高考物理一轮复习课件交变电流多匝副线圈

A
I1
n12 n32
R2
r
R2
4
I1
n22 n12
1 R1
1
n32 n12
1 R2
r
I1
20 11
A
1.熟练掌握电压、电流及功率关系；2.等效电阻法的优势在于把多个回路整理为一条回路进行求解；
交变电流 — 多匝副线圈
【 例题4】（1）在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁态的左右
两个臂上。为简化问题研究，假设当一个线圈通以交变电流时，该线圈产生的磁通量都
只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间臂。已知线圈1、2的匝数之比n1:n2=2:1， 若线圈电阻可不计，则当其中一个线圈输入交流220V电压时（ D ）
A．若线圈1为输入端，则空载的线圈2输出电压为0
B．若线圈1为输入端，则接有负载的线圈2输出电压为110V
U n1
U1 n
U2 n2
U n1
U2 n2
U2
110V
交变电流 — 多匝副线圈
例题1
例题2
例题3
例题4
【 例题2】（1）如图所示，理想变压器有两个副线圈，L1、L2是两盏规格均为“22V，11W”
的灯泡，当变压器的输入电压U1=220V时，三感灯泡恰好都能正常发光，电流表A的示数为
1 4R3
推导：
U12
U
2 2
U
2 3
R1 R2 R3
U1 2U2 2U3
n1 n2
n3
n12 n22 n32 1 n22 1 n32 1 R1 4R2 4R3 R1 n12 4R2 n12 4R3
交变电流 — 多匝副线圈
【 例题1】功放内部的变压器一般为环状，简称环牛，如图所示。某同学利用环牛探究变压器原、副线圈两端的电压与 匝数之间的关系（环牛效率极高，可看成理想变压器）。 （1）测量环牛的初级（原）、次级（副）线圈匝数n1、n2的方法是：先在闭合铁芯上紧密缠绕n=70匝漆包细铜线，并将 理想交流电压表1接在细铜线两端；然后在初级线圈（左侧）上输入有效值为24.0V的低压交流电，再将理想交流电压表2 连接在次级线圈（右侧）上，若理想交流电压表1的示数为3.0V，理想交流电压表2的示数 为12.0V，则次级线圈的匝数n2=___2__8_0； （2）若在初级线圈（左侧）上接入电压瞬时值u=311sin100πt(V)的电压，则连接在次级线圈 （右侧）上理想交流电压表2的示数为__1__1_0_V（计算结果保留三位有效数字）； （3）由于变压器工作时有能量损失，实验中测得的原、副线圈的电压比__大__于__（选填“大于”、 “等于”或“小于”）原、副线圈的匝数比。
7.2V；U 2
9V
n0 I0
n1 2
I1
n2 2
I2
1.“日”字形变压器穿过线圈磁通量不相等导致电压之比不等于匝数之比；2.等效电阻：
1 R1
n22 n12
1 4R2
nn1322； 41R3
交变电流 — 多匝副线圈
例题1
例题2
例题3
例题4
【 例题1】功放内部的变压器一般为环状，简称环牛，如图所示。某同学利用环牛探究变压器原、副线圈两端的电压与 匝数之间的关系（环牛效率极高，可看成理想变压器）。 （1）测量环牛的初级（原）、次级（副）线圈匝数n1、n2的方法是：先在闭合铁芯上紧密缠绕n=70匝漆包细铜线，并将 理想交流电压表1接在细铜线两端；然后在初级线圈（左侧）上输入有效值为24.0V的低压交流电，再将理想交流电压表2 连接在次级线圈（右侧）上，若理想交流电压表1的示数为3.0V，理想交流电压表2的示数 为12.0V，则次级线圈的匝数n2=___2__8_0； （2）若在初级线圈（左侧）上接入电压瞬时值u=311sin100πt(V)的电压，则连接在次级线圈 （右侧）上理想交流电压表2的示数为__1__1_0_V（计算结果保留三位有效数字）； （3）由于变压器工作时有能量损失，实验中测得的原、副线圈的电压比__大__于__（选填“大于”、 “等于”或“小于”）原、副线圈的匝数比。
P
U
2
1 R甲
1 R乙
2U 2 225R
1 R1
n22 n12
1 R2
nn13；22
1 R3
P甲2 P甲3
U
2 2
U
3 3
4 9
交变电流 — 多匝副线圈
【 例题3】如图，一匝数为100匝的固定矩形线圈abcd，其面积为0.01m2，线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分
布的磁场，磁感应强度随时间变化规律为 B 0.1cos100（2Tt）。线圈两端接一原副线圈匝数n1:n2:n3=3:1:2的理想变压器。 断开开关S2、闭合开关S1时，电流表示数为1A；断开开关S1、闭合开关S2时， 电流表示数也为1A。已知R1=1Ω，导线电阻不计。则（ BD） A．线框产生的感应电动势 e 10sin100 2（t V） B．矩形线圈abcd的电阻r=1Ω
C．电阻R2=2Ω
D．S1、S2均闭合时，电流表示数为20/11A
e N N B S B 10 2 sin100 2t e 10 2 sin100 2t(V ) 10V 方法二：
2 2 3 3
4 9
交变电流 — 多匝副线圈
例题1
例题2
例题3
例题4
【 例题3】如图，一匝数为100匝的固定矩形线圈abcd，其面积为0.01m2，线圈所在空间内存在与线圈平面垂直且均匀分
布的磁场，磁感应强度随时间变化规律为 B 0.1cos100（2Tt）。线圈两端接一原副线圈匝数n1:n2:n3=3:1:2的理想变压器。 断开开关S2、闭合开关S1时，电流表示数为1A；断开开关S1、闭合开关S2时， 电流表示数也为1A。已知R1=1Ω，导线电阻不计。则（ BD） A．线框产生的感应电动势 e 10sin100 2（t V） B．矩形线圈abcd的电阻r=1Ω
C．电阻R2=2Ω
D．S1、S2均闭合时，电流表示数为20/11A
e N N B S B 10 2 sin100 2t e 10 2 sin100 2t(V ) 10V 方法二：
t
t
t
方法一：
U1 :U2 :U3 n1 : n2 : n3
I1
n12 n22
R1
r
r
1
I1
高中物理 一轮复习
交变电流（6/9）
高中物理 解题模型
高中物理 一轮复习
交变电流（6/9）
1
产生和描述
4
LC振荡电路
7 原线圈含电阻
2
图像问题
5
变压器基础
8 变压器动态分析
3
“四值”问题
6
多匝副线圈
9
远距离输电
交变电流 — 多匝副线圈
相关知识： 1.理想变压器多匝副线圈基本公式：
I1
U1
n1
I2 n2 U2
2U3 n3
P1 P2 P3
U1I1
U2I2
U3I3
n1I1
n2 2
I2
n3 2
I3
交变电流 — 多匝副线圈
相关知识： 4.“日”字形理想变压器等效电阻（铁芯各处材料及横截面积均相同）：
R3
U3
n3 U1
n1 n2
U2
R2
I1
U1
R1
等效电阻关系：
1 R1
n22 n12
1 4R2
n32 n12
I3 n3 U3
电压关系：
U1 n1
U2 n2
U3 n3
U1 :U2 :U3
n1 : n2 : n3
推导：
U2
n2
t
；U3
n3
（电磁感应定律） t
U1
n1
（感应电动势等于输入电压） t
U1 U2 U3 n1 n2 n3
功率关系： P1 P2 P（3 能量守恒）
电流关系： n1I1 n2I2 n3I3
（2）图甲、图乙所示理想变压器原线圈的输入电压有效值均为U，匝数均为150，副线圈上所连的两个电阻的阻值均为R。
图甲中两个副线圈的匝数分别为40、60，图乙中副线圈的匝数为100。下列说法正确的是（ ）A
A．通过图甲、乙中原线圈的电流之比为26∶25 I甲 = R乙 26 B．图甲、乙中变压器的输入功率之差为U2/(75R) I乙 R甲 25
n32 1 n12 R3
推导：
U12
U
2 2
U
2 3
R1 R2 R3
U1 U2 U3 n1 n2 n3
n12 R1
n22 R2
n32 R3
1 R1
n22 n12
1 R2
n32 n12
1 R3
交变电流 — 多匝副线圈
相关知识： 3.“日”字形理想变压器（铁芯各处材料及横截面积均相同）：
R3
U3
1A
I2
n1 n2
I1
3A
U2 I2R1 3V
U1
n1 n2
U2
9V
总结：U1 I1r r 1
I1
1A
I3
n1 n3
I1
1.5A
U1 9V
U3
n3 n1
U1`
6V
R2 4
n1I1 n2I2 n3I3
U1
1 3
I2
2 3
I3
r
U2 I2R1；U3 I3R2
I1
20 11
方法二：U1I1 U2I2 U3I3 P3 66W
（2）图甲、图乙所示理想变压器原线圈的输入电压有效值均为U，匝数均为150，副线圈上所连的两个电阻的阻值均为R。
图甲中两个副线圈的匝数分别为40、60，图乙中副线圈的匝数为100。下列说法正确的是（ ）A
A．通过图甲、乙中原线圈的电流之比为26∶25 I甲 = R乙 26 B．图甲、乙中变压器的输入功率之差为U2/(75R) I乙 R甲 25
n3 U1
n1 n2
功率关系： P1 P2 P（3 能量守恒）
电流关系：
n1I1
n2 2
I2
n3 2
I3
电压关系：
U1 n1
2U 2 n2
2U3 n3
U1 :U2 :U3
n1
:
n2 2
: n3 2
U2
R2
1
1
推导：
U2
n2
2 t
；U3
n3
2 t
U1 n1 t
推导：
U1 n1
2U 2 n2
推导：
U1 n1
U2 n2
U3 n3
P1 P2 P3
U1I1 U2I2 U3I3 n1I1 n2I2 n3I3
交变电流 — 多匝副线圈
相关知识： 2.理想变压器多匝副线圈等效电阻：
I1
U1
n1
I2
n2 U2
R2
I3
n3 U3
R3
I1
U1
R1
等效电阻关系：
1 R1
n22 1 n12 R2
的灯泡，当变压器的输入电压U1=220V时，三感灯泡恰好都能正常发光，电流表A的示数为
0.4A。已知原线圈的匝数n1=1000，副线圈的匝数n3=300。
求：①副线圈的匝数n2；②灯泡L3的额定功率。
①
U1 n1
U2 n2
n2 100
② 方法一：U1 U3 n1 n3
n1I1 n2I2 n3I3 P3 U3I3 66W
0.4A。已知原线圈的匝数n1=1000，副线圈的匝数n3=300。
求：①副线圈的匝数n2；②灯泡L3的额定功率。
①
U1 n1
U2 n2
n2 100
② 方法一：U1 U3 n1 n3
n1I1 n2I2 n3I3 P3 U3I3 66W
方法二：U1I1 U2I2 U3I3 P3 66W
C．图乙中每个电阻的功率为U2/(3R)
PR乙
1U2 2 R乙
PR乙
=
U2 9R
D．图甲中上、下两个电阻的功率之比为2∶3
1 R甲
n22 n12
1 R
n32 n12
1 R
R甲 =
225 52
R
R乙
n12 n22
2R
R甲 =
225 50
R
P
U
2
1 R甲
1 R乙
2U 2 225R
P甲2 P甲3
U U
U n1
U1 n
U2 n2
n1
560；n2
280
U n1
U2 n2
U2
110V
总结： 1.理想变压器：电压之比等于匝数之比；2.现实变压器：能量损失，受电线圈电压值小于理论值；
交变电流 — 多匝副线圈
【 例题2】（1）如图所示，理想变压器有两个副线圈，L1、L2是两盏规格均为“22V，11W”
C．图乙中每个电阻的功率为U2/(3R)
1 U2
U2
PR乙
2
R乙
PR乙 =
9R
D．图甲中上、下两个电阻的功率之比为2∶3
1 总结： R甲
n22 n12
1 R
n32 n12
1 R
R甲 =
225 52
R
R乙
n12 n22
2R
R甲 =
225 50
R
1.一对多理想变压器：U1 :U2 :U3 n1 : n2 :；n3 n1I1 n2I2 n；3I23 .等效电阻：
电路中接有相同的电阻。将中间线圈接入电压
U0 36 2 sin100的 t交(V变) 电流，下列说法正确的是（ ） C
A．每匝线圈中磁通量的变化率都相同 B．电压表V1的示数为14.4V
C．电压表V1和V2示数比为4:5
D．电流表A1和A2示数比为5:4
总结：
U0 n0
2U1 n1
2U 2 n2
U1
C．若线圈2为输入端，则空载的线圈1输出电压为110V D．若线圈2为输入端，则接有负载的线圈1输出电压为220V
1 t
2 2 t
U1 U2
n11 n22
4 U2
55V
2 t
2 1 t
U2 U1
n22 n11
1 U1
U2
220V
（2）如图为“日”字形变压器示意图，中间和两臂上分别绕有匝数为n0、n1、n2的线圈，线圈匝数比n0:n1:n2=10:4:5，两臂