人教版高中物理选修3-2知识点整理及重点题型梳理] 变压器 提高
人教版高中物理选修3-2知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习变压器【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1122U 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11ФE n t∆=∆，22ФE 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1122U n U n =。
同理，当有几组副线圈时，则有312123U U U n n n ===注意：（1）1122U 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1122U 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122211I 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1221I 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1122U n U n =，知12n n ＞。
（2）电流互感器是升压变压器，据1221I 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2211n 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 22U I R ⎛⎫= ⎪⎝⎭随负载电阻的减小而增大，变压器输出功率2P 222P 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 12P 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 22U 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．(2014 宿迁模拟)如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n 1＝1100匝，副线圈的匝数n 2＝220匝，交流电源的电压()2202100V u πt ＝，R 为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是( )A ．交流电的频率为100 HzB ．电压表的示数为44 VC ．电流表A 1的示数大于电流表A 2的示数D ．变压器的输入功率大于输出功率 【答案】B【解析】由交流电源的电压()2202sin 100V u πt ＝，可得交流电的频率为50 Hz ，选项A 错误；变压器输入电压为220 V ，由变压公式，变压器输出电压为44 V ，电压表的示数为44 V ，选项B 正确；根据变压器电流关系，电流表A 1的示数小于电流表A 2的示数，选项C 错误；根据理想变压器功率关系，变压器的输入功率等于输出功率，选项D 错误。
举一反三【变压器 例2】【变式】在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。
当通以交变电流时，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。
已知线圈12、的匝数之比1221n n =∶∶，则在不接负载的情况下，下列说法中正确的是（ ）A ．当线圈1的输入电压为220 V 时，线圈2的输出电压为110 VB ．当线圈1的输入电压为220 V 时，线圈2的输出电压为55 VC ．当线圈2的输入电压为110 V 时，线圈1的输出电压为220 VD ．当线圈2的输入电压为110 V 时，线圈1的输出电压为110 V【答案】BD【解析】本题考查学生是否对变压器的工作原理有深刻理解。
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（12U U ）等于原、副线圈中产生的感应电动势之比（12E E ）。
当给线圈1输入电压U 1时：111111222222224111Фn U E n Фt ФU E n Фn t∆∆∆====⨯=∆∆∆，当从线圈2输入电压U 2时：22222211111112121Фn U E n Фt ФU E n Фn t∆∆∆====⨯=∆∆∆。
【总结升华】对于“”形铁芯，原线圈绕在一个臂上，通正弦式电流时，磁感线平均分配在另两个臂中。
类型二、理想变压器中的电压、电流和功率关系例2．一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 ．440ΩB ．4402ΩC ．880ΩD ．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。
人教版高中物理选修3-2知识点整理及重点题型梳理] 互感和自感、涡流
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人教版高中物理选修3-2知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习互感和自感、涡流【学习目标】1、知道什么是互感现象和自感现象。
2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因。
4、知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。
【要点梳理】要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。
要点诠释：（1）互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。
（2）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
变压器就是利用互感现象制成的。
（3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。
要点二、自感现象1．实验如图甲所示，首先闭合S 后调节R ，使12A A 、亮度相同，然后断开开关。
再次闭合S ，灯泡2A 立刻发光，而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。
如图乙所示电路中，选择适当的灯泡A 和线圈L ，使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。
断开S 时，灯A 并非立即熄灭，而是闪亮一下再逐渐熄灭。
图甲实验叫通电自感。
在闭合开关S 的瞬间，通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化，线圈L 中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大，所以1A 只能逐渐变亮。
图乙实验叫断电自感。
断开S 的瞬间，通过线圈L 的电流减弱，穿过线圈的磁通量很快减小，线圈L 中出现感应电动势。
虽然电源断开，但由于线圈L 中有感应电动势，且和A 组成闭合电路，使线圈中的电流反向流过灯A ，并逐渐减弱由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻，其原电流大于通过灯A 的原电流，故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。
物理选修3-2人教版 5.4变压器 (共28张PPT)(优质版)
A
~
S
V R1 R2
思考：变压器输入输 出电压、电流、功率 大小之间的因果关系 是怎样的？
课堂练习
4、理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2=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,图中电流表A1的
示数12mA,则电流表A2的示数为( B ) A．3mA B．0 C．48mA D．与负载R的值有关
三、理想变压器的变压规律： I1
I2
原、副线圈中产生的感应 U1 n1
n2 U2
电动势分别是：
E1=n1/ t E2=n2/ t E1/n1= E2/n2
若不考虑原副线圈的内阻，
则 U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2
实验和理论分析都表明：理想变压 器原副线圈的电压跟它们的匝数成 正比
3.电路图中符号
n1
n2
铁芯与线圈互相绝缘
n1
n2
∽ U1
∽ n1 n2 U2
铁芯与线圈互相绝缘
问题：（1）变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
（2）原线圈接交流电后，副线圈所接灯泡会 亮吗？为什么？
（3）若给原线圈接直流电压，副线圈的灯 泡还会亮吗 ？为什么？
二、变压器的工作原理 ——互感现象
～
解析 发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结 构和变压器相似的电流互感器，其铁芯的a侧有两个形 状、绕向和匝数都完全相同的线圈（图中分别用实线 和虚线表示），它们分别将用电器和火线、零线串联 起来，220V交变电流在MNO、GRK与发电厂之间流过； 铁芯的b侧有另一个线圈与电磁继电器J的线圈（图中 未画出）并联，室内电路正常工作时，b线圈没有电流， J保持导通状态，当漏电时，b线圈便会产生感应电流， 推动电磁继电器J切断用电器的电路，从而防止事故的 发生．
高中物理 第五章 第4节 变压器 新人教版选修3-2
3．理想变压器的基本关系 (1)输入功率等于输出功率，即 P 入＝P 出，U1I1＝U2I2。 (2)原、副线圈两端的电压跟匝数成正比，即UU12＝nn21。 (3)原、副线圈中的电流跟匝数成反比(仅限一个副线圈)，即II12＝nn21。 (4)原、副线圈的交变电流的周期 T 和频率 f 相同。
整理课件
[思路探究]
整理课件
[解析] 交流电压表、电流表测得的是交变电流的有效值，由灯泡正 常发光可知，变压器的输出电压为 220 V，而变压器的输入与输出电压之 比等于原、副线圈的匝数比，故变压器的输入电压为 110 V，电压表的示 数为 110 V；又因为变压器的输入功率等于输出功率，因此可知变压器的 输入电流为 0.2 A，A 正确。(3)来自想变压器电压、电流与匝数的关系
理想变压器特点 电压与匝数关系
铁芯 无漏磁 ，原、副线圈 无电阻 UU12＝nn12
电流与匝数关系 功率关系
II12＝nn21 P1＝P2
整理课件
为什么变压器不能变恒定电流？ 解析：要产生感应电动势，磁通量必须发生变化。若原线圈中通以恒 定电流，则在铁芯中产生恒定的磁通量，副线圈中虽有磁通量通过，但磁 通量不变化，因此副线圈中不能产生感应电动势，当然就不能变压了。
整理课件
[典例 1] 如图所示，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．U＝110 2 V，I＝0.2 A D．U＝110 2 V，I＝0.2 2 A
人教版高二物理选修3-2第五章5.4.变压器2
I2＝P2/U2
• ③总功率
P入＝P出 （P1＝P2）
即变压器的输入功率是由输出功率决定的。
• 4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况
• ①原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动 态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1
• ②负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的 顺序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1
1.功率关系：
P1＝P2+P3
2.电压关系：
3.电流关系：
三、几种常用变压器
课堂训练
1、一理想变压器，原线圈匝数n1＝1100，接在电压为 220 V的交流电源上，当它对11只并联的“36 V，60 W” 灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈 的匝数n2＝_1_8_0___匝，通过原线圈的电流I1＝___3__A．
2.(单选)如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、 L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1∶n2＝3∶1，则图(a)中L1的功率
和图(b)中L1的功率分别为( B )
• A．P、P
•
B．
9P、
4 9
P
• C． 4 9P、9P
• D． 94P、9P
输电线接有三个灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R.当滑动触头
P向上移动一段距离后，下列说法正确的是( ABD )
• A． 等效电阻R上消耗的功率变小
• B． 三个灯泡都变暗
• C． 原线圈两端的输入电压增大
• D． 原线圈中电流表示数减小
变式（多选）、 如图所示：在一自耦变压器接一稳压交流电源，电流表为理想电表，
1.功率关系： 2.电压关系：
高中物理变压器人教版选修3-2
变压器教学目标（一）知识与技能1．知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。
2．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。
（二）过程与方法在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。
（三）情感、态度与价值观1．使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。
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、灯泡教学过程（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。
（二）进行新课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。
变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。
两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：互感现象时变压器工作的基础。
在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量。
2021变压器—人教版高中物理选修3-2 讲义
4 变压器对点训练知识点一变压器的原理及电压与匝数的关系1. 对理想变压器作出的判断正确的是（）A. 高压线圈匝数多、电流大、导线粗B. 低压线圈匝数少、电流小、导线细C. 高压线圈匝数多、电流大、导线细D. 低压线圈匝数少、电流大、导线粗2. 如图L5-4-1所示的四个电路中能够实现升压的是（）图L5-4-13. 如图L5-4-2所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比1241n n∶∶，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向右做切割磁感线运动时，电流表1A的读数为12 mA，那么电流表2A的读数为（）图L5-4-2A.0B.3mAC.48MaD. 与R大小有关知识点二理想变压器中的基本规律4. 如图L5-4-3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201∶，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入一个“220 V 60 W”的灯泡，且灯泡正常发光则（）图L5-4-3A. 32B. 电源输出功率为1200 WC. 电流表的示数为之3 A220D. 原线圈两端电压为11 V5. （多选）如图L5-4-4所示，在某交流电路中，有一正在工作的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为1600n=匝，2120n=匝，电源电压1220 VU=，原线圈中串联一个熔断电流为0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则（）图L5-4-4A. 负载功率不能超过44 WB. 副线圈电流最大值不能超过1 AC. 副线圈电流有效值不能超过1 AD. 副线圈电流有效值不能超过0.2 A6. 一理想变压器原、副线圈匝数之比12115n n=∶∶.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间变化的图像如图L5-4-5所示.副线圈仅接入一个阻值为10 Ω的电阻.则（）图L5-4-5A. 流过电阻的电流是20 AB. 与电阻并联的电压表的示数是1002 VC. 经过1min电阻产生的热量是3610 J⨯D. 变压器的输入功率是3⨯110 W7. （多选）如图L5-4-6所示，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（）图L5-4-6A. 原、副线圈匝数比为91∶B. 原、副线圈匝数比为19∶C. 此时a和b的电功率之比为91∶D. 此时a和b的电功率之比为19∶知识点三含理想变压器电路的动态分析8. 如图L5-4-7所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R的输电线对用电器供电，设两个灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的滑片P向N移动，会出现的现象是（）图L5-4-7A. 电流表的示数变大，灯泡L、2L均变暗1B. 电流表的示数变小，灯泡L、2L均变暗1C. 电流表的示数变大，灯泡L变亮，2L变暗1D. 电流表的示数不变，灯泡L变暗，2L变亮19. 如图L5-4-8所示，一理想变压器接在电压为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P来改变，副线圈连接交流电流表、定值电阻R和可变电阻R，则（）图L5-4-8A.保持P 的位置不动，将R 的阻值增大，则电流表的读数变小B. 保持P 的位置不动，将R 的阻值增大，则0R 的电功率变大C. 保持R 的阻值不变，将P 向上滑动，则电流表的读数变大D. 保持R 的阻值不变，将P 向上滑动，则0R 的电功率变大 知识点四 几种常见的变压器10. （多选）为了监测变电站向外输电的情况，要在变电站安装互感器，其接线如图L5-4-9 所示，两变压器匝数分别为1n 、2n 和3n 、4n ，a 和b 是交流电表、则（ ）图L5-4-9A.12n nB.34n n >C. a 为交流电流表，b 为交流电压表D. a 为交流电压表，b 为交流电流表11. 如图L5-4-10所示.1L 和2L 是输电线，甲、乙是两个互感器，通过观测接在甲、乙中的电表读数，可以间接得到输电线两端电压和通过输电线的电流.若已知图中 121001n n =∶∶，34110n n =∶∶，V 表示数为220V ，A 表示数为10A ，则下列判断正确的 是（ ）图L5-4-10A. 甲是电压互感器，输电线两端电压是32.210 V ⨯B. 乙是电压互感器，输电线两端电压是32.210 V ⨯C. 甲是电压互感器，通过输电线的功率62.210 W ⨯D. 乙是电压互感器，通过输电线的功率62.210 W ⨯12. 自耦变压器的铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压式自 耦调压变压器的电路如图L5-4-11所示，其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为 1900匝，原线圈为1100匝，接在电压有效值为220V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为1I ，负载两端电 压的有效值为2U ，且变压器是理想变压器，则2U和I分别约为（）1图L5-4-11A. 380V和5.3AB. 380V和9.1AC. 240V和5.3AD. 240V和9.1A综合拓展知能双升拓展强化13. 图L5-4-12为一自耦变压器，保持输入电压不变，以下说法正确的是（）图L5-4-12A. 滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变B. 滑片P不动，滑片Q上移，电压表示数变小C. 滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小D. 滑片P向b方向移动，滑片Q不动，电压表示数增大14. （多选）如图L5-4-13甲所示，变压器原、副线圈的匝数之比为31∶，1L、2L、3L、4L为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的u t-图像如图乙所示.则以下说法中正确的是（）图L5-4-13A. 电压表的示数为36VB. 电流表的示数为2AC. 四个灯泡均能正常发光D. 变压器副线圈两端交变电流的频率为50Hz15. 图L5-4-14甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图像，已知电压表的示数为20V，两个定值电阻的阻值R均为10 Ω，则：图L5-4-14（1）求原、副线圈的匝数之比；（2）将开关S闭合，求原线圈的输入功率；（3）若将电流表A换成一只具有单向导电性的二极管，求电压表2示数.答案1.D2.D3.A4.C5.AC6.D7.AD8.C9.A10.A D11.C12.B13.C14.B CD。
人教版高中物理选修3-2全书重难点突破--第18讲学习理想变压器的“一二三四”
第18讲 学习理想变压器的“一二三四”1．一个原理根据电磁感应的原理来改变交变电流的电压．原线圈上加上交变电压(U 1)→原线圈中产生交变电流(I 1)→铁芯中产生交变的磁通量(Φ)→副线圈中产生交变的电动势(E )→副线圈负载上得到交变电压(U 2)→产生交变电流(I 2)． 其能量转变方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能．2．两个特征(1)无漏磁．即交变电流经过原线圈时，产生的磁通量将沿闭合铁芯全部通过副线圈，没有一条磁感线不通过副线圈．(2)无热损．即原、副线圈没有电阻，不产生焦耳热．3．三个等式(1)功率：P 入＝P 出(2)电压：U 1n 1＝U 2n 2＝…… (3)电流：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……4．四个决定(1)原线圈电压U 1由提供原线圈电压的电源决定．(2)副线圈电压U 2由原线圈电压及匝数比决定，与副线圈所接负载无关．(3)副线圈电流I 2由副线圈电压和副线圈所接负载决定．(4)原线圈电流I 1由副线圈中的电流决定．对点例题 如图1所示，理想变压器的交流输入电压U 1＝220 V ，有两个副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V ，9 W ”、“12 V ，12 W ”的灯泡分别接在两副线圈上且都正常发光，求：图1(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.解题指导 由于两个副线圈上的两个灯泡均正常发光，所以两个副线圈输出的电压等于各自连接的灯泡的额定电压，根据电压与匝数成正比关系即可求出原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3；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I 1.(1)由于两灯泡都正常发光，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 答案 (1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A如图2所示，理想变压器原线圈的匝数为n 1，副线圈的匝数为n 2，原线圈的两端a 、b 接正弦交流电源，电压表的示数为220 V ，负载电阻R ＝44 Ω，电流表A 1的示数为0.20 A ．下列判断中正确的是( )图2A ．原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B ．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C ．电流表A 2的示数为1.0 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A答案 BC解析 对于理想变压器，P 1＝U 1I 1＝220×0.20 W ＝44 W ，则负载电阻消耗的功率P 2＝P 1＝44 W ，据P 2＝U 22R ，得U 2＝P 2R ＝44×44 V ＝44 V ，则n 1n 2＝U 1U 2＝22044＝51，故B 正确．A 2的示数I 2＝U 2R ＝4444 A ＝1.0 A ，故C 正确．。
2021高考物理一轮复习基础知识梳理课件：10.2变压器 电能的输送（人教版选修 3-2）
第2单元 变压器 电能的输送
基础知识梳理
变压器及其原理 1．主要构造：是由原线圈、副线圈和闭合铁芯 组成 的．变压器构造如图所示．
(1)原线圈：与交流电源连接的线圈； (2)副线圈：与负载连接的线圈．
2．工作原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场场， 由于电流的大小、方方向向在不断变化，铁芯中的磁场也在不 断变化．变化的磁场在副线圈中产生感应电电动动势势，所以尽 管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电 流．互感现象是变压器工作的基础．
答案：AD
三、高压输电问题的分析 1．对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→ 远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或 从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．
2．远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)
(1)功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P损＋P3. (2)电压、电流关系：UU12＝nn12＝II12，UU34＝nn34＝II43
A．相当于增加用电器的个数 B．V1的示数随V2示数的增大而增大 C．A1的示数随A2示数的减小而减小 D．变压器的输入功率减小
[错因分析] 易错选A项和B项
对易错选项及错误原因具体分析如下：
易错选项
错误原因
不明确线路中负载增大或减小与电阻
3．理想变压器：不考虑铜损(线圈电阻产生的焦耳热)、 铁损(涡流产生的焦耳热)和漏磁的变压器，即它的输入功 率和输输出出功率 相等．
4．基本关系式 (1)功率关系：PP 入入＝＝PP ； 出出 (2)电压关系：只有一个副线圈时，Un11＝Un22. (3)电流关系：只有一个副线圈时，II12＝nn21.
如图：
(1)U1 不变，nn12发生变化，故 U2 变化． (2)R 不变，U2 改变，故 I2 发生变化． (3)根据 P2＝UR22，P2 发生变化，再根据 P1＝P2，故 P1 变化，P1＝U1I1，U1 不变，故 I1 发生变化． 3．分析动态问题的思路程序可表示为：
高中人教版物理选修3-2知识点及公式(非常齐全)-2
物理选修3-2知识点总结一、电磁感应现象只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，是1831年法拉第发现的。
二、感应电流的产生条件1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化，因此研究磁通量的变化是关键，由磁通量的广义公式中φθ·sin（θ是B与S的夹角）看，磁通=B S量的变化∆φ可由面积的变化∆S引起；可由磁感应强度B的变化∆B引起；可由B与S的夹角θ的变化∆θ引起；也可由B、S、θ中的两个量的变化，或三个量的同时变化引起。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，可以产生感应电动势，感应电流，这是初中学过的，其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3、产生感应电动势、感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
▲三、法拉第电磁感应定律公式一：。
注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。
2)只与穿过电路的磁通量的变化率有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。
公式中涉及到磁通量的变化量的计算, 对的计算, 一般遇到有两种情况: 1)回路与磁场垂直的面积S不变, 磁感应强度发生变化, 由, 此时, 此式中的叫磁感应强度的变化率, 若是恒定的, 即磁场变化是均匀的, 那么产生的感应电动势是恒定电动势。
2)磁感应强度B不变, 回路与磁场垂直的面积发生变化, 则, 线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动产生交变电动势就属这种情况。
严格区别磁通量, 磁通量的变化量磁通量的变化率, 磁通量, 表示穿过研究平面的磁感线的条数, 磁通量的变化量, 表示磁通量变化的多少, 磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢,公式二: 。
要注意: 1)该式通常用于导体切割磁感线时, 且导线与磁感线互相垂直(l ⊥B )。
2)为v 与B 的夹角。
l 为导体切割磁感线的有效长度(即l 为导体实际长度在垂直于B 方向上的投影)。
最新人教版高中物理选修3-2：5.4变压器 知识点总结及课时练习
4变压器记一记变压器知识体系辨一辨1.变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压．(√)2．电流通过铁芯从原线圈流到副线圈．(×)3．理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比．(√)4．理想变压器是一个理想化模型．(√)5．学校中用的变压器工作时没有能量损失．(×)6．理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率．(×)想一想1.什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？提示：理想变压器是理想化的物理模型，忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．2．如果将变压器的原线圈接到直流电源上，在副线圈上还能输出电压吗？提示：不能．变压器的工作原理是互感现象，在原线圈上接直流电源，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在副线圈上不会有感应电动势产生．3．根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系．提示：若有多个副线圈，则P1＝P2＋P3＋…，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…，将U1：U2：U3:…＝n1:n2:n3:…代入得n1I1＝n2I2＋n3I3＋….思考感悟：练一练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项错误；因理想变压器无漏磁，故B项错误；由互感现象知C项正确；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 项错误．答案：C2．(多选)如图所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A．以下判断正确的是()A ．变压器输入功率为484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC ．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD ．变压器原、副线圈匝数比n 1n 2＝11 3解析：变压器的输入功率等于输出功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝2.2×60 W ＝132 W ，A 项错误；由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝U 1U 2＝22060＝113，D 项正确；由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝311×2.2 A ＝0.6 A ，B 项正确；根据I ＝I m 2得通过副线圈的电流的最大值I 2m ＝2I 2＝115 2 A ≈3.1 A ，C 项错误．答案：BD3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2＝2:1，和Ⓐ均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 两端电压u 1＝12 2 sin 100 πt (V)．下列说法正确的是( )A ．电流频率为100 HzB.的读数为24 VC ．Ⓐ的读数为0.5 AD ．变压器输入功率为6 W 解析：根据u 1＝122sin 100πt (V)及U ＝U m 2知U 1＝12 V ，f ＝ω2 π＝50 Hz ，A 项错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12 V ＝6 V ，即的读数为6 V ，B 项错误；又I 2＝U 2R L＝66 A ＝1 A ，即Ⓐ的读数为1 A ，C 项错误；根据P 入＝P 出及P 出＝U 22R L＝626 W ＝6 W ，D 项正确．答案：D4．(多选)如图所示，L1、L2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1001，乙图中原、副线圈匝数比为110，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 A解析：根据U1U2＝n1n2，有U1＝n1n2U2＝1001×220 V＝22 000 V，故A项正确；题图甲是电压互感器，故B项错误；题图乙是电流互感器，电表是电流表，故C项错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I1I2＝n4n3，有I1＝n4n3I2＝101×10 A＝100 A，故D项正确．答案：AD要点一变压器的原理和电压、电流关系1.(多选)关于变压器，下列说法正确的是()A．变压器的工作原理是电磁感应B．一切变压器的工作基础都是互感现象C．各种电流接入变压器的输入端，变压器都能持续正常工作D．只有交变电流接入变压器的原线圈中，变压器才能持续正常工作解析：变压器的原线圈接交流电源时，有交变电流流过，引起穿过原、副线圈的磁通量发生变化，在原、副线圈中都产生了感应电动势，所以变压器的工作原理是电磁感应，A项正确；有一种变压器叫自耦变压器，它只有一个线圈绕在铁芯上，但有三个抽头，可升压、也可降压，这种变压器的工作基础是自感，B 项错误；变压器要想持续正常工作，原线圈必须接交变电流，若接直流，原、副线圈中不可能出现持续的感应电动势，变压器不能持续正常工作，C 项错误，D 项正确．答案：AD2．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，下列说法中正确的是( )A ．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10:1B ．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等C ．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10:1D ．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1:1 解析：对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比，A 、B 、C 三项错误；理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输出功率，D 项正确．答案：D 3.如图所示，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 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V , I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A解析：在副线圈电路中，I 2＝P U 2＝0.1 A ，再根据U 1U 2＝n 1n 2，及I 1I 2＝n 2n 1，得U 1＝110 V ，I 1＝0.2 A ，故B 、C 、D 错，A 项正确． 答案：A4．用理想变压器给负载电阻R 供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，哪种可以使变压器输出功率增加( )A ．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R 保持不变B ．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D．减小变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变解析：由U1U2＝n1n2，当n1增加时，U2减小，P2＝U22R，P2减小，A项错误；U1、n1、n2不变，则U2不变，R减小时，P2＝U22 R，P2增大，B项正确，C项错误；当n1、U1、R不变，n2减小时，则U2减小，由P2＝U22R，P2会减小，D项错误．答案：B要点二变压器的动态分析5.如图所示，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U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是()A．I1和I2表示电流的平均值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I2变大解析：电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项A、B两项错误．根据U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1，U1不变，则U2不变，滑片P向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，由闭合电路欧姆定律知I2变大，根据I1I2＝n2n1得I1＝n2n1I2，I1变大，故C项正确，D项错误．答案：C6．(多选)如图所示，T为理想变压器，电流表Ⓐ、电压表均为理想交流电表．R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，L为电感线圈，A、B两点间接正弦交流电，则()A．只将滑片P1下移时，电流表Ⓐ示数变小B．只将滑片P 2下移时，电压表示数变大C．只增大交流电的电压时，电流表Ⓐ示数变大D．只增大交流电的频率时，电压表示数不变解析：只将滑片P1下移时，变压器副线圈输出电压U2减小，由U1I1＝U22R可知，U1、R不变，I1减小，电流表Ⓐ示数变小，A项正确；只将滑片P2下移时，副线圈电路中的总电阻减小，U2不变，因此副线圈电路中的电流增大，R1两端的电压增大，R3两端的电压减小，电压表的示数减小，B项错误；只增大交流电的电压时，根据变压比公式可知，副线圈两端的电压增大，因此副线圈的电流增大，根据变流比公式可知，原线圈的电流增大，故电流表Ⓐ示数增大，C项正确；只增大交流电的频率时，电感线圈的感抗增大，副线圈电路中的总电阻增大，总电流减小，R1两端的电压减小，R3两端的电压增大，电压表示数增大，D项错误．答案：AC要点三几种常见的变压器7.(多选)图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是()A．线圈匝数n1<n2，n3<n4B．线圈匝数n1>n2，n3>n4C．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路解析：题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1>n2，其中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3<n4，其中的电表为电流表，故选项C、D两项正确．答案：CD8.如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220 V，n0＝2 200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1 100匝、2 200匝．电动机M的内阻r＝4 Ω，额定电压为U＝220 V，额定功率P＝110 W．下列判断正确的是() A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110 VB．当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1 WD．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110 W解析：由电压与匝数的关系U0U3＝n0n3，解得U3＝110 V，A项正确；当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机的功率减小，B项错误；当选择挡位4时，电动机两端电压为额定电压，达到额定功率，在额定功率的情况下，电动机的额定电流为I＝PU＝0.5 A，热功率P r＝I2r＝1 W，输出功率为P－P r＝(110－1) W ＝109 W，D项错误；当选择挡位2时，电动机没有达到额定功率时，热功率小于1 W，C项错误．答案：A基础达标1.理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为()A．每匝线圈中磁通量的变化率B．交变电流的频率C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D．原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势解析：理想变压器是没有能量损失的变压器，铁芯中无磁漏现象，所以每匝线圈中磁通量相等，其变化率相等，故A、C不符合题意；根据变压器的工作原理及用途可知，B不符合题意，D 符合题意．答案：D2．下列图中可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()解析：电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，原线圈要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C项正确．答案：C3.如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.2 A．下列判断正确的是()A．原线圈和副线圈的匝数比为2:1B．原线圈和副线圈的匝数比为5:1C．电流表A2的示数为0.1 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A解析：由电压表V 示数和电流表A 1的示数可得原线圈中的功率P 1＝U 1I 1，P 1＝P 2＝I 22R ，所以电流表A 2的示数为I 2＝U 1I 1R ＝220×0.244 A ＝1 A ，C 、D 两项错误；原线圈和副线圈的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝51，A 项错误，B 项正确．答案：B4.如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 000 2sin 100πt V的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V ,880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50:1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析：根据接入电压u ＝11 0002sin 100πt V ，输入电压有效值为11 000 V ，要使“220 V ,880 W ”的电器正常工作，则通过用电器的电流为I ＝P U ＝4 A ，副线圈输出电压为U 出＝Ir ＋U ＝4×6 V＋220 V ＝244 V ，原、副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比为2 75061，A 项错误，C 项正确；交流电的频率f ＝ω2π＝100 π2 πHz ＝50 Hz ，B 项错误；变压器的输出功率P 出＝P R L ＋P r ＝880 W ＋42×6 W ＝976 W ，D 项错误．答案：C5.如图所示，理想变压器原、副线圈回路中的输电线的电阻忽略不计．当S 闭合时( )A ．电流表A 1的读数变大，电流表A 2的读数变小B．电流表A1的读数变大，电流表A2的读数变大C．电流表A1的读数变小，电流表A2的读数变小D．电流表A1的读数变小，电流表A2的读数变大解析：当S闭合后，变压器副线圈电路中的总电阻R减小，而输出电压不变．由I2＝U2R得I2变大，即电流表A2的读数变大，变压器的输出功率变大．由U1I1＝U2I2可知，I1变大，即电流表A1的读数也变大，B项正确．答案：B6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝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的示数为12 mA，则电流表A2的示数为()A．3 mA B．0C．48 mA D．与负载R的值有关解析：当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应电流，即A2的示数为0，B项正确．答案：B7.一理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2＝11:5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则()A．流过电阻的电流是20 AB．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC．经过1 分钟电阻发出的热量是6×103 JD．变压器的输入功率是1×103 W解析：由电压的有效值和最大值的关系得U1＝U m2＝220 V．根据理想变压器电压与匝数的关系U1U2＝n1n2，得U2＝n2n1U1＝511×220 V＝100 V，故电压表的示数是100 V，B项错误；I2＝U2R＝10010A＝10 A，A项错误；1 分钟内电阻发出的热量Q＝I2Rt＝102×10×60 J＝6×104 J，C项错误；变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝U2I2＝100×10 W＝1×103 W，故D项正确．答案：D8.如图所示，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，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开．当开关S接通时，以下说法中不正确的是()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上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律I2＝U2R2知，流过R的电流增大，电阻上的电压U R＝IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1＝I2U2得，I2增大，原线圈输入电流I1也增大．U MN不变，U R变大，所以U L1变小，流过灯泡L1的电流减小．综上所述，应选A.答案：A9.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900；原线圈为1 100，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A解析：对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I 1＝P U 1＝2 000220 A ≈9.1 A ，负载两端电压即为副线圈电压，由U 1U 2＝n 1n 2，即220 V U 2＝1 1001 900，可得U 2＝380 V ，故B 项正确． 答案：B10．如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用灯泡相同，且规格都是“220 V ,40 W ”，当灯泡所消耗的功率都调为20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )解析：C 图为理想变压器调节电压，而理想变压器不消耗能量，A 、B 、D 三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定会多消耗能量．C 项正确．答案：C11.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所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是( )A ．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 ．交流电源有效值为220 V ，频率为50 Hz解析：由U 1U 2＝n 1n 2得，输出电压的最大值为36 2 V ，A 项错误；原、副线圈中电流之比I1I2＝n2n1＝955，故B项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等，C项错误；由图象易知D项正确．答案：D能力达标12.如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V，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交变电压，P、Q接4 V直流电压，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压()A．10 V10 V B．10 V 4 VC．4 V10 V D．10 V0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交变电压时，A、B间将得到10 V交变电压．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，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，故B项正确．答案：B13．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，额定电压为U0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为R，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为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t VB ．电压表的示数为 2 U 0C ．变压器的输入功率为U 20RD ．变压器的匝数比为U m U 0 解析：由题图乙知，变压器输入电压的瞬时值为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 πT t V ，A 项正确；电压表的示数为U 0，B 项错误；变压器的输入功率为U 20R ，C 项正确；由变压器变压公式，变压器的匝数比为U m 2U 0，D 项错误．答案：AC14.如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n 1:n 2:n 3＝10:5:1，其中n 1接到220 V 的交流电源上，n 2和n 3分别与电阻R 2、R 3组成闭合回路．已知通过电阻R 3的电流I 3＝2 A ，电阻R 2＝110 Ω，求通过电阻R 2的电流I 2和通过原线圈的电流I 1.解析：由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R 2上的电压U 2＝n 2n 1U 1＝510×220 V ＝110 V 通过电阻R 2的电流I 2＝U 2R 2＝110110 A ＝1 A 加在R 3上的电压U 3＝n 3n 1U 1＝110×220 V ＝22 V 根据输出功率等于输入功率得：U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3代入数据解得通过原线圈的电流为：I 1＝0.7 A.答案：1 A 0.7 A15.如图所示，理想变压器B 的原线圈跟副线圈的匝数比n 1n 2＝21，交流电源电压u＝311sin 100πt V，F为熔断电流为I0＝1.0 A的保险丝，负载R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的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：原线圈电压的有效值为U1＝3112V≈220 V由U1U2＝n1n2得副线圈两端的电压U2＝n2n1U1＝12×220 V＝110 V.(1)当R＝100 Ω时，副线圈中电流I2＝U2R＝110100A＝1.10 A.由U1I1＝U2I2得原线圈中的电流为I1＝U2U1I2＝110220×1.10 A＝0.55 A，由于I1<I0(熔断电流)，故保险丝不会被熔断．(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I′1刚好到达熔断电流I0，即I′1＝1.0 A，则副线圈中的电流为I′2＝U1U2I′1＝n1n2·I′1＝2×1.0 A＝2.0 A变阻器阻值为：R0＝U2I′2＝1102.0Ω＝55 Ω此时变压器的输出功率为P2＝I′2U2＝2.0×110 W＝220 W可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 Ω，输出的电功率不能大于220 W.答案：(1) 保险丝不会被熔断(2)55Ω220 W。