高二物理变压器重难知识点精析及综合能力提升训练
高二物理下册《变压器》练习题及答案
高二物理下册《变压器》练习题及答案知识需求不时地积聚，经过做练习才干让知识掌握的愈加扎实，查字典物理网为大家提供了变压器练习题及答案，欢迎阅读。
1.(2021年济南高二检测)理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的选项是( )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C.原、副线圈每一匝发生的电动势瞬时值之比为10∶1D.正常任务时原、副线圈的输入、输入功率之比为1∶1解析：选BD.对理想变压器，B选项以为无磁通量损漏，因此穿过两个线圈的磁通量相反，磁通质变化率相反，因此每匝线圈发生的感应电动势相等，才招致电压与匝数成正比;D 选项可以以为疏忽热损耗，故输入功率等于输入功率.2.(2021年包头高二检测)理想变压器正常任务时，假定添加接在副线圈两端的负载，那么( )A.副线圈中电流增大B.副线圈输入的电功率减小C.原线圈中电流不变D.原线圈输入的电功率增大解析：选AD.由于U1、U2不变，负载添加，用电器的总电阻减小，由I2=U2R知I2增大，A对C错.由P=UI解得P2=U2I2，所以P2增大，P1增大，B错D对.3.如图5-4-9所示为理想变压器.原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈n2=50匝，n3=100 匝，L1是〝6 V 2 W〞的小灯泡.L2是〝12 V 4 W〞的小灯泡，当n1接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为( )图5-4-9A.160 A? ?B.130 AC.120 A? ?D.110 A解析：选C.P出=2 W+4 W=6 W，由P入=P出，得I1U1=6 W，又U1U2=n1n2，所以U1=n1n2U2=100050×6 V=120 V，所以I1=6120 A=120 A.故正确答案为C.4.如图5-4-10所示，理想变压器的副线圈上经过输电线接有两个相反的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.末尾时，开关S断开.当S接通时，以下说法中正确的选项是( )图5-4-10A.副线圈两端M、N的输入电压减小B.副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C.经过灯泡L1的电流减小D.原线圈中的电流增大解析：选BCD.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两端输入电压不变.并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律知，流过R的电流增大，电阻上的电压UR=IR增大.副线圈输入电流增大，依据输入功率等于输入功率I1U1=I2U2得，I2增大，原线圈输入电流I1也增大.UMN不变，UR变大，所以UL1变小，流过灯泡L1的电流减小. 5.如图5-4-11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额外电压为1.80×104 V的霓虹灯供电，使它正常发光，为了平安，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超越12 mA`时，熔丝就熔断. 图5-4-11(1)熔丝的熔断电流是多大?(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大?解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流区分为U1、U2、I1、I2，依据理想变压器的输入功率等于输入功率，有U1I1=U2I2，当I2=12 mA时，I1即为熔断电流，代入数据得I1=0.98 A.(2)设副线圈中的电流为I′2=10 mA时，变压器的输入功率为P1，依据理想变压器的输入功率等于输入功率，有P1=I′2U2，代入数据，得P1=180 W.答案：(1)0.98 A (2)180 W一、选择题1.对理想变压器可作出的判别是( )A.高压线圈匝数多、电流大、导线粗B.高压线圈匝数少、电流小、导线细C.高压线圈匝数多、电流大、导线细D.高压线圈匝数少、电流大、导线粗解析：选D.由变压规律U1U2=n1n2高压线圈匝数多，由变流规律I1I2=n2n1，匝数多的电流小，导线细;匝数少的电流大，导线粗，应选D.2.一台理想变压器的副线圈有100 匝，输入电压为10 V，那么铁芯中磁通量的变化率的最大值为( )A.10 Wb/s? ?B.14.1 Wb/sC.0.14 Wb/s? ?D.28.2 Wb/s解析：选C.由E=n?ΔΦΔt知ΔΦΔt=1nEm=1100×102 W b/s=0.14 Wb/s.3.(2021年高考重庆卷)一输入电压为220 V，输入电压为36 V的变压器副线圈烧坏.为获知此变压器原、副线圈匝数，某同窗拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈.如图5-4-12所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器剖析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数区分为( )图5-4-12A.1100,360? ?B.1100,180C.2200,180? ?D.2200,360解析：选B.对新绕线圈的理想变压器，依据变压比公式得n1=n3U1U3=5×2201=1100，同理，变压器烧坏前，n2=n1U2U1=1100×36220=180，B正确.4.如图5-4-13所示，MN和PQ为两润滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输入端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨局部加一竖直向上的匀强磁场，那么以下说法中正确的选项是(IR、Ic均为有效值)( )图5-4-13A.假定ab棒匀速运动，那么IR ≠ 0，Ic=0B.假定ab棒匀速运动，那么IR=0，Ic=0C.假定ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，那么IR ≠ 0，Ic ≠ 0D.假定ab棒做匀减速运动，那么IR ≠ 0，Ic=0解析：选BCD.ab匀速切割时发生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不发生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错，B正确;假定ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中发生周期性变化的电流，副线圈发生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器停止充放电，故C正确;当ab匀减速运动时，发生的电动势平均添加，原线圈中电流平均添加，发生的磁场平均增强，副线圈中发生动摇的感应电动势，副线圈两端电压不变，因此电容器不会充放电.故D选项也正确.5.(2021年湛江市模拟)如图5-4-14所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入〝220 V,60 W〞灯泡一只，且灯泡正常发光.那么( ) 图5-4-14A.电流表的示数为32220AB.电源输入功率为1200 WC.电流表的示数为3220 AD.原线圈两端电压为11 V解析：选C.副线圈电压U2=220 V，电流I2=PU2=311 A，那么原线圈两端电压U1=201×U2=4 400 V，电流I1=120×I2=3220 A，所以电流表示数为3220 A，选项A、D 错误，C正确.电源输入功率为60 W，选项B错误.6.(2021年湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈衔接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以经过滑动触头Q 调理，如图5-4-15所示，在副线圈两输入端衔接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，那么( )图5-4-15A.坚持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B.坚持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C.坚持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D.坚持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小解析：选BC.坚持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由U1U2=n1n2知U2不变，当P向上滑动时，由I2=U2R0+R知I2减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误;坚持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由U1U2=n1n2知，U2增大，由I2=U2R+R0知I2增大，故I1增大，C正确，D错误.7.(2021年芜湖高二检测)如图5-4-16，电路中有四个完全相反的灯泡，额外电压均为U，变压器为理想变压器，如今四个灯泡都正常发光，那么变压器的匝数比n1∶n2和电源电压U1区分为( )图5-4-16A.1∶2 2U? ?B.1∶2 4UC.2∶1 4U? ?D.2∶1 2U解析：选C.设灯泡正常发光时的电流为I，那么I1=I，I2=2I.由n1n2=I2I1得n1n2=21.由U1′U2=n1n2得U1′=n1n2U2=2U.故U1=4U，C正确.8.如图5-4-17甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，以下说法中正确的选项是( )图5-4-17A.线圈匝数n1B.线圈匝数n1>n2，n3C.甲图中的电表是电压表，输入端不可以短路D.乙图中的电表是电流表，输入端不可以断路解析：选BCD.甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，n1>n2，甲图中的电表为电压表;乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n39.(2020年高考四川卷)如图5-4-18甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1=20 Ω，R2=30 Ω，C为电容器.经过R1的正弦式交流电如图乙所示，那么( )图5-4-18A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为2021 VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.经过R3的电流一直为零解析：选C.由图象可知该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误;由于变压器输入电压最大值为20×1 V=20 V，所以变压器原线圈电压的最大值为20×10 V=200 V，B错误;R2的功率P2=U2R2=202302W=6.67 W，C正确;由于电容器可以经过交流电，所以电阻R3中的电流不是一直为零，D 错误.二、非选择题10.如图5-4-19所示，自耦变压器输入端A、B接交流电源，其电压有效值UAB=100 V，R0=40 Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为________V，经过电阻R0的电流有效值为________A.图5-4-19解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，UCD=2UAB=200 V，经过R0的电流I=UCD/R0=5 A.答案：200 511.黑光灯是应用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它收回的紫外线可以诱惑益虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网〝击毙〞.图5-4-20如图5-4-20是高压电网的任务电路，高压电网是应用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm，为防止空气被击穿而形成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超越多少?解析：电网两极间电场可看做匀强电场Um=Emd由题意，空气被击穿时Em=6220 V/cm由理想变压器电压关系U1mUm=n1n2由峰值与有效值关系U1m=2U1由以上各式：得n1n2=110.所以次、初级线圈匝数比不得超越10∶1.答案：10∶112.如图5-4-21所示理想变压器输入的交流电压U1=220 V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有〝6 V 9 W〞、〝12 V 12 W〞的电灯区分接在两副线圈上均正常发光，求：图5-4-21(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3;(2)原线圈中电流I1.解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U2=6 V，U3=12 V依据原、副线圈电压与匝数的关系，由U1U2=n1n2，U2U3=n2n3得n1=U1U2n2=2206×36=1320(匝)，n3=U3U2n2=126×36=72(匝).(2)由于P入=P出，P出=P2+P3，所以P入=P2+P3，即I1U1=P2+P3，那么I1=P2+P3U1=9+12220A≈0.095 A.答案：(1)1320匝 72匝(2)0.095 A查字典物理网为大家提供的变压器练习题及答案，大家觉得是不是很有用呢?更多资料尽在查字典物理网。
高中物理高频考点《理想变压器问题分析与强化训练》(附详细参考答案)
理想变压器问题分析与强化训练（附详细参考答案）一、理想变压器问题分析及例题讲解：1．构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
（1）原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
（2）副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．原理：电流磁效应、电磁感应。
3．基本关系式：（1）功率关系：P 入＝P 出；（2）电压关系：U 1n 1＝U 2n 2；有多个副线圈时U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝….；（3）电流关系：只有一个副线圈时I 1I 2＝n 2n 1。
由P 入＝P 出及P ＝UI 推出有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 。
4．理想变压器的规律当变压器有多个副线圈时，5．关于理想变压器的四点说明：（1）变压器不能改变直流电压。
（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。
【题1】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＝6Ω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∶1 B．交变电压的频率为100 HzC．副线圈中电流的有效值为4 A D．变压器的输入功率为880 W【答案】C【题2】（多选）如图，一理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。
原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈两端。
假设该二极管正向电阻为零，反向电阻为无穷大。
用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd，则（）A ．U ab ：U cd ＝n 1：n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍 【答案】BD【解析】若变压器初级电压为U ab ，则次级电压为U 2＝n 2n 1U ab ；由于二极管的单向导电性使得副线圈中的反向电流为零，由有效值的定义可得U 2cd R T ＝U 22R ·T 2解得U cd ＝22U 2，故U abU cd ＝2n 1n 2，选项A 错误；增大负载的阻值R ，则变压器次级电流减小，则初级电流也减小，即电流表的读数减小，选项B 正确；cd 间的电压由变压器的初级电压决定，与负载电阻R 的大小无关，选项C 错误；若二极管短路则U cd ′＝U 2＝2U cd ，故此时R 消耗的功率P′＝U cd ′2R 为原来的2倍，则次级电流会加倍，则初级电流也加倍，选项D 正确。
人教高中物理同步讲义选择性必修二3.3 变压器(解析版)
3.3变压器模块一知识掌握知识点一变压器的原理【情境导入】1．把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。
接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起，原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的？2．探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么？【答案】1.变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上，但两线圈是彼此绝缘的，原线圈是利用了互感现象在副线圈中感应出电流的，并不是原线圈的电流直接流到副线圈中去。
2．变压器的铁芯为闭合铁芯，形成一个闭合磁路，使副线圈中的磁通量变化与原线圈中的磁通量变化基本相同。
【知识梳理】1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作副线圈．2．原理：互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．【重难诠释】1．变压器的构造变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示．2．变压器的工作原理图注意(1)变压器不改变交变电流的周期和频率．(2)变压器只对交变电流起作用，对恒定电流不起作用．(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的．知识点二实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系【重难诠释】1．实验思路交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系．2．实验器材多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干3．实验步骤(1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数．(2)接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中．(3)保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值．(4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值．4．实验结论实验分析表明，在误差允许范围内，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 2.5．注意事项(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．(2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12V ，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱．(3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量．[例题1]（2023春•如皋市校级月考）利用如图所示的可拆变压器可以探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系，下列说法中正确的是（）A．为了保证人身安全，可以用4～6节干电池作为电源B．使用电压表测电压时，要先用最小量程挡试测C．变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈D．由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大【解答】解：A．干电池为直流电源，变压器只能改变交流电源的电压、电流，故A错误；B．使用电压表测电压时，为确保电压表安全，要先用最大量程挡试测，故B错误；C．变压器工作时通过铁芯导磁，利用互感的原理把电能由原线圈输送到副线圈，故C错误；D．由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大，故D正确。
高中物理变压器知识点
高中物理变压器知识点
1. 变压器的基本构造：变压器主要由两个线圈组成，一个是输入线圈（初级线圈），另一个是输出线圈（次级线圈）。
两个线圈之间通过磁铁或铁芯进行磁耦合。
2. 变压器的原理：根据法拉第电磁感应定律，变压器通过交变电流在初级线圈中产生磁场，这个磁场会穿过次级线圈并在其中产生感应电动势，从而使电压在次级线圈中产生改变。
3. 变压器的工作原理：变压器通过改变输入线圈和输出线圈的匝数比来实现电压的升降。
当输入线圈的匝数大于输出线圈的匝数时，输出线圈的电压就会降低；反之，当输入线圈的匝数小于输出线圈的匝数时，输出线圈的电压就会升高。
4. 变压器的电压关系：根据电压守恒定律，变压器的输入功率等于输出功率。
因此，电流的大小和电压的比例是有关系的，即输入电压和输出电压的比例等于输入电流和输出电流的比例。
5. 变压器的效率：变压器的效率是指输出功率与输入功率之比，通常用η来表示。
理想情况下，变压器的效率接近于100%，
但实际变压器由于存在一些能量损耗，效率会略低于100%。
6. 变压器的类型：常见的变压器有两种类型，即升压变压器和降压变压器。
升压变压器用于将输入电压升高，降压变压器则用于将输入电压降低。
7. 变压器的应用：变压器广泛应用于电力系统中，用于在输电
过程中升降电压。
此外，变压器还用于电子设备、电炉、充电器等。
以上是关于高中物理变压器的一些基本知识点，希望对你有所帮助。
高中物理 选修3-2 变压器 知识点及方法总结 题型分类总结 变压器电路分析
高中物理选修3-2变压器1、理想变压器（1）构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
②副线圈：与负极连接的线圈，也叫次级线圈。
③闭合铁芯（2）原理：电流磁效应、电磁感应（3）基本公式①功率关系：P入=P出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纸盒②电压关系：U1U2=n1n2即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
有多个副线圈时，U1n1=U2n2=U3n3③电流关系：只有一个副线圈时I1I2=n2n1由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时，U1I1=U2I2+U3I3+⋯+U n I n当原线圈中U1、I1代入有效值时，副线圈对应的U2、I2也是有效值，当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时，副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值④原副线圈中通过每匝线圈的磁通量的变化率相等⑤原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样（4）几种常用的变压器①自耦变压器-调压变压器如图是自耦变压器的示意图。
这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。
如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。
调压变压器：就是一种自耦便要，它的构造如图所示。
线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。
AB之间加上输入电压U1。
移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。
②互感器{电压互感器：用来把高电压变成低电压电流互感器：用来把大电流变成低电流交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流。
用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。
这种变压器叫做互感器。
a、电压互感器电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高电压电路中，副线圈接入交流电压表。
根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比（U1U2），可以算出高压电路中的电压。
高中物理选修二 新课改 讲义 专题提升五 理想变压器的综合问题
专题提升五 理想变压器的综合问题[学习目标要求] 1.综合应用变压器的原理和基本关系分析电路的动态变化。
2.能够利用变压器的基本关系和能量守恒定律分析原线圈含电阻的变压器问题。
提升1 理想变压器的动态电路分析1.电压、电流、功率的制约关系(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2一定时，输入电压U 1决定输出电压U 2，即U 2＝n 2U 1n 1。
(2)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比n 1n 2一定，且输入电压U 1确定时，副线圈中的输出电流I 2决定原线圈中的电流I 1，即I 1＝n 2I 2n 1(只有一个副线圈时)。
当负载电阻R 的阻值增大时，I 2减小，则I 1相应减小；当负载电阻R 的阻值减小时，I 2增大，则I 1相应增大。
因此，在使用变压器时不能使变压器副线圈短路。
(3)功率制约：P 2决定P 1，P 2增大，P 1增大；P 2减小，P 1减小；P 2为零，P 1为零。
2.动态电路两种常见情况(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 →I 2→P 2→P 1→I 1。
(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n 1、n 2→U 2→I 2→P 2→P 1→I 1。
[例1] 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表。
从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝2202sin(100πt )V ，则( )A.当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22 VB.当t ＝1600 s 时，c 、d 间电压的瞬时值为110 VC.单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表和电流表的示数均变小 答案 A解析 原、副线圈的匝数之比为10∶1，原线圈两端的电压有效值U 1＝22022 V＝220 V ，根据U 1U 2＝n 1n 2，代入数据得U 2＝22 V ，故电压表的示数为22 V ，A 正确；当t ＝1600 s 时，c 、d 间电压的瞬时值u ＝2202·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100π×1600V ＝110 2 V ，故B 错误；当单刀双掷开关与a 连接，滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，副线圈输出电压不变，电流减小，即电压表示数不变，电流表示数减小，故C 错误；当单刀双掷开关由a 扳向b 时，原线圈匝数减小，根据U 1U 2＝n 1n 2知U 2变大，电压表和电流表的示数均变大，故D 错误。
高二物理《变压器》重难知识点精析及综合能力提升训练
高二物理《变压器》重难知识点精析及综合能力提升训练（一）重难知识点精析 1．变压器的构造原线圈、 副线圈、 铁心2．变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。
3．理想变压器磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。
4．理想变压器电压跟匝数的关系： U 1/U 2= n 1/n 2说明：对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况。
即有332211n U n U n U ===……。
这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。
因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。
在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。
5．理想变压器电流跟匝数的关系I 1/I 2= n 2/n 1 （适用于只有一个副线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U 1I 1= U 2I 2+ U 3I 3+U 4I 4+……再根据U 2=12n n U 1， U 3=13n n U 1 ， U 4=14n n U 4……可得出：n 1I 1=n 2I 2+ n 3I 3+ n 4I 4+……6．注意事项（1）当变压器原副线圈匝数比(21n n )确定以后，其输出电压U 2是由输入电压U 1决定的(即U 2=12n n U 1)但若副线圈上没有负载 ， 副线圈电流为零输出功率为零 ， 则输入 功率为零，原线圈电流也为零，只有副线圈接入一定负载，有了一定的电流，即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I 1=12n n I 2），同时有了相等的输入功率，（P 入=P 出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。
高中变压器知识点总结归纳
高中变压器知识点总结归纳一、变压器的基本原理1. 变压器的基本原理是利用电磁感应的原理，通过交变电流在原线圈中产生交变磁通量，从而诱导出另一线圈中的感应电动势。
这种原理使得变压器能够改变交流电的电压大小。
2. 变压器的工作原理是利用两个线圈通过磁感应耦合，在输入端施加交流电压时，原线圈中产生交变磁场，从而诱导出另一线圈中的感应电动势，使得输出端产生相应的交流电压。
3. 变压器的主要作用是改变交流电的电压大小，可以实现升压、降压或绝缘隔离等功能。
因此，变压器被广泛应用于工业、家用、电力系统等领域。
二、变压器的结构和工作原理1. 变压器的结构一般包括铁芯、原线圈和次线圈三部分。
铁芯用于增加磁通量，从而提高磁感应强度；原线圈用于输入电压，次线圈用于输出电压。
2. 变压器的工作原理是利用交变电流在原线圈中产生交变磁通量，从而诱导出另一线圈中的感应电动势，使得输出端产生相应的交流电压。
这样就实现了电压的变换和传递。
3. 变压器的工作原理是基于电磁感应定律和能量守恒定律的基础上，通过电磁感应耦合的原理将输入电能传递到输出端，实现了电压的升降变换。
三、变压器的类型和应用1. 按用途分类，变压器可以分为电力变压器和工业变压器。
电力变压器用于电力系统中的升压、降压和分接等功能，而工业变压器用于电动机驱动、焊接、充电等工业领域。
2. 按结构分类，变压器可以分为壳型变压器和干式变压器。
壳型变压器是常见的箱体结构，内部填充着绝缘油，适用于户外安装；而干式变压器则不需要填充绝缘油，适用于室内安装。
3. 在实际应用中，变压器被广泛应用于工业、家用、电力系统等领域，用于升压、降压、绝缘隔离等功能。
其主要作用是实现了电能的传递和变换，保障了电力系统的正常运行。
四、变压器的参数和性能1. 变压器的参数包括额定功率、额定电压、额定电流、变比、短路阻抗等。
这些参数是变压器设计和选型的重要参考依据，也是变压器性能的关键指标。
2. 变压器的性能表现为效率、损耗、稳定性等方面。
高中物理：《变压器》知识点总结及典型例题
高中物理：《变压器》知识点总结及典型例题1、如图1所示，由于变压器的原、副线圈绕在同一个铁心上，铁心中变化的磁场是原、副线圈共同产生的，因而原、副线圈中每一匝线圈的磁通量的变化率总是相等的，故有成立。
当不计线圈电阻时，有成立，当变压器中无能量损失（理想变压器）时，输入功率等于输出功率，即P入＝P出。
若变压器只有一组副线圈，则I1U1＝I2U2，故有成立。
若变压器有两组或多组副线圈，则功率关系可写为I1U1＝I2U2+I3U3+……，此时电流与匝数成反比的关系不再成立，但电压与匝数成正比的关系仍成立。
图12、对变压器的工作，有几点要注意：①当原、副线圈匝数n1、n2一定时，输出电压U2由输入电压U l决定，与负载无关；②当n1、n2、U1一定时，输入电流I1由输出电流I2决定，I2则与所接负载的多少有关；③变压器的输入功率由输出功率决定；④变压器的负载越大，即指负载总电阻越小。
3、变压器的工作原理是互感现象，故对直流不起变压作用4、电压互感器、电流互感器都是互感变压器，自耦调压器是自感变压器变压器解题思路：思路1：电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时U1/n1=U2/n2=U3/n3=……思路2：功率思路.理想变压器的输入、输出功率为P入=P出，即P1=P2；当变压器有多个副绕组时P1=P2+P3+……思路3：电流思路.由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时n1I1=n2I2+n3I3+……思路4：（变压器动态问题）制约思路：（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2=n2U1/n1，可简述为“原制约副”。
（2）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n1/n2）一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1=n2I2/n1，可简述为“副制约原”。
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。
高中物理 选修3-2 变压器 知识点及方法总结 题型分类总结 变压器电路分析
高中物理选修3-2变压器1、理想变压器（1）构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。
①原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
②副线圈：与负极连接的线圈，也叫次级线圈。
③闭合铁芯（2）原理：电流磁效应、电磁感应（3）基本公式①功率关系：P入=P出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纸盒②电压关系：U1U2=n1n2即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。
有多个副线圈时，U1n1=U2n2=U3n3③电流关系：只有一个副线圈时I1I2=n2n1由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时，U1I1=U2I2+U3I3+⋯+U n I n当原线圈中U1、I1代入有效值时，副线圈对应的U2、I2也是有效值，当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时，副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值④原副线圈中通过每匝线圈的磁通量的变化率相等⑤原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样（4）几种常用的变压器①自耦变压器-调压变压器如图是自耦变压器的示意图。
这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。
如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。
调压变压器：就是一种自耦便要，它的构造如图所示。
线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。
AB之间加上输入电压U1。
移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。
②互感器{电压互感器：用来把高电压变成低电压电流互感器：用来把大电流变成低电流交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流。
用变压器把高电压变成低电压，或者把大电流变成小电流，这个问题就可以解决了。
这种变压器叫做互感器。
a、电压互感器电压互感器用来把高电压变成低电压，它的原线圈并联在高电压电路中，副线圈接入交流电压表。
根据电压表测得的电压U2和铭牌上注明的变压比（U1U2），可以算出高压电路中的电压。
高二物理重点难点知识点归纳
高二物理重点难点知识点归纳高二物理重点难点知识点归纳5篇高二物理重点难点知识点归纳5篇11.1什么是变压器?答：变压器是借助电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
1.2什么是局部放电?答：局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高压电的作用下，发生在电极之间但未贯通的放电。
1.3局放试验的目的是什么?答：发现设备结构和制造工艺的缺陷，例如：绝缘内部局放电场过高，金属部件有尖角;绝缘混入杂质或局部带有缺陷，防止局部放电对绝缘造成损坏。
1.4什么是铁损?答：变压器的铁损又叫空载损耗，它属于励磁损耗而与负载无关，它不随负载大小而变化，只要加上励磁电压后就存在，它的大小仅随电压波动而略有变化。
包括铁心材料的磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗三部分。
1.5什么是铜损?答：负载损耗又称铜损，它是指在变压器一对绕组中，一个绕组流经额定电流，另一个绕组短路，其他绕组开路时，在额定频率及参考温度下，所汲取的功率。
1.6什么是高压首端?答：与高压中部出头连接的2至3个饼，及附近的纸板、相间隔板等叫做高压首端(强调电气连接)。
1.7什么是高压首头?答：普通220kV变压器高压线圈中部出头一直到高压佛手叫做高压首头(强调空间位置)。
1.8什么是主绝缘?它包括哪些内容?答：主绝缘是指绕组(或引线)对地(如对铁轭及芯柱)、对其他绕组(或引线)之间的绝缘。
它包括：同柱各线圈间绝缘、距铁心柱和铁轭的绝缘、各相之间的绝缘、线圈与油箱的绝缘、引线距接地部分的绝缘、引线与其他线圈的绝缘、分接开关距地或其他线圈的绝缘、异相触头间的绝缘。
1.9什么是纵绝缘?它包括哪些内容?答：纵绝缘是指同一绕组上各点(线匝、线饼、层间)之间或其相应引线之间以及分接开关各部分之间的绝缘。
它包括：桶式线圈的层间绝缘、饼式线圈的段间绝缘、导线线匝的匝间绝缘、同线圈引线间的绝缘、分接开关同触头间的绝缘。
1.10高压试验有哪些?分别考核重点是什么?答：高压试验包含空载试验、负载试验、外施耐压试验、感应耐压试验、局部放电试验、雷电冲击试验。
高二物理变压器知识精讲
高二物理变压器【本讲主要内容】变压器教学重点：变压器的工作原理，互感过程的理解。
教学难点：对多个副线圈的变压器，或铁芯“分叉”的变压器，变比关系的推导和理解。
【知识掌握】【知识点精析】1、变压器：同一铁芯上缠绕几组线圈构成变压器，最典型的变压器是同一铁芯上缠绕两个线圈，一个称为原线圈，一个称为副线圈，它们的匝数一般是不同的。
通用符号如图所示，n1和n2分别表示原线圈和副线圈的匝数。
2、理想变压器：工作时，可以忽略焦耳热和涡流发热（磁能损失）的变压器。
对于理想变压器而言，辅助设施就是完全没有必要的了。
3、变压器的工作所谓变压器，就是能够改变电压的仪器。
如图所示，介绍变压器的接线常规（说明：副线圈中负载未画出；否则为“空载”状态）；互感的形成；*法拉第电磁感应定律的应用（回避原电动势和反电动势叠加的过程、相位差问题），注意两边磁通量相等。
E 1 = n 1t∆∆Φ E 2 = n 2t∆∆Φ21E E =21n n对于理想变压器，导线电阻可以忽略，故 U 1 = E 1 ，U 2 = E 2 （副线圈看成一个电源，电动势等于路端电压），所以电压21U U =21n n即：理想变压器原副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数比。
如果n 2＜n 1，则输出电压低，称降压变压器； 如果n 2＞n 1 ，则输出电压高，称升压变压器。
对于理想变压器，我们除了关心它的电压关系外，还关心它的功率和电流关系功率 P 1 = P 2 电流 21I I = 12n n如图所示变压器的电压、功率与电流的关系。
结论：21U U =21n n ，31U U =31n n ；P 1 = P 2 + P 3 ；n 1I 1 = n 2I 2 + n 3I 3如图所示变压器的电压、功率与电流的关系设两个副线圈的磁通分配相同）。
答案留作开放式。
答：21U U =21n n 2，31U U =31n n 2；P 1 = P 2 + P 3 ；2n 1I 1 = n 2I 2+ n 3I 3小结：从以上的探讨我们发现，变压器的电压关系和电流关系并不是用一个正比和反比可以简单地概括，而是会随着变压器结构的改变而改变，但是，万变不离其宗，能量守恒定律和法拉第电磁感应定律总是适用的。
人教版高二物理变压器专题练习附答案
人教版高二物理变压器专题练习附答案一、单选题1．如图所示，匝数为N 的矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO '匀速转动，线框面积为S 且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，1R 、2R 为定值电阻，R 为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表1A 、2A 的示数，分别为1I 、2I ；电压表1V 、2V 的示数分别为1U 、2U 。
不计线框电阻，下列说法正确的是（ ）A ．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0B ．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为NBS ωC ．交流电压表2V 的示数为22NBS ωD ．若只将滑动变阻器的滑片向d 端滑动，则11U I 变大2．如图a 所示的电路中，理想变压器的副线圈接有10个并联的规格相同的灯泡，原线圈接有一个规格也相同的灯泡，每个灯泡的额定电压均为4V ，额定电流均为0.1A 。
11个灯泡均正常发光，所接正弦交流电源的电压随时间变化的关系图象如图b 所示，则（ ）A ．交流电源的有效值约为62VB ．理想变压器输出电压的频率为25HzC ．交流电源的输出功率为4.4WD ．理想变压器原、副线圈的匝数比为15∶13．美国使用的电吹风在120V 的电压下正常工作，现将它在标准电压为220V 的中国使用，则下列说法正确的是（ ）A ．要使电吹风正常工作，所需变压器的原、副线圈匝数比应为6:11B ．标准电压220V 指的是交流电的有效值C ．标准电压220V 指的是交流电的峰值D．变压器中匝数少的线圈导线较细，匝数多的线圈导线较粗4．互感式钳形电流表内部结构如图所示，电流表与次级线圈相连，用手柄控制钳形铁芯上方开口的开合，则（）A．该电流表可用来测量直流电B．次级线圈匝数越少，电流表读数越大C．该电流表测电流时相当于降压变压器D．测量时电流表应串联在被测通电导线中5．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2=n4∶n3。
人教高中物理同步讲义选择性必修二专题提升Ⅺ 变压器的综合问题(原卷版)
专题提升Ⅺ变压器的综合问题模块一知识掌握知识点一几种常见的变压器【重难诠释】1．自耦变压器图甲所示是自耦变压器的示意图．这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，A 、B 之间加上输入电压U 1，移动滑动触头P 的位置就可以调节输出电压U 2.2．互感器分类电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在待测电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的关系式U 1U 2＝n 1n 2I 1n 1＝I 2n 2注意(1)电压互感器是降压变压器，据U 1U 2＝n 1n 2，知n 1>n 2.电流互感器是升压变压器，据I 1I 2＝n2n 1，知n 1<n 2.(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志．①测量仪器不同，电压互感器用电压表，电流互感器用电流表．②原、副线圈匝数关系不同．③原线圈接线方式不同，前者接在火线和零线间，后者接在火线上．(3)使用互感器时，一定要将互感器的外壳和副线圈接地．[例题1]（2023春•海安市校级期中）一电吹风电路图如图所示，a 、b 、c 、d 为四个固定触点：可动的扇形金属触片P 可同时接触两个触点。
触片P 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态，输入电压220V 保持不变，n 1和n 2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，小风扇的额定电压为60V ，正常工作时小风扇输出功率为36W 。
下列说法正确的有（）A．小风扇的内阻是100ΩB．触片同时与a、b接触时吹冷风C．理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝11：3D．吹热风时和吹冷风时通过电吹风的总电流相等[例题2]（2022春•新会区校级月考）如图甲为教室的挂扇，图乙为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上。
高三物理 (基础考点归纳+重难点突破+随堂检测)《 变压
变压器 电能的输送理想变压器1.构造(如图10－2－1所示)图10－2－1变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成． 2．基本关系(1)电压关系：U 1U 2＝n 1n 2.(2)功率关系：P 入＝P 出．(3)电流关系：①只有一个副线圈时：I 1I 2＝n 2n 1.②有多个副线圈时，U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n .3．几种常用的变压器(1)自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈，如图10－2－2A 、B 所示．(2)电压互感器：属降压变压器，并联在电路中，用于测高电压，如图10－2－2 C 所示． (3)电流互感器：属于升压变压器，串联在电路中，用于测大电流，如图10－2－2 D 所示．图10－2－2 错误!【针对训练】1．(2011·新课标全国高考)如图10－2－3，一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( )图10－2－3A ．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】 由变压原理n 1n 2＝U 1U 2可得U 1＝110 V ，即电压表示数为110 V ．由P 入＝P 出，灯泡正常发光可得P 入＝U 1I 1＝P 出＝22 W ，I 1＝22110A ＝0.2 A ，故A 正确．【答案】 A远距离输电1.输电过程(如图10－2－4所示)图10－2－42．电压损失(1)ΔU ＝U －U ′ (2)ΔU ＝IR 3．功率损失(1)ΔP ＝P －P ′ (2)ΔP ＝I 2R ＝(P U)2R 4．减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R 线：由R 线＝ρL S知，可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线；(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下，根据P ＝UI ，要减小电流，必须提高输电电压．【针对训练】2．(2012·广东广州一模)图10－2－5是远距离输电的示意图，下列说法正确的是( )图10－2－5A．a是升压变压器，b是降压变压器B．a是降压变压器，b是升压变压器C．a的输出电压等于b的输入电压D．a的输出电压等于输电线上损失的电压【解析】远距离输电先升压，再降压，选项A正确而B错误；由电线有电压损失，故a的输出电压等于b的输入电压与损失的电压之和，选项C、D均错．【答案】 A(对应学生用书第174页)理想变压器基本关系的应用基本关系和制约关系基本关系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出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系(1)只有一个副线圈：电流和匝数成反比(2)多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定关于理想变压器的四点说明(1)变压器不能改变直流电压．(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．(2012·山东高考)图10－2－6甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图10－2－6乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，○V 为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )甲乙图10－2－6A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52VC ．实现点火的条件是n 2n 1＞1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1＜1 000【审题视点】 (1)由变压器原线圈所加电压的u －t 图象可以确定原线圈电压的最大值和有效值，进而确定电压表的示数．(2)由引发电火花的电压最大值可以确定变压器原、副线圈的匝数之比．【解析】 由题u t 图象知，交流电压的最大值U m ＝5 V ，所以电压表的示数U ＝U m2＝52V ，故选项A 错误，选项B 正确；根据U 1U 2＝n 1n 2得n 2n 1＝U 2U 1，变压器副线圈电压的最大值U 2m ＝5 000 V 时，有效值U 2＝U 2m 2＝5 0002V ，所以点火的条件n 2n 1＞5 0002 V 52V ＝1 000，故选项C 正确，选项D 错误．【答案】 BC 【即学即用】 1.图10－2－7(2012·西安调研)如图10－2－7所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝10 Ω，C 为电容器，原线圈所加电压u ＝2202sin (100πt ) V ．下列说法正确的是( )A ．通过电阻R 3的电流始终为零B ．副线圈两端交变电压的频率为5 HzC ．电阻R 2的电功率为48.4 WD ．原副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶1【解析】 在交流电路中电容器能够通交流，所以A 错误；变压器能够改变交流电压，但是不能变频，因此B 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得到U 2＝22 V ，所以电阻R 2的电功率为P 2＝U 22R 2＝48.4W ，C 正确；根据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．【答案】 C远距离输电问题1.输电线路的特点和组成为了减少远距离输电过程中的电能损失，一般采用高压输电的模式，先用升压变压器将电压升高，将电输送到用电区后，再用降压变压器将高电压变成用电器所需的电压值，如图10－2－8为输电过程的示意图．图10－2－8 2．输电过程的电压关系和功率关系(1)输电过程的电压关系(2)输电过程功率的关系一台发电机最大输出功率为 4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻为R＝1 kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )A．T1原、副线圈电流分别为103 A和20 AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VC．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D．有6×104盏灯泡(220 V 60 W)正常发光【审题视点】(1)根据题意画出远距离输电示意图标明已知量和未知量．(2)由变压器上的电压关系、电流关系和功率关系，列式求解．【解析】远距离输电的模型如图所示．T 1原线圈的电流为I 1＝P 1U 1＝4 000×1034 000A ＝1×103 A ，输电线上损失的功率为P 损＝I 22R＝10%P 1，所以I 2＝10%P 1R ＝ 4 000×103×0.11×103A ＝20 A ，选项A 正确；T 1的匝数比为n 1n 2＝I 2I 1＝20103＝150；T 1上副线圈的电压为U 2＝50U 1＝2×105V ，T 2原线圈的电压为U 3＝U 2－I 2R ＝2×105 V －20×103 V ＝1.8×105V ，选项B 正确；T 2上原、副线圈的变压比为n 3n 4＝U 3U 4＝1.8×105220＝9×10311，选项C 错误；能正常发光的灯泡的盏数为：N ＝90%P 160＝6×104，选项D 正确．【答案】 ABD 【即学即用】2．(2012·黄冈模拟)如图10－2－9为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述错误的是( )图10－2－9A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【解析】 依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP ＝I 2R 线，而R 线＝ρl S，增大输电线的横截面积，可减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A 项正确；由P ＝UI 来看在输送功率一定的情况下，输送电压U 越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B 项正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，C 项错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D 项正确．【答案】 C(对应学生用书第175页)变压器电路的动态分析1.理想变压器的动态分析问题一般有两种类型：(1)负载电阻不变，原、副线圈的电压U 1、U 2不变，电流I 1、I 2，功率P 1、P 2随匝数比的变化而变化．(2)匝数比不变，原、副线圈的电压U 1、U 2也不变，电流I 1、I 2，功率P 1、P 2随负载电阻的变化而变化．2．处理此类问题的关键都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——U 2由U 1和匝数比决定；I 2由U 2和负载电阻决定；I 1由I 2和匝数比决定．如图10－2－10所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心轴头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝2202sin 100πt (V)，则( )图10－2－10A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22 VB ．当t ＝1600s 时，c 、d 间的电压瞬时值为110 VC ．单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表和电流表的示数均变小【潜点探究】 (1)电压表示数和电流表示数均为副线圈电压和电流的有效值． (2)当负载电阻阻值变化时，负线圈上电压不变，而电流发生变化． (3)当原线圈匝数变化时，副线圈上电压和电流都会发生变化．【解析】 当单刀双掷开关与a 连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，副线圈输出电压为22 V ，电压表的示数为22 V ，选项A 正确；当t ＝1600s 时，c 、d 间的电压瞬时值为u 1＝2202sin(100π×1600) V ＝2202sin(π6) V ＝110 2 V ，选项B 错误；单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数不变，电流表的示数变小，选项C错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，电压表示数变为44 V，电压表和电流表的示数均变大，选项D错误．【答案】 A【即学即用】3．(2011·福建高考)图10－2－11甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图10－2－11乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是( )甲乙图10－2－11A．输入电压u的表达式u＝202sin(50πt)VB．只断开S2后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W【解析】由图乙知周期为0.02 s，因此输入电压的表达式u＝202sin(100πt) V，A错；只断开S2，L1、L2两端的电压小于额定电压，都不能正常发光，B错；只断开S2，负载电阻变大，功率变小，C错，S1换接到2后，据P＝U2出R和U入U出＝n1n2得R消耗的功率为0.8 W，故选D.【答案】 D(对应学生用书第176页)●理想变压器的基本关系 1.图10－2－12(2012·重庆高考)如图10－2－12所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin 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】 由电器R L 正常工作，可得通过副线圈的电流为I ＝P U ＝880220A ＝4 A ，故C 对；供电导线所分电压为U r ＝4×6 V＝24 V ，副线圈两端电压U 2＝220 V ＋24 V ＝244 V ，因此原、副线圈的匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝11 000244＝2 75061，故A 错；又P 1＝P 2＝U 2I 2＝244×4 W＝976 W ，故D错；交变电压的频率f ＝ω2π＝50 Hz ，故B 错．【答案】 C●变压器和交流电路动态分析2．(2012·福建高考)如图10－2－13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．○V 1 和○V 2 是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；○A 1 和○A 2 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( )图10－2－13A ．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 【解析】 交流电表的示数为有效值，故A 、B 两项均错误；P 向下滑动过程中，R 变小，由于交流电源、原副线圈匝数不变，U 1、U 2均不变，所以I 2＝U 2R 0＋R变大，由I 1I 2＝n 2n 1，得I 1＝n 2n 1I 2变大，故C 项正确，D 项错误．【答案】 C●远距离输电问题3．(2010·江苏高考)在如图10－2－14所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )图10－2－14A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 【解析】 升压变压器的输出电压由电源电压及匝数比决定，输出功率变大时升压变压器的输出电压不变，A 项错误．由I ＝PU可知当输出功率增大时输出电流增大．由U 损＝IR 及P 损＝I 2R 可知U 损及P 损均增大．故C 项正确．当U 损增大时降压变压器的输出电压减小，B选项错误．由P 损＝P 2U 2R 可知P 损P ＝PU2R .当输出功率增大时输电线损耗比例增大，D 项正确．【答案】 CD●变压器综合应用问题4．一个理想变压器原线圈输入功率为P 0＝1 200 W ，原、副线圈匝数比为n 1∶n 2＝2∶1，其副线圈两端接一内阻为r ＝4 Ω的电动机，此电动机正以速度v ＝0.8 m/s 匀速向上提升质量为m ＝100 kg 的重物，已知重力加速度g ＝10 m/s 2，则变压器原线圈两端的电压为多大？【解析】 由能量守恒知，理想变压器原线圈输入功率等于输出功率，又等于电动机的输入功率．据题意知P 0－mgv ＝I 2r ，式中I 为变压器的输出电流， 即电动机的输入电流，得I ＝P 0－mgvr＝10 A ，变压器的输出电压为U 2＝P 0I＝120 V. 设变压器原线圈两端的电压为U 1，据题意知U 1U 2＝n 1n 2＝21，则U 1＝n 1n 2U 2＝240 V.【答案】 240 V。
高二物理知识讲解变压器提高含答案
变压器煎饼老师〔156********〕【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.U n4.会用」」及I1U1 I2U2 〔理想变压器无能量损失〕解题. U 2 15.知道电能输送的根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〕.甲乙2.工作原理中变压器示意图变压器的变压原理是电磁感应.如下图,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,那么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：原线圈电能一磁场能一副线圈电能.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根底：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)由于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n「1,原线圈两端加交变电压Ui,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E1、E2,由法拉第电磁感应定律得E1 n1 ―^ ,匚「①中曰右E i n iE2 门2 ----------- ,1 ot E2 n2对于理想变压器,不考虑原、副线圈的电压损失,那么U i E i, U2 E2,即U1 11cU2 n2同理,当有几组副线圈时,那么有 5 丛Ul L n i n2 n3注意：(i) 支无论副线圈一端是空载还是有负载,都是适用的.U 2 n2「J R , ..................... 一、…一、rr , .(2)据」上知,当n2> n i时,U2> U i ,这种变压器称为升压变压器；当n2V n1时,U 2 n2U2< U i ,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, 取P出.4 .电流关系：由功率关系,当只有一个副线圈时：I i U i I2U2,得工英―；I2 U i n 当有多个副线圈时：I i U i I 2U 2 I 3U 34寸? I 1n 112n 2 13n 3 L要点诠释：(i )由k n 2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 I 2 n i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(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下图,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,可依据以下原那么：h h要点诠释:(1)电压互感器是降压变压器,据U i n i——,知小> n 2.U 2 n 2(2)电流互感器是升压变压器,据I 1 n 2 ——,知 n-i< n 2.I 2n i(1)输入电压U1决定输出电压U2,这是由于输出电压U2 =Ui,当U i不变时,不ni论负载电阻R变化与否,U2不会改变.(2)输出电流I2决定输入电流I i,在输入电压U i一定的情况下,输出电压U2也被完全确定.当负载电阻R增大时,I2减小,那么I1相应减小,当负载电阻R减小时,I2增大, 那么I i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P2决定输入功率理想变压器的输出功率与输入功率相等, 即P2 P.2 在输入电压U i 一定的情况下,当负载电阻增大时,I2减小,那么变压器输出功率P2 I2U减小,输入功率R也将相应减小；当负载电阻R减小时,I2增大,变压器的输出功率F2 I2U2 增大,那么输入功率p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根本规律(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.(i)原、副线圈匝数比口不变,分析原、副线圈的电压U i > U2,电流11、I2,nh输出和输入功率F2、R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U1,副线圈两端电压U2U2n2U i为定值,流过副线圈的电流n iI2 I2 U2随负载电阻的减小而增大, 变压器输出功率F2 (P2 I2UJ也随着增大,不计RP 变压器损失的能量,那么变压器输入功率 P (P P 2)也增大,流过原线圈的电流1111g L也增大.进行动态分析的顺序是 U 1 U 2 I 2P 2 P I 1.(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 U i 和匝数n 1不变,当副线圈匝数 1增大时,副线圈两端电压U 2 U 2 n 2U 1增大,流过副线圈的电流I 2 I 2 U 2增大,变压器输出功率n 1RP 2 (F 2 I 2U 2)增大,那么理想变压器的输入功率R 增大,流过原线圈的电流 Ii 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,例如以下图中两线圈,将 b c 相连,a d 作为输出端,假设电流从a 端流入,那么两线圈电流反向, 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. (2021宿迁模拟)如下图,一理想变压器原线圈的匝数 ni=ii00匝,副线圈的 匝数 m=220匝,交流电源的电压 u=220J2sin i00疝V , R 为负载电阻,电压表、电流 表均为理想电表,那么以下说法中正确的选项是( )A.交流电的频率为 100 HzB.电压表的示数为 44 VC.电流表A i 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 u=220j2sin 100疝V,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 i 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【高清课堂：变压器 例2】【变式】在绕制变压器时,某人将两个线圈绕在如下图变压器铁芯的左右两个臂上. 当通以交变C方■OC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.线圈1、2的匝数之比n1：n2 2：1,那么在不接负载的情况下,以下说法中正确的选项是( )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】此题考查学生是否对变压器的工作原理有深刻理解. U1 〕等于原、副线圈中产生的感应电动势之比U 2一, 队」 ,U 2 E 2 n 2K 当从线圈2输入电压U 2时：—— ---------------U 1 E 1 n 』n 1 t m 〞形铁芯,原线圈绕在一个臂上,通正弦式电流时,磁感线平类型二、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 n 1 : n 2 1:2 ,电源电压U 220&sin tV ,原线圈电路中接入一熔断电流10 1 A 的保险丝,副线圈中接入一可变电阻R,如下图,为了使保险丝不致熔断,调节 R 时,其阻值最低不能小于〔〕A. 440QB. 440页QC. 880QD. 880衣Q【答案】C【解析】此题考查变压器的根本规律,关键要知道保险丝熔断电流 I 0 1 A 为电流的有 效值. 当原线圈电流I 1 I .时,副线圈中的电流〔即副线圈中电流的有效值〕为I 291 叫01A , n 2 n 22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〔当给线圈1输入电压U 1时:U i U 2 E E 2n 1 ©2 2 4 n 2 ①21 111.【总结升华】对于 均分配在另两个臂副线圈的输出电压有效值为n 2n 2UimU 2 —U1——44 440V . n in 1 .. 2因此副线圈电路中负载电阻的最小值为应选项C 正确.【总结升华】保险丝熔断电流I 0 1 A 为电流的有效值而不是最大值,公式U 1 5及U 2 门2I 1 n 2 ,. 一 .、一 ....... 一,八 . 一 一— 上中的电压和电流既可以是有效值,也可以是最大值,但必须要对应.I 2 n i举一反三【高清课堂：变压器 例9】【变式】如下图,理想变压器的 a b 端加上某一交流电压〔电压有效值保持不变〕 副线圈c 、d 端所接灯泡L 恰好正常发光.此时滑线变阻器的滑片 P 于图示位置.现将滑片 P 下移〔导线电阻不计〕,那么以下说法中正确的选项是〔〕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例3.如下图,理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯.原、副线圈的匝数 比为n : n 2 2:1 ,电源电压为U .求B 灯两端电压U B 为多少?【解析】此题综合考查理想变压器的根本规律、欧姆定律,解题关键是电源电压 U 和原线圈两端电压 U 1不相等.R minU 2880设原线圈输入电压为 Ui,副线圈输出电压为 U2,由串联电路分压原理可知U U A U 1 .①由变压器原理可知U 1:U 2 2:1, ② I i ：l 2 1:2 .③由欧姆定律可知U A I i R, ④ U B I 2R.⑤联立①〜⑤式,得U B 2U .5【总结升华】原线圈上串有灯泡,灯泡与原线圈上电压的分配遵循串联电路的分压原 理.例4.如下图,理想变压器的交流输入电压 U 1 220 V ,有两组副线圈,其中n 2 36 匝,标有“ 6 V 9 W 〞、“12 V 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 力和另一副线圈的匝数 飞； (2)原线圈中电流11.【答案】(1) n 1 1320 匝 n 3 72 匝 (2) I 1 0.095 A【解析】此题考查了理想变压器的电压、电流、功率关系,关键要看清副线圈有两个. 由于两组副线圈上的两个灯均正常发光,所以两个副线圈输出的电压等于各自连接的灯的额定电压,根据电压与匝数的正比关系即可求出原线圈的匝数 出功率与输入功率相等的关系可计算出原线圈上的电流强度11.(1)由于两灯泡均正常发光,所以有n i 和副线圈的匝数飞；根据输U2 6 V , U3 12 V .根据原、副线圈电压与匝数的关系,由U1 n1 U 2 n2——、——, U 2 n2 U 3 n3得U 220n1 — n2— 36 1320 匝,U2 6n3—n2 - 36 72 匝.U2 6⑵由于P入味,吨P2 P3,所以P入P2 P3.即I1U1 P2 P3,那么P2 P3 9 12I1 -一3----------------- A 0.095A .U1 220..... ,、、 ,一一 *、,一. I1 n2 ,,, 、一【总结升华】理想变压器的变压关系是一个普适关系,而电流比—二那么不然,它只I25适用于副线圈仅有一个的情况.而对副线圈有多个的情况那么应根据功率关系P A % ,即U1I1 U2I2U3I3 L来找出各线圈间的电流关系.举一反三：【变式1】如图,理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1,两个标有“ 12V, 6W〞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【高清课堂：变压器 例10】【变式2】如下图,理想变压器原线圈输入交变电流i 1m sin t ,副线圈接有一电流表和负载电阻 R,电流表的示数为 0.10A .在t 1/4T 时〔T 为交流电的周期〕,原线 圈中的电流瞬时值为 0.03A .由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为〔〕A. 10:3B. 3： 10 . 2C. 10,2： 3D. 3:10例5.如下图,接于理想变压器上的四个灯泡规格相同,且全部正常发光,求三个线 圈的匝数比n 1 ： n 2: n 3.【答案】n 1 : n 2 : n 3 3:2:1【解析】此题考查变压器规律和电路知识的运用.由于四个规格相同的灯泡都正常发光,所以三个线圈中的电流均相同,即I 1 I 2 I 3 I .设n 、1、％三个线圈两端的电压分别为u 「U 2、U 3,接在原线圈中灯泡两端的电压A. 120V, 0.10A C. 120V, 0.05 A 【答案】DB. 240V, 0.025A D. 240V, 0.05 A为Uo,那么有:U o U3所以,U2U3 n2设电源电压为U ,那么有U U o U1 .根据理想变压器的输入功率等于输出功率,那么有:U I U o I U2I U3I ,即UI 4U3I .所以U 4U3, U1 U- U o 3U3 .即U1 3—— ,U3 1即01 3—一.% 1因此三个线圈的匝数比n1: n2: n3 3:2:1 .【总结升华】对理想变压器来说,变压公式和输入功率等于输出功率是普遍适用的规律, 对于有几个副线圈的理想变压器,电流公式就不能使用了.类型三、理想变压器各物理量的动态分析例6.如下图为一理想自耦变压器,当它们的滑片P向b方向移动时,R和R/保持不变,电压表读数将,电流表的读数将；假设P的位置不动,变阻器滑片Q 向上滑动时,电压表的读数将,电流表的读数将.〔填“变大〞“变小〞或“不变〞,R表示滑动变阻器的总电阻〕【答案】变小 变小不变变大【解析】此题考查了理想变压器各物理量间的决定关系.电源的电压设为U 1 ,电压表的读数是副线圈两端电压,设为U 2,那么U 2 *U i .当P 向b 移动时,n i 变大,n 2不n i变,所以U 2变小,即电压表示数将变小,如果R 和R 不变,那么副线圈中的电流将变小,原线圈中的电流将变小,即电流表的读数将变小.当 P 的位置不变时副线圈两端电压不变, 故电压表的示数不变,滑动变阻器的触头向上滑动时,总电阻减小,副线圈中的电流增大, 原线圈中的电流增大,即电流表的示数将变大.【总结升华】此类问题首先要根据题意分清变量和不变量, 制约关系—电压：输入决定输出；电流和功率：输出决定输入.可按以下动态分析思路进行分析:举一反三【高清课堂：变压器 例8】【变式U 调压变压器是一种自耦变压器,它的构造如下图.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,变阻器的滑动触头为Q.那么〔〕A.保持P 的位置不动,将 Q 向下移动时,电流表的读数变大 B .保持P 的位置不动,将 Q 向下移动时,电流表的读数变小其次要明确变量之间的相互 U iU i n i U 2 n 2 决定U 2I 2反R负载 ]决定1 2P i P 2(l i U i 12J 2)决定I iPl I i U i 决定P iC.保持Q 的位置不动,将 P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大 D .保持Q 的位置不动,将 P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变小 【答案】BC【变式2】〔2021 青岛统一检测〕如下图,匝数为10的矩形线框处在磁感应强 度B= 42T 的匀强磁场中,绕垂直磁场的轴以恒定角速度卡10rad/s 在匀强磁场中转动,线框电阻不计,面积为 0.4m 2,线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连,副线圈 接有一只灯泡 L 〔4W, 100◎而滑动变阻器,图示状况下灯泡正常发光,电流表视为 理想电表,那么以下说法正确的选项是〔〕A.此时原副线圈的匝数比为 2:1B.此时电流表的示数为 0.4AC.假设将自耦变压器触头向下滑动,灯泡会变暗D.假设将滑动变阻器滑片向上移动,那么电流表示数增大 【答案】ACD【解析】A 、输入电压的最大值为： U m NBSco 10 J2 0.4 10V=40,2V,变所以U 2 而R J4 100V=20V ,此时原副线圈的匝数比为： 上 U 1 90 2 ,故An 2 U 2 20 1正确；U 2 20 I 1 n 2B 、由欧姆定律得：I 2 — ——A=0.2A ,根据 — -2得：此时电流表的示数为： R 100 I 2 仙I I 旭I 2 10.2A=0.1A ,故 B 错误； n 1 2U I n 1一 上可知输出电压减小,所U 2 n 2以灯泡变暗,故 C 正确;压器输入电压的有效值为:U U mU 1 240 ,2V40V,开关闭合时两灯泡均正常发光,C 、假设将自耦变压器触头向下滑动,副线圈匝数变小,根据D 、假设将自耦变压器触头向上滑动,副线圈匝数变大,根据U 1 上可知输出电压增大, U 2 n 2--U ；P F2 上,又P UM ,可知电流表本数增大,故 D 正确. R应选：ACD类型四、综合应用例7.某理想变压器,当其输入端接在电动势为 在电阻为R 的负载上时,R 上可得最大功率.求:(1)这时输入电流是多大？负载上最大功率是多少？(2)负载上获得最大功率时,变压器的原副线圈上的电压各为多少? (3)变压器的变压比为多少 ？电源的效率为多少？ 【答案】见解析【解析】此题综合考查了变压器的功率关系、闭合电路的欧姆定律等知识. (1)如下图,交流电源与原线圈组成一闭合电路,负载 R 获得最大功率时,变压器输入功率也达最大,变压器输入功率P i I i E-I ；r,所以2R r(I i 2 —)r[(I i -)2 1] .r2r 4r当I i 红时,负载功率最大, 2r(2)副线圈与电阻组成回路,副线圈为电源,由功率公式:E 、内阻为r 的交流电源上,输出端接 P maxE 2 4r而原线圈的输入电压U i E I i r E.2(3)从原、副线圈的电压比得变压比为电源的效率为代入可得=50%.【总结升华】变压器的输入功率即 R 上消耗的功率；副线圈作为电源对 R 供电；电源和原线圈组成回路可选用闭合电路的欧姆定律. 举一反三【高清课堂：变压器 例11】【变式】如下图,理想变压器原、副线圈的匝数比为k,输出端接有一交流电动机,其线圈的电阻为 Ro 将原线圈接在正弦交流电源两端,变压器的输入功率为 P 0时,电动机 恰好能带动质量为 m 的物体匀速上升,此时理想电流表的示数为 I .假设不计电动机的机械损耗,重力加速度为 g,那么以下说法正确的选项是()B.原线圈两端电压的有效值为 kIRC.原线圈中电流的有效值为 - kD.副线圈两端电压的有效值为 IR 【答案】C例8.汽车等交通工具中用电火花点燃汽油混合气,如下图,汽车蓄电池电压 为12 V,变压器匝数之比为 1 ：100.当开关S 闭合后,火花塞上电压为多少？当开关 S 从闭合到忽然断开,可为火花塞提供瞬时高电压,产生电火花. 蓄电池提供的是直流,为什么变压器的副线圈也能得到高电压呢？I 2U2100% ,A.电动机的输出功率为 P 0k【答案】见解析【解析】此题考查变压器的实际应用.当开关S闭合后,变压器的原线圈中是恒定电流, 铁芯中的磁通量不变, 副线圈中没有感应电动势,火花塞上电压为零. 当开关S从闭合到忽然断开, 铁芯中磁通量忽然变小, 在副线圈中会产生一个瞬时高电压〔脉冲高电压可达104V左右〕,使火花塞产生电火花.【总结升华】〔1〕解题中很容易出现套用电压公式求出U2 1200V的错误结果.排除失误方法：掌握变压器的工作原理,副线圈中没有磁通量变化,不能产生感应电动势. 〔2〕当开关S忽然断开时,副线圈中磁通量忽然变为零, t很小,一2很大,可产生高电压,t与原线圈上电压是交流还是直流无关.举一反三【高清课堂：变压器例12】【变式】如下图,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端的交变电压为u 20j2sin100 tV就泡在两端电压到达100V时开始发光,以下说法中正确的有〔〕A.开关接通后,窗泡的发光频率为100HzB.开关接通后,电压表的示数为100 VC.开关断开后,电压表的示数变大D.开关断开后,变压器的输出功率不变【答案】AB。
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高二物理变压器重难知识点精析及综合能力提升训练Prepared on 22 November 2020高二物理《变压器》重难知识点精析及综合能力提升训练（一）重难知识点精析 1．变压器的构造原线圈、 副线圈、 铁心 2．变压器的工作原理在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。
3．理想变压器磁通量全部集中在铁心内，变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率。
4．理想变压器电压跟匝数的关系： U 1/U 2= n 1/n 2说明：对理想变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原、副圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况。
即有332211n U n U n U ===……。
这是因为理想变压器的磁通量全部集中在铁心内。
因此穿过每匝线圈的磁通量的变化率是相同的，每匝线圈产生相同的电动势，因此每组线圈的电动势与匝数成正比。
在线圈内阻不计的情况下，每组线圈两端的电压即等于电动势，故每组电压都与匝数成正比。
5．理想变压器电流跟匝数的关系I 1/I 2= n 2/n 1 （适用于只有一个副线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈时，反比关系即不适用了，可根据输入功率与输出功率相等的关系推导出：U 1I 1= U 2I 2+ U 3I 3+U 4I 4+……再根据U 2=12n n U 1， U 3=13n n U 1 ， U 4=14n nU 4……可得出：n 1I 1=n 2I 2+ n 3I 3+ n 4I 4+…… 6．注意事项（1）当变压器原副线圈匝数比(21n n )确定以后，其输出电压U 2是由输入电压U 1决定的(即U 2=12n n U 1)但若副线圈上没有负载 ， 副线圈电流为零输出功率为零 ， 则输入 功率为零，原线圈电流也为零，只有副线圈接入一定负载，有了一定的电流，即有了一定的输出功率，原线圈上才有了相应的电流（I 1=12n n I 2），同时有了相等的输入功率，（P 入=P 出）所以说：变压器上的电压是由原线圈决定的，而电流和功率是由副线圈上的负载来决定的。
（二）典型例题解析【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加，则通过它们的电流I R 、I C 、I L 如何改变[ ]A ．I R 不变、I C 增大、I L 减小B ．I R 增大、IC 增大、I L 减小 C ．I R 增大、I C 增大、I L 不变D ．I R 不变、I C 增大、I L 不变 解答：应选C ．点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比．纯电阻电路中，电阻R与频率无关，I R＝U/R，所以I R与频率成正比；纯电容电路中，容抗X C＝1/2πfC，I C＝U/X C＝2πfCU，与频率的二次方成正比；纯电感电路中，X L＝2πfL，I L＝U/X L＝U/2πfL，与频率无关．【例2】图18－17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A．解答：由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)；因理想变压器的初、次级功率相等，所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝(A)即电压表、电流表读数分别为216V、．点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系．【例3】如图18－18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，它们各在什么条件下采用应怎样选择电容器点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器，乙应是电容较小的电容器．参考答案甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流．【例4】如图18－19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W ”、“12V 24W ”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，通过初级线圈的电流之比．点拨：关键是初、次级功率始终相等． 参考答案：1∶3．【例5】如图1所示，理想变压器铁芯上绕有A 、B 、Cn A ∶n B ∶n C =4∶2∶1，在线圈B 和C 阻R ，当线圈A 与交流电源连通时，交流电流表A 2的示数为I 0，则交流电表A 1的读数为_______________I 0 。
解，即ABB A n n I I =得出I A =压，再根据R 相等的条件求出C 组电流，由B C B C n n U U =和RUI c c =，得I C = .此后利用关系式n A I A =n B n B +n C n C 即 4I A =2I 0+1× 得I A =【例6】如图2A .将R 上的滑片向上移动C .将电键S 由1掷向【分析与解】在输入 电压和匝数比21n n 一定的情况下，输出电压U 2是一定的，当R 减小时，由I=RU 2可知电流表读数变大，故应向下移动，(B)正确.在输入电压U 1一定的条件下，减小匝数比21n n ，则输出电压U 2增大，（U 2=12n nU 1），故电流强度增大，应掷向【例7为U 之比为2：1和R 2之比为1：812有 R 1=2R 2 (1)设三组线圈的匝数分别是n 1 ，n 2 ，n 3，两组副线圈上的电压分别是U 2和U 3，易得U 2=12n n U U 3=13n n U 乙图中R 1和R 2上的功率之比为1 ， 8即 8=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1212R U n n 2213R U n n ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ ……（2） 联列（1）式和（2）式解得32n n =21（2）设甲图中输出功率为P 1，则P 1=（U n n n 132+）2/（R 1+R 2） 设乙图中输出 功率为P 2，则P 2=（U n n 12）2/R 1+（U n n 13）2/R 2 以R 1=2R 2，n 3=2n 2代入，可得：3221=P P 。
由于输入功率等于输出功率，所以甲、乙两图中输入功率之比也为32，根据P=IU ，电压恒定，所以两图中电流之比I 1：I 2=2：3【例8】发电厂输出的交流电压为万伏，输送功率为×106瓦，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220伏，发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22欧，求，(1)输电导线上损失的电功率;(2)变压器原副线圈匝数之比。
【分析与解】（1）应先求出输送电流，由I 线=P 总/U 总=×106 ×104=100(A)则损失功率为P 损=I 线2R 线=1002×22=×105 (w) (2)变压器原线圈电压U 1为U 1=U 总-U 线= U 总- I 线R 线=×104-100×22=19800(V)所以原副线圈匝数比2121U U n n ==19800/220=90. （三）综合能力提升测试一、选择题1．利用变压器不可能做到的是 【 】A ．增大电流B ．升高电压C．减小电压 D．增大功率2．当理想变压器副线圈空载时，副线圈的【】A．负载电阻为0 B．输出电流为0C．两端电压为0 D．输出功率为03．下列正确说法是【】A．变压器也可能改变恒定电压B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用4．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原副线圈中【】A．电流频率比为2∶1B．功率比为2∶1C．电流比为2∶1D．电压之比为2∶15．理想变压器原、副线圈的电流为I1，I2，电压U1，U2，功率为P1，P2，关于它们之间的关系，正确的说法是【】A．I2由I1决定 B．U2与负载有关C．P1由P2决定 D．以上说法都不对6．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为【】A．90V B．0．4V C．6V D．0V7．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的【】A．输送电压的平方成正比B．输送电压的平方成反比C．输电线中电流的平方成正比D．导线中电流的平方成反比8．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是【】A．由功率P=U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P=IU，应低电压小电流输电C．由P=I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对9．用电器电阻值为R距交变电源L，输电线电流为I，电阻率为ρ，要求输电线上电压降不超过U．则输电线截面积最小值为【】A．ρL/R B．2ρLI/UC．U/ρLI D．2UL/ρI10．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n倍，则输电导线上【】11．关于三相交流发电机的使用，下列说法中正确的是【】A．三相交流发电机发出三相交变电流，只能同时用三相交变电流B．三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电流C．三相交流发电机必须是三根火线、一根中性线向外输电，任何情况下都不能少一根输电线D．如果三相负载完全相同，三相交流发电机也可以用三根线（都是火线）向外输电12．对于三相交变电流，下面说法正确的是【】A．相电压一定大于线电压B．相电压一定小于线电压C．相电流一定小于线电流D．以上说法都不对13．如图1所示，三个完全相同的负载连接成星形，由不计内阻的三相交变电源供电，若C相断开，则电流表和电压表的示数变化应分别是【】A．电流表示数变小，电压表示数不变B．电流表示数不变，电压表示数变大C．电流表、电压表示数都变小D．电流表、电压表示数都不变二、填空题14．如图2所示，副线圈上有一个标有“220V，10W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电流表示数为，则电压表的示数为______V，原、副线圈的匝数比为______．15．如图3用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变．当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中四只电表的示数和输入功率P变化情况是V1______，V2______，A1______，A2______，P______．16．发电厂输出功率为9900kW，输电线电阻为2Ω，分别用18kV和110kV的高压输电，则导线上损失的功率分别为___________，________．17．变压器接入某输电电路中，现以相同的输入电压U，不同的输出电压输送相同的电功率P，输电线电阻为R．当副线圈与原线圈匝数比为K时，输电线线路上损耗的功率为______；当匝数比为nK时，线路上损耗的功率为原来的______倍．18．如图4所示，理想变压器的线圈匝数分别为n1=2200匝，n2=600匝，n3=3700匝，已知交流电表A2示数为，A3示数为则电流表A1的示数为______．三、计算题19．如图5变压器两个次级线圈匝数比为n1∶n2，所接负载R1=R2，当只闭合电键S1时，初级线圈中电流为1A；当只闭合电键S2时，初级线圈中电流为2A，设输入的交变电压不变，求n1∶n2．20．有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．变压器为理想变压器输电线路如图6所示．参考答案一、选择题1．D 2．BD 3．BCD 4．D 5．C6．D 7．BC 8．C 9．B 10．ABCD 11．BD 12．D 13．A二、填空题14．400，20∶1115．不变，不变，减小，减小，减小16．605kW，18．三、计算题20．升压1∶8，降压12∶1。