2018年高考《系统集成》一轮复习物理选修3-2

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2018-2019学年高中物理人教版选修3-2教学案：第五章微专题培优(四) 含有变压器的动态电

姓名，年级：时间：错误!负载变化引起的动态变化1.(1）构建模型（2）模型突破:解答这类问题的关键是分清变量和不变量。

首先确定哪些量是不变的,然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情况.①理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入"，即用户消耗多少,原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率。

②可以把理想变压器的副线圈看做给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时,可以参照直流电路动态分析的方法。

2．负载变化的情况(1）负载的数目发生变化，如某些用电器的开关断开或闭合。

(2)滑动变阻器的触片移动，电路中的电阻发生变化。

3．解题思路变与不变结合，根据答题模型从副线圈向原线圈推进。

如果原副线圈的匝数不变，则副线圈电压不变，根据负载电阻的变化，判断出副线圈电流或功率的变化情况，然后根据输出功率决定输入功率的特点，分析原线圈电流或功率的变化。

［例1] （2016·全国卷Ⅰ）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω,○为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。

当开关S断开时,电流表的示数为I；当S闭合时,电流表的示数为4I。

该变压器原、副线圈匝数比为（)A．2 B．3C．4 D．5［思路点拨］（1)开关断开时,负载为R2和R3，开关闭合时，负载为R2。

(2)电流表的示数前后不同，R1上消耗的电压不同，则变压器的输入电压不同，输出电压也就不同，这一点需要特别注意。

(3）理想变压器的输出功率决定输入功率，输入功率等于输出功率，或者根据前后两次电压源的总功率都等于R1、R2、R3相应的功率之和，也可以解题。

[解析］设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI;原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI。

根据变压器的输入功率等于输出功率得UI－I2R＝（kI）2(R2＋R3)14UI－(4I）2R1＝（4kI）2R2联立两式代入数据解得k＝3，选项B正确。

2018版高中物理人教版选修3-2课件：5本章整合

答案:B
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专题一专题二专题三
专题三变压器问题考查的几种类型
1.理想变压器的变压原理问题
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专题突破
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专题突破
专题一专题二专题三
【例题6】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1、
过线圈电荷量为q,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为(
)
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专题一专题二专题三
答案:A
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专题突破
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专题突破
专题一专题二专题三
(4)在研究某一时刻线圈受到的安培力或研究氖管的发光时间等问题时,只能用瞬时值来考虑。
【例题4】如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下。在磁场中有一个边长为l的正方形刚性金属框,ab边质量为m,其他三边的质量不计。金属框的总电阻为R,cd边上装有固定的水平轴。现在将金属框从水平位置由静止释放。不计一切摩擦,金属框经t 时间恰好通过竖直位置a'b'cd。若在此t时间内,金属框中产生的焦耳热为Q,求ab边通过最低位置时受到的安培力。
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-2-Leabharlann 本章整合知识网络专题突破
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专题一专题二专题三
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专题一如何运用交变电流的“四值”
交变电流的“四值”是指交变电流的峰值、瞬时值、有效值和平均值。它是近几年的高考在考查“交变电流”有关内容时的主要考点,只有弄清它们的适用情景,才能在具体应用中避免张冠李戴。下面举例说明。

2018年高考《系统集成》一轮复习物理选修3-3、3-4、3-5

选修3－3
第十一章热学
本部分考点内容的要求大部分是Ⅰ级，即理解物理概念和物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用，且绝大多数只要求定性分析.
本部分考查内容侧重于分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素；理想气体状态方程和用图象表示气体状态的变化；热现象实验与探索过程的方法.题型多为选择题和填空题.绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算).近两年来热学考题中还涌现出了许多对热现象的自主学习和创新能力考查的新情景试题.多以科技前沿、社会热点及与生产生活联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用.
知识结构
第1讲分子动理论物体的内能
重点难点突破规律方法技巧
一、微观量估算的基本方法
1.微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.
2.宏观量：物体的质量M 、体积V 、密度ρ、摩尔质量M A 和摩尔体积V A ，阿伏加德罗常数N A 是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁.
3.微观量与宏观量间的关系
(1)分子的质量：m 0＝M A N A ＝ρV A
N A (适用于固、液、气三态)；
(2)分子的体积：V 0＝V A N A ＝M A
ρN A
(只适用于固体、液体分子的体积，对于气体则表示一个
气体分子所占空间的大小)；
4.两种模型
(1)球体模型直径为d ＝36V 0
π.
(2)立方体模型边长为d ＝3
V 0.
注意：①固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体积V 0＝V mol
N A
，仅适用于固体和液体，对气体不适用.。

江西省上栗中学2018届高三一轮总复习物理选修3-2第二

江西上栗中学2018届高三一轮总复习物理选修3-2第二章交变电流能力提升检测试卷第I 卷选择题一、选择题（每小题4分，共40分）。

1、为了浴室用电安全，某同学用理想变压器降压给浴室供电；如图所示，理想变压器原线圈输入交变电压311sin100()u t V π=,变压器原副线圈匝数比为5:1,已知照明灯额定功率为66W,排气扇电动机内阻为1Ω，电流表示数为3A ，各用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（）A ．电压表示数为62VB ．变压器的输入功率为186WC ．排气扇输出功率为63．75WD ．保险丝熔断电流不得低于3A ．2、如图甲所示，自耦理想变压器输入端a 、b 接入图乙所示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为R =40 Ω的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表。

当滑片位于原线圈中点位置时，开关S 处于断开状态，下列说法正确的是( )A.t =0.01 s 时，电压表示数为零B.t =0.015 s 时，电流表示数为5.5 AC.闭合开关S 后，电压表示数增大D.闭合开关S 后，电流表示数为16.5 A3、如图所示为远距离交流输电的简化电路图，发电厂经过变压器（图中未画出升压后的输出电压是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1I ），其末端间的电压为1U ，在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是2I ，则( )A 、用户端的电压为112I U IB 、用户端消耗的功率为12U IC 、理想降压变压器的输入功率为1I UD 、输电线上的功率损失为2U r4、如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯炮L 1、L 2和L 3，输电线的等效电阻为R ，原线圈接有一个理想电流表，开始时，开关S 接通，当S 断开时，以下说法中正确的是（）A ．原线圈两端P 、Q 间的输入电压减小B ．等效电阻R 上消耗的功率变大C ．原线圈中电流表示数增大D ．灯炮L 1和L 2变亮5、如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表。

2018版高中物理人教版选修3-2课件：4本章整合

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专题一专题二专题三专题四
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专题突破
3.电磁感应中的焦耳热问题有一类求解回路中因电磁感应而产生焦耳热的问题,如果直接用 Q=I2Rt求解,不是因为电流I是变化的,时间是无法确定的,就是解答较复杂,从而导致求解困难。而利用能量守恒知识求解,往往使问题变得简单。
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专题突破
专题一专题二专题三专题四
点拨:为便于对ab棒的受力分析,通常将立体图转化为平面图。本题中,做好ab棒的受力情况和运动情况的动态分析是处理问题的
关键。解析:ab沿导轨下滑过程中受四个力作用,即重力mg、支持力FN、摩擦力Ff和安培力F安,如图所示。ab由静止开始下滑后,将是 v↑→E↑→I↑→F安↑→a↓(↑表示增大,↓表示减小),所以这是个变加速过程,当加速度a减小到零时,其速度增到最大值vmax,此时必将处于平衡状态,以后将以vmax匀速下滑。ab下滑时因切割磁感线,要产生感应电动势,根据电磁感应定律得E=Blv,闭合电路ACba中将产生感应电流,
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专题突破
专题一专题二专题三专题四
【例题1】如图所示,两光滑水平等长直导轨,水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场与导轨所在平面垂直。已知金属棒 MN能沿导轨自由滑动,导轨一端跨接一个定值电阻R,金属棒与导轨电阻不计。金属棒在恒力F作用下从静止开始沿导轨向右运动, 在以后过程中,下图表示金属棒速度v、加速度a、感应电动势E以
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专题一专题二专题三专题四
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专题突破
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2018年教科版物理选修3-2 重点强化卷3

重点强化卷(三) 变压器和远距离输电(建议用时：45分钟)一、选择题1．(多选)对于理想变压器，下列说法正确的是()【导学号：46042143】A．原线圈的输入功率随副线圈输出功率的增大而增大B．原线圈的输入电流随副线圈输出电流的增大而增大C．原线圈的电流不随副线圈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【解析】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．【答案】AB2．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为()A．120B．150C．180 D．220【解析】由变压比n1n2＝U1U2，得n130＝2206，所以n1＝1 100，当U2′＝30 V时，n1n2′＝22030，所以n2′＝150匝，故Δn2′＝n2′－n2＝120.所以A正确．【答案】 A3．一自耦变压器如图1所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()【导学号：46042144】图1A ．U 2＞U 1，U 2降低B ．U 2＞U 1，U 2升高C ．U 2＜U 1，U 2降低D ．U 2＜U 1，U 2升高【解析】 a 、b 间作为原线圈(匝数不变)接电压为U 1的交变电流，在滑动触头由M 点移动到N 点的过程中，相当于副线圈的匝数变少，由变压器工作原理U 1U 2＝n 1n 2知，U 1＞U 2，且U 2降低，选项C 正确．【答案】 C4．(多选)关于电能的输送，下列说法正确的是( )A ．仅仅从减少能量损失的角度看，输送功率一定的情况下，输电电压越高，损失的能量越少B ．在输送功率和输电电压一定，使用同种材料的导线时，越粗的导线损失的能量越小C ．电能输送使用铜铝合金而不是银，原因是同种情况下，使用银材料，输电线损失的功率大D ．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输电功率大小、距离远近、技术和经济条件等【解析】输送电能的基本要求是可靠、保质、经济．当输电功率一定时，设为P ，P ＝IU ，I 是输电电流，U 是输电电压，设输电导线电阻为R ，则输电线上的损耗为P 损＝I 2R ＝P 2U 2R .要减小损耗有两条途径：一是减小输电电流，即增大输电电压U (高压输电)；二是减小输电电线的电阻，即增大导线横截面积、缩短输电距离、换电阻率更小的材料，银材料的电阻率虽比铜铝合金的小，但不经济．实际输电时，应综合考虑各种因素．所以C 错误，A 、B 、D 正确．【答案】 ABD5．如图2，关于远距离输电，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )图2A．升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B．输电线路中的电流只由升压变压器的匝数比决定C．当用户消耗的总功率增大时，输电线上损失的功率增大D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压【解析】因输入功率等于输出功率，而发电机输出的电压不变，所以选项A、B错误；当用户消耗的总功率增大时，输电线中的电流增大，根据P＝I2R，输电线上损耗的功率增大，选项C正确；因为输电线上也有电压降，所以升压变压器输出电压大于降压变压器的输入电压，选项D错误．【答案】 C6．如图3所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R和两个小灯泡L1、L2，最初开关S是断开的，现闭合开关S，则()【导学号：46042145】图3A．副线圈两端电压变大B．小灯泡L1变亮C．交流电流表A1示数变大D．电阻R中的电流变小【解析】闭合开关S，副线圈两端电压不变，选项A错误；同时副线圈回路中总电阻变小，所以副线圈输出电流变大，电阻R中的电流变大，小灯泡L1两端电压降低，小灯泡L1变暗，选项B、D错误；由于原、副线圈匝数比一定，当副线圈的输出电流增大时，原线圈的输入电流也增大，所以交流电流表A1示数变大，选项C正确．【答案】 C7．利用电流互感器和电流表组成的钳形电流表的外形和结构如图4(a)所示，图(a)中电流表的读数为1.8 A，图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则()(a)(b)图4A．这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为3.6 AB．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.6 AC．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为5.4 AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图(b)的读数为5.4 A 【解析】由题意可知，钳形电流表利用了变压器的原理，因此钳形电流表只能测交流电流，根据n1I1＝n2I2，可得题图(b)的读数应为5.4 A，所以C正确．【答案】 C8．远距离输电，原来用电压U0输电，在输电线上损失的电功率为P0，现在要使输电线上损失的电功率减小到原来的110，则输电电压应为()【导学号：46042146】A．100U0B．10U0C．U010D．U0100【解析】输电线上损失功率P损＝I2线R，而I线＝P送U送，所以P损＝P2送U2送R，当P送和R一定时，有P损∝1U2送，由此110P0P0＝U20U2，得U＝10U0.B对．【答案】 B9．如图5所示，理想变压器原线圈的匝数n1＝100，两个副线圈的匝数分别为n2＝5和n3＝10，L1是“2 V 2 W”的小灯泡，L2是“4 V 4 W”的小灯泡．当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电压和电流分别为( )图5A ．40 V 120 A B ．6 V 120 A C ．40 V 320 AD ．6 V 320 A【解析】对多个副线圈，其电压关系有U 1∶U 2∶U 3＝n 1∶n 2∶n 3.由输入功率和输出功率相等得n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3.本题两小灯泡均正常发光，对L 1必有U 2＝2 V ，I 2＝P 2U 2＝1 A ，对L 2有U 3＝4 V ，I 3＝P 3U 3＝1 A ．原线圈上电压U 1＝n 1n 2U 2＝n 1n 3U 3＝40 V ．P 入＝P 出＝6 W ．原线圈中的电流I 1＝n 2I 2＋n 3I 3n 1＝320 A 或I 1＝P 入U1＝640 A ＝320 A ．故选项C 正确．【答案】 C10．(多选)如图6所示，理想变压器的原、副线圈分别接有定值电阻R 1、R 2，且R 1＝R 2，原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝2∶1，交流电源电压为U ，则( )【导学号：46042147】图6A ．R 1两端的电压为U5 B ．R 1两端的电压为3U5 C ．R 2两端的电压为2U5 D ．R 2两端的电压为U2【解析】输入的电源电压U应等于原线圈两端电压加上R1两端电压，即U＝U1＋UR1，则通过原线圈的电流I1＝UR1R1＝U－U1R1，而I2＝UR2R2＝U2R2.又因为I1I2＝n2 n1＝12，R1＝R2，U1U2＝21，所以代入可求得UR1＝U5，UR2＝2U5，所以选项A、C正确．【答案】AC二、非选择题11．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝2πT．用此发电机所发出交流电带动两个标有“220 V11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图7所示．求：图7(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？【解析】(1)线圈转动产生的电动势最大值为E m＝NBSω＝1 100 2 V由于线圈内阻不计，则输出电压就等于电动势，得输出电压的有效值为U1＝E m2＝1 100 V.(2)由U1U2＝n1n2得n1n2＝5∶1.(3)根据P入＝P出＝2.2×104 W.再根据P入＝U1I1，解得I1＝20 A.【答案】(1)1 100 V(2)5∶1(3)20 A12．把功率为220 kW的电能用铝导线(铝的电阻率ρ＝2.7×10－8Ω·m)输送到10 km 外的地方，要使功率损失不超过输送功率的10%.【导学号：46042148】(1)如果采用220 V 的电压输电，导线的横截面积至少要多大？采用这样的导线切合实际吗？(2)若采用110 kV 的电压输电，导线的横截面积是多大？(3)对于同种输电导线，若分别采用110 kV 和220 V 输电，损失的功率之比是多少？【解析】 (1)如果采用220 V 的电压输电，则通过导线的电流 I ＝P U ＝220×103220 A ＝103 A.由于功率损失P ＝10%P 0＝22 kW ＝22×103 W ，且P ＝I 2R ，因此导线的电阻R ＝P I 2＝22×103106 Ω＝0.022 Ω.根据R ＝ρl S 可得，导线的横截面积S ＝ρl R ＝2.7×10－8×2×10×1030.022m 2≈2.46×10－2 m 2所以，导线横截面的半径r ≈8.85 cm由上述计算可知，采用这样粗的导线是不切实际的． (2)若采用110 kV 的电压输电，则通过导线的电流I ′＝P U ＝220×103110×103A ＝2 A.因此导线的电阻R ′＝P I ′2＝5.5×103Ω 所以，导线横截面的面积S ＝ρlR ′＝2.7×10－8×2×1045.5×103m 2＝9.82×10－8 m 2. (3)对于同种输电导线，若分别采用110 kV 和220 V 输电，损失的功率之比为P 1P 2＝I 21I 22＝U 22U 21＝⎝ ⎛⎭⎪⎫220110×1032＝1250 000.【答案】 (1)2.46×10－2 m 2 不切合实际 (2)9.82×10－8 m 2 (3)1250 000。

2018学年度高二物理人教版选修3-2第五章交变电流单元练习物理试题含答案解析

2018学年度高二物理人教版选修3-2第五章交变电流单元练习物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示是一理想的自耦变压器，A、B端接交流电源，C、D端接负载电阻R，P 为滑动触头，当P逆时针转动时，下列结论正确的是（）A．R两端的电压下降，电流减小B．R两端的电压升高，电流增大C．R两端的电压升高，电流减小D．R消耗的功率不变2．关于交变电流与直流电的说法中，不正确的是（）A．如果电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化3．如图所示，是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．负载变化时输入电压不会有大的波动（认为V1读数不变）．输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）．如果变压器的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化情况是（）A．A1变小、V2变小、A2变大、V3变大B．A1变大、V2不变、A2变大、V3变小C．A1不变、V2变大、A2变小、V3变小D．A1变大、V2不变、A2变小、V3变大4．一矩形线圈在匀强磁场中绕一固定转轴作匀速转动，当线圈刚好处于如图所示的位置时，则它的（）A．磁通量最大，磁通量的变化率最小，感应电动势最小B．磁通量最大，磁通量的变化率最大，感应电动势最大C．磁通量最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大D．磁通量最小，磁通量的变化率最小，感应电动势最小5．如图所示的电路中，ab间接上某一交流电源，三盏灯都正常发光．若保持电源电压恒定，增大交流电的频率，下列说法正确的是（）A．L1变暗，L3变亮B．L1、L2、L3都变亮C．L1、L2、L3都变暗D．L1、L2、L3亮度都不变6．在匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图像如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则A．电压表的示数为20VB．电路中的电流方向每秒改变5次C．灯泡实际消耗的功率为36WD．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos5πtV7．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220V，额定功率为22W；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=110V，I=0.2A B．U=110V，I=0.05AC．V，I=0.2A D．V，8．如图所示，n=10匝的矩形闭合线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向OO'轴匀速转动．转轴OO'过AC边和BD边的中点．若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可以表示为Φ=0.1cos（10πt）（Wb），时间t的单位为s．已知矩形线圈的电阻为10Ω （取π=3.14，π2=9.86 ），则下列说法中正确的是（）A．在任意l s时间内，线圈克服安培力所做的功为49.3JB．任意1s时间内，线圈中电流方向改变20次C．电流的有效值为3.14AD．穿过线圈磁通量的最大值为Wb9．面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为A．BS B．BScosωt C．BSsinωt D．BS/sinωt 10．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴OO'以角速度ω匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势随时间的变化关系，如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是( )A ．从t 1到t 3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零B ．从t 3到t 4这段时间通过电阻R 的电荷量为()E R r ω+C ．t 4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E 0D ．在0-t 4时间内电阻R 上产生的热量为2042()RE t R r +二、多选题11．如图，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2∶1，在原、副线圈的回路中接入的电阻阻值均为R ，电压表和电流表均为理想电表，a 、b 端接有电压为sin 10πt V 的交流电，开关S 处于断开状态时，设电压表读数为U ，原、副线圈回路中电阻R 消耗的功率之比为k ，则( )A ．U ＝88 V ，k ＝14B ．U ＝110 V ，k ＝4C ．当开关闭合时，电流表的示数会减小D ．当开关闭合时，电压表的读数会减小12．如图所示，理想变压器原线圈输入市电电压(220 V ，50 Hz)，闭合电键后，电流表的示数为0.10 A ，电压表的示数为22 V ，由此可知该变压器的 ( )A ．原、副线圈的匝数比为1：10B ．原、副线圈的匝数比为10：1C ．原线圈电流为0.01 AD ．副线圈交变电流频率为5 Hz13．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1=1100匝，副线圈匝数未知，交流电源的电压()t V μπ，电阻R =50Ω，电压表、电流表均为理想电表，电流表示数A 2=0.88A 则A ．A 1表的示数约为0.176 AB ．交流电的频率为50 HzC ．V 表的示数约为22 VD ．n 2的匝数为22014．供电公司检修人员用交流电表监控供电线路中强电流和高电压，使用的仪器是电流互感器和电压互感器，接线如图所示．其中n 1、n 2、n 3、n 4分别为四组线圈的匝数，a 、b 为两只交流电表，下列说法中正确的是（）A ．A 为电流互感器，且n 1＜n 2，a 是电流表B ．B 为电压互感器，且n 3＞n 4，b 是电压表C ．B 为电流互感器，且n 3＜n 4，b 是电流表D ．A 为电压互感器，且n 1＞n 2，a 是电压表三、解答题15．如图所示，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，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是多少？16．如图所示，N =50匝的矩形线圈abcd ,ab 边长120cm l = ，ad 边长225cm l = ，放在磁感应强度0.4T B =的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO ' 轴以3000r/min n =的转速匀速转动，线圈电阻1r =Ω，外电路电阻9R =Ω，0t =时线圈平面与磁感线平行，ab 边正转处纸外、cd 边转入纸里，求：（1）0t =时感应电流的方向；（2）感应电动势的瞬时值表达式；（3）线圈转一圈外力做的功；（4）从图示位置转过90 的过程中流过电阻R 的电荷量．17．某一水电站发电机组设计为：水以v 1＝3m/s 的速度流入水轮机后以v 2＝1m/s 的速度流出，流出水位比流入水位低h =9.6m ，水流量为Q ＝10m 3/s ．水轮机效率为η1=75%，发电机效率为η2=80%，重力加速度g =10m/s 2，水的密度ρ=103kg/m 3．试问： (1)发电机的输出功率是多少？(2)如果发电机输出电压为240V ，用户所需电压为220V ，输电线路中能量损耗为5%，输电线的电阻共为12Ω，那么所需用升压变压器、降压变压器的原副线圈的匝数比分别是多少？参考答案1．A【解析】试题分析：当P向上滑动时，原线圈的匝数增大，则副线圈的电压减小，R两端的电压下降，电流减小，根据2UPR知R消耗的功率减小，A正确,BCD错误；故选A.考点：变压器【名师点睛】本题考查了变压器的电压与匝数成正比，难点在于理解线圈匝数的变化；当P 向上滑动时，原线圈的匝数增大，则副线圈的电压减小，R两端的电压下降．2．C【详解】A．如果只有电流做周期性变化而电流方向不变，则为直流电；故A正确；B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变；故B正确；C．只要电流的方向发生变化，则就是交流电，不一定是按正弦或余弦规律变化的；故C错误；D．交流电的最大特征是交流的方向发生周期性变化；故D正确；本题选错误的，故选C。

2018届高中物理第一轮专题复习选修32全套学案(8份)人教课标版(美教案)

考点内容要求考纲解读交变电流、交变电流的图象 Ⅰ ．交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应正弦交变电流的函数表达 Ⅰ 用沟通电的图象解决问题．式、峰值和有效值．利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行理想变压器 Ⅰ 计算．远距离输电Ⅰ．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动向变化的分析方法．实验：传感器的简单使用．远距离输电的原理和有关计算．．传感器的简单使用，能够解决与科技、社会紧密联合的问题.第课时交变电流的产生和描绘导学目标.能掌握交变电流的产生和描绘，会写出交变电流的刹时价表达式.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算．一、交变电流的产生和变化规律 [基础导引]对于线圈在匀强磁场中转动产生的沟通电，以下说法中正确的选项是 ()．线圈平面每经过中性面一次，感觉电流方向就改变一次，感觉电动势方向不变．线圈每转动一周，感觉电流方向就改变一次．线圈在中性面地点时，磁通量最大，磁通量的变化率为零．线圈在与中性面垂直的地点时，磁通量为零，感觉电动势最大 [知识梳理] ．交变电流大小和方向都随时间做变化的电流．如图 ()、()、()、()所示都属于交变电流．此中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图 ()所示．图．正弦沟通电的产生和变化规律()产生：在匀强磁场里，线圈绕方向的轴匀速转动．()中性面：①定义：与磁场方向的平面．②特色：.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感觉电动势为．.线圈转动一周，经过中性面．线圈每经过一次，电流的方向就改变一次．()图象：用以描绘沟通电随时间变化的规律，假如线圈从中性面地点开始计时，其图象为曲线．如图()所示．：由正弦沟通电的图象能够得出哪些物理量？二、描绘交变电流的物理量[基础导引]我们平时生活用电的交变电压是＝π，它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，以下说法正确的选项是．则①沟通电的频次是②沟通电压的有效值是③当＝时，线圈平面恰巧与中性面平行④当＝时，有最大值⑤电流每秒方向改变次[知识梳理]．周期和频次()周期：交变电流达成变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒()．公式：＝.()频次：交变电流在内达成周期性变化的，单位是赫兹()．()周期和频次的关系：＝或＝.．交变电流的刹时价、峰值、有效值和均匀值()刹时价：交变电流某一的值，是时间的函数．()峰值：交变电流的电流或电压所能达到的．()有效值：让沟通与恒定电流分别经过的电阻，假如它们在沟通的一个周期内产生的相等，则这个恒定电流、恒定电压就是这个沟通的．()正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系＝，＝，＝.()均匀值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值.考点一正弦沟通电的变化规律考点解读．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面地点开始计时)规律物理量函数图象Φ＝Φω磁通量＝ω＝ω电动势＝ωω＝ω电压＝ω＝ω电流＝ω．两个特别地点的特色()线圈平面与中性面重合时，⊥，Φ最大，＝，＝，＝，电流方向将发生改变．()线圈平面与中性面垂直时，∥，Φ＝，最大，最大，最大，电流方向不改变．．书写交变电流刹时价表达式的基本思路()确立正弦交变电流的峰值，依据已知图象读出或由公式＝ω求出相应峰值．()明确线圈的初始地点，找出对应的函数关系式．如：①线圈从中性面地点开始转动，则－图象为正弦函数图象，函数式为＝ω.②线圈从垂直中性面地点开始转动，则－图象为余弦函数图象，函数式为＝ω.特别提示.只需线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式沟通电，其变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的地点没关．．Φ－图象与对应的－图象是互余的．典例分析比如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的沟通电如图乙所示，设沿方向为电流正方向，则()图．乙图中时间段对应甲图中至图的过程．乙图中时辰对应甲图中的图．若乙图中等于，则内电流的方向改变次．若乙图中等于，则沟通电的频次为例实验室里的沟通发电机可简化为如下图的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻和理想电压表，并让线圈每秒转圈，读出电压表的示数为．已知＝Ω，线圈电阻忽视不计，下列说法正确的选项是()图．线圈平面与磁场平行时，线圈中的刹时电流为零．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感觉电流刹时价表达式为＝．流过电阻的电流每秒钟方向改变次．电阻上的热功率等于追踪训练矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框π输出的沟通电压随时间变化的图象如下图，以下说法中正确的选项是()．沟通电压的有效值为．沟通电压的最大值为，频次为图．末线框平面垂直于磁场，经过线框的磁通量最大．末线框平面垂直于磁场，经过线框的磁通量变化最快考点二交变电流“四值”的比较与理解考点解读交变电流的刹时价、峰值、有效值和均匀值的比较物理量物理含义重要关系合用状况及说明交变电流某一时辰的＝ω计算线圈某时辰的受刹时价值＝ω力状况＝ω议论电容器的击穿电峰值最大的刹时价＝压()计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功＝率、电热等)跟交变电流的热效应＝有效值()电气设施“铭牌”上等效的恒定电流的值＝所标的一般是有效值合用于正(余)弦式电流()保险丝的熔断电流为有效值交变电流图象中图线＝计算经过电路截面的均匀值与时间轴所夹的面积＝电荷量与时间的比值＝典例分析例一理想变压器原、副线圈匝数比∶＝∶，原线圈与正弦交变电源连结，输入电压如图所示．副线圈仅接入一个Ω的电阻．则()．流过电阻的电流是20A图．与电阻并联的电压表的示数是．经过分钟电阻发出的热量是×．变压器的输入功率是×比如下图，线圈的面积是2，共匝，线圈电阻为Ω，外接电阻＝Ω，匀强磁场的磁感觉强度＝，当线圈以的转速匀速旋转时．问：()若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感觉电动势的刹时价表达式；()线圈转过时电动势的刹时价多大？()电路中，电压表和电流表的示数各是多少？()从中性面开始计时，经经过电阻的电荷量是多少？思想打破有效值是沟通电中最重要的物理量，一定会求，特别是正弦沟通电的有效值，应记住公式．求交变电流有效值的方法有：()利用＝，＝，＝计算，只合用于正(余)弦式沟通电．()利用有效值的定义计算(非正弦式沟通电)．在计算有效值时“相同时间”起码取一个周期或周期的整数倍．()利用能量关系求解．当有电能和其余形式的能转变时，可利用能量守恒定律来求有效值．追踪训练一正弦沟通电的电压随时间变化的规律如下图．由图可知()图．该沟通电的电压刹时价的表达式为＝()．该沟通电的频次为．该沟通电的电压的有效值为．若将该沟通电压加在阻值为＝Ω的电阻两头，则电阻耗费的功率是.对交变电流图象的意义认识不清比如图甲所示，一矩形线圈搁置在匀强磁场中，并绕过、中点的轴′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自流向时，电流方向为正．则以下四幅图中正确的选项是()图误区警告不可以将交变电流的产生原理与图象正确联合，或判断初始时辰的电流方向错误而错选.正确分析从乙图可看出初始时辰线圈平面与中性面的夹角为初始时辰电流方向为从到(与正方向相反)，故刹时电流的表达式为意．答案正本清源对于交变电流的图象问题，重点在于把线圈在匀强磁场中的详细地点与图象上的时辰对应好，也就是把交变电流的变化规律与线圈在磁场中转动的详细情形对应好！追踪训练如下图，在垂直纸面向里的有界匀强磁场中搁置矩形线圈.线圈边缘竖直方向且与磁场的右界限重合．线圈平面与磁场方向垂直．从＝时辰起，线圈以恒定角速度ω＝绕边缘图示方向转动，规定线圈中电流沿方向为正方向，则从＝到＝时间内，线圈中的电流随时间的变化关系图象为以下图中的()．忽视交变电流“四值”的差别，造成运用时的错误例一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．阻为Ω，现外接一只电阻为Ω的灯泡，如图乙所示，则()，又由楞次定律可判断，(ω)，图象切合题图已知发电机线圈内图．电压表的示数为．电路中的电流方向每秒钟改变次．灯泡实质耗费的功率为．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为误区警告错解：不可以正确划分电源电动势和路端电压，易错选.错解：以为在一个周期内电流的方向改变次，则会错选.正确分析电压表示数为灯泡两头电压的有效值，由图象知电动势的最大值＝，有效值＝，灯泡两头电压＝＝，错；由图象知＝，一个周期内电流方向改变两次，可知内电流方向改变次，错；灯泡耗费的实质功率＝＝＝，错；电流的有效值＝＝，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为＝＝××＝，对．答案正本清源在解答有关交变电流问题时，除要注意电路构造外，还要划分交变电流的最大值、刹时价、有效值和均匀值，最大值是刹时价中的最大批值，有效值是以电流的热效应来等效定义的，与电磁感觉问题相同，求解与电能、电热有关问题时，必定要使用有效值，而求解经过导体截面的电荷量时必定要用均匀值.追踪训练某沟通发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感觉电动势与时间的关系如图所示．假如此线圈和一个＝Ω的电阻组成闭合电路，不计电路的其余电阻，以下表达正确的选项是()．交变电流的周期为．交变电流的最大值为1A．交变电流的有效值为1A．电阻两头的最大电压为组交变电流的产生与图象．如下图，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦沟通电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦沟通电的图象如图线所示，以下对于这两个正弦沟通电的说法正确的选项是()．在图中＝时辰穿过线圈的磁通量均为零．线圈先后两次转速之比为∶．沟通电的刹时价表达式为＝π()．沟通电的最大值为．如下图，＝匝的矩形线圈，边长＝20cm，边长＝25cm，放在磁感觉强度＝的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且经过线圈中线的′轴以＝的转速匀速转动，线圈电阻＝Ω，外电路电阻＝Ω，＝时，线圈平面与磁感线平行，边正转出纸外、边转入纸里．()在图中标出＝时感觉电流的方向．()写出线圈感觉电动势的刹时价表达式．图图图()线圈转一圈外力做功多大？()从图示地点转过°的过程中流过电阻的电荷量是多大？组交变电流的“四值”．在如图甲所示的电路中，电阻的阻值为Ω，在间加上图乙所示的正弦沟通电，则下边说法中正确的选项是()图．沟通电压的有效值为．电流表示数为2A．产生该沟通电的线圈在磁场中转动的角速度为．在分钟内电阻上产生的热量为×．如下图，沟通发电机线圈的面积为2，共匝．该线圈在磁感觉强度为的匀强磁场中，以π的角速度匀速转动，电阻和的阻值均为Ω，线圈的内阻忽视不计，若从图示地点开始计时，则()．线圈中的电动势为＝π图．电流表的示数为．电压表的示数为．上耗费的电功率为课时规范训练(限时：分钟)一、选择题．下边对于交变电流的说法中正确的选项是()．沟通电器设施上所标的电压和电流值是沟通的最大值．用交变电流表和交变电压表测定的读数值是沟通的刹时价．给定的沟通数值，在没有特别说明的状况下都是指有效值．对同一电阻且时间相同，则跟沟通有相同的热效应的直流的数值是沟通的有效值.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如下图，由图中信息能够判断()．在和时辰线圈处于中性面地点图．在和时辰穿过线圈的磁通量为零．从～线圈转过的角度为π．若从～历时，则在内交变电流的方向改变次．如下图，面积均为的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势＝ωω的图是()(·四川理综·)如下图，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过°时的感觉电流为．那么()．线圈耗费的电功率为图．线圈中感觉电流的有效值为2A．随意时辰线圈中的感觉电动势为＝．随意时辰穿过线圈的磁通量为Φ＝．如下图，矩形线圈在匀强磁场中能够分别绕垂直于磁场方向的轴和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()．线圈绕转动时的电流等于绕转动时的电流图．线圈绕转动时的电动势小于绕转动时的电动势．线圈绕和转动时电流的方向相同，都是→→→．线圈绕转动时边遇到的安培力大于绕转动时边遇到的安培力．图中甲、乙分别表示两种电压的波形，此中图甲所示电压按正弦规律变化．以下说法正确的是()甲乙图．图甲表示沟通电，图乙表示直流电．两种电压的有效值相等．图甲所示电压的刹时价表达式为＝π．图甲所示电压经匝数比为∶的变压器变压后，频次变成本来的．小型沟通发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感觉电动势与时间呈正弦函数关系，如下图．此线圈与一个＝Ω的电阻组成闭合电路，不计电路的其余电阻．以下说法正确的选项是()图．交变电流的周期为．交变电流的频次为．交变电流的有效值为．交变电流的最大值为4A．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则以下说法中正确的选项是()图．＝时辰线圈平面与中性面垂直．＝时辰，Φ的变化率最大．＝时辰，感觉电动势达到最大．该线圈相应的感觉电动势图象如图乙所示．如下图的正方形线框边长为，每边电阻均为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度ω转动，、两点与外电路相连，外电路电阻也为，则以下说法中正确的选项是()．断开时，电压表读数为ω图．断开时，电压表读数为ω．闭合时，电流表读数为ω．闭合时，线框从图示地点转过过程中流过电流表的电荷量为．如下图，矩形线圈面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感觉强度为的匀强磁场中绕′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为，当线圈由图示地点转过°的过程中，以下判断正确的选项是()．电压表的读数为图．经过电阻的电荷量为＝．电阻所产生的焦耳热为＝．当线圈由图示地点转过°时的电流为二、非选择题．如下图，单匝矩形闭合导线框所有处于磁感觉强度为的水平匀强磁场中，线框面积为，电阻为.线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感觉电流的有效值＝.线框从中性面开始转过的过程中，经过导线横截面的电荷量＝.图．如下图，线圈面积为2，共匝，线圈总电阻为Ω，与外电阻＝Ω相连．当线圈在＝的匀强磁场中绕′以转速＝匀速转动时，求：()若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的刹时价表达式；()两电表的示数；图()线圈转过时，电动势的刹时价；()线圈转过的过程中，经过电阻的电荷量；()线圈匀速转一周外力做的功．复习讲义基础再现一、基础导引知识梳理.周期性.()垂直于磁场()①垂直②.最大零零．两次中性面()正弦思虑：周期、频次、峰值等．二、基础导引①②知识梳理.()一次周期性()次数().()时辰()最大值()相同热量有效值()讲堂研究例例追踪训练例例()＝π()()3.54A()追踪训练追踪训练追踪训练分组训练．()()＝π．课时规范训练．．．．．．．．．．()＝π()5()()()天才就是百分之九十九的汗水加百分之一的灵感。

2018版高中物理人教版选修3-2课件：5.4 变压器

4 变压器
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1.变压器知道变压器的构造及几种常见的变压器,理解变压器的工作原理, 了解变压器在生活中的应用。 2.理想变压器的基本规律通过实验,探究理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系,电流与匝数的关系。了解理想化模型在物理学研究中的重要性。能够运用理想变压器的基本规律分析、解决相关问题。
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(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U1=E1,副线
圈两端的电压U2=E2,所以
。
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2018年物理粤教版选修3-2 课件：第二章第六节变压器

解析：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 L2，负载总电阻变小，由欧姆定律 I＝UR知，流过 R 的电流增大，电阻 R 上的电压 UR＝IR 增大．副线圈输出电流 I2 增大，根据输入功率等于输出功率 I1U1＝I2U2 得，原线圈输入电流 I1 也增大．
特别提醒：(1)理想变压器变压比公式UU12＝nn12，对有一个或多个副线圈的变压器均适用，无论副线圈一端是空载还是负载都适用．
(2)变流比公式II12＝nn21，适用于只有一个副线圈的变压器，对多个副线圈的变压器，电流与匝数的关系要从 P 入＝P 出导出．
(3)变压比公式中的电压值和变流比公式中的电流值均为有效值，不是瞬时值．若电流电压均采用峰值时，公式仍成立．
(2)工作原理：变压器的工作原理是利用了电磁感应现象．原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不仅穿过原线圈，也穿过副线圈，所以在副线圈中产生感应电动势．如果在副线圈两端接入负载，负载中就会有交变电流，其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能．变压器只能在交流电路中工作，对恒定电流电路不起作用．
拓展一变压器的原理、规律及种类
1．理想变压器有哪些特点？提示：理想变压器的特点 (1)铁芯封闭性好，无漏磁现象． (2)原副线圈不计电阻，不计一切能量损失．
2．如图所示，这一现象说明了什么？提示：这一现象说明变压器对恒定电流不起作用．
1．变压器的构造和原理． (1)如图，变压器由一个闭合铁芯、原线圈和副线圈组成．
1．一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下
列哪个物理量不相等( )
A．交变电流的频率 B．电流的有效值

2017-2018学年度高二物理人教版选修3-2模块专题复习专题六.doc

一、变压器的基本规律U 1 n1.1.电压关系：U2＝n2，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比2.功率关系： P 入＝ P 出，有多个副线圈时， P1＝ P2＋ P3＋ P4＋ P5＋, .3.电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U1＝ I 2U2，即I1＝U2＝n2；当有多个副线I 2 U 1 n1圈时， I1U 1＝ I2U2＋ I3U 3＋, ，即 I1n1＝ I2n2＋ I3n3＋, .[复习过关 ]1.(多选 )如图 1 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，电压表的示数为 220V ，负载电阻 R＝ 44Ω，电流表 A 1的示数为 0.20A. 下列判断中正确的是 ( )图 1A. 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 1.0AD.电流表 A 2的示数为 0.4A答案BC解析对于理想变压器， P1＝ U1I 1＝ 220×0.20W ＝44W ，则负载电阻消耗的功率P2＝ P1＝U22 n1 U 1 220 544W ，据 P2＝R，得 U2＝ P2R＝44× 44V ＝ 44V ，则n2＝U2＝44 ＝1，故 B 正确 .A2的示数 I2＝U2＝44A＝1.0A，故 C 正确 . R 442.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 2 所示规律变化，副线圈接有负载，下列判断正确的是( )图 2A. 输出电压的最大值为36VB.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 220V ，频率为 50Hz答案 D解析由图知原线圈电压最大值为－ 2220 2V ，周期 T ＝ 2× 10 s ，故有效值为 220V ，频率为U 1＝n 1， I 1＝ n 2得输出电压最大值为362V ，原、副线圈中电流之比为 9∶55，输50Hz ；由 U 2 n 2 I 2 n 1入、输出功率应相等，所以正确答案为 D.3.如图 3 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.已知通过 R 1 的正弦交流电如图乙所示，则()图 3A. 交流电的频率为 0.02HzB.原线圈输入电压的最大值为 220 2VC.电阻 R 2 的电功率约为 6.67WD.通过 R 3 的电流始终为零答案 C解析由题图乙知电流的周期是0.02s ，则其频率为 f ＝ 1＝1T0.02Hz ＝ 50Hz ，则 A 错误，副线圈的最大电压为 U 2＝ I m R 1＝ 20V ，则原线圈的输入电压为 U 1，由U 1＝ n 1得 U 1＝ 200V ，故 BU 2 n 2错误 .U 22电阻 R 2 的功率为 P ＝2 ≈6.67W ，故 C 正确 .R 2电容器通交流，故 R 3 有电流，故 D 错误 .4.(多选 )如图 4 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶ 1，原线圈输入交变电压 u ＝100 2sin50 t(V)π ，在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻 R ，电容器并联在电阻 R 两端，电阻阻值 R ＝ 10Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是()图 4A. 电流表示数是 1AB.电流表示数是 2AC.电阻 R 消耗的电功率为10WD.电容器的耐压值至少是10 2V答案CD解析由变压公式，副线圈输出电压为 10V ，由于交变电流可以通过并联在电阻R 两端的电容器，所以不能应用欧姆定律计算电流表示数，选项 A 、B 错误；电阻 R 消耗的电功率为102P＝10 W ＝ 10W，选项 C 正确；副线圈输出电压最大值为10 2V ，电容器的耐压值至少是10 2V，选项 D 正确.5.如图 5 所示，变压器的输入电压U 一定，两个副线圈的匝数是n2和 n3.当把电热器接 a、b，让 c、d 空载时，安培表读数是I 2；当把同一电热器接c、 d，而 a、 b 空载时，安培表读数是 I3，则 I2∶I3等于 ( )图 5A. n2∶ n3B. n3∶ n2C.n22∶ n32D. n32∶n22答案 C解析由变压比知：U＝U2＝U3，由 P 入＝ P 出知，当电热器接 a、b，让 c、d 空载时，有 I2U n1 n2 n32 2U 2 U 3 2222 ＝R ；当把同一电热器接c、d，而 a、b 空载时，有 I3U＝R，所以I2∶ I3＝ U2∶U 3＝ n2∶ n3，故答案为 C.6.如图 6 甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1∶ n2＝ 3∶ 1，原线圈电路中接有一量程为3A 的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R 以及若干规格为“6V,6W ”的相同灯泡 .输入端交变电压 u 的图象如图乙所示 .(1)求图甲中电压表的读数 .(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数.(3)为满足第 (2) 问中要求，求可变电阻 R 应调到的电阻值 .答案(1)9V (2)9 盏 (3)1Ω3解析(1)根据图象可得原线圈电压的最大值U1m＝ 272V其有效值为U 1＝ 27V根据 n1∶ n2＝ U1∶U 2代入数据后可得U2＝ 9V即为电压表的读数.(2) 设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I 2.为使副线圈接入的灯泡最多，则I 1取允许通过的最大电流的有效值为3A根据 U 1I1＝ U2I2代入数据后可得I2＝ 9A正常发光时每个灯泡中电流为I 灯＝P额＝ 1A U 额所以允许接入的灯泡个数为n＝I2＝ 9 盏 .I 灯(3)电阻 R 两端电压为U R＝U 2－ U 灯＝ 3V电阻阻值为 R＝U R＝1Ω.I 2 3二、含变压器的动态电路分析方法变压器问题往往与闭合电路的动态变化结合，处理此类问题的关键是要分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系——U2由 U1和匝数比决定； I2由 U2 和负载电阻决定；I1由 I2和匝数比决定.分析思路程序可表示为：[复习过关 ]7.如图 7 所示，理想变压器的端所接灯泡L 恰好正常发光a、 b 端加上一交流电压( 电压有效值保持不变)，副线圈c、 d .此时滑动变阻器的滑片P 位于图示位置.现将滑片下移，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解析因为副线圈两端的电压没发生变化，所以灯仍能正常发光 .当滑片下移时，由于滑动变阻器的电阻增大，所以副线圈中的电流减小，原线圈中输入的电流也变小，故输入的功率变小，A 正确，B、C、D 错误 .8.如图 8 所示，理想变压器的输入电压保持不变.副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S 断开，当 S 闭合时，下列说法正确的是 ( )图 8A. 电压表示数变大B.灯泡 L1变亮C.电流表示数增大D. 变压器的输出功率减小答案 C解析当 S 闭合时，通过 R 的电流增大，电压表示数变小，灯泡 L 1变暗，变压器的输出功率增大，电流表示数增大，选项 C 正确，A、B、D 错误 .9.如图9 所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表.当滑动变阻器 R 的滑动头向下移动时 ( )图 9A.灯 L 变亮B.各个电表读数均变大C.因为 U 1不变，所以P1不变D.P1变大，且始终有P1＝P2答案 D解析当滑动变阻器R 的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻 R0两端电压增大，电压表读数减小，电灯 L 变暗，选项 A 、 B 错误；根据变压器功率关系， P1变大，且始终有 P1＝P2，选项 C 错误， D 正确 .10.(多选 )如图10 所示，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均为定值电阻，开关S 是闭合的，和为理想电压表，读数分别为U1和U2；、和为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3，现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是( )图 10A.U2变小、 I3变小B.U2不变、 I3变大C.I1变小、 I2变小D.I2变大、 I3变大答案BC解析断开 S，负载总电阻增大，因为 U 2＝n2U1，U1不变，则 U2 不变，由 I2＝U2，知 I2 n1 R总变小，因为 I 1＝n2I2，故 I1也变小 .R1分压减小，则 R3分压增大，故 I3增大，综上可知 B、C n1正确 .。

2018-2019年高中物理人教版选修3-2课件：第5章 4变压器

感应电动势。场在副线圈中产生_____________
3．作用
周期和_____ 频率。改变交变电流的____ 电压，不改变交变电流的_____
电压与匝数的关系 1．理想变压器
没有___________ 能量损失的变压器。
2．电压与匝数的关系匝数之比，原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的______ 即： n1 U1 ＝______ n2 。 U2 3．两类变压器低的变压 (1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压 ___ 器。高的变压 (2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈的电压 ___ 器。
(2)可以把理想变压器的副线圈看做给用户供电的无内阻电
源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法。
(苏州市 2013～2014 学年高二上学期期末)用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题，如图所示，理想变压器副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡 L1 和 L2，输电线的等效电阻为 R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关 S 闭合时，以下说法中正确的是导学号 12220254 (
课堂情景切入
在旷野、村庄、学校、工厂……随处可见大小不同形状各
异的“变压器”，它能把高电压降为低电压，又能把低电压变
为高电压。如此神奇的“变压器”是怎样构成的，它的工作原理是什么？
知识自主梳理
变压器原理
1．构造
由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。
交流电源相连的线圈。 (1)原线圈：与___________ (2)副线圈：与______ 负载相连的线圈。 2．原理互感现象是变压器的工作基础。原线圈中电流的大小、 ______ 方向不断变化，在铁芯中激发的______ 磁场也不断变化，变化的磁

2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2讲义：第五章第4节变压器

第4节变__压__器1．变压器 (1)构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。

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)变压器的工作原理：变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，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动势。

(3)作用：改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率。

(4)原、副线圈的作用 ①原线圈在其所处回路中充当负载；②副线圈在其所处回路中充当电源。

2．电压与匝数的关系(1)理想变压器：没有能量损失的变压器。

(2)电压与匝数的关系：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，即：U 1U 2＝n 1n 2。

(3)两类变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器。

[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)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．实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。

( )3．理想变压器可以改变交变电流的频率。

( )4．电流通过铁芯从原线圈流到副线圈。

( )答案：1.√ 2.√ 3.× 4.×[释疑难·对点练]1．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁。

(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。

2．电动势关系由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的ΔΦΔt，根据法拉第电磁感应定律有E 1＝n 1ΔΦΔt ，E 2＝n 2 ΔΦΔt ，所以E 1E 2＝n 1n 2。

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。

4．探究理想变压器电压与匝数的关系过程(1)多用电表交流电压挡量程选择及读数：要先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应选择交流电的最大量程进行测量。