完整版变压器的动态分析有答案
学案2：3.3变压器
3.3变压器学习目标1.了解变压器的构造及几种常见的变压器。
2.理解互感现象和变压器的工作原理。
3.掌握理想变压器的电压与匝数的关系及应用。
4.掌握理想变压器的功率关系，并导出原、副线圈中的电流关系及应用。
一、变压器的原理思考1：生活用电电压为220 V，而我们的手机电池都是5 V的，充电器是如何实现电压的变化的呢?1.变压器的构造:由和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示:(1)原线圈:与连接的线圈，也叫;(2)副线圈:与连接的线圈，也叫。
2.原理: 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，在铁芯中激发的也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生。
3.作用:改变交变电流的，不改变交变电流的和。
4.注意:(1)变压器不改变交变电流的周期和频率;(2)变压器只对变化的电流起作用，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。
二、电压与匝数的关系1.理想变压器:没有 的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型。
2.电压与匝数的关系:原、副线圈的 等于两个线圈的 ，即U 1U 2=n 1n 2。
3.理想变压器原、副线圈功率关系: P 1 P 2(选填“>”“=”或“<”)。
4.两类变压器:副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫 变压器;副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫 变压器。
合作学习知识点一 理想变压器的工作原理及特点 1.工作原理:2.基本规律:(1)理想变压器的特点:①变压器铁芯内无漏磁;无发热损失。
②原、副线圈不计内阻，即无能量损失。
实际变压器(特别是大型变压器)一般可以看成理想变压器。
(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∆Φ∆t ，根据法拉第电磁感应定律有E 1=n 1∆Φ∆t，E 2=n 2∆Φ∆t，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。
第10章_2变压器__电能的输送
(2010 亳 州 期 末 测 试 ) 如 图 10-2-4所示，L1和L2输电线，甲是电压互感器， 乙是电流互感器．若已知甲的变压比为500∶1， 乙的变流比为200∶1，并且已知加在电压表两端 的电压为220V，通过电流表的电流为5A，则输电 线的输送功率为( ) A．1.1 × 102W B．1.1 × 104W C．1.1 × 106W D．1.1 × 108W
点评：理想变压器的关系式：①电压关系： U1/U2=n1/n2(变压比)，即电压与匝数成正比． ②功率关系：P入=P出， 即I1U1=I2U2+I3U3+… ③电流关系：I1/I2=n2/n1(变流比)，即对只有 一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比．
2.变压器的动态分析
如图10-2-2，一理想变压器的原线 圈上接有正弦交变电压，其最大值保持 不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈 的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电 流为I2，输出功率为P2.当R增大时( ) A．I1减小，P1增大 B．I1减小，P1减小 C．I2增大，P2减小 D．I2增大，P2增大
【错解分析】1) 变压器空载时，电路的电流为零， ( U2 无能量的转不能用P = 来计算电功率． R (2)接通后次级线圈有电阻要消耗电能，由于 次级线圈内部存在电压降，所以次级线圈的端电压 不再是220V，而应以次级线圈为研究对象应用闭合 电路欧姆定律去求次级线圈的端电压． (3)由于次级线圈的端电压达不到灯泡的额定 电压，灯泡的实际功率要小于每盏灯的额定功率．
图10- 4 2-
解析：加在电压表两端的电压为220V，L1和 L2输电线两端的电压为500 × 220V；通过电流表 的电流为5A，输电线的电流为200 × 5A，则输电 线的输送功率为1.1 × 108W.只有D正确．
例谈电容器和变压器的动态分析
间距离减小 时 ， 由 Ｅ：Ｕ／ 可知 ， Ｅ增大 ， 角也 应增大 。
ｎ
开关 Ｓ断开时 ， 电容 器两板 所带 电荷量一定 ， 由Ｃ 一 Ｔ Ｔ —
Ｕ
大， 选项 Ａ 正确 ； Ｓ由 ｂ合 到 ｎ时 ， 与上述情 况相 反 ， Ｐ 将减 少 ， 选项 Ｂ正确 ； Ｐ 上滑 时 ， Ｒ增大， Ｐ 一 ／ Ｒ减
小， 又Ｐ ＝ ＝ ＝ Ｐ 且 Ｐ ＝ ＝ ＝ ， Ｕ ， 因 而 减 小 ， 选 项 Ｃ错 误 ；
及 Ｅ一
‘ 士丁 【 Ｋ“
可知 Ｅ一塑 与 ｄ无关 ， 无论 两极板是
￡
Ｕ 增大 ， 由 一 可知 ， Ｕｚ 增大， ｚ 一 ， ｚ 随之增 大 ， 由 ／ 。 一 ／ 可知 ， 也增 大 ， 选项 Ｄ正确 ， 即本题 正 确选项为 Ａ、 Ｂ 、 Ｄ。 （ 责任编辑 易志毅）
定， 即Ｉ 一
（ 副制 原） 。（ ３ ） 负载制 约 ： ①副线 圈 的输
出功率 Ｐ 由用户负载决定 Ｐ 。 一Ｐ 负 ＋Ｐ 负 。 …… ； ② 副线
圈中 的电 流 由 用户负 载及电 压Ｕ ２ 确定， 即Ｉ 一筹。 Ｄ
Ｕ ９
号 ｕ 一 ； ｕ ② 平 行 板 电 容 器 电 容 的 决 定 式 ｃ 一 Ｌ 士 ｎ Ｋ ¨ 或 ｃ 。 Ｃ
Ｅ 的变化 。保持开关 Ｓ闭合 ， 两板 正对 面积 的变 化仅改 变 电器 的电容 （ 减小 ） 和带电量 （ 减少） ， 加 在板 间的 电压 不变 ， 板 间距不 变 ， ． ‘ ． 场 强 Ｅ不 变 ， 故 ０ 角不 变 ； 当两板
变压器 ， Ｓ为单 刀双 掷开关 ， Ｐ为滑
关于理想变压器的动态分析问题
圈的 输 出 电 压 与Ｒ ． 上 电 压之 差 ， 即Ｕ ＝ Ｕ ２ － Ｉ ， Ｒ 。 由于 合 上 Ｓ 后 ， Ｉ 增大 ， Ｒ ． 不变 ， Ｕ ， 不变 ， 由Ｕ ＝ Ｕ ， 一 Ｉ ， Ｒ ． 可 知 Ｕ 并减小 ， 即 电压 表 Ｖ ， 的示 数 变 小 ， 所 以 选项 Ｄ 错。
Ｕ 和 匝 数 比共 同决 定 ， 与负载 电阻无 关 ， 即Ｕ． ， ： ｎ ， Ｕ ， ／ ｎ ， （ 原 制 约副 ） 。 ２ ． 电 流 制 约关 系： 在原副线圈匝数 ｔ ｅｎ ． ： ｎ ， 和 输 入 电压 Ｕ 确 定 的情 况 下 ， 原线 圈 的输 入 电流 Ｉ 是 由输 出 电流 Ｉ ， 和 匝数 ｔ ｅｎ ， ： ｎ ， 决定 ， 即Ｉ ＝ ｎ ， Ｉ ， ， ｎ ， （ 副制 约 原 ） 。
例２ ： 如图所示 ， 有一理想变压器 。 原 线 圈 接 在 电压 一 定 的 正弦交流电源上 ， 副 线 圈 电 路 中接 入 三个 电 阻Ｒ 、 Ｒ ， 、 Ｒ， ， 各 交
流 电 表 的 内阻 对 电路 的影 响 不 计 ， 当开 关 Ｓ 闭合时 ， 各 电表 的 示 数 变化 情 况 是 （ ）
匝 数 比 的变 化 而 变 化 的 情 况 ； （ ２ ） 负载变化 ， 匝数 ｔ ｅ ｎ ： ｎ ． 不变 ， 电 流Ｉ 或 电 压Ｕ 随 负 载 电 阻Ｒ的 变化 而 变 化 的 情 况 。 无 论 同 学们 遇 到 哪 种 情 况 ， 处 理 此 类 问题 的关 键 都 是 ： 第一 ． 分 清 变 量 和 不变 量 ； 第 二 ．弄 清 楚 理想 变 压器 中 各 物 理 量 之 间 的联 系 和相 互 制 约关 系 ， 即谁 决 定 谁 。 １ ． 电压 制 约 关 系 ： 在理想变压 器中 ． 副线 圈 的 端 电 压 Ｕ 由
人教版2020高考物理理想变压器模型试题(含解析)
理想变压器模型李仕才一、理想变压器的几个基本问题（1）理想变压器的构造、作用、原理及特征。
构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。
作用：在办理送电能的过程中改变电压。
原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。
特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。
（2）理想变压器的理想化条件及规律如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U 1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，有∆∆=∆∆=222111,φεφεn t n 忽略原、副线圈内阻，有 2211,εε==U U 。
另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有21φφ∆=∆。
由此便可得理想变压器的电压变化规律为2121n n U U =。
在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有21P P =，而111U I P =，222U I P =。
于是又得理想变压器的电流变化规律为1221n n I I =。
由此可见：①理想变压器的理想化条件一般指的是：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（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因素的差别）。
②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。
（3）多组副线圈理想变压器的规律。
如图所示，原线圈匝数为1n ，两个副线圈的匝数分别为1n 、2n 相应的电压分别为1U 、2U 和3U ，相应的电流分别为1I 、2I 和3I 根据理想变压器的工作原理可得2121n n U U =① 3131n n U U =②可得 3232n n U U =③ 根据出入P P =得：332211I U I U I U +=④将①③代入④得3232221212I n n U I U I n n U +=整理得 332211n I n I n I +=（4）原副线圈的地位原（副）线圈在原（副）线圈回路中所处的地位是充当负载（电源）。
高三物理理想变压器试题答案及解析
高三物理理想变压器试题答案及解析1.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。
变压器的输入电压是市区电网的电压，假设负载变化时输入电压保持不变。
输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R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。
忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响。
当用户的用电器增加时，下列说法正确的是A．电压表读数增大，电流表读数增大B．电压表读数减小，电流表读数增大C．电压表读数不变，电流表读数增大D．电压表读数不变，电流表读数减小【答案】 C【解析】试题分析: 理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以V的示数不变；当用电器增加时，相当于R的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即副线圈中的电流示数变大，副线圈消耗的功率增大；由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，故C正确，A、B、D错误。
【考点】变压器的构造和原理2.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。
变压器的输入电压是市区电网的电压，假设负载变化时输入电压保持不变。
输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R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。
忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响。
当用户的用电器增加时，下列说法正确的是A．电压表读数增大，电流表读数增大B．电压表读数减小，电流表读数增大C．电压表读数不变，电流表读数增大D．电压表读数不变，电流表读数减小【答案】C【解析】根据，由于匝数不变，电网电压不变，因此电压表示数不变，而用户消耗的功率增加，而输入电压不变，因此输入电流增加，电流表示数增加，C正确，ABD错误。
【考点】变压器，动态分析3.如图所示，图（a）中的变压器为理想变压器，其原线圈接到U＝220 V的交流电源上，副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路；图（b）中阻值为R2的电阻直接接到电压为U＝220 V的交流电源上，结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为（）A．B．C．D．【答案】C【解析】图a中R1消耗的功率，图b中R2消耗的功率，由题意知，，代入数据解得，根据变压规律知原副线圈的匝数比为，故C正确；A、B、D错误。
高三物理理想变压器试题答案及解析
高三物理理想变压器试题答案及解析1.如图所示，原、副线圈匝数比为l00：1的理想变压器，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=311sin314t（V），则A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为3.IVB．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C．当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小D．副线圈两端的电压频率为50Hz【答案】D【解析】当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的电压的最大值为311V，根据电压与匝数成正比可知，所以副线圈的电压的最大值为3.11V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为V，A错误．若当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比由100：1变为50：1，所以输出的电压升高，电压表和电流表的示数均变大，B错误．若当单刀双掷开关由a扳向b 时，理想变压器原、副线圈的匝数比由100：1变为50：1，副线圈电压加倍，电阻不变，输出功率P=，所以输入功率等于输出功率变为原来的4倍，C错误．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的电阻增大，电路的总电阻增大，由于电压是由变压器决定的，电压不变，所以电流变小，C错误．原线圈与副线圈两端的电压频率均为50Hz,D正确。
【考点】本题考查变压器的工作原理。
2.理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端，已知三个灯泡均正常发光。
该变压器原、副线圈的匝数之比为A．1∶2B．2∶1C．2∶3D．3∶2【答案】B【解析】三个灯泡都相同，并且都正常发光，可知三个灯泡此时的电流都相同，即原线圈中的电流是副线圈中电流的一半，由和可知，该变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，B正确。
【考点】理想变压器的电流与匝数的关系3.如图所示，一理想变压器原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，将原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电压上，副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接入电路，现在A、B两点间接人不同的电子元件，则下列说法正确的是A．在A、B两点间串联一只电阻R，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0．2 Wb/sB．在A、B两点间接入理想二极管，电压表读数约为31VC．在A、B两点间接人一只电容器，如果只缓慢提高交流电频率，电压表读数将缓慢增大D．在A、B两点间接入一只电感线圈，如果只缓慢提高交流电频率，电阻R消耗电功率将缓慢增大【答案】BC【解析】在A、B两点间串联一只电阻R，输入电压最大值为220V≈311V，故平均每匝电压为0.311V，故磁通量的最大变化率为0.311Wb/s，A错误；输入电压有效值为220V，根据，故输出电压为44V；在A、B两点间接入理想二极管，会过滤掉负半周电流，设电压表读数为U，则根据有效值定义，有得：U＝≈31V，B正确；在A、B两点间接入一只电容器，只提高交流电频率，电容器容抗减小，R分得的电压增加，电压表读数增加，C 正确；在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交流电频率，感抗增加，R分得的电压减小，电压表读数减小，D错误。
电路动态分析(含答案)
电路动态变化的分析一、基础知识1、电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化． 2、电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎨⎧并联分流I 串联分压U→变化支路. (2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论．(3)判定总电阻变化情况的规律①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．图3③在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R 并与灯泡并联，另一段R 串与并联部分串联．A 、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致． 二、练习1、在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P 向下移动时，则( )A ．A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变亮 B ．A 灯变亮、B 灯变亮、C 灯变暗图2C ．A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变暗D ．A 灯变亮、B 灯变暗、C 灯变亮 答案 D解析 滑片P 向下移动，滑动变阻器电阻减小，外电路总电阻减小，根据I ＝ER ＋r知，电路电流增大，灯A 两端电压U A 增大而变亮，根据U ＝E －Ir ，路端电压变小，U ＝U A ＋U B ，所以U B 减小，灯B 电阻不变，所以灯B 电流I B 减小，灯B 变暗．干路电流I ＝I B ＋I C ，因为I 增大，I B 减小，所以I C 增大，灯C 应变亮，选项D 正确．2、(2011·北京理综·17)如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )A ．电压表与电流表的示数都减小图16B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大 答案 A解析 变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中，变阻器R 0接入电路中的电阻变小，从而使整个电路中的外电阻变小，干路电流变大，内阻r 分得的电压U 内＝Ir 变大，U 外变小，电压表示数变小．由U 1＝IR 1知U 1变大，因U 外＝U 1＋U 2，故U 2变小，由于I 2＝U 2R 2，所以流过R 2的电流变小，电流表示数变小，选项A 正确．3、在如图所示的电路中，当滑动变阻器R 3的滑动触头P 向下滑动时( )A ．电压表示数变大，电流表示数变小B ．电压表示数变小，电流表示数变大C ．电压表示数变大，电流表示数变大D ．电压表示数变小，电流表示数变小解析 R 3的滑动触头向下滑动，所以R 3接入电路的阻值变大，导致并联电路的阻值变大，电路的总电阻变大，干路电流变小；并联电路的电阻变大，则并联电路的分压增大，即R 2、R 4串联电路的电压变大，所以流过这一支路的电流变大，由于干路电流变小，所以电流表的示数变小；因为R 2、R 4串联电路的电压变大，使得R 2两端分压变大，电压表示数变大，本题答案为A. 答案 A4、在如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑片在a 端时合上开关S ，此时三个电表、和的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑片向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( )A ．I 1增大，I 2不变，U 增大B ．B ．I 1减小，I 2增大，U 减小C ．I 1增大，I 2减小，U 增大D ．I 1减小，I 2不变，U 减小 答案 B解析 滑片向b 端移动时，R 2减小，引起总电阻减小，总电流I ＝ER 总增大，路端电压U ＝E －Ir 减小，R 3的电流等于总电流，U 3＝IR 3增大，故并联部分电压U 并＝U －U 3减小，R 1阻值不变，故电流I 1减小，I 2＝I －I 1增大，故选B.5、(2011·海南·2)如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大答案 B解析 当S 断开时，R 2所在支路断路，外电路总电阻R 变大，根据I ＝ER ＋r知，干路电流I 变小，根据U ＝E －Ir 知，路端电压变大，即读数变大；根据U ＝IR 知，R 1两端电压U 1＝IR 1变小，而U ＝U 1＋U 3，所以R 3两端的电压U 3＝U －U 1变大，通过R 3的电流I 3＝U 3R 3变大，即的读数变大，所以B 正确．6、如图所示，闭合开关S 后，A 灯与B 灯均正常发光，当滑动变阻器的滑片P 向左滑动时，以下说法中正确的是( )A ．A 灯变亮B ．B 灯变亮C．电源的输出功率可能减小D．电源的总功率增大答案AC解析滑动变阻器的滑片P向左滑动，R的阻值增大，外电路的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律知，干路电流I＝ER外＋r减小，则B灯变暗，路端电压U＝E－Ir增大，灯泡A两端的电压U A＝U－U B增大，A灯变亮，故A选项正确，B选项错误；电源的输出功率P外＝UI＝E2R外＋2r＋r2R外，可能减小，但电源的总功率P＝EI减小，则C选项正确，D选项错误．7、在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则()A．电压表的示数变大B．小灯泡消耗的功率变小C．通过R2的电流变小D．电源内阻的电压变大答案 B解析若将照射R3的光的强度减弱，则R3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A、D错误；而电阻R2两端的电压将变大，通过R2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B正确，C错误．8、如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()A．电压表读数减小B．电流表读数减小C．质点P将向上运动D．R1上消耗的功率逐渐增大答案BC解析R4的滑片向b端移动时，R4↑→R总↑→I总↓→U端↑，分析电流表示数变化时可把R1和R3等效为电源内阻，示数即可等效为总电流，由上面分析知其示数减小，B 正确；分析示数的变化时，可把R1、R2和R3都等效为电源内阻，其示数即为等效路端电压，增大，A错；分析电容器两板间电压时，可把R1等效为电源内阻，U C＝U端，E＝U Cd，增大，C正确；P1＝I2总R1，D错．9、如图所示的电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，则待电流再次达到稳定后，与P移动前相比()A．电流表示数变小，电压表示数变大B．小灯泡L变亮C．电容器C的电荷量减小D．电源的总功率变大答案 A解析对电路分析可知，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位臵向a端移动一些，滑动变阻器连入电路的电阻增大，总电流减小，路端电压增大，因此电流表示数变小，电压表示数变大，选项A正确；通过小灯泡的电流减小，小灯泡L将变暗，选项B错误；小灯泡分得的电压减小，因此滑动变阻器两端电压增大，即电容器C两端电压增大，由Q＝CU知，电容器C的电荷量将增大，选项C错误；电源总功率由P＝E2R＋r可知，电源的总功率变小，选项D错误．10、如图所示的交流电路中，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的滑动触头向下移动时()A．灯L变亮B．B．各个电表读数均变大C．因为U1不变，所以P1不变D．P1变大，且始终有P1＝P2答案 D。
高中物理 变压器 (提纲、例题、练习、解析)
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。
变压器工作原理动态图分析
变压器工作原理动态图分析
以下是变压器工作原理的动态图分析：
一个变压器主要由两个线圈组成，一个是高压线圈，另一个是低压线圈。
高压线圈和低压线圈之间是一个铁芯，通常由高导磁性的材料制成，如铁。
变压器的工作基于法拉第电磁感应定律。
当有交流电流通过高压线圈时，强磁场就会产生在铁芯和低压线圈中。
这个强磁场随着电流的方向不断变化。
当高压线圈通电时，磁力线从高压线圈传导到铁芯，然后再传导到低压线圈。
在低压线圈中，由于电流方向与高压线圈不同，磁场的方向也会相应地改变。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场通过线圈时，会在线圈中产生感应电动势。
因此，在低压线圈中，由于磁场的变化，会产生一个与高压线圈电动势相同的电动势。
这样，通过变压器的低压线圈就会得到一个降低的电压。
另一方面，由于变压器的高压线圈具有较大的绕组数，高压线圈中产生的磁场也更强。
因此，通过高压线圈的电动势会比低压线圈中的电动势高得多。
这样，通过一个交流电源的高压线圈，就可以得到一个电压较低的输出。
这使得变压器成为电能输送和转换中非常重要的设备之一。
总结来说，变压器的工作原理是通过电流在线圈中产生的磁场，以及磁场的变化引起的电动势，来实现电压的变换。
变压器的动态变化分析
理想变压器的动态分析1.匝数比不变的情况如图10-2-6所示：图10-2-6(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2知，输入电压U 1决定输出电压U 2，不论负载电阻R 如何变化，U 2也不变．(2)当负载电阻发生变化时，I 2变化，输出电流I 2决定输入电流I 1，故I 1发生变化．(3)I 2变化引起P 2变化，P 1＝P 2，故P 1发生变化，输出功率P 2决定输入功率P 1.2．负载电阻不变的情况如图10-2-7所示：图10-2-7(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化． (2)R 不变，U 2改变，故I 2发生变化．(3)根据P 2＝U 22R ，P 2发生变化，再根据P 1＝P 2，故P 1变化，P 1＝U 1I 1，U 1不变，故I 1发生变化．3．分析动态问题的思路程序3．(多选)(2014·广东高考)如图10-2-19所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合电键S ，下列说法正确的是( )图10-2-19A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大【解析】 由于理想变压器输入电压U 1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U 2也不变，灯L 亮度不随P 的滑动改变，故选项A 错误、选项B 正确．P 向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R 总减小，由I 2＝U 2R 总知，通过副线圈的电流I 2增大，输出功率P 2＝U 2I 2增大，再由I 1I 2＝n 2n 1知输入电流I 1也增大，故选项C 错误、D 正确．【答案】 BD。
专题45 变压器动态变化问题-2019高考物理一轮复习专题详解(解析版)
知识回顾1．理想变压器的基本规律 P 1＝P 2U 1U 2＝n 1n 2 I 1I 2＝n 2n 12．远距离输电回路1：发电机回路P 1＝I 1U 1回路2：输送电路I 2＝I 3＝I R ，U 2＝U 3＋U R ，P 2＝P R ＋P 3 回路3：输出电路I 4＝I 用，U 4＝U 用，P 4＝P 用 规律方法1．理想变压器问题中的两个“弄清”(1)弄清变量和不变量．如原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量可随电路的变化而发生变化．(2)弄清动态变化过程中的决定关系，如U 2由U 1决定，P 1、I 1由P 2、I 2决定． 2．理想变压器问题的分析流程 (1)由U 1U 2＝n 1n 2分析U 2的情况； (2)由I 2＝U 2R分析I 2；(3)P 1＝P 2＝I 2U 2判断输入功率的情况； (4)由P 1＝I 1U 1分析I 1的变化情况．(5)对于一原线圈多副线圈，有U 1n 1＝U 2n 2＝…＝U nn nn 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…＋n n I n P 1＝P 2＋P 3＋P 4＋…＋P n 变压器动态变化分析方法(1)变压器动态分析常见的两种情况①负载不变，匝数比变化； ②匝数比不变，负载变化． (2)处理此类问题应注意三点 ①根据题意分清变量和不变量；②要弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入； ③动态分析顺序： a ．由U 1和n 1n 2决定U 2；b ．由负载电阻R 和U 2决定I 2；c ．由P 2＝U 2I 2，确定P 1；d ．由P 1＝U 1I 1，确定I 1. 例题分析【例1】 (2016年高考·江苏卷)一自耦变压器如图所示，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U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2.在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中( )A ．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 【答案】 C【例2】 (多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A 、理想电压表V ，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L 、一个电吹风M ，输电线的等效电阻为R ，副线圈匝数可以通过调节滑片P 改变．S 断开时，灯泡L 正常发光，滑片P 位置不动，当S 闭合时，以下说法中正确的是( )A ．电压表读数增大B ．电流表读数减小C ．等效电阻R 两端电压增大D ．灯泡变暗 【答案】CD【例3】 (多选)(2017年哈尔滨模拟)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化．若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R 阻值为100 Ω，则()A ．理想电压表读数为100 VB ．理想电流表读数为0.75 AC ．电阻R 消耗的电功率为56 WD ．电阻R 在100秒内产生的热量为5 625 J 【答案】 BD【解析】 根据电流的热效应，一个周期内产生的热量：Q ＝U 2RT ＝2R×12T ＋5022R ×12T ，解得U ＝75 V ，A 错误；电流表读数I ＝UR ＝0.75 A ，B 正确；电阻R 消耗的电功率P ＝I 2R ＝56.25 W ，C 错误；在100秒内产生的热量Q ＝Pt ＝5 625 J ，D 正确．学科*网专题练习1．(多选)(2017年天津滨海新区联考)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝22T ，单匝矩形线圈面积S ＝1 m 2，电阻r ＝403Ω，绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接．电表为理想电表，两个完全相同的电灯泡，标称值为“20 V ,30 W”，且均正常发光，电流表A 1的示数为1.5 A ．则以下说法正确的是( )A ．电流表A 1、A 2的示数之比2∶1B ．理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1C ．线圈匀速转动的角速度ω＝120 rad/sD ．电压表的示数为40 2 V 【答案】：BC2．(多选)如图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原、副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW.下列说法中正确的有 ( )A ．用户端交流电的频率为50 HzB ．用户端电压为250 VC ．输电线中的电流为30 AD ．输电线路损耗功率为180 kW 【答案】：AC3.如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和R 1并联的D 为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A 、B 间加一正弦交流电u ＝202sin100πt (V)，则加在R 2上的电压有效值为( )A ．10 VB ．20 VC ．15 VD ．510 V【答案】：D【解析】：电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R 2上的电压等于输入电压值；电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大，可看作断路，R 2上的电压等于输入电压值的一半，因此可设加在R 2上的电压有效值为U ，根据电流的热效应，在一个周期内满足U 2R T ＝2R·T 2＋2R·T 2，解得U ＝510V ，选项D 正确．4．(多选)(2017年嘉兴模拟)如图所示，理想变压器与电阻R 、交流电压表V 、交流电流表A 按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝101，电阻R ＝10 Ω，图乙是R 两端电压U 随时间变化的图象，U m ＝102V.下列判断正确的是( )A ．电压表V 的读数为10 VB ．电流表A 的读数为210A C ．变压器的输入功率为10 WD ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝cos100πt (A) 【答案】：AC5．(2017年山东枣庄调研)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n 1与副线圈匝数n 2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，三个阻值均为20 Ω的电阻R 1、R 2、R 3和电容器C 构成的电路与副线圈相接，其中，电容器的击穿电压为8 V ，电压表V 为理想交流电表，开关S 处于断开状态，则( )A ．电压表V 的读数约为7.07 VB ．电流表A 的读数为0.05 AC ．电阻R 2上消耗的功率为2.5 WD．若闭合开关S，电容器会被击穿【答案】：AC6.如图所示，理想变压器的原线圈两端接高压交变电源，经降压后通过电阻为R的输电线接用电器，两块电表分别是交流电流表和交流电压表，原先开关是闭合的．今将S断开时，电流表和电压表的示数及输电导线上损失的功率变化情况是()A．增大，增大，增大B．减小，减小，减小C．增大，减小，减小D．减小，增大，减小【答案】D【解析】U1由高压交变电源决定，不变，根据＝可知，U2不变，当S断开时，负载电阻变大，副线圈中电流I2＝，I2变小；U损＝I2R线，U损变小．电压表读数U＝U2－U损，变大；P损＝I R线，变小．P入＝U1I1＝P出＝U2I2，P出变小，所以I1变小。
高三物理理想变压器试题答案及解析
高三物理理想变压器试题答案及解析1.有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比为4∶1，输电线的总电阻R="4" Ω，全校共有22个班，每班有“220 V 40 W的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，则不正确的有（）A．发电机输出功率为5280WB．发电机电动势250VC．输电效率是97%D．若想提高输电效率，则可以提高升压变压器匝数比，且同时降低降压变压器匝数比【答案】A【解析】所有电灯正常发光时消耗的功率为P=40×22×6W=5280W=P4，由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压U4=220V，用电器总电流为，根据变压器电流与匝数成反比，所以输电线上的电流，导线上损失的电功率：144W，变压器的输入电功率为：，故选项A 错误；降压变压器的次级电压为：，升压变压器初级电压为：226V，升压变压器初级电流：，发电机的电动势：250V，选项B正确；输电效率为：×100％=70％，选项C正确。
若想提高输电效率，则要减少导线上的功率损失，也就是必须要减小输电线上的电流，则可以提高升压变压器匝数比，且同时降低降压变压器匝数比，选项D 正确。
【考点】变压器的计算问题.2.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1000匝，副线圈匝数n2＝200匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u＝220sin 100πt(V)．副线圈中接一电动机，电阻为11Ω，电流表2示数为1A.电表对电路的影响忽略不计，则()A．此交流电的频率为100HzB．电压表示数为220VC．电流表1示数为5AD．此电动机输出功率为33W【答案】D【解析】原线圈中接一交变电源，交变电源电压，故最大值为，有效值为220V，角频率为100πrad/s，故频率为；变压器不改变频率，此交流电的频率为50Hz，故A错误；电压表测量电压的有效值，为220V，故B错误；根据变流比公式，有：故,解得：，故C错误；根据变压比公式，有：,解得：,电动机的输出功率为：；故D正确；【考点】考查了理想变压器3.图甲所示的变压器原、副线圈匝数比为3:1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图像，L1、L 2、L3、L4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, 下说法正确的是A．ab输入端电压的瞬时值表达式为(V)B．电流表的示数为2A，且四只灯泡均能正常发光C．流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次D．ab输人端输入功率Pab="18" W【答案】B【解析】由题知，cd的电压瞬时值表达式为，有效值为U1=27V，由得副线圈U2=9V，则L2L3L4均能正常发光，每只灯泡的电流，副线圈电流I2=3×=2A，由得原线圈的电流I1=A，L1也能正常发光，ab输入电压的表达式为,A错，B对；由图象知交流电的周期为0.02s，交流电的频率为50Hz，流过灯L 2的电流每秒钟方向改变100次，C错；ab输人端输入功率Pab=36×=24W，D错，所以本题选择B。
专题六 变压器的基本规律及动态电路问题
专题六 变压器的基本规律及动态电路问题一、变压器的基本规律1.电压关系：U 1U 2＝n 1n 2，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，P 1＝P 2＋P 3＋P 4＋P 5＋…。
3.电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2，即I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1；当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…，即I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋…。
[复习过关]1. (多选)如图1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1.0 AD.电流表A 2的示数为0.4 A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。
答案 BC2.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.交流电源电压有效值为220 V，频率为50 Hz解析由图知原线圈电压最大值为220 2 V，周期T＝2×10－2 s，故有效值为220 V，频率为50 Hz；由U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1得输出电压最大值为36 2 V，原、副线圈中电流之比为9∶55，输入、输出功率应相等，所以D正确。
高中物理-14 变压器中动态变化--含二极管、电容器和电动机电路—高中物理三轮复习重点题型考前突破
含二极管的变压器问题在理想变压器问题中，偶尔在副线圈的电路中存在二极管，该类问题在高考中也时有出现，应加以重视．(1)二极管具有单向导电性：正向导通，反向截止．(2)先假设二极管不存在，分析副线圈的电流，再利用二极管的单向导电性对副线圈的电流进行修正．(3)结合能量守恒定律进行分析．1.(2019·西安八校联考)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝22∶5，电阻R 1＝R 2＝25 Ω，D 为理想二极管，原线圈接u ＝2202sin (100πt ) V 的交流电，则( )A ．交流电的频率为100 HzB ．通过R 2的电流为1 AC ．通过R 2的电流为 2 AD ．变压器的输入功率为200 W 答案：C 解析 由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f ＝1T ＝ω2π＝50 Hz ，A 项错；由理想变压器变压规律U 1U 2＝n 1n 2可知，输出电压U 2＝50 V ，由理想二极管单向导电性可知，交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R 2，由交变电流的热效应可知，U 22R ·T 2＝U 2R·T ⇒U ＝22U 2＝25 2 V ，由欧姆定律可知，通过R 2的电流为 2 A ，B 项错，C 项正确；电阻R 2的功率P 2＝UI ＝50 W ，而电阻R 1的电功率P 1＝U 22R 1＝100 W ，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为P ＝P 1＋P 2＝150 W ，D 项错．2.(2019·河南六市一联)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管(正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路)、定值电阻R 0、热敏电阻R t (阻值随温度的升高而减小)及报警器P (电流增加到一定值时报警器P 将发出警报声)组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表.则以下判断正确的是( )A.变压器线圈输出交流电的频率为25 HzB.电压表的示数为22 2 VC.R t 处温度减小到一定值时，报警器P 将发出警报声D.报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小答案：B 解析 由题图乙可知f ＝1T＝50 Hz ，而理想变压器不改变交流电的频率，A 项错误.由题图乙可知原线圈输入电压的有效值U 1＝220 V ，则副线圈两端电压有效值U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，设电压表示数为U ，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有U 22R 总·T 2＝U 2R 总·T ，解得U ＝U 22＝22 2 V ，B 项正确.由题给条件可知，R t 处温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C 项错误.因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D 项错误.3．(多选)图甲为某恒温装置的电路原理图，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接正弦式电流，R 0为定值电阻，R 为半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，D 为理想二极管，R 1为电阻恒定的电热丝，AB 间电压变化情况如图乙所示。
专题-变压器的动态分析
专题变压器的动态分析【思想方法指导】处理变压器的动态分析，首先应明确“不变量”和“变化量"，对变化量要把握它们之间的制约关系，依据程序分析的思想，从主动变化量开始,根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况．【规律总结】1．首先明确变压器各物理量间的制约关系．变压器原、副线圈匝数n1、n2确定，U1决定了U2，与输出端有无负载、负载大小无关，也与变压器有无其他副线圈无关．U2与负载电阻R,通过欧姆定律决定了输出电流I2的大小，输出功率P2决定输入功率P1,P1＝U1I1，从而决定I1大小，2．分清动态变化中哪个量变化，结合串、并联电路的特点．欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定．【典型例题】例一：为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想变流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后（)A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大,A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变例二：如图8所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是( ）A．保持P的位置不变，S由b切换到aB．保持P的位置不变，S由a切换到bC．S掷于b位置不动，P向上滑动D．S掷于b位置不动，P向下滑动例三：如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电,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，电键K断开。
当K接通时，以下说法中正确的是A。
副线圈的两端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例四:如图所示,变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U1时，副线圈的输出电压为U2，L1、L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，电键K开启，然后当电键K闭合时A。
高二物理理想变压器试题答案及解析
高二物理理想变压器试题答案及解析1.如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比n1：n2= 4：1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合电路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12mA，那么安培表A2的读数为( )A．0B．3mA C．48mA D．与R值大小无关【答案】A【解析】由于直导线AB匀速运动，则AB切割磁场产生的电流时恒定的，线圈产生的磁通量也是恒定的，所以不会引起副线圈的磁通量的变化，所以副线圈不会有感应电流产生，即安培表的读数为0．故选：A．【考点】考查了理想变压器2.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．U=110V，I=0.2A D．U=110V，I=0.2A【答案】A【解析】由于灯泡正常发光，故副线圈的电压为220V，由于原副线圈的匝数比为1∶2，故原线圈的电压为110V，所以电压表的示数为110V，原副线圈的功率相等，故电流表的示数为I＝＝0.2A，故A正确。
【考点】变压器的有关计算。
3.有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的交流电压经变压器降压后得到的。
将变压器视为理想变压器，如图所示，如果原线圈是1140匝，则副线圈的匝数是匝，变压器原、副线圈的电流之比为。
【答案】108；9：95。
【解析】由于原线圈的电压为380V，副线圈的电压为36V，则原副线圈的匝数之比为，故副线圈的匝数n2==108匝；变压器原、副线圈的电流之比为9：95。
【考点】变压器。
4.如图所示，为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计。
第四节变压器动态分析
多少，因而输出功率决定输入功率，P1＝P2； 即变压器的输入功率是由输出功率决定的．
结论：如果变压器的负载发生变化，确 定物理量变化时，依据以下原则：
①输入电压U1决定输出电压U2; ②输出电流 I2 决定输入电流I1 ; ③输出功率 P2决定输入功率P1.
C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大
D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小
二、常用变压器
1.互感器
电 压 互 感 器
V
使用时把原线圈 与电路并联，原线 圈匝数多于副线圈 匝数
电 流 互 感 器
A
使用时把原线圈 与电路串联，原线 圈匝数少于副线圈 匝数
与电表相连的部分（次级线圈）要接 地。电压互感器是并联接入电路。电 流互感器是串联接入电路。
压后接用电器，线路电阻不计。S原来闭合，且R1=R2， 现将S断开，那么交流电压表的示数U、交流电流表的
示数I 和用电器上R1的功率P1将分别是( D )
A. U 增大、I 增大、P1 增大 B. U 不变、I 减小、P1 增大 C. U 减小、I 减小、P1 减小 D. U 不变、I 减小、P1减小
例三、如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为 单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为 加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈
和副线圈中的电流．下列说法正确的是（BC ）
A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗 的功率减小
B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小
（2）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电 厂，a侧两线圈电流大小不等，产生“剩余电流”在铁 芯中产生变化的“剩余磁通”，b侧线圈中磁通量发生 变化，线圈中产生感应电流．
2023年河北省衡水市部分重点高中高考物理二模试卷+答案解析(附后)
2023年河北省衡水市部分重点高中高考物理二模试卷1. 铺设水泥路面的沥青中可能含有一些放射性物质，这些微量的放射性物质会对人体产生一定的危害，其中一种放射性元素Th的衰变方程为。
下列说法正确的是( )A.B.C. 该反应发生需要一定的人工条件D. 该反应生成物的总质量大于反应物的总质量2. 一列向右传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，A、B两质点间距为16m，B、C两质点的平衡位置间距为6m，时质点C恰好向下通过平衡位置，则该波的最小波速为( )A. B. C. D.3. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，两个质B用原长为的轻质弹簧连接，两物块恰量均为m的物块A、好能静止在斜面上，此时弹簧的长度为在弹性限度内。
已知物块B与斜面间的动摩擦因数是物块A与斜面间的动摩擦因数的两倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度大小为g，则弹簧的劲度系数为( )A. B. C. D.4. 如图所示，三角形ABC为棱镜的横截面，，一束光线从AB边的M点以入射角射入棱镜，从N点，射出的光线恰好与BC平行。
已知入射点M与A点的距离为d，光在真空中的传播速度为c。
则光在棱镜中传播的时间为( )A. B. C. D.5. 真空中存在沿y轴正方向的匀强电场，氦核与氚核先后从坐标原点O沿x轴正方向射入该电场，在仅受电场力的作用下的运动轨迹如图所示。
则氦核与氚核在( )A. 电场中运动时的加速度相同B. 射入电场时的初速度相同C. 射入电场时的初动量相同D. 射入电场时的初动能相等6. 天文学家于2022年1月6日发现了小行星2022AE1，对其跟踪观察并完善其轨迹发现，小行星2022AE1的直径约为70m，质量，运动轨迹为抛物线，它将会在2023年7月4日与地球擦肩而过。
把地球看作半径为R的均质球体，忽略地球的自转，地球表面的重力加速度大小为g，预计小行星2022AE1距地心为8R时的速度大小为，方向与它和地心连线所成的角为，如图所示。
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i2 Q 原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压.在R 3的滑片自最下端滑动到最上端对变压器动态分析的考查1、如图所示，某理想变压器的原线圈接一交流电，副线圈接如图所示电路，开关合，且R i = R 2.现将S 断开，那么交流电压表的示数 U 、交流电流表的示数l 2变小，R 上的电压变小，R i 上的电压U 变大，电阻R i 上的功率P i = U ?R i 不变，U 变大，则P i 增大，故A 正确，C 错误.由电流与匝数的关系可知电流表的示数I 减小，B 错误•输出功率 卩出=I 2U 2, U 2不变，|2减小, 于输出功率，所以 D 正确.2、（2012福建理综14）如图所示，理想变压器原线圈输表示•下列说法正确的是解析 电路中交流电表的示数为有效值，故 A 、B 项均错误；P 向下滑动过程中,U 2小，由于交流电源和原、副线圈匝数不变，U i 、U 2均不变，所以12= 一变大,R o + Rn i ，得l i =变大，故C 项正确，D 项错误.答案 C3、如图甲所示，T 为理想变压器，原、副线圈匝数比为表V i 、V 2和电流表 A i 、A 2都为理想电表，电阻入电压U = U m sin cot 副线圈电路中 R o 为定值电阻，R 是滑 动变阻器•冈和©是理想交流电压表， 示数分别用 示；I ①和【區）是理想交流电流表，示数分别用 U i 和U 2表 l i和|2S 原来闭 I 、电阻R i上的功率P i 及该变压器原线圈的输入功率P 的变化情况正确的是C . P i 减小答案 AD解析 开关S 由闭合到断开时，负载的总电阻变大，变压器的输出电压U 2不变, 则输出电流则P 出减小，输入功率等A . l i 和l 2表示电流的瞬时值B . U i 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、l i 变大D .滑片P 向下滑动过程中,U 2变小、l i 变小i0 : i ,畐y 线圈所接电路中，电压 R i = 4 Q, R 2 = 6 Q, R 3的最大阻值为f tD . P 减小u = 20迈sin (1OO t) V ，所以A 项错误.断开S 2后两灯串联，总电压仍为 4 V ,所以L i 、L 2均不能正常发光，B 项错误.根据卩入=卩出=止可知断开S 2后R 总增大，PR 总的过程中，以下说法正确的是A .电压表 V 1的示数增大 C .电流表 A i 、A 2的示数都增大D .电压表 V i 的示数与电流表 A i 的示数的乘积一直减小答案 D解析 当R 3的滑片向上移动时, R 2、R 3的总电阻减小，分压减小，所以电压表 V i 的示数减小，A 错误.由变压比公式 220 V 10"U 厂=T 得U 2 = 22 V , B 错误.根据“串反并同”得 电流表A i 的示数增大，电流表A 2的示数减小，C 错误.电压表 V i 的示数与电流表 A i的示数的乘积为电阻 R 2、R 3消耗的功率之和，由于 卩入=卩£=P i +P 23,且卩入=卩出不变，P 1增大，故P 23减小，D 正确.4、 (2O11福建理综45)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n i : n 2= 5： i ，电阻R = 20Q, L i 、L 2为规格相同的两只小灯泡，S i 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 的变化关系如图乙所示.现将 S i 接1 , S 2闭合，此时L 2正常发光.列说法正确的是S. .12(山b/V-2aj5W^.02 励叩乙A .输入电压 U 的表达式u = 20j 2sin (50 n) VB .只断开S 2后，L i 、L 2均正常发光C .只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D .若 S i 换接到2后，R 消耗的电功率为0.8 W答案 解析由图象乙可知U m = 2^2 V , T = 0.02 s ,故 3=fl 100 nad/s ,即输入电压表达式B .电压表V 2的示数为20羽V入变小，P 出变小，C 项错误•若S i 接2,由卩=皆可得P = 20 W = 0.8 W , D 项正确.5、某同学自制变压器，原线圈为n i 匝，在做副线圈时，将导线ab 对折后并在一起，在铁芯上绕n 2圈，从导线对折处引出一个接头 C ,连成图所示电路.S 为单刀双掷开关，线圈电阻不计，原线圈接 U 1= U m si n wt 勺交流电源.下列说法正确的是电压表示数为密2U mab 产生的感应电动势抵消为零，电压表示数为零，选项 误；S 接c 时，副线圈的电动势就是一个n2线圈产生的感应电动势，由罟詈U匸芳所以U 2="2nu m，选项B 正确；p 向下滑时，R 变大，消耗的功率变小，因此输入功率 也变小，同理分析，P 向上滑时，R 减小，回路电流变大，由l i n i = l 2n 2知输入电流变大, 选项C 错误，D 正确.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别是 中电表均为理想的交流电表，副线圈接定值电阻确的是答案 BDO ---LMl 町 fC?0 ---- F-^ 'r*电压表示数为強n 2U m2n i滑动触头 P 向下移动，变压器输入功率变大D . S 接C 时, 答案 BD滑动触头 P 向上移动，变压器输入电流变大n i 、n 2, b 是原线圈的中心抽头，图 R 其余电阻不计.从某时刻开始在原线圈C 、d 两端加上如图乙所示的交变电压.当单刀双掷开关由a 拨向b 后，下列说法正解析 S 接b 时，双导线)4LU -%■IK _ - ■n.—一:LA .畐y 线圈输出电压的频率变小B .电压表的示数变大C .电流表的示数变小D .原线圈的输入功率变大乙解析变压器不会改变交流电的频率，A项错误；当开关由a拨向b后，n1变小，由¥1=U2 n2 且U i = ，可知n i变小，n2、U i不变时，U2变大，即电压表的示数变大，同样电流表示数也要变大，B项正确，C项错误；由卩入=卩出=U2l2可知, D项正确.7、（2010海南9）如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4 ：1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表. 下列结论正确的是A•若电压表读数为 6 V，则输入电压的最大值为24近VB .若输入电压不副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一变，C.若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2D .若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍答案AD解析本题考查变压器的原理以及交流电的有关知识，意在考查考生对交变电流的认识和理解.因为电压表的读数为 6 V，则变压器的输出电压的有效值为 6 V，由U^= 故U2 n2 U i = 4U2= 24 V，所以输入电压的最大值为U m=V2u i= 24卫V，所以选项A正确；若U2输入电压不变，副线圈匝数增加，则U2增大，由I2=R-可知，电流表示数增大，所以选项B错；输入电压和匝数比不变，则电压值不变，当负载电阻R变大时，则12= ¥，电R 流变小，又P i= P2= U2I2，故输入功率也减小，所以选项C错；若负载电阻R不变，输入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍, I 2=背则输出电流也变为原来的2倍，故输出功率P2= U2I2变为原来的4倍，所以选项D正确.8、（2011山东理综20）为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压U1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压. 某次检测得到用户电压U2随时间t变化的曲线如图乙所示•以下正确的是答案 BDA . U 2= 190V2sin (50 n) VC .为使用户电压稳定在 220 V , 应将D .为使用户电压稳定在 220 V , 应将 U 2= 19^2sin (100 *) VP 适当下移 P 适当上移 解析由题图乙知交变电流的周期T= 2X 10-2s,2 n所以 3=〒=100 nad/s ,故 U 2= U msin 3 匸 190迈sin (100 n V , A 错误，B 正确.由U 1 n 1n 2 存U 2= -U 1，欲使U 2升高，n 1应减小，P 应上移，C 错误，D 正确.9、如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V 1后接在稳定的交流电 源上；右侧串联灯泡L 和滑动变阻器 R , R 上并联一只理想电压表V 2.下列说法中正确的是( )A .若F 不动, 滑片 P 向下滑动时, V l 示数变大，V 2示数变小B .若 F 不动, 滑片 P 向下滑动时, 灯泡消耗的功率变小C .若 P 不动, 滑片 F 向下移动时, V I 、V 2的示数均变小D .若 P 不动, 滑片 F 向下移动时, 灯泡消耗的功率变大解析 若F 不动，滑片P 向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回 路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端 电压变大，V 2的示数变大，而原线圈两端电压不变，则A 错误，B 正确；若P 不动，滑片F 向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变,副线圈两端电压减小,则副线圈回路中电流变小， 灯泡L 消耗的功率减小，电压表V 2的示数变小，C 、D 错误. 答案 B10、调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示•线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD 之间输入交变电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压•图甲中两电表均为理想交流电表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器•现在 CD 两端输入图乙所示正 弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么乙00 020.0：A .由乙图可知 CD 两端输入交流电压 u 的表达式为u = 3^2sin 100t(V)B .当滑动触头P 逆时针转动时，MN 之间输出交流电压的频率变大C .当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大D .当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R 2消耗的电功率变小答案 D解析 由题图乙可知u = 3^2sin 100n(V), A 错误.M 、N 之间输出交流电压的频率由 输入的交流电压的频率决定， B 错误.滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,错误，D 正确.11、如图所示，理想变压器原线圈的匝数 n 1= 1 100匝，副线圈的匝数 n 2= 110匝，R 0、R 1、R 2均为定值电阻，且R o = R i = R 2,电流表、电压表均为理想电表.原线圈接u = 22^2sin(314t) (V)的交流电源•起初开关 S 处于断开状态•下列说法中正确的是A .电压表示数为 22 V答案 BCD解析电源电压的有效值为U 1=220 V，由詈半可知U 2=22 V，而电压表示数只是两端的电压，一定小于 U 2, A 项错误.S 闭合后，负载总电阻变小，而 U 2不变，由U 2U 2 =—知P 出变大，|2=—变大，而 卩入=卩出=U 1|1, U 1不变，I 1应变大，即电流表示数R 总R 总变大；电阻 R o 的分压U 0= I 2R 0, U o 变大，则电压表示数 U ' = U 2- U 0应变小.综上所 述，选项B 、C 、D 正确.R 3减小，由“串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大,R 2消耗的电功率P 2= U 2减小， CB .当开关S 闭合后, 电压表示数变小C .当开关S 闭合后, 电流表示数变大D .当开关S 闭合后, 变压器的输出功率增大R i"1。