交变电流变压器
变压器的工作原理公式
变压器的工作原理公式
变压器的工作原理公式如下：
根据法拉第电磁感应定律，在一个线圈中引入交变电流时，会在另一个相邻的线圈中产生电动势。
这是因为交变电流会产生交变磁场，交变磁场会穿过相邻线圈，并引起感应电动势。
变压器中的线圈分为两部分，一部分称为初级线圈，另一部分称为次级线圈。
初级线圈接入交流电源，交流电流通过初级线圈产生交变磁场。
次级线圈绕在初级线圈附近，交变磁场通过次级线圈，从而在次级线圈中激发感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
磁通量的变化率取决于初级线圈中的电流变化率。
根据欧姆定律，初级线圈中的电流变化率与电压的变化率成正比。
因此，变压器的工作原理可以用以下公式表示：
V1 / V2 = N1 / N2
其中，V1和V2分别表示初级线圈和次级线圈中的电压，N1和N2分别表示初级线圈和次级线圈的匝数。
这个公式被称为变压器的电压比公式，它说明了变压器中的电压变化与线圈匝数的关系。
根据这个公式，当初级线圈的匝数大于次级线圈的匝数时，变压器被称为 step-up 变压器，电压
升高；当初级线圈的匝数小于次级线圈的匝数时，变压器被称为 step-down 变压器，电压降低。
交变电流 基础知识
交变电流二、变压器电能的输送重点知识：1、变压器的原理，电压比和电流比与匝数比的关系，互感器应用。
2、电能的输送，输送过程中电能损失的计算。
一、变压器1、变压器：变压器是根据的原理来改变的设备，变压器工作的基础为现象。
2、主要构造：在同一个闭合铁芯上绕两个线圈，接电源的线圈叫，接负载的线圈叫3、理想变压器原、副线圈基本量的关系：(1) 理想变压器：是指无能量损失(铜损、铁损)；无磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)。
(2)功率关系：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 P入= P出。
(3)电压关系：原副线圈电压比等于比，即U1/U2= 与负载、副线圈多少无关(4)电流关系：只有一个副线圈时：I1/I2= ．当有多个副线圈时：由P入= P出得I1U1=I2U2+I3U3+I4U4+…或 I1n1= I2n2+I3n3+I4n4+…(5)频率关系：f l = f2 (变压器不改变交流电的频率)(6)因果关系(n1和 n2不变时) ：两端的电压决定两端的电压，即U入决定U出；中的电流决定中的电流即I出决定I入；由 P入= P出知决定。
●提示(1)对于电源，原线圈相当于用电器；对于用电器，副线圈相当于电源．(2)对理想变压器注意能量守恒定律的应用．且不能用来改变恒定电流的电压．【例1】一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40：1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是 ( )A、5 A，250 V，50 kWB、 5 A，10 kV，50 kWC、200 A，250 V，50 kWD、200 A，10 kV，2×103 kW【例2】如图理想变压器原线圈匝数n1=1210匝，接在电压 U1=220V的正弦交流电源上，副线圈2的负载是由R=18 的电阻与一盏36 V、40W的白炽灯串联组成，副线圈3接一盏llOV、25W的白炽灯，接通后两盏电灯都正常发光，求：(1)副线圈2的匝数。
高中人教物理选择性必修二第3章第2节变压器
第三章 交变电流 第3节 变压器一、理想变压器及变压原理和规律1．理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量．(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别．(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率． 2．工作原理原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电．从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、电流均发生了变化．3．电压关系由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的电压U 2＝E 2，所以U 1U 2＝n 1n 2.当有n 组线圈时，则有：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3…4．功率关系对于理想变压器，不考虑能量损失，P 入＝P 出． 5．电流关系由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2，得I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1.当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…，得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋….[特别提醒](1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的周期和频率． (3)理想变压器关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值或最大值．瞬时值和平均值不成立 (4)变压器的输入功率总等于所有输出功率之和（5）变压器匝数多的接高压，导线细；匝数少的接低压，导线粗 6．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．【例题1】如图所示，理想变压器原线圈与一10 V 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0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________．流过灯泡b 的电流为________A.【答案】：10∶3 0.2[解析]根据P ＝U 2R 和P ＝I 2R 得灯泡a 两端的电压U 2＝PR ＝0.3×30 V ＝3 V ，通过灯泡a 的电流I a＝P R＝0.330 A ＝0.1 A ，根据U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝103，根据I 1I 2＝n 2n 1，得副线圈上的电流I 2＝n 1n 2I 1＝103×0.09 A ＝0.3 A ，根据I 2＝I a ＋I b ，得流过灯泡b 的电流为I b ＝I 2－I a ＝0.2 A.【例题2】如图，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小 【答案】C[解析]交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值，A 、B 错误．由于输入端电压U 1和理想变压器匝数比不变，所以U 2不变．滑片P 向下滑动过程中，电阻变小，电流I 2变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流I 1变大，C 正确，D 错误，故选C.【例题3】.(多选)(2016·高考全国卷Ⅲ)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9【答案】：AD[解析]设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0I a＝U0I b得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．1．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2．(多选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后()A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变3．如图所示，一只理想变压器，原线圈中有一个抽头B，使n1＝n2，副线圈中接有定值电阻R.当原线圈从AC端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I，当原线圈从AB端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I′.那么I′与I的比值等于()A．4∶1B．1∶4C．2∶1 D．1∶24.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数为n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 VB ．9.0 VC ．12.7 VD ．144.0 V5.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202·sin 100πt (V)，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法不正确的是( )A ．交流电的频率为50 HzB ．电流表A 1的示数为0.2 AC ．电流表A 2的示数为2 AD ．电压表的示数为44 V6.如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2、L 3都标有“5 V 5 W ”字样，L 4标有“5 V 10 W ”字样，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2和ab 间电压应为( )A ．2∶1,25 VB ．2∶1,20 VC ．1∶2,25 VD ．1∶2,20 V7．如图甲、乙所示的电路中，当A 、B 接有效值为10 V 的交流电压时，C 、D 间电压的有效值为4 V ；当M 、N 接10 V 直流电压时，P 、Q 间的电压也为4 V ．现把C 、D 接4 V 交流电压，P 、Q 接4 V 直流电压，下列表示A 、B 间和M 、N 间电压的是( )A. 10 V ,10 VB. 10 V ,4 VC. 4 V,10 VD. 10 V,08、（多选）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R 1与交流电源串联，该电源输出的电压有效值为U 0，如图所示，心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R 2)与该变压器的次级线圈相连．若R 2的功率此时最大，下列说法正确的是( )A ．大电阻R 1两端电压为U 02B ．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R 1R 2C ．交流电源的输出功率为U 202R 1D ．通过扬声器的电流为U 021R 1R 29.(多选)如图所示，L 1、L 2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V 和10 A ，已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，则( )A ．甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VB ．甲图是电流互感器，输电电流是100 AC ．乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VD ．乙图是电流互感器，输电电流是100 A10.（多选）调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上．AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，滑动变阻器的滑动触头为Q .则( )A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变大B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变小C ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变小11.如图所示，理想变压器输入的交流电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V ，9 W ”“12V ,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n 1和另一副线圈的匝数n 3； (2)原线圈中电流I 1.12．如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut 图象如乙图所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.1．【答案】：C【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，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．2．【答案】：AD【解析】：交流电源的电压有效值不变，即V 1示数不变，因U 1U 2＝n 1n 2，故V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变，D 对．S 闭合使负载总电阻减小，I 2＝U 2R ，所以I 2增大．因I 1I 2＝n 2n 1，所以A 1示数增大，A 1与A 2示数的比值不变，A 对．3．【答案】：C【解析】：当电压由AC 端输入改为由AB 端输入后，副线圈上的电压加倍，电阻R 是定值电阻，所以副线圈中的电流加倍．4.【答案】：A【解析】：若未考虑铁芯的漏磁因素，上线圈电压有效值U 1＝512V ≈36 V ，按变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝9.0 V ，而实际上副线圈磁通量Φ2<Φ1，由U ＝n ΔΦΔt 得U 1n 1>U 2n 2，则应选A.5【答案】：C【解析】：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π rad/s ，所以频率为50 Hz ，A 项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即U 1U 2＝n 1n 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220 V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，故D 项说法正确；I 2＝U 2R ＝1 A, 故C 项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即I 2I 1＝n 1n 2，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故B 项说法正确．6.【答案】：A【解析】：要使得L 1、L 2、L 3和L 4都正常发光，副线圈的电压应为10 V ．若L 1也能正常发光，则原线圈的电流应是副线圈的12，所以由I 2I 1＝n 1n 2可知n 1∶n 2＝2∶1，再由U 1U 2＝n 1n 2可知原线圈的电压为20 V ，U ab ＝U 1＋U L1＝25 V ，所以选项A 正确．7．【答案】：B【解析】：题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 交流电压时，A 、B 间将得到10 V 交流电压．题图乙是一个分压电路，当M 、N 作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们电阻的大小成正比．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通过，M 、P 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 直流电压时，M 、N 两端的电压也是4 V ．如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律仍然适用．8、【答案】：ACD【解析】：设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n 1、n 2，初级线圈和次级线圈的电流分别为I 1、I 2，R 2的功率为P ，则有P ＝I 22R 2＝－I 21R 1＋I 1U 0，由于此时扬声器有最大功率，则I 1＝U 02R 1、I 2＝U 021R 1R 2，选项D 正确；此时大电阻R 1两端电压I 1R 1＝U 02，选项A 正确；理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2，选项B 错误；交流电源的输出功率为I 1U 0＝U 202R 1，选项C 正确，故本题选A 、C 、D. 9.【答案】：AD【解析】：甲图是电压互感器，电表是电压表，故B 错误；根据匝数比U 1U 2＝n 1n 2，有U 1＝n 1n 2U 2＝1001×220V ＝22 000 V ，故A 正确；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I 1I 2＝n 2n 1，有I 1＝n 2n 1I 2＝101×10 A ＝100 A ，故D 正确．10.【答案】：BC【解析】：当P 的位置不动时，U 2＝n 2n 1U 1不变，将Q 向下移动，R 接入电路的阻值变大，由I 2＝U 2R 知I 2减小，故选项B 正确；保持Q 的位置不动，R 接入电路的阻值就不变，将P 沿逆时针方向移动，则n 2增多，U 2增大，所以I 2也增大，故选项C 正确．11.【答案】：(1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A 【解析】：(1)由于两灯泡均正常发光， 所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 2U 3＝n 2n 3得n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36＝1 320匝n 3＝U 3U 2n 2＝126×36＝72匝．(2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3 所以P 入＝P 2＋P 3，即I 1U 1＝P 2＋P 3则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A ≈0.095 A.12．【答案】：(1)u ab ＝400sin 200πt V (2)0.28 A(3)43【解析】：(1)由乙图知ω＝200π rad/s ， 电压瞬时值 u ab ＝400sin 200πt V. (2)电压有效值U 1＝U m2＝200 2 V ，理想变压器P 1＝P 2，原线圈中的电流I 1＝P 1U 1≈0.28 A.(3)设ab 间匝数为n 1，根据变压器规律有 U 1n 1＝U ce n ce ，U 1n 1＝U den de ， 由题意有U 2ce R ce ＝U 2deR de ，联立可得n cen de＝R ce R de ＝43.。
交变电流3(变压器和电能的远距离传送)
交变电流3（变压器和电能的远距离传送）变压器相关公式：U 1/U 2=n 1/n 2 ;I 1/I 2=n 2/n 1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44V 直流电上时，电压表示数为 V ，电流表示数为 A 。
（2）当原线圈接在220V 交流电上时，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 。
例2.如图所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数n 1=1100匝，接入电压U 1=220V 的电路中；(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U 2=6V ，U 3=110V ，它们的匝数n 2、n 3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6V ，20W”“110V ，60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？判断相关量变化问题例3.如图所示为一理想变压器，K 为单刀双掷开关，U 1为加在原线圈上的电压，则（ ）A ． 保持U 1及P 的位置不变，K 由a 合到b 时，I 1将增大B ． 保持U 1及P 的位置不变，K 由b 合到a 时，R 消耗的功率将减小C ． 保持U 1不变，K 合在a 处，使p 上滑，I 1将增大D ． 保持P 的位置不变，K 合在a 处，若U 1增大，I 1将增大 /多选/例4.如图所示电路中的变压器为理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器R 的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1，I 2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是 /多选/ （ ）(A)保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则R 上消耗的功率减小(B)保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小(C)保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大(D)保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小R例4.如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数之比为3:1，接在副线圈上的三只灯泡正常发光，则对于串联在原线圈上的灯泡L （ ）A ． 比正常发光时亮度更大B ． 也能正常发光C ． 比正常发光时更暗D ． 无法判断其亮度情况P76 例5高压输电可以减少因线路电阻造成的电能损耗P 损=I 2R例1.发电厂发电机的输出电压是U1，发电厂至学校的输电线总电阻为R ，导线中的电流为I ，学校得到的电压为U2，则输电线上的损失功率下列表达式错误的是 （ ）A ．U 12/R B.(U 1-U 2)2/R C.I 2R D.I(U 1-U 2)例2.发电机的端电压为220V ，输出电功率44Kw ，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用初、次线圈匝数比为1:10的升压变压器升压，经输电线后，再用初、次线圈匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户；（1）求用户得到的电压和功率；（2）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率。
微专题 等效法处理交变电流变压器问题
微专题 等效法处理交变电流变压器问题类型一 只有一个副线圈的理想变压器如图甲所示，我们可以将变压器与负载看为一个整体，等效为一个新的电阻R ′，即为a 、b 间的等效电阻。
等效电路图如图乙所示，设变压器等效负载电阻为R ′，在图甲中由变压器的电压规律U 1U 2＝n 1n 2，解得U 2＝n 2n 1U 1所以负载电阻R 消耗的功率为P ＝U 22R ＝n 22U 21n 21R在图乙中等效电阻消耗的功率为P ′＝U 21R ′有P ＝P ′，解得a 、b 间的等效电阻为R ′＝n 21n 22R 以上方法叫理想变压器等效电阻法。
类型二 含有多个副线圈的理想变压器如图所示，由等效电阻法我们可以将副线圈n 2、负载R 1与原线圈看为整体，等效为新电阻R 1x ，将副线圈n 3，负载R 2与原线圈看为整体，等效为另一个新电阻R 2x ，则R 1x 与R 2x 两端电压相同，均为原线圈输入电压U 1。
假设等效电阻R 1x 与R 2x 在等效电路图中的关系为并联。
令R 1x 与R 2x 中的电流分别为I 1x 与I 2x ，作等效电路图如图所示。
对n 2副线圈U 1I 1x ＝U 2I 2 由电压比有U 1U 2＝n 1n 2 又R 1＝U 2I 2，R 1x ＝U 1I 1x 则R 1x ＝(n 1n 2)2R 1 对n 3副线圈U 1I 2x ＝U 3I 3 由电压比有U 1U 3＝n 1n 3又R 2＝U 3I 3，R 2x ＝U 1I 2x 则R 2x ＝(n 1n 3)2R 2故多个副线圈的变压器问题，可以将每个副线圈与原线圈分别看为一个整体，等效为一个新电阻，作出等效电阻的并联电路图加以分析。
【例1】 理想变压器的原、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，原线圈一侧接有电压为220 V 的正弦交流电源，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之比为k ，则( )A ．U ＝66 V ，k ＝1/9B ．U ＝22 V ，k ＝1/9C ．U ＝66 V ，k ＝1/3D ．U ＝22 V ，k ＝1/3【例1】A【解析】根据电阻等效法，原、副线圈和负载电阻的等效电阻R ′＝n 21n 22R ＝9R ，等效电路如图所示，根据电功率P ＝I 2R ，又因为R 与R ′串联，电流大小相等，则原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比k ＝P P ′＝R R ′＝19，等效电阻R ′上的电压U ′＝R ′R ＋R ′×220 V ＝198 V ，即为变压器原线圈两端的电压，根据变压器原、副线圈电压关系U ′U ＝n 1n 2，所以变压器副线圈两端电压U ＝n 2n 1U ′＝13×198 V ＝66 V ，故A 正确。
2014年四川高考选择题定位猜想专题2：交变电流与变压器
交变电流与变压器一．四川考点定位从2007—2013四川高考关于交变电流与变压器试题分析可知：分为两个考点：一是交变电流，主要考查正弦交变电流的产生过程，正弦交变电流的产生过程要做到“情、数、形”三者相统一。
“情”就是物理情景，即线圈在磁场中转动的情形；“数”就是用数学表达式表示交变电流的产生过程；“形”就是用图象表示交变电流的产生过程。
交流电路的分析与计算考查的知识点主要是交流电的产生、有效值与瞬时值的计算．要求能对正弦交流电的函数表达式、图象表示法有正确的理解，能利用函数关系式或图象求解涉及交流电的“四值”问题，特别要注意交流电四值适用的场合．二是变压器，变压器电路考查的内容主要有两个方面：一是变压器原、副线圈电路中的电流、电压与电功率的求解，求解过程中注意相应的制约关系，同时对于动态变化过程的分析，可以借助于直流电路的动态分析方法，结合原、副线圈中电流、电压与功率的关系进行判断．二是应用变压器进行远距离输电的分析，对于远距离输电，关键在输电导线损耗功率的计算上，注意选用正确的求解公式．1．试题类型为选择题；2．交变电流与变压器两个考点高考考查大至相当。
主要考查在"三突出"：一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；三是突出考查变压器3．没有考查变压器与远距离输电的综合运用，以及电感、电容对交变电流的阻得作用。
4．没有考查变压器电感、电容对交变电流的阻得作用5．没有考查现代科技和信息技术相联系，如"电动自行车"、"磁悬浮列车"等．6．没有考查力学和电学知识综合，如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算二．四川高考真题（2007—2013）1．（2007）如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（）A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→dD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力（2008）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S读数分别为U1和U2理想电流表，读数分别为I1、S，U1数值不变，A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大3．（2009）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器。
交流电的基本知识及变压器原理
§ 4.交变电流电磁场和电磁波一、正弦交变电流目的要求复习交流电的基本知识及变压器原理知识要点1.正弦交变电流的产生当闭合线圈由中性面位置（图中O1O2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时,线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e=E m sin®t,其中E m=nBS w。
这就是正弦交变电流。
2.交变电流的有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，02 就把这一直流的数值叫做这一交流的有效⑴只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的、.2 /2倍⑵通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。
（电容器的耐压值是交流的最大值。
）3•正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。
以电动势为例：最大值用E m表示，有效值用E表示，瞬时值用e表示, 平均值用E表示。
它们的关系为：E=E m/、.2，e=E m Si n® t。
平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：E=n 。
特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。
生活中用的市电电压为220V，其最大值为220、.2 V=311V（有时写为310V），频率为50H z，所以其电压即时值的表达式为u=311sin314tV。
4.理想变压器理想变压器的两个基本公式是：⑴巴，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
U 2 “2⑵P入=卩出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
需要特别引起注意的是：⑴只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有:UihI 2z \2⑵变压器的输入功率由输出功率决定， 往往用到：='凹；/R ，即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比， 与 原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电阻值成反比。
第五交变电流
e
原 ∽U1线
圈
n1 n2
副
线 U2 圈
0
t1
t2 t3
t
t4
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场)
( U2、I2)
三、变压器的变压规律
线圈两端的电压与 线圈匝数有什么关系？
猜想假设：
设计实验方案： 1、实验目的是什么？ 2、输出电压大小除了与线圈匝数有关，还与什么因素有关？ 3、我们应该采用什么实验方法？ 4、在实验过程中，我们需要测量的物理量是什么？需要改变 的物理量是什么？
则( AC)
A．电源输入功率为60W
B．电流表的示数为6A
C．电流表的示数为0.015A
D．原线圈端电压为10V
5.4 变压器 小结
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
P ＝P 2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器： 入
出
记录数据
U1
n1
n2
（不变）
120 60
120 240
U2
n1/ n2 U1/U2
U1
n1
n2
（不变）
60 120
240 120
U2
n1/ n2 U1/U2
实验结论
铁芯
U1 n1 U 2 n2
原 ∽U1 线
圈
n1 n2
副 线 U2 圈
原因：能量在铁芯及原副线圈处有损耗
四、理想变压器
——没有能量损失的变压器
A 10V C 0V
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专题十二交变电流变压器一、选择题1、【2014•北京市东城区第一学期期末】我国家庭照明电路用的交流电的电压瞬时值随时间变化的规律为u=311sin100πtV，关于此交流电下列说法中正确的是A. 电压的最大值是311VB. 电压的有效值是311VC. 交流电的频率为100HzD. 交流电的周期为100s2、【2014•北京市朝阳区二模】一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知该交流电电压瞬时值的表达式为A．311sin100π(V)=u tB．220sin100π(V)=u tC．311sin50π(V)=u tD．220sin50π(V)=u t【答案】A【解析】试题分析：从图可以知道，该交变电流的电压最大值为U m=311v，该交变电流的周期为T=0.02s，则交变电流的电源线圈角速度为w=2π/T=100π，据交变电流的电压瞬时值表达式u=U m sinwt，所以A选项正确而B、C、D选项错误。
考点：本题考查对交变电流的电压瞬时值的理解。
3、【2014•北京市朝阳区一模】一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知该交变电流A．周期为0.125s B．电压的有效值为102VC．电压的最大值为202V D．电压瞬时值的表达式为102sin8=(V)u tπ4、【2013•北京市海淀区高三第一学期期末考试】将定值电阻R1=10Ω、R2=20Ω串联接在正弦交流电路中，通过电阻R2的电流i随时间t变化的情况如图所示。
则( )A.通过R1的电流有效值是1.2AB.R1两端的电压有效值是6VC.通过R2的电流有效值是2AD.R2两端的电压有效值是2V5、【2013•北京市顺义区高三二模】如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生正弦交流电的图象如图线b 所示。
以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是A ．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3:2C ．交流电a 的瞬时值为u=10sin5t (v)D ．交流电b 电压的最大值为320（v ）6、【2014•北京市东城区高三第二学期综合练习】A 、B 是两个完全相同的电热器，A 通以图甲所示的方波交变电流，B 通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比P A :P B 等于A ．5:4B ．3:2C ．2:1D ．2:1【答案】A 【解析】试题分析：据题意，通过电热器A 的电流有效值为：22200242I T TI R R I RT +=,即：058I I =，则电热器A 的电功率为：2058A P I R =,通过电热器B 得到电流有效值为：02I ，则电热器B 的电功率为：2012B P I R =，故选项A 正确。
考点：本题考查交变电流的有效值的计算。
7、【2014•北京市通州区高三摸底考试】用220V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V ，通过负载的电流图象如图4所示，则A ．交流电的频率是0.02sB ．输出电压的最大值是110VC ．变压器原、副线圈的匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式)100sin(05.0t πi = A8、【2014•北京市东城区普通校2013-2014学年高三第二学期联考】如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿逆时针方向转动。
已知匀强磁场的磁感强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad 边的边长为l2，线圈总电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时A．线圈中感应电流的方向为abcdaB．线圈中的感应电动势为ω22nBlC．穿过线圈磁通量随时间的变化率最大D．线圈ad边所受安培力的大小为R llBnω221229、【2014•北京市朝阳区二模】如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=4:1，电阻R=55Ω。
原线圈两端接一正弦式交变电流，其电压的有效值为220V。
则原线圈中电流的大小为A．0.25A B．1.0A C．4.0A D．16A【答案】A【解析】试题分析：原副线圈电压比等于匝数比即1122u nu n=，可得副线圈电压255u v=，理想变压器原副线圈能量守恒，副线圈功率22255uP wR==，原线圈功率1211P P u I==，计算可得1110.25PI Au==，选项A对。
考点：理想变压器10、【2014•北京市海淀区高三年级第二学期期末】如图3所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。
原线圈与正弦交变电源连接，输入电压2202sin(100)Vu tπ=。
副线圈接入电阻的阻值R=100Ω。
则A.通过电阻的电流是22AB.交流电的频率是100HzC.与电阻并联的电压表的示数是100VD.变压器的输入功率是484W11、【2014•北京市大兴区高三第一学期期末试卷】如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率为10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是A ．变压器输入电压的瞬时值表达式为2202sin ()u t V π=B ．电压表的示数为220VC ．变压器原、副线圈的匝数比为11:1D ．变压器的输入功率为110W12、【2014•北京市名校联盟高三试卷】如图甲所示的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n 1与副线圈的匝数年n 2之比为10 ：1。
变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电流，两个阻值均为R ＝11Ω的定值电阻串联接在副线圈两端。
两个交流电压表均为理想电表。
则下列说法不正确的是（ ）A ．通过两个定值电阻R 的交变电流的频率为50HzB ．当t ＝1×10－2时，电压表V 1示数为零 C ．当t ＝1．5×10－2s 时，电压表V 2示数为11V D ．原线圈的输入功率为22W【答案】B【解析】试题分析：理想变压器原副线圈交流电频率不变，即通过两个定值电阻R的交变电流的频率等于原线圈频率即11500.02f hzT s===，选项A对。
电压表示数为交流电压有效值，原线圈输入正弦交流电的有效电压13、【2014•北京市东城区高三一模】如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数 n2=200匝，原线圈所接交流电源的电动势瞬时值表达式e=311sin100πt V，副线圈所接电阻R=88Ω。
电流表、电压表对电路影响可忽略不计。
则A．A1的示数约为0.10AB．V1的示数约为311VC．V2的示数约为62.2VD．A2的示数约为0.75A14、【2013•北京市海淀区高三第一学期期末考试】如图1所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一峰值不变的正弦交变电压，副线圈接一可变电阻R。
在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，下面的措施正确的是 ( )A.仅增加原线圈匝数n1B.仅增加副线圈匝数n2C.仅减小电阻R的阻值D.仅增大电阻R的阻值15、【2014•北京市海淀区高三年级第一学期期末练习】图5是通过变压器降压给用户供电的示意图。
变压器输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。
输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加。
如果变压器上的能量损失可以忽略，则关于开关S闭合后，以下说法正确的是A ．电表V 1示数不变，V 2示数减小B ．电表A 1、A 2示数均增大C ．原线圈输入功率减小D ．电阻R 1两端的电压减小 【答案】BD 【解析】试题分析：理想变压器原线圈输入电压1u 不变，根据1122u n u n 可知副线圈电压不变，即电压表2V 示数不变，16、【2014•北京市石景山区高三一模】如图所示，L 1、L 2是高压输电线，图中两电表示数分别是 220 V 和 10 A 。
已知甲图中原、副线圈匝数比为 100 : 1，乙图中原副线圈匝数比为1 : 10，则A ．甲图中的电表是电压表，输电电压为 2200 VB ．甲图中的电表是电流表，输电电流是 100 AC ．乙图中的电表是电压表，输电电压为 22000 VD ．乙图中的电表是电流表，输电电流是 100 A17、【2014•北京市海淀区高三年级第一学期期末练习】如图3所示电路中，灯泡A、B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略。
下列关于此电路的说法中正确的是A．S闭合后的瞬间，A、B同时亮，然后A变暗最后熄灭B．S闭合后的瞬间，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮C．S断开后的瞬间，A立即熄灭，B逐渐变暗最后熄灭D．S断开后的瞬间，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭18、【2013•北京市海淀区高三第一学期期末考试】如图所示，电路中的A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器。
当开关S断开与闭合时，A、B灯泡发光情况是 ( )A.S刚闭合后，A灯亮一下又逐渐变暗，B灯逐渐变亮B.S刚闭合后，B灯亮一下又逐渐变暗，A灯逐渐变亮C.S闭合足够长时间后，A灯泡和B灯泡一样亮D.S闭合足够长时间后再断开，B灯立即熄灭，A灯逐渐熄灭动势相当于电源，在A灯中形成回路，使得A灯闪亮一下后逐渐熄灭。
选项A正确。
考点：自感现象。
19、【2014•北京市东城区高三3月质量调研】在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1 和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R 。
闭合开关S后，调整R ，使L1 和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I 。
然后，断开S 。
若t'时刻再闭合S，则在t'前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流 i1、流过L2的电流 i2 随时间t 变化的图像是20、【2014•北京市大兴区高三第一学期期末试卷】某同学为了验证自感现象，自己找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略）、两个相同的小灯泡A和B、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。
经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作。
他可能观察到的现象是A．闭合S瞬间，A比B先亮B．闭合S瞬间，B比A先亮C．断开S瞬间，A比B先熄灭D．断开S瞬间，B比A先熄灭21、【2014•北京市海淀区零模】把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接。
先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电。
与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。