变压器基本规律的应用

2. 理想变压器原、副线圈基本量的关系
2. 理想变压器原、副线圈基本量的关系
功率 关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 即 P 入＝P 出
原、副线圈的电压比等于线圈的匝数比，公式： 电压 U1 n1 基 关系 ＝ ,与负载情况、副线圈个数的多少无关 U n2 2 本 I1 n2 关 只有一个副线圈时， 电流和匝数成反比， 即 ＝ ； I2 n1 电流 系 关系 有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确 定电流关系：I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn 频率 原、副线圈中交流电的频率相等，即 f1＝f2 关系
解析显隐
3.规律方法
规律方法 变压器问题的解题思路 注意U、P、I三个物理量之间的数量关系
【变式训练 1】 (2015· 新课标全国卷Ⅰ，16)一理想变压器的原、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 线圈一侧接在电压为 220 V 的正弦交流电源上，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( ) 1 A．U＝66 V，k＝ 9 C．U＝66 V，k＝ 1 3 1 B．U＝22 V，k＝ 9 D．U＝22 V，k＝ 1 3
解析：在交流电路中电容器能够通交流，所以 A 错误；变压器能够 U1 n1 改变交流电压，但是不能变频，因此 B 错误；根据 ＝ 得到 U2 U2 n2 U2 2 ＝22 V，所以电阻 R2 的电功率为 P2＝ ＝48.4 W，C 正确；根据 R2 法拉第电磁感应定律得到原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为 1∶1，D 错误. 解析显隐 答案：C
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【拓展延伸】(1) 在 例 1 中 ,若将变压器的副线圈接入一只“12 V 24 W”的灯泡,且保证其正常发光, 则原线圈的输入功率为多少？ (2)在例1中若将灯泡更换为
耐压值为 12 V 的电容器 , 能
否正常工作？
解析 (1)因更换灯泡后，灯泡仍能正常发光，消耗的电功率为 24 W， 根据理想变压器规律 P 入＝P 出，可知原线圈的输入功率也为 24 W。 (2)副线圈的电压 U＝12 V 为有效值，其最大值为 12 2 V，大于电容器 的耐压值，电容器将被击穿，故电容器不能正常工作。 解析显隐 答案 (1)24 W (2)不能正常工作
能又转化为电能，故D错．
答案：C
解析显隐
【测评】如图示 , 理想变压器的原、副线圈匝数之比为 10∶1,R1 ＝ 20 Ω ,R2＝10 Ω ,C 为电容器,原线圈所加电压 u＝220 2sin100π t V. 下列 说法正确的是( ) A. 通过电阻 R3 的电流始终为零 B. 副线圈两端交流电压的频率为 5 Hz C. 电阻 R2 的电功率为 48.4 W D. 原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为 10∶1
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4.当堂测评
【测评】. 关于理想变压器的工作原理，以下说法中正确的 是( ) A. 通过产生正弦交变电流的原线圈的磁通量不变 B. 穿过原、副线圈的磁通量有时候不相等 C. 穿过副线圈的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：由于是交变电流，交变电流的磁场不断变化，磁通量也 在变化，A错误；穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等， B错误；根据互感的原理知C正确；原线圈中的电能转化为磁场
3. 关于理想变压器的几点说明 (1)变压器不能改变恒定的直流电压． (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 流的频率． (3)理想变压器本身不消耗能量． (4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2 均为有效值．
(5)当原线圈中串联电阻(或灯泡)时，U1为加在原线圈两端的
【备选】 (2012· 海南卷,4)如图示,理想 变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两 个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在 副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时, 解析 副线圈电压 U2＝12 V 原线圈电路中电压表和电流表(可视为 U1 n1 理想的)的示数分别是( ). 审题导析 由 ＝ 得 U n 2 2 A．120 V,0.10 A B．240 V,0.025 A 1.表明副线圈两端电压 U1＝240 V， C．120 V,0.05 A D．240 V,0.05 A 等于灯泡的额定电压 . : 2.副线圈中电流 可考虑应用原、副线 P 圈之间的电压（功率） I2＝2× ＝1 A U 规律解答问题 . I1 n2 3.由 交流电路中电压表电 ＝ 得 I1＝0.05 A. I2 n1 流示数均为有效值 . 答案 D
(1)交流电路中理想电表的示数为交 审题 流电Fra Baidu bibliotek有效值. 析疑 (2)变压器的输入功率等于输出功率.
解析 由 ω＝2πf＝100π rad/s 得：f＝50 Hz，A 错．有效值 U1＝ U2 n2 U2 12 V，又： ＝ 得：U2＝6 V，I2＝ ＝1 A，B、C 项错．由能 U1 n1 RL 量守恒得 P1＝P2＝U2I2＝6 W，D 对． 答案 D
变压器习题课
学习目标 １）复习知道变压器的基本构 造 ２）加深理解变压器的工作原 理 ３）探究并应用变压器的各种 规律
热点
变压器基本规律的应用
1.对理想变压器的理解
电压
功率 电流
副线圈的端电压U2由原线圈的端电压U1和匝数比决定 原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定 原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定
电压，并不是电源的电压．
“端”的理解
1、如图所示，理想变压器原副线圈接有相同 的灯泡A、B，原副线圈匝数比为2：1，交变 电源电压是U，则B灯两端的电压是( D ) A、U/2 B 、2U C、U/5 D、2U/5
U
× A
×B ×
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2. 典例剖析
6 2 【例 1】 如图示,匝数为 100 匝的矩形线圈 abcd 位于磁感应强度 B＝ 25π T 的水平匀强磁场中,线圈面积 S＝0.5 m2,内阻不计。线圈绕垂直于磁场 的轴以角速度 ω＝10π rad/s 匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器 原线圈相连,变压器的副线圈接入一只“12 V 12 W”的灯泡,灯泡正常 发光,下列说法中正确的是( ) A．通过灯泡的交变电流的频率是 50 Hz B．变压器原、副线圈匝数之比为 10∶1 C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为 120 V D．若将灯泡更换为“12 V 24 W”且保证其 正常发光，需要增大矩形线圈的转速
【测评】 (2013· 广东卷，16)如图，理想变压器原、副线圈匝 数比 n1∶n2＝2∶1， 和 均为理想电表，灯泡电阻 RL＝6 Ω， AB 端电压 u1＝12 2sin 100πt (V)，下列说法正确的是( )． A.电流频率为 100 Hz B. 的读数为 24 V C. 的读数为 0.5 A D.变压器输入功率为 6 W