【金版学案】高中物理 2.6 变压器知能演练 粤教版选修3-2
2022-2021年《金版学案》物理·粤教版选修3-2练习：章末复习课2
章末复习课【学问体系】交变电流⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧正弦式交变电流⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流产生⎩⎪⎨⎪⎧线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动特殊位置⎩⎪⎨⎪⎧S ⊥B ：Φ最大，e ＝0，i ＝0S ∥B ：Φ＝0，e 最大，i 最大描述⎩⎪⎨⎪⎧图象函数表达式表征交变电流的物理量⎩⎪⎨⎪⎧周期和频率的关系① 峰值② 有效值③ 瞬时值④ 平均值⑤ 电感器电容器⎩⎪⎨⎪⎧电感器：通直流、阻沟通、通低频、阻高频电容器：隔直流、通沟通、阻低频、通高频抱负变压器⎩⎪⎨⎪⎧结构：原副线圈，铁芯原理：互感现象基本规律⎩⎪⎨⎪⎧变压关系⑥ 变流关系⑦功率关系⑧ 远距离输电⎩⎪⎨⎪⎧功率损失⑨ 电压损失⑩高压输电⎩⎪⎨⎪⎧高压沟通高压直流[答案填写] ①T ＝1f ②E m ＝nBS ω ③E ＝E m 2 ④e ＝E m sin ωt ⑤＝n ΔΦΔt⑥U 1U 2＝n 1n 2 ⑦I 1I 2＝n 2n 1 ⑧P 1＝P 2⑨P 耗＝I 2线R 线 ⑩U 耗＝I 线R 线主题1交变电流的“四值”应用1．瞬时值．(1)当线圈平面与中性面重合(B⊥S)时，线圈中感应电动势为零，若从今位置开头计时，则瞬时值表达式为e＝E m sin ωt＝nBSωsin ωt，i＝I m sin ωt＝nBSωR sin ωt.(2)当线圈平面与中性面垂直(B∥S)时，线圈中感应电动势最大；若从今位置开头计时，则瞬时值表达式应为e＝E m cos ωt＝nBSωcos ωt，i＝I m cos ωt＝nBSωR cosωt.2．最大值．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的交变电流的电动势，其最大值E m＝nBSω.其中n表示线圈匝数，S表示线圈面积，与线圈转动时转轴的位置无关，与线圈的外形无关．在考虑电容器的耐压值时，应接受沟通电的最大值．3．有效值．正弦式沟通电的有效值大小为E＝E m2，I＝I m2.其他交变电流的有效值依据有效值的定义计算．求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要用有效值；没有特殊说明时，沟通电的电流、电压、电动势均指有效值，沟通电表的测量值是有效值，沟通用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值．4．平均值．平均值需用进行计算，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q＝t.【典例1】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度为ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4Ω，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；(4)沟通电压表的示数；(5)转动一周外力做的功；(6)16周期内通过R的电荷量．解析：(1)感应电动势的最大值E m＝NBSΩ＝100×0.5×0.12×2π V＝3.14 V.(2)转过60°时的瞬时感应电动势：e＝E m cos 60°＝3.14×0.5 V＝1.57 V.(3)通过60°角过程中产生的平均感应电动势：E＝100×0.5×32×0.12π32πV≈2.6 V.(4)电压表示数为外电路电压的有效值：U＝ER＋r·R＝3.142×45V＝1.78 V.(5)转动一周外力所做的功等于电流产生的热量：W ＝Q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E m 22R ＋r·t ＝0.99 J.(6)16周期内通过电阻R 的电荷量： ·Δt ＝n ΔΦΔt R ＋r ·Δt ＝n ΔΦR ＋r ＝nBS ·sin 60°R ＋r＝0.086 6 C.答案：(1)3.14 V (2)1.57 V (3)2.6 V (4)1.78 V (5)0.99 J (6)0.086 6 C 针对训练1．(2022·天津卷)(多选)如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a 、b 所示，则( )图1 图2A ．两次t ＝0时刻线圈平面均与中性面重合B ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25 HzD ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V解析：线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，所以选项A 正确；转速之比等于周期的反比，故该比值为3∶2，故选项B 错误；频率为周期的倒数，即f ＝1T，a 的周期为0.04 s ，频率为25 Hz ，所以选项C 正确；正弦沟通电动势的有效值为E ＝E m 2＝nBS ω2，已知E a ＝152 V ，且ωb ＝23ωa ，故可知E b ＝23×152 V ＝102V ，所以选项D 错误．答案：AC主题2 抱负变压器的分析 1．输入功率和输出功率．抱负变压器无能量损失，输入功率和输出功率相等，即P 入＝P 出．当变压器只有一个副线圈时，P 1＝P 2；当变压器有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋…输入功率P 入由输出功率P 出打算，即输出功率增大，输入功率也随之增大，输出功率减小，输入功率也随之减小．通俗地说，就是用多少给多少，而不是给多少用多少．2．输入电压和输出电压．变压器原、副线圈的电压之比为U 1U 2＝n 1n 2；当变压器有多个副线圈时U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比．输入U 1电压打算输出电压U 2，即U 2随着U 1的变化而变化，由于U 2＝n 2n 1U 1，所以只要U 1和匝数比不变化，不论负载如何变化，U 2不变．3．输入电流与输出电流．由I ＝PU 知，当变压器只有一个副线圈时：I 1I 2＝n 2n 1.有多个副线圈时n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…当线圈的结构肯定时，n 1、n 2肯定，输出电流打算输入电流．输出电流增大，输入电流也随之增大；输出电流减小，输入电流也随之减小．当变压器有多个副线圈同时输出时，同样也有输出电流打算输入电流的关系．【典例2】 (2021·安徽卷)如图所示电路中，变压器为抱负变压器，a 、b 接在电压有效值不变的沟通电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观看到电流表A 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A ．则下列说法正确的是( )A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动解析：电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c 向d 滑动，故D 正确；电压表V 1、V 2示数不变，A 、B 错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n 1I 1＝n 2I 2，电流变化时，n 1ΔI 1＝n 2ΔI 2，故n 1n 2＝ΔI 2ΔI 1＝41，是降压变压器，C 错误．答案：D 针对训练2．(2021·广东卷)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为抱负变压器，原线圈接入电压有效值恒定的沟通电并保持匝数不变，调整触头P ，使输出电压有效值由220 V 降至110 V ，调整前后( )A ．副线圈中的电流比为1∶2B ．副线圈输出功率比为2∶1C ．副线圈的接入匝数比为2∶1D ．原线圈输入功率比为1∶2解析：设原线圈中电流为I 1，匝数为n 1，两端输入电压为U 1，输入功率为P 1，副线圈中电流为I 2，匝数为n 2，两端输出电压为U 2，输出功率为P 2，依据抱负变压器原副线圈两端电压与匝数关系有：U 1U 2＝n 1n 2，所以当输出电压U 2由220 V 降至110 V 时，副线圈匝数n 2也应削减为一半，故选项C 正确；由于副线圈两端所接用电器不变，所以当用电器电压减半时，其电流I 2也减半，故选项A 错误；依据功率计算式P ＝UI 可知，副线圈中输出功率P 2变为原来的14，故选项B 错误；由能量守恒定律可知，原线圈中输入功率P 1也变为原来的14，故选项D 错误．答案：C主题3 远距离高压输电问题 1．输电示意图．2．正确理解几个基本关系．(1)功率关系，P 1＝P 2，P 2＝P 损＋P 3，P 3＝P 4. (2)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝U 线＋U 3，U 3U 4＝n 3n 4. (3)电流关系：I 1I 2＝n 2n 1，I 2＝I 线＝I 3，I 3I 4＝n 4n 3.(4)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 线R 线.(5)输电导线上损耗的电功率：P 损＝P 2－P 3＝I 2线R 线＝U 2线R 线＝U 线I 线．(6)输电导线上的电压损失U 线＝I 线·R 线＝U 2－U 3.【典例3】 (2021·福建卷)如图为远距离输电示意图，两变压器均为抱负变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的沟通电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 2U 2m 4rB.⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 1U 2m4r C ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2rD ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 12⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2r解析：原线圈电压的有效值：U 1＝U m 2，依据U 1U 2＝n 1n 2可得：U 2＝n 2n 1U m 2，又由于是抱负变压器．所以T 的副线圈的电流功率等于输入功率P ，所以输电线上电流I＝P U 2，导线上损耗的电功率P ′＝I 2r ＝4r ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2，所以C 正确，A 、B 、D 错误． 答案：C 针对训练3．(2022·四川卷)如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )图甲 图乙A ．用户用电器上沟通电的频率是100 HzB ．发电机输出沟通电的电压有效值是500 VC ．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比打算D ．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小解析：由题图乙知交变电流的周期为T ＝0.02 s ，设频率为f ＝1T ＝50 Hz ，A选项错误；发电机输出的最大电压为500 V ，故B 选项错误；输电线的电流由负载打算，故C 选项错误；当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗ΔP ＝I 2R 的功率减小，故D 选项正确．答案：D统揽考情1．交变电流的四值计算以及变压器的原理和应用是高考考查的热点，题型以选择题为主，分值6分左右．2．本章学问与生产、生活联系紧密，理论联系实际的题目消灭的可能性较大，如涉及民生的远距离输电问题．真题例析(2021·课标全国Ⅰ卷)一抱负变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦沟通电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( )A ．U ＝66 V ，k ＝19B ．U ＝22 V ，k ＝19C ．U ＝66 V ，k ＝13D ．U ＝22 V ，k ＝13解析：原副线圈电压比等于匝数比，依据副线圈负载电阻的电压U ，可知副线圈电压为U ，原线圈电压为3U ，副线圈电流I ＝UR ，原副线圈电流与匝数成反比，所以原线圈电流I 1＝U 3R ，那么原线圈输入电压220＝3U ＋U3R R ，整理可得U ＝66 V ；原副线圈电阻消耗的功率依据P ＝I 2R ，电阻相等，电流为1∶3，可得功率比为1∶9，k ＝19，对比选项A 对．答案：A 针对训练(2022·课标全国Ⅱ卷)(多选)如图所示，一抱负变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一抱负电流表Ⓐ接正弦沟通电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用沟通电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍解析：若变压器初级电压为U ab ，则次级电压为U 2＝n 2n 1U ab ；由于二极管的单向导电性使得U cd ＝12U 2，故U ab U cd ＝2n 1n 2，选项A 错误；增大负载的阻值R ，则变压器次级电流减小，则初级电流也减小，即电流表的读数减小，选项B 正确；cd 间的电压由变压器的初级电压打算，与负载电阻R 的大小无关，选项C 错误；若二极管短路，U cd ＝U 2，故次级电流会加倍，则初级电流也加倍，选项D 正确．答案：BD1．(2021·江苏卷)一电器中的变压器可视为抱负变压器，它将220 V 交变电流改为110 V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为( )A ．200B ．400C ．1 600D ．3 200解析：依据变压器的变压规律U 1U 2＝n 1n 2，代入数据可求副线圈匝数为400，B 正确．答案：B2．(2021·四川卷)小型手摇发电机线圈共n 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ′，线圈绕OO ′匀速转动，如图所示．矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22ne 0D ．有效值是2ne 0解析：由题意可知，线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e 0，又由于发电机线圈共n 匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2ne 0，依据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2ne 0，故选项A 、B 错误；又由题意可知，若从题图示位置开头计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U ＝U m2，即U ＝2ne 0，故选项C 错误，选项D 正确．答案：D3．(2022·浙江卷)如图所示为远距离沟通输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一抱负变压器，流入用户端的电流是I 2.则( )A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．抱负变压器的输入功率为I 21rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U解析：依据抱负变压器输入端与输出端的电功率相同，可得U 1I 1＝U 2I 2，则U 2＝U 1I 1I 2，所以A 正确；依据欧姆定律可得输电线上的电压降为I 1r ，所以B 错误；抱负变压器的输入功率为U 1I 1，故C 错误；输电线路上损失的电功率为I 21r ，故D 错误．答案：A4．(2021·天津卷)(多选)如图所示，抱负变压器的原线圈连接一只抱负沟通电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q 来调整，在副线圈两端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，P 为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为U 的正弦沟通电，则( )A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表读数变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表读数变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表读数变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表读数变小解析：保持Q 位置不动时，负载电路电压保持不变，将P 向上滑动时，连入电路的电阻变大，故负载消耗功率变小，原线圈输入功率变小，电流表示数变小，所以选项A 错误、B 正确；保持P 位置不动，即负载电路电阻不变，将Q 向上滑动时，由抱负变压器电压、匝数关系可知，副线圈输出电压上升，负载电路消耗功率变大，故原线圈输入电流变大，所以选项C 正确、D 错误．答案：BC5．(2021·海南卷)(多选)如图，一抱负变压器原、副线圈匝数比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦沟通电源．副线圈电路中固定电阻的阻值为R 0，负载电阻的阻值R ＝11R 0，○V 是抱负电压表．现将负载电阻的阻值减小为R ＝5R 0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0 V ，则( )A ．此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB ．此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC ．原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD ．原线圈两端原来的电压有效值约为48 V解析：当负载电阻的阻值减小为R ＝5R 0时，依据串并联电路规律，R 两端电压为R 0两端电压的5倍，由于电压表测量R 两端的电压，所以U R 0＝15×5 V ＝1 V ，故副线圈两端电压为U 2＝6 V ，依据公式U 1U 2＝n 1n 2可得此时原线圈两端电压的有效值为U 1＝24 V ，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 2 V ≈34 V ，A 正确，B 错误；由于变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前后电流也不变，则变化后电压U 2＝IR 0＋5IR 0＝6IR 0，变化前，U ′2＝IR 0＋11IR 0＝12IR 0，所以U ′2＝2U 2＝12 V ，依据公式U 1U 2＝n 1n 2可得原线圈两端原来的电压有效值约为48V ，D 正确，C 错误．答案：AD。
2022高中物理 2.6 变压器每课一练1 粤教版选修3-2
变压器 每课一练（粤教版选修3-2）我夯基，我达标1．如图2-6-11所示，变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n 1：n 2：n 3=4：2：1，所连接的三个灯泡消耗的电功率相同，则流过每个灯泡的电流之比I 1：I 2：I 3=_________，每个灯的电阻之比为R 1：R 2：R 3=_________。
图2-6-11解析：先对两个副线圈，由功率相等：I 2U 2=I 3U 3，即21:,322332==I I U U I I 由已知。
设原线圈两端电压为U 、R 1两端电压U 1，根据功率关系有I 1U 1=21I 1U ，所以U =2U 1，再由1:,2:2122112121212====I I U I U I n n U U n n U U代入得出将得将两组电流比合并在一起：I 1：I 2：I 3=1：1：2；与功率关系联立得：R 1：R 2：R 3=4：4：1答案：1：1：2 4：4：12．如图2-6-12所示为理想变压器，它的初级线圈在交流电源上，次级线圈接有一个标有“12V100W”灯泡，书籍变压器初、次级线圈的匝数之比为18：1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为_________V ，电流表的读数_________A 。
～AVn n 12图2-6-12圈两端的电压，由公式V V U n nU n n U U 216121822112121=⨯===得 本题的关键是要抓住变压器两端的能量（功率）关系。
S 1闭合，P 入1=P 出1=U 入1S 1和S 2都闭合时，P 入2=P ′出1P 出2=U 入2，而P 出1=P ′出1=P 入1所以两个电阻上消耗的功率相同，又因4R 1=R 2，且U =21,221121==R P R P U U PR 所以 因此n 1：n 2=U 1：U 2=1：23如图2-6-13所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V60W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则（ ）图2-6-13220232203解析：20120111322060=====，I I I A ，A U P I 额额额额又 A I 2203=额，A 选项错误，C 选项正确。
粤教版选修(3-2)2.6《变压器》word学案
2.6 变压器 学案（粤教版选修3-2）1．________现象是变压器的工作基础．在变压器原线圈上加交流电压，原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的________，它不仅穿过________，也穿过____________，所以在副线圈中产生____________，如果在副线圈两端接入负载，负载中就会有____________．2．对于忽略原、副线圈的________和各种________能量损失的理想变压器，原、副线圈两端的电压之比等于这两个线圈的________，用公式表示为：__________________________.当n 2>n 1时________________，变压器使电压________，这种变压器叫做________变压器；当n 2<n 1时，________________，变压器使电压________，这种变压器叫做________变压器．3．变压器的能量损耗有两方面，一种叫________，一种叫________，但能量损耗很小，效率很高，所以在实际计算中常把损耗的能量________不计，认为是理想变压器，则输出功率和输入功率相等__________，即__________________，又因为U 1U 2＝n 2n 1，所以，理想变压器工作时，原、副线圈中的电流与它们的匝数关系为：____________________________4．关于理想变压器的工作原理，以下说法中正确的是( )A ．通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变B ．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C ．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D ．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈5．(双选)对理想变压器，下列说法中正确的是( )A ．原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B ．原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大C ．原线圈的电流，不随副线圈的输出电流的变化而变化D ．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零6．某变电站用原、副线圈匝数比为n 1∶n 2的变压器，将远距离输送的电能送给用户，如图1所示，将变压器看作理想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是( )图1A ．原、副线圈电压比为n 2∶n 1B ．原、副线圈电流比为n 1∶n 2C ．原、副线圈电压比为n 1∶n 2D ．变压器的输入功率与输出功率的比为n 1∶n 2【概念规律练】知识点一 变压器的基本规律1．如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入“220 V ,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )图2A ．电流表的示数为32220A B ．电源输出功率为1 200 WC．电流表的示数为3220AD．原线圈端电压为11 V2．某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如图3所示的规律变化，副线圈接有负载，下列判断正确的是(图3A．输出电压的最大值为36 VB．原、副线圈中电流之比为55∶9C．变压器输入、输出功率之比为55∶9D．交流电源电压有效值为220 V，频率为50 Hz知识点二常见变压器3．如图4所示，M、N为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以下说法正确的是()图4A．在乙图中，线圈N4的导线一定比线圈N3的导线粗B．甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表C．甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表D．甲、乙两图中的电表均为交流电流表4．如图5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 AB＝100 V，R0＝40 Ω，当滑动片处于线圈中间位置时，C、D两端电压的有效值U CD为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A.图5【方法技巧练】一、变压器动态问题的分析方法5．如图6所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，则下列说法中错误的是()图6A．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B．保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗功率将减小C．保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大6．如图7所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线等效电阻为R.开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中错误的是()图7A．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上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大二、有多个副线圈的理想变压器问题的分析方法7．理想变压器如图8所示，原线圈匝数n1＝1 000匝，两副线圈匝数分别为n2＝600匝，n3＝200匝，当原线圈两端接在220 V的交流电源上时，原线圈上电流为2 A，通过R2的电流为1 A，则通过R3的电流为()图8A．10 A B．7 A C．3 A D．1 A8．如图9所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝，接入电压U1＝220 V的电路中．图9(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V，U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6 V，20 W”、“110 V,60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？答案课前预习练1．互感 磁通量 原线圈 副线圈 感应电动势 交变电流2．电阻 电磁 匝数之比 U 1U 2＝n 1n 2U 2>U 1 升高 升压 U 2<U 1 降低 降压 3．铜损 铁损 忽略 P 1＝P 2 I 1U 1＝I 2U 2 I 1I 2＝n 2n 14．C [通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，面积S 不变，故磁通量Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故D 错误．]5．AB [理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故A 、B 正确，C 、D 错误．]6．C [电压之比等于匝数之比，根据输入功率等于输出功率，所以电流之比等于电压之比的反比，也就等于线圈匝数比的反比．]课堂探究练1．C [因为灯泡正常发光所以副线圈中的电流I 2＝P 出U 2＝60220 A ＝311A 根据公式I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝120×311 A ＝3220 A ，即电流表的示数应为3220A ，故A 错，C 对；电源的输出功率等于变压器的输入功率，由P 入＝P 出可得电源的输出功率为60 W ，故B 选项错误；根据公式U 1U 2＝n 1n 2，得U 1＝n 1n 2U 2＝201×220 V ＝4 400 V ，故D 选项错误．] 点评 变压器的基本规律(1)电压关系：①只有一个副线圈时U 1U 2＝n 1n 2或U 1n 1＝U 2n 2②当有多个副线圈时U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝… (2)功率关系：P 入＝P 出：①只有一个副线圈时，P 1＝P 2②当有多个副线圈时P 1＝P 2＋P 3＋…(3)电流关系：①只有一个副线圈时，由P 1＝P 2知，I 1U 1＝I 2U 2得I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1即I 1I 2＝n 2n 1②当有多个副线圈时，由P 1＝P 2＋P 3＋…知I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋…2．D [由题图知原线圈电压最大值为220 2 V ，周期T ＝2×10－2 s ，故电压有效值为220 V ，频率为50 Hz ；由U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1得输出电压的最大值为36 2 V ，原、副线圈电流之比为9∶55，输入、输出功率应相等，所以正确答案为D .]点评 变压器的电压关系、电流关系是各物理量的有效值(或最大值)间的关系，例如公式U 1U 2＝n 1n 2中，若U 1是有效值则U 2就是有效值，若U 1是最大值则U 2就是最大值． 3．C [电压互感器输入端分别接在两根线上，次级匝数比初级匝数少；电流互感器输入端只能串联在电路中，次级匝数比初级匝数多．]点评 甲图是电压互感器，乙图是电流互感器，它们分别与电压表和电流表的使用方法相同，即：电压互感器测电压时需并联接入电路，电流互感器测电流时需串联接入电路．它们利用变压器的原理把高电压、大电流变成低电压、小电流，以方便测量．4．200 5解析 由理想变压器公式 U 1U 2＝n 1n 2得U CD ＝n 2n 1U AB ＝2×100 V ＝200 V ，又由I 2＝U CD R 0＝20040A ＝5 A . 点评 自耦变压器铁芯上只绕一个线圈，原、副线圈共用一个绕组，最大优点是可以连续调节输出电压，缺点是低压端和高压端直接有电的联系，使用不够安全．变压器的规律都适用于自耦变压器．5．C [K 由a 合到b 时，n 1减小而U 1不变，由U 1U 2＝n 1n 2可知副线圈上的电压增大，负载R 的电流I 2增大，P 2增大；又由于P 1＝P 2＝U 1I 1，故I 1增大，A 项正确；同理K 由b 合到a 时，P 2减小，B 项正确；P 上滑时，负载电阻R 增大，而U 1、U 2均不变，由I 2＝U 2R 可知I 2减小，又由于n 1、n 2均不变，由I 1I 2＝n 2n 1可知I 1将减小，故C 项错误； 当U 1增大时，由U 1U 2＝n 1n 2可知U 2也增大，I 2＝U 2R 增大，再由I 1I 2＝n 2n 1可知I 1增大，故D 项正确．]方法总结 此类问题大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈的电压(U 1、U 2)、电流(I 1、I 2)，输入功率、输出功率随匝数比的变化而变化的情况，如选项A 、B ；另一类是原、副线圈的匝数比不变，上述各物理量随负载电阻的变化而变化的情况，如选项C .处理此类问题时，要根据题意分清变量与不变量，要明确变量之间的相互制约关系．6．A [由于输入电压不变，所以S 接通时，理想变压器副线圈M 、N 两端的输出电压不变．并联灯泡L 2，负载总电阻变小，由欧姆定律I ＝U R知，流过R 的电流增大，电阻R 上的电压U R ＝IR 增大．副线圈输出电流I 2增大，根据输入功率等于输出功率I 1U 1＝I 2U 2得，原线圈输入电流I 1也增大．U MN 不变，U R 变大，所以U L 1变小，流过灯泡L 1的电流减小．]方法总结 变压器动态分析问题的思路程序可表示为7．B [由理想变压器变压比公式 U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝U 1n 2n 1＝220×6001 000 V ＝132 V ，由U 1U 3＝n 1n 3可得U 3＝n 3n 1U 1＝200×2201 000V ＝44 V ，根据输入功率等于输出功率有I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3 解得I 3＝7 A ，选B .]方法总结 理想变压器变压比公式 U 1U 2＝n 1n 2，对有一个或n 个副线圈的变压器均适用，而变流比公式I 1I 2＝n 2n 1，只适用于有一个副线圈的变压器，若为有两个以上副线圈的变压器，必须用P 入＝P 出，即U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3或n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3来计算．8．(1)30匝 550匝 (2)0.36 A解析 (1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 1U 3＝n 1n 3得n 2＝U 2U 1n 1＝6220×1 100匝＝30匝 n 3＝U 3U 1n 1＝110220×1 100匝＝550匝(2)设原线圈输入电流为I1，P入＝P出，即I1U1＝I2U2＋I3U3＝P2＋P3，所以I1＝P2＋P3U1＝20＋60220A＝0.36 A方法总结第(1)问中，也可根据原、副线圈每伏电压分配到的匝数相等进行计算．即由n1U1＝1 100匝220 V＝5 匝/V，得匝数n2＝5×6匝＝30匝，n3＝5×110匝＝550匝．。
高二物理学案 2.6 变压器 5(粤教版选修3-2)
§2.6 变压器【学习目标】一、知识目标1．知道变压器的构造。
2．理解互感现象，理解变压器的工作原理。
3．理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
4．理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
5．知道课本中介绍的几种常见的变压器。
二、能力目标1．用电磁感应去理解变压的工作原理，培养综合应用所学知识的能力。
2．了解建立物理模型的意义。
（抓主要因素，忽略次要因素，排除无关因素） 三、德育目标1．体会到能量守恒定律是普遍适用的。
2．培养实事求是的科学态度。
【学习重点】理解变压器的工作原理及应用 【知识要点】一、变压器的构造 1．构造： 2．示意图3．电路图中符号二、变压器的工作原理 ——电磁感应现象 1、变压器只能改变交流电的电压和电流 2、能量转化：电能→磁场能→电能 3、理想变压器 P 入＝P 出 三、理想变压器的变压规律 U 1/U 2=n 1/n 2四、理想变压器的变流规律： I 1/I 2=n 2/n 1【典型例题】【例1交流电源上，接法，R 1和R 2I 2，求：（1）两组副线圈的匝数之比；（2）I 1和I 2之比。
【分析与解】：（1）甲图中R 1和R 2串联，电流相同，功率与电阻成正比，所以有 R 1=2R 2 (1)设三组线圈的匝数分别是n 1 ，n 2 ，n 3，两组副线圈上的电压分别是U 2和U 3，易得 U 2=12n n U U 3=13n n U 乙图中R 1和R 2上的功率之比为1 ， 8即 8=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1212R U n n 2213R U n n ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ ……（2） 联列（1）式和（2）式解得32n n =21 （2）设甲图中输出功率为P 1，则P 1=（U n n n 132+）2/（R 1+R 2） 设乙图中输出 功率为P 2，则P 2=（U n n 12）2/R 1+（U n n 13）2/R 2 以R 1=2R 2，n 3=2n 2代入，可得：3221=P P 。
高中物理2.6 变压器 教案 粤教版选修3-2
1．变压器的原理
思考与讨论：
按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。
两个线圈并没有直接接触，灯泡为什么亮了呢？这个实验说明了什么？
当一个线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。
实验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。
【例1】一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等（B）
A．交流的频率B．电流的有效值
C．电功率D．磁通量变化率
理想变压器的综合应用
【例2】如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则（C）
A．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大
2．培养学生实事求是的科学态度。
教学重点、难点
重点
探究变压比和匝数比的关系。
难点
探究变压比和匝数比的关系。
教学方法
实验探究法、阅读法、讲解法。
教学手段
学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡
教学活动
（一）引入新课
在实际应用中，常常需要改变交流的电压.大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。各种用电设备所需的电压也各不相同。电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压。一般半导体收音机的电源电压不超过10 V，而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压。交流便于改变电压，以适应各种不同需要。变压器就是改变交流电压的设备。这节课我们学习变压器的有关知识。
变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
2019秋 金版学案 物理·选修3-2(粤教版)练习：第二章 第六节 变压器
A级抓基础1. (多选)理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有()A．交变电流的频率B．磁通量的变化率C．功率D．交变电流的峰值解析：理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B、C正确；变压器能改变交流电的峰值但不改变交变电流频率，A正确，D错误．答案：ABC2. 关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A错误；因理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量总相等，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈的电能，原、副线圈通过磁联系在一起，故D错误．答案：C3. 一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改变为110 V．已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为() A．200 B．400C．1 600 D．3 200解析：根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系U1U2＝n1n2，得n 2＝n 1U 2U 1＝800×110220＝400，选项B 正确． 答案：B4.如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两段电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变解析：根据数学知识可知，原副线圈减小相同的匝数后，匝数之比变大，因此电压之比变大，输出电压减小，故小灯泡变暗；而电流与匝数之比成反比，故电流的比值变小；故A 、C 、D 错误，B 正确．答案：B5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V 60 W ”灯泡一个，且灯泡正常发光，则( )A ．电流表的示数为32220A B ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为3220A D ．原线圈端电压为11 V解析：由灯泡正常发光，可知副线圈电压为220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可知，原线圈电压U 1＝20×220 V ＝4 400 V ，D 错误；又因输入功率等于输出功率，P 1＝P 2＝60 W ，故B 错误；电流表读数为有效值，原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝604 400 A ＝3220A ，故A 错误，C 正确． 答案：CB 级 提能力6. (多选)如图所示为一理想变压器，K 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1为原线圈中的电流，则( )A ．保持U 1及P 的位置不变，K 由a 扳向b 时，I 1将增大B ．保持U 1及P 的位置不变，K 由b 扳向a 时，R 消耗功率减小C ．保持U 1不变，K 接在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ．保持P 的位置不变，K 接在a 处，若U 1增大，I 1将增大解析：保持U 1及P 的位置不变，K 由a 扳向b 时，n 1减小，n 2n 1增大，由U 2＝n 2n 1U 1知U 2变大，则输出电流I 2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P 1＝U 1I 1知，I 1增大，A 正确；同理，K 若由b 扳向a ，R 消耗功率将减小，B 正确；U 1不变，K 接在a 处，使P 上滑时，I 2减小，I 1也减小，故C 错误；保持P 的位置不变，K 接在a 处，若U 1增大，则U 2也增大，即I 2＝U 2R增大，则P 2增大，P 1＝P 2，故I 1也应增大，故D 正确．答案：ABD7．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A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u＝2202sin 100πt (V)．下列说法正确的是()A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 2 VB．当单刀双掷开关与b连接时，电压表的示数为44 VC．当单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表的示数不变，电流表的示数变大D．单刀双掷开关由a扳向b时(滑动变阻器触头P不动)，电压表和电流表的示数均变大解析：根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为220 2 V，所以副线圈的电压的最大值为22 2 V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为22 V，所以A错误；若当单刀双掷开关由a 扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比由10∶1变为5∶1，根据电压与匝数成正比可知，此时副线圈的电压为44 V，所以电压表的示数为44 V，所以B正确；当滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由于电压是由变压器决定的，所以，电压不变，电流变小，所以C错误；若当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比由10∶1变为5∶1，所以输出的电压升高，电压表和电流表的示数均变大，所以D正确．答案：BD8.如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，灯泡的额定电压均为U.变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1∶n 2和电源电压U 1分别为( )A ．1∶2 2UB ．1∶2 4UC ．2∶1 4UD ．2∶1 2U解析：设灯泡正常发光时的电流为I ，则I 1＝I ，I 2＝2I .由n 1n 2＝I 2I 1得n 1n 2＝21；由U 1′U 2＝n 1n 2得U 1′＝n 1n 2U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确． 答案：C9．如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越小解析：假设副线圈两端交变电压的峰值为U m ，副线圈两端电压的有效值为U 2，根据理想变压器的电压与匝数成正比，即有：U ab U 2＝n 1n 2，而因二极管的单向导电性，cd 间电压的有效值U cd 并不等于副线圈两端的电压有效值U 2. 由交流电有效值定义可得：U 2＝U m 2，U cd ＝U m 2＝变，由闭合电路欧姆定律可知，电阻R的电流变小，则电流表的读数变小，故B正确；cd间的电压由原线圈的输入电压以及原、副线圈的匝数比有关，与负载电阻无关，所以cd间的电压U cd不会随着负载电阻变化，故C、D错误．答案：B10．有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是()A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大解析：由题图知，当滑动触头P顺时针转动时，变压器副线圈的匝数减少，根据U1U2＝n1n2可得副线圈的电压U2减小，因负载的电阻不变，故电流表读数变小，电压表读数变小，所以A正确；同理，若滑动触头P逆时针转动时，变压器副线圈的匝数增加，U2增大，电流表示数增大，所以B错误；当P不动，副线圈电压U2不变，滑动触头向上滑动时，R3连入电路中的阻值增大，与R2并联后的电阻增大，根据串联电路的分压规律可得电压表示数增大，所以C错误；同理，当滑动触头向下滑动时，R3连入电路中的阻值减小，与R2并联后的电阻减小，根据串联电路的分压规律可得电压表示数减小，所以D错误．答案：A11．如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n 1∶n2＝2∶1，交流电源电压U1＝220 V，F为熔断电流I0＝1.0 A的保险丝，负载为一可变电阻．(1)当电阻R＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的最小值为多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：(1)由U1U2＝n1n2得到U2＝110 V，由欧姆定律，得I2＝1.1 A.再由I1I2＝n2n1得到I1＝0.55 A，故保险丝不能熔断．(2)对于理想变压器，P入＝P出＝220×1.0 W＝220 W，得到R＝55 Ω.答案：(1)不能(2)55 Ω220 W12．如图，某理想变压器原线圈输入电功率为P0，原、副线圈的匝数比为n，在其副线圈上接一线圈电阻为r的电动机．现在，电动机正以速度v 匀速向上提升一质量为m 的重物，已知重力加速度为g ，不计电动机转轴间的摩擦等损耗，则变压器原线圈两端的电压为多少？解析：电动机的输出功率P 机＝mg v,设副线圈回路的电流为I 2，则P 0＝P 机＋I 22r ，副线圈两端的电压U 2＝P 0I 2， 原线圈两端的电压U 1＝nU 2 ，联立以上各式得U 1＝nP 0r P 0－mg v . 答案：见解析。
高二物理3-2粤教版2.6变压器每课一练
高二物理3-2粤教版2.6变压器每课一练1、(双选)理想变压器工作时，原线圈输入与副线圈输出的物理量一定相同的是()A、电压有效值B、电流有效值C、交变电流频率D、交变电流电功率2、如图10所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒l在匀强磁场中以速度v向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12mA，那么电流表的示数为()图10A、3mAB、0mAC、48mAD、与负载R的值有关3、(双选)在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图11所示的变压器铁芯的左右两个臂上、当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂、线圈1,2的匝数之比n1∶n2＝2∶1.在不接负载的情况下()图11A、当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为110VB、当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为55VC、当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为220VD、当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为110V4、(双选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图12甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头、以下说法正确的选项是()图12A、副线圈输出电压的频率为50HzB、副线圈输出电压的有效值为31VC、P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D、P向右移动时，变压器的输入功率增加5、一台理想变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流、两个线圈的匝数比为40∶1，那么变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是()A、5A,250V,50kWB、5A,10kV,50kWC、200A,250V,50kWD、200A,10kV,2×103kW6、一理想变压器的原线圈上接有正弦式交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时()A、I1减小，P1增大B、I1减小，P1减小C、I2增大，P2减小D、I2增大，P2增大7、(双选)如图13所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u ＝202sin100πt V 、氖泡在两端电压达到100V 时开始发光、以下说法中正确的有()图13A 、开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB 、开关接通后，电压表的示数为100VC 、开关断开后，电压表的示数变大D 、开关断开后，变压器的输出功率不变8、(双选)图14所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器、变压器原线圈与副线圈匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈的电压为u 1＝311sin100πt V ，霓虹灯正常工作的电阻R ＝440k Ω，I 1、I 2表示原、副线圈中的电流、以下判断正确的选项是()图14A 、副线圈两端电压6220V ，副线圈中的电流14.1mAB 、副线圈两端电压4400V ，副线圈中的电流10mAC 、I 1<I 2D 、I 1>I 29、如图15甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20Ω，R 2＝30Ω，C 为电容器、通过R 1的正弦式交变电流如图乙所示，那么()图15A 、交变电流的频率为0.02HzB 、原线圈输入电压的最大值为2002VC 、电阻R 2的电功率约为6.67WD 、通过R 3的电流始终为零10、如图16所示，理想变压器线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，分别接有相同的两只灯泡A 和B ，假设在a 、b 间接正弦式交流电源，电源电压为U ，那么B 灯两端电压为()图162匝，与一个“12V12W ”的灯泡L 连接，L 能正常发光、副线圈3的输出电压U 3＝110V ，与电阻R 连接，通过R 的电流为0.4A ，求：图17(1)副线圈3的匝数n3；(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.12、如图18所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光、为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断、图18(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？13、如图19所示，交流发电机电动势的有效值E＝20V，内阻不计，它通过一个R＝6Ω的指示灯连接变压器、变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡基本上“6V，0.25W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计、求：图19(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比；(2)发电机的输出功率、参考答案课后巩固练 1、CD 2.B 3、BD [在不考虑原、副线圈内电阻的情况下，变压器原、副线圈电压之比(U 1/U 2)等于原、副线圈中产生的感应电动势之比(E 1/E 2)、当给线圈1输入电压U 1时，U 1U 2＝E 1E 2＝n 1ΔΦ1Δt n 2ΔΦ2Δt＝n 1ΔΦ1n 2ΔΦ2＝21×21＝41.当给线圈2输入电压U 2时，U 2U 1＝E 2E 1＝n 2ΔΦ2Δt n 1ΔΦ1Δt＝n 2ΔΦ2n 1ΔΦ1＝12×21＝1.因此选项B 、D正确、]4、AD [变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为f ＝1T ＝12×10－2Hz ＝50Hz ；由U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈中电压的最大值31V ，故有效值为312V ；P 向右移动时，输出电路中电压不变，电阻减小，电流增大，输出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，也增大，故正确的选项为A 、D .]5、A [设原线圈输入电压、电流、功率分别为U 1、I 1、P 1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U 2、I 2、P 2，原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.由I 1I 2＝n 2n 1知I 1＝n 2n 1I 2＝140×200A ＝5A . 由U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝n 2n 1U 1＝140×10×103V ＝250V 输出功率P 出＝U 2I 2＝250×200W ＝50kW ]6、B [副线圈的电压不变，当副线圈接的电阻R 增大时，I 2减小，P 2减小，因为P 1＝P 2，因此P 1减小，I 1＝n 2n 1I 2，I 1也减小、]7、AB [由U 1U 2＝n 1n 2得：副线圈的输出电压u 2＝5u ＝1002sin 100πt V ，此电源频率f 0＝50Hz ，而氖泡每个周期发光2次，那么氖泡的发光频率f 氖＝2f 0＝100Hz ，A 正确；电压表的示数应为副线圈输出电压的有效值，故U ＝U 2m2＝100V ，B 正确；交变电流、电压的有效值不变，故电压表示数不变，C 错；断开开关后，变压器的输出功率减小，D 错、]8、BD [原线圈电压有效值U 1＝U m 2＝3112V ＝220V ，由U 1U 2＝n 1n 2，可得U 2＝4400V ，由欧姆定律可知I 2＝U 2R ＝10mA ，由I 1I 2＝n 2n 1可得：I 1>I 2，因此B 、D 两项正确、]9、C [由题中图象可知该交变电流的周期为0.02s ，因此频率为50Hz ，A 错误；因为变压器输出电压最大值为20×1V ＝20V ，因此由变压比公式U 1n 1＝U 2n 2知变压器原线圈电压的最大值为20×10V ＝200V ，B 错误；R 2的功率P 2＝U 2R 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫202230W ＝6.67W ，C 正确；因为电容器存在充、放电现象，因此电阻R 3中的电流不是始终为零，D 错误、]10、D [设原线圈电压为U 1，电流为I 1，副线圈电压为U 2，电流为I 2，那么U 1＝U －I 1R A ，U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，U 2＝I 2R B ，依题意，A 、B 完全相同，有R A ＝R B ，联立以上各式，整理可得n 2n 1U 1＝n 1n 2(U －U 1)，即12U 1＝2(U －U 1)，得U 1＝45U ，U 2＝12U 1＝25U ＝0.4U] 11、(1)275匝(2)550匝0.255A解析(1)变压比公式关于有两个副线圈的变压器也适用，那么有 U 2U 3＝n 2n 3，n 3＝n 2U 3U 2＝30×11012匝＝275匝、(2)同理由变压比公式得：n 1n 2＝U 1U 2，n 1＝U 1U 2n 2＝22012×30匝＝550匝、理想变压器的输入功率等于输出功率，即P 1＝P 2＋P 3＝12W ＋0.4×110W ＝56W 、原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝56220A ≈0.255A12、(1)0.98A (2)180W解析(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U 1、U 2、I 1、I 2.依照理想变压器的输入功率等于输出功率，有I 1U 1＝I 2U 2当I 2＝12mA 时，I 1即为熔断电流，代入数据，得I 1＝0.98A(2)设副线圈中电流为I 2′＝10mA 时，变压器的输入功率为P 1，依照理想变压器的输入功率等于输出功率，有P 1＝I 2′U 2，代入数据，得P 1＝180W 13、(1)3∶1(2)6.67W解析(1)彩色小灯泡额定电流I L ＝P U ＝0.256A ＝124A ，次级线圈总电流I 2＝24I L ＝1A 、变压器输入功率等于输出功率，有I 1U 1＝I 2U 2＝6W ，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E＝U 1＋I 1R ＝6I 1＋6I 1，代入E 值解得I 1＝13A (I 1＝3A 应舍去，据题意是降压变压器，应I 1<I 2＝1A )，因此n 1n 2＝I 2I 1＝31.(2)发电机输出功率P ＝I 1E ＝6.67W。
2022-2021年《金版学案》物理·粤教版选修3-2练习：章末复习课3
章末复习课【学问体系】[答案填写]①变换或转换②敏感元件③转换元件④热敏电阻⑤光敏电阻主题1常见敏感元件的特点1．光敏电阻．光敏电阻由金属硫化物等半导体材料制成，其电阻率对光格外敏感．光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增加阻值减小，光照减弱阻值增大．2．金属热电阻．金属热电阻的电阻率随温度上升而增大．3．热敏电阻．热敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻率对温度格外敏感．热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种．正温度系数热敏电阻的阻值随温度上升而增大，负温度系数热敏电阻的阻值随温度上升而减小．4．电容器．平行板电容器的电容与极板面积，极板间距及电介质材料有关，电容器可以感知引起电容变化的任一外界信息，并将其转化为电容变化．例如，当极板受力时会转变极板间距，从而引起电容变化．5．霍尔元件．能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量．【典例1】如图所示是一火警报警器的部分电路示意图．其中R2为用半导体负温度系数热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处消灭火情时，显示器的电流I，报警器两端的电压U的变化状况是()A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小解析：R2所在处消灭火情时，温度上升，则R2的阻值减小．R2↓→R总↓→I 干↑→U1↑→U3↓→I↓，故显示器的电流I变小，由U＝E－I干r，I干变大，知U 变小，故选项D正确．答案：D针对训练1.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则()①当有人通过而遮挡光线时，A、B之间电压上升②当有人通过而遮挡光线时，A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压A．①③B．①④C．②③D．②④解析：R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮挡光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①错误，②正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④错误．答案：C主题2传感器在实际问题中的应用1．传感器是以肯定的精度和规律，将所感受到的物理量(如力、热、磁、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件．2．传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用．(1)“感”是指传感器的敏感元件感受信息；(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件猎取的信息传给执行机构．(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作．3．传感器电路问题的处理思路．处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：(1)传感器所在的信息采集部分；(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；(3)执行电路部分．【典例2】如图甲为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器做成的温控电路，设继电器的线圈电阻为R x＝50 Ω，当继电器线圈中的电流大于或等于I c(I c＝20 mA)时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，试问温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？图甲图乙解析：由题意可知，小灯泡发光，需衔铁被吸合，即继电器线圈中的电流大于或等于I c，而左侧的温控电路，通过继电器线圈的电流等于通过热敏电阻的电流，即I t＝20 mA，依据欧姆定律I＝ER＋R x可得，R＝60.02Ω－50Ω＝250Ω，由甲图可知，此时对应的温度为50 ℃.答案：温度高于或等于50 ℃针对训练2．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了准时发觉，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()A．R M变大，且R越大，U增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显解析：依据“S 两端电压U 增大，装置发出警报”这一结果进行反推：说明电路里的电流在增大，再由闭合电路欧姆定律I ＝ER 总可知R 总在减小，由此可推知传感器的电阻在变小，再由S 与R 、M 的分压关系可争辩出R 的大小对U 的影响．报警器两端的电压增大，则说明流过报警器的电流在增大，依据闭合电路欧姆定律I ＝ER 总可知整个电路的总电阻R 总在减小，则可得R M 在变小，排解A 、B 答案；极限法：假设R 很小，甚至为零，则传感器部分的电路被短路，故传感器R M 的大小变化对S 的电压就无影响，则R 越大，U 增大越明显，排解D 项，C 项正确．答案：C统揽考情传感器在生产和科技中的应用越来越广泛，这使传感器的原理及应用在高考中消灭的可能性有所增加．主要以选择题为主，分值为6分左右．真题例析(2022·江苏卷)(多选)如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k I H B d ，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离．电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽视，则( )A ．霍尔元件前表面的电势低于后表面B ．若电源的正负极对调，电压表将反偏C ．I H 与I 成正比D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比解析：依据左手定则可以推断出霍尔元件中的导电物质所受安培力指向后表面，即将向后表面侧移，又由于该导电物质为电子，带负电，因此后表面的电势将低于前表面的电势，故选项A 错误；若电源的正负极对调，磁场方向与图示方向相反，同时由电路结构可知，流经霍尔元件上下面的电流也将反向，因此电子的受力方向不变，即前后表面电势凹凸状况不变，故选项B 错误；由电路结构可知，R L 与R 并联后与线圈串联，因此有I H R ＝(I －I H )·R L 得I ＝R ＋R LR L I H，故选项C 正确；R L 消耗的电功率P L ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R R L I H R L ＝R 2R L I 2H ，明显P L 与I 2H 成正比，又由于磁感应强度大小B 与I 成正比，即B 与I H 成正比，电压表的示数U H ＝k I H Bd，则U H与I 2H 成正比，所以U H 与R L 消耗的电功率P L 成正比，故选项D 正确．答案：CD 针对训练如图，足够长的直线ab 靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab 上各点的磁感应强度B ，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )解析：通电螺线管四周磁场分布如图．磁感线密集的地方磁感应强度B大，可见中点正上方磁感应强度B小．而两端无限远的地方磁感应强度趋于0，对比图象，C对．答案：C1．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到肯定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则()A．t1时刻小球速度最大B．t1～t2这段时间内，小球的速度先增大后减小C．t2～t3这段时间内，小球所受合外力始终减小D．t1～t3全过程小球的加速度先减小后增大解析：t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，故A错误；t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故t1～t2这段时间内，小球的加速度先减小后增加，小球的速度先增大后减小，故B正确；t2～t3这段时间内，从最低点被弹起到弹簧恢复原长位置，此过程中小球所受合外力先减小到零，然后增加，选项C错误；t2～t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断增大的减速运动，则在t1～t3全过程中，小球先向下做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动；然后上升阶段再做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，故选项D错误．答案：B2.(多选)如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简洁的恒温把握电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的上升而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成把握电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则()A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度上升到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应当把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应当把恒温箱内的加热器接在A、B端解析：当温度降低，热敏电阻的阻值增大，电路中电流减小，继电器磁性减弱，衔铁P 不动，反之，衔铁P 动，被吸下，A 错、B 对；可以推断，应当把恒温箱内的加热器接在A 、B 端，这样才能实现恒温．答案：BD3.如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E ，内阻不计．不称物体时，滑片P 在A 端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流较小；称物体时，在压力作用下滑片P 下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量值．若滑动变阻器上A 、B 间距离为L ，最大阻值等于定值电阻的阻值R 0，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k ，则所称物体的重量G 与电流大小I 的关系为( )A ．G ＝2kL －EkL IR 0B ．G ＝kL ＋EkL IR 0C ．G ＝EIR 0＋kLD ．G ＝kL解析：设放上物体后，滑片P 向下滑动x ，处于平衡． 由受力平衡得：G ＝kx .①由闭合电路欧姆定律得：⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫R 0＋L －x L R 0I ＝E ，② 由①②得：G ＝2kL －EkL IR 0.答案：A4.一热敏电阻阻值随温度变化的图象如图所示．请应用这一热敏电阻自行设计一把握电路．当温度高于某一值时红色指示灯亮，而温度低于这一值时绿色指示灯亮．供应的器材有：如下图所示的继电器一只(a 、b 为常闭触点．c 、d 为常开触点)，热敏电阻一只，滑动变阻器一只，红绿色指示灯各一个，两个独立的电池组，开关两个，导线若干等．解析：由题图甲可以看出热敏电阻的阻值随温度上升而降低，是负温度系数热敏电阻，当温度低于某一值时，热敏电阻的阻值较大，流过电磁铁的电流较小，a 、b 为常闭触点，连接上绿灯，绿色指示灯亮．当温度高于某一值时，热敏电阻的阻值较小，流过电磁铁的电流较大，c 、d 被闭合，连接上红灯，红色指示灯亮．滑动变阻器作限流式连接，通过调整满足热敏电阻对某一温度的把握．答案：设计的把握电路如图所示5.起跳摸高是同学常进行的一项活动，竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小能够反映同学在起跳摸高中的素养．为了测定竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小，老师在地面上安装了一个压力传感器，通过它可以在计算机上绘出平均压力与时间的关系图象．小亮同学身高1.72 m ，站立时举手达到2.14 m ，他弯曲两腿，做好起跳的预备，再用力蹬地竖直跳起，测得他对传感器的压力F 与时间t 的关系图象如图所示．已知图中网格间距相等，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2.求小亮同学起跳摸高的最大高度约为多少？解析：从图可知小亮质量为60010 kg ＝60 kg ；蹬地作用力为1 050 N ，加速离开地面时间为0.4 s.设他蹬地的过程中的平均加速度大小为a ，依据牛顿其次定律得：F －mg ＝ma ，a ＝F －mg m ＝1 050－60060 m/s 2＝7.5 m/s 2.小亮离开地面时获得的速度约为： v ＝at ＝3.0 m/s ，离开地面后做竖直上抛运动上升的高度为： h ′＝v 22g ＝322×10 m ＝0.45 m.摸高约为：H ＝h ＋h 0＝2.59 m. 答案：2.59 m。
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第六节 变 压 器
一、单项选择题
1．一台理想变压器的原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1 200匝，在原线圈两端接有一电动势为10 V 的电池组，则在副线圈两端的输出电压为( )
A ．0 V
B ．1.2 V
C ．120 V
D ．小于120 V
解析：原线圈中无变化磁通． 答案：A
2．将输入电压为220 V ，输出电压为6 V 的变压器改装成输出电压为24 V 的变压器．已知副线圈原来的匝数为36匝，现不改原线圈的匝数，则副线圈应增绕的匝数为( )
A ．144匝
B ．108匝
C ．180匝
D ．540匝
解析：由U 1U 2＝n 1n 2有2206＝n 1
36①
22024＝n 1
n 2
② 解得n 2＝144，所以应增加的匝数 Δn 2＝n 2－36＝108(匝)． 答案：B
3．对给定的理想变压器有( )
A ．根据U 1∶U 2＝n 1∶n 2，副线圈两端的电压U 2是由原线圈两端的电压U 1决定的
B ．根据I 1∶I 2＝n 2∶n 1，副线圈的输出电流I 2是由原线圈输入电流I 1决定的
C ．副线圈的输出功率是由原线圈的输入总功率决定的
D ．当原线圈的负载电流增加时，副线圈中的电流随之增加 答案：A
4．用一理想变压器向一负载R供电，如下图所示，当增大负载电阻R时，原线圈中电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是( )
A．I2增大，I1也增大
B．I2增大，I1减小
C．I2减小，I1也减小
D．I2减小，I1增大
解析：原线圈电压、匝数比不变，输出电压不变，则负载电阻R增大，I2变小，I1也变小．
答案：C
二、双项选择题
5．如图所示，
甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，以下说法正确的是( )
A．线圈匝数N1＜N2，N3＜N4
B．线圈匝数N1＞N2，N3＜N4
C．甲图中的电表是电压表，乙图中的电表是电流表
D．甲图中的电表是电流表，乙图中的电表是电压表
答案：BC
6.
图中理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2＝4:1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表的读数是12 mA，那么的读数为( )
A．0 B．3 mA
C．48 mA D．与R值大小无关
解析：直导线AB匀速运动，原线圈接的恒定电源，铁芯中无变化磁通，故副线圈无电压、电流．
答案：AD
7．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( )
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1
答案：BD
8．一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头，下列说法正确的是( )
A．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
答案：AD
9．如图所示，
一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动滑动触头P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q.则( )
A．只将Q向下移动时，灯泡的亮度变大
B．只将Q向下移动时，电流表的读数变小
C．只将P顺时针方向移动时，电流表的读数变大
D．只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大
解析：对于A、B选项，当将Q向下移动时，连入电路的电阻增大，而线圈的匝数比不变，输入电压不变，所以灯泡两端电压不变，所以电流减小，故A错误．B对．对于C选项，将P沿顺时针方向移动时，因变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数减少，灯泡两端的电压将减小，所以电流变小，则电流表读数变小，故C错误．对于D选项，当提高输入端的电压U时，由于原、副线圈的匝数不变，则输出电压也变大，所以电流表的读数会变大，故D正确．
答案：BD
三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位．)
10．如下图所示，某理想变压器有一个原线圈，匝数n1＝1 320匝，接220 V交流电路上．另有两个副线圈，甲线圈匝数n2＝30匝，线圈中电流为I2＝1.2 A；乙线圈两端电压U3＝10 V，电流为I3＝0.5 A．求:
(1)乙线圈的匝数n3和甲线圈两端的电压U2；
(2)原线圈中的电流I1.
解析： 由U 1U 2＝n 1n 2
，得到U 2＝5 V 再由U 1U 3＝n 1n 3
，n 3＝60匝 由理想变压器的P 入＝P 出 即I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3 得到I 1＝1
20
＝0.05 A.
答案：(1)60匝 5 V (2)0.05 A
11．如图
，某理想变压器原线圈输入电功率为P 0，原、副线圈的匝数比为n ，在其副线圈上接一线圈电阻为r 的电动机．现在，电动机正以速度v 匀速向上提升一质量为m 的重物，已知重力加速度为g ，不计电动机转轴间的摩擦等损耗，求变压器原线圈两端的电压为多少？
解析：电动机的输出功率P 机＝mgv
设副线圈回路的电流为I 2，则：P 0＝P 机＋I 2
2r 副线圈两端的电压U 2＝P 0I 2
原线圈两端的电压U 1＝nU 2 解上面各式得U 1＝nP 0
r
P 0－mgv
答案：见解析
12. 如右图所示，理想变压器B 的原线圈跟副线圈的匝数比n 1∶n 2＝2∶1，交流电源电压U 1＝220 V ，F 为熔断电流I 0＝1.0 A 的保险丝，负载为一可变电阻．
(1)当电阻R ＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？
(2)要使保险丝不被熔断，电阻R 的阻值最小值为多少？变压器输出的电功率不能超过多少？
解析：(1)由U 1U 2＝n 1n 2
得到U 2＝110 V 由欧姆定律得：I 2＝1.1 A
再有I 1I 2＝n 1n 2
得到I 1＝0.55 A 故保险丝不能熔断． (2)理想变压器的P 入＝P 出 ＝220 V×1.0 A＝220 W
P 出＝＝220 W 得到R ＝55 Ω.
答案：(1)不能 (2)55 Ω 220 W。