．(2015 龙岩综测)1L 和2L 是高压输电的两条输电线，现要通过变压器测量1L 和2L 之

间的电压，下列四种电路连接正确的是（ ）

10．用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑片向上移动，则关于图中所有交流电表的读数及输入功率的变化情况的描述正确的是（ ）

A．V1、V2不变，A1增大、A2减小，P增大

B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大

C．V1、V2不变，A1、A2减小，P减小

D．V1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小

二、填空题

11．一个理想变压器的原线圈n1=1320匝，接在U1=220 V的交流电源上，它的一个副线圈输出电压U2=10 V，通过的电流I2=0.5 A，另一个副线圈的匝数n3=30匝，通过的电流I3=1.2A，则原线圈中的电流I1=________A。铁芯中磁通量变化率的最大值是________Wb / s。

12．如图：理想变压器原线圈与10V的交流电

源相连，

副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额

定功

率为0.3w，正常发光时电阻为30 ，已知两

灯

泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A，可计

算出原、副线圈的匝数比为_____，流过灯泡

b的电流为___ A

三、解答题

13．黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”。

如图所示是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V ／cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？

14．（2015 北京校级期中）如图所示，理想变压器的原线圈上接有理想电流表，副线圈上接有“36V，9W”的灯泡L1和“36V，12W”的灯泡L2。开关S断开时，L1正常发光，电流表的读数为1A。求：

（1）S 断开时，通过副线圈的电流；

（2）原副线圈的匝数比；

（3）S 闭合后变压器的输入功率和电流表的读数

15．如图所示的变压器的原线圈1接到220 V 的交流电源上。副线圈2的匝数n 2=30匝，与一个“12 V 12 W ”的灯泡L 连接，L 能正常发光。副线圈3的输出电压U 3=110 V ，与电阻R 连接，通过R 的电流为0.4 A ，求：

（1）副线圈3的匝数n 3；

（2）原线圈1的匝数n 1和电流I 1。

【答案与解析】

一、选择题

1．【答案】A

【解析】变压器可以改变交变电流的电压、电流，其工作原理是电磁感应现象。 2．【答案】AC

【解析】理想变压器是不计一切损失的变压器，A 选项与C 选项对。

11

22

U n U n =可适用于多个线圈组成的变压器的任意两个线圈之间，B 错。

12

21

I n I n =只适用于一个原线圈和一个副线圈工作的变压器，D 错。

3．【答案】ABC

【解析】变压器可以改变交变电流的电压、电流，但不改变交变电流的频率、功率和磁通量的变化率。

4．【答案】B

【解析】本题考查了变压器的工作原理，关键要清楚交变电流能通过变压器，而恒定电流不能通过变压器。导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n 1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n 2的磁通量变化，在副线圈n 2上无感应电动势出现，所以A 2中无电流通过。

5．【答案】A

【解析】直接求出副线圈中的电压为220 V 、电流为2222

A=0.1A 220

P I U =

= 根据

1122U n U n =，1221

I n

I n =可得原线圈中的电压、电流分别为110 V 、0.2 A 。 6．【答案】BC

【解析】理想变压器无论原、副线圈匝数满足什么关系，输入功率和输出功率总是相等