2020高考物理总复习变压器
2020版高考物理(山东版)总复习：第十二章 第2讲 变压器 远距离输电
第2讲变压器远距离输电(实验:探究变压器电压与线圈匝数的关系)A组基础过关1.(2018河北定州中学模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦交流电源上,副线圈接入“3 V 6 W”灯泡一只,且灯泡正常发光。
则()A.原线圈两端电压为3 VB.电源输出功率为120 WC.电流表的示数为0.1 AD.电流表的示数为40 A答案C根据电压与匝数成正比可知,原线圈两端电压为60 V,故A错误;理想变压器的输入功率和输出功率大小相等,在副线圈中只有一只6 W的灯泡正常发光,所以输入功率和输出功率的大小都为6 W,故B错误;根据理想变压器输入功率为6 W,则原线圈的电流I=PU =6 60A=0.1 A,故选项C正确,选项D错误。
2.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 V880 W”的电动机M供电,该电动机正常工作。
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答案C由题可知,副线圈输出电压U2=220 V+U r,n1n2=U1U2=11000V220V+U r<501,故A错误;f=50 Hz,故B错误;I2=880220A=4 A,故C正确;由于理想变压器P入=P出=I22r+880 W>880 W,故D错误。
3.我国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。
假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P。
在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为( ) A.P4B.P2C.2PD.4P答案 A 由P=UI 知,远距离输电问题中,若输送电功率不变,则输电电压与输电电流成反比,所以用1 000 kV 特高压输电时,输电电流变为原来输电电流的一半,由P=I 2R 知,输电线上损耗的电功率与输电电流的平方成正比,所以输电线上损耗的电功率变为原来输电线上损耗的电功率的14,即P4,A 正确。
2024年高考物理总复习第一部分知识点梳理第十二章交变电流、电磁振荡与电磁波第2讲变压器、远距离输电
第2讲变压器远距离输电整合教材·夯实必备知识一、理想变压器(选二第三章第3节)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。
2.原理:电磁感应的互感现象,如图所示。
3.分类:升压变压器和降压变压器。
4.能量转化:原线圈的电场能→磁场能→副线圈的电场能。
5.基本关系式6.理想变压器的特点无漏磁 磁场全部集中在铁芯内,穿过每匝原、副线圈的磁通量相等 无铜损 线圈的电阻不计,不产生热量,不引起电能损失无铁损 铁损中的涡电流忽略不计,不发热,不计电能损失二、远距离输电 (选二第三章第4节) 1.输电过程发电站→升压变压器→高压输电线路→降压变压器→用户2.输电电路图(1)输送电流:I2=P2。
U2(2)功率损失:输电线上的功率损耗ΔP=I22r。
3.减少输电电能损失的两种方法(1)减小输电导线的电阻:根据电阻定律R=ρl,可采用减小材料的电阻率、增大导线的横截面S积等方法。
(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。
【质疑辨析】角度1变压器(1)变压器对恒定直流电没有变压作用。
(√)(2)变压器能改变交变电流的频率。
(×)(3)变压器原线圈中的电流决定副线圈中的电流。
(×)(4)理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值。
(√)角度2远距离输电(5)高压输电的目的是增大输电的电流。
(×)(6)变压器副线圈接入的用电器越多,输电线上损失的功率越大。
(√)精研考点·提升关键能力考点一理想变压器的原理及应用(核心共研)【核心要点】1.原理2.结论【典例剖析】[典例1](2022·北京等级考)某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上,副线圈输出电压为22 000V,输出电流为300 mA。
该变压器()A.原、副线圈的匝数之比为100∶1B.输入电流为30 AC.输入电流的最大值为15√2 AD.原、副线圈交流电的频率之比为1∶100【解析】选B。
2020届高考物理计算题复习《变压器综合题》(解析版)
《变压器综合题》一、计算题1.小型水利发电站的发电机输出功率为1000kW，输出电压为500V，输电线总电阻为，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：输电线上的电流．升压变压器的原、副线圈的匝数之比．降压变压器的原、副线圈的匝数之比．2.一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数 100匝．接入电压的电路中．若两副线圈上分别接上“6V，20W”“110V，60W”的两个用电器，并同时正常工作，原线圈的输入电流为多少？3.淮安市某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40kW，输出电压为400V，用变压比原、副线圈匝数比为：：5的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为，到达该小区后再用变压器降为220V．画出输电过程的电路示意图；求输电线上损失的电功率；求降压变压器的变压比：．4.如图所示，矩形线圈abcd匝数匝、面积、电阻不计，处于磁感应强度的匀强磁场中。
线圈通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“10V，10W”灯泡。
接在矩形线圈和原线圈间的熔断器允许通过最大电流、电阻忽略不计，现使线圈abcd绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，灯泡正常发光。
求：线圈abcd中电动势有效值；变压器原、副线圈匝数之比；副线圈中最多可以并联多少盏这样灯泡。
5.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为，输出电压为，升压变压器原、副线圈匝数比为，两个变压器间的输电导线的总电阻为，降压变压器的输出电压为，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：升压变压器副线圈两端的电压；输电线上损耗的电功率；降压变压器原、副线圈的匝数比。
6.如图所示为理想变压器，三个灯泡、、都标有“6V，6W”，标有“6V，12W”，若它们都能正常发光。
求变压器原、副线圈匝数比；间电压是多少？7.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，两个变压器间的输电导线的总电阻为，降压变压器的输出电压为220V，变压器的损耗忽略，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：升压变压器副线圈两端的电压；输电线上损耗的电功率；降压变压器原、副线圈的匝数比．该厂安装的都是“220V 40W”的电灯，不考虑其他电器，则允许同时开多少盏灯？8.某学校有一台应急备用发电机，内阻为，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻为，全校22个教室，每个教室用“220V40W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则输电线上损耗的电功率多大？发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？9.如图所示，MN、PQ是两条水平、平行放置的光滑金属导轨，导轨的一端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比：：10，导轨宽。
2020版高考物理复习课件：实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系(共19张PPT)
对应演练 命题点一 命题点二
-5-
(2)实验时,原线圈接在电源上,用多用电表测量副线圈的电压,下 列操作正确的是( ) A.原线圈接直流电压,电表用直流电压挡 B.原线圈接直流电压,电表用交流电压挡 C.原线圈接12 V以下交流电压,电表用交流电压挡 D.原线圈接220 V交流电压,电表用交流电压挡
1
铁芯 A 组装到变压器铁芯 B 上,导致“漏磁”,则副线圈两端电压将 小于 3 V,故选 A。
对应演练
-11-
2.(1)某学生选用匝数可调的可拆变压器来做探究变压器线圈两端 的电压与匝数的关系实验时,原线圈接在学生电源上,用多用电表 测量副线圈的电压,下列操作正确的是( ) A.原线圈接直流电压,电表用直流电压挡 B.原线圈接直流电压,电表用交流电压挡 C.原线圈接交流电压,电表用直流电压挡 D.原线圈接交流电压,电表用交流电压挡 (2)该学生继续做实验,先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝 数,观察到副线圈两端的电压 (选填“增大”“减小”或“不 变”);然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副 线圈两端的电压 (选填“增大”“减小”或“不变”)。上述探 究副线圈两端的电压与匝数的关系时采用的实验方法是控制变量 法。
对应演练 命题点一 命题点二
-6-
答案 (1)BC (2)低压交流电源 (3)C 解析 (1)变压器的原理是互感现象的应用,是原线圈磁场的变化引 起副线圈感应电流的变化,所以不需要外界的磁场,故条形磁铁B不 必用到; 如果原线圈中通的是直流电源,则副线圈中不会有感应电流产生, 故直流电源C不必用到,需要用到低压交流电源; (2)变压器的工作原理是互感现象,故原线圈接交流电压,输出电压 也是交流电压,故电表用交流电压挡,综合(1)可知,故应选C。
(北京专用)2020版高考物理总复习第十三章第2讲变压器远距离输电课件
A.A1 B.A2 C.V1 D.V2
解析 由UU 12 =n n12 知,电压表V1的示数和电压表,V2的示数均不变;当
滑动变阻器阻值变大时,输出功率减小,A1和A2的示数均减小。
3.远距离输电时,在输出电功率不变的条件下 ( B ) A.只有增大导线的电阻,才能减小电流,提高输电效率 B.提高输电电压,能减小电流,提高输电效率 C.提高输电电压势必增大输电导线上的能量损耗 D.提高输电电压势必增大输电导线上的电流
A.变压器副线圈中电流的有效值为0.01 A B.电阻R两端电压的有效值为11 V C.电阻R的电功率为44 W
D.穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为 2 Wb/s 10
答案 BCD 理想交流电流表显示的是电流的有效值,可知原线圈电
流有效值为0.20
A,由
I1 I2
=
n2 n1
可得I2=4
解析 在输出功率一定时,由P=UI知,当U增大时,I减小,输电导线损耗的 功率P损=I2R将变小。
深化拓展
考点一 理想变压器的基本关系
功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率
基
原、副线圈的电压比等于匝数比,与负载情况、副个副线圈,电流和匝数成反比;
电流关系
损失的电功率ΔP=IΔU=200×80 W=16 kW 用户得到的功率P用=P0-ΔP=44 kW-16 kW=28 kW (2)若采用高压输电,电路如图所示,则有
输电电压
U1=U
0 n0
n1
=220×10
V=2
200
V
2.输电导线损失的电压:U线=U-U'=IR线。
3.输电导线上损失的电功率
ΔP=P-P'=I2R线=( UP )2R线=
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）。
高三物理变压器知识点
高三物理变压器知识点变压器是一种能够改变交流电压大小的电器装置。
在物理学中，变压器是一个重要的电磁感应现象的应用，广泛应用于电力系统中。
下面将介绍高三物理中与变压器相关的重要知识点。
一、变压器的基本原理变压器利用电磁感应的原理，通过电流在两个线圈之间产生磁场，从而实现电压的转换。
变压器主要由两个线圈（即主线圈与副线圈）以及铁芯组成。
主线圈的输入电压称为输入电压，副线圈的输出电压称为输出电压。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于两个重要的定律，即法拉第电磁感应定律和楞次定律。
当输入电流通过主线圈时，产生一定的磁通量。
此时，根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化会引起副线圈中的感应电动势。
根据楞次定律，为了使电流保持稳定，副线圈中会产生一个与主线圈相反的电流，从而实现电压的转换。
三、变压器的转换关系变压器通过改变主线圈与副线圈的匝数比例来实现电压的转换。
根据转换关系，当主线圈的匝数大于副线圈的匝数时，输出电压会变大；反之，当主线圈的匝数小于副线圈的匝数时，输出电压会变小。
转换关系可以用下面的公式表示：输出电压/输入电压 = 副线圈匝数/主线圈匝数 = 电压变比四、变压器的效率和损耗在实际应用中，变压器会存在一定的损耗，包括铜损和铁损。
铜损是由于主副线圈的电阻造成的，通过减小电阻和电流可以降低铜损。
铁损是由于铁芯的磁滞和涡流效应造成的，通过选择优质的铁芯材料和合理设计变压器的结构可以降低铁损。
变压器的效率可以通过以下公式计算：效率 = 输出功率/输入功率 * 100%五、变压器的应用变压器在电力系统中有着广泛的应用。
在输电过程中，变压器用于提高电压来减少输电时的功率损耗。
在家庭和工业用电中，变压器用于将输电线路中的高压电转换成适合家用电器和工业设备使用的低压电。
以上就是高三物理中关于变压器的重要知识点的介绍。
通过理解变压器的基本原理、工作原理、转换关系以及效率和损耗，我们可以更好地理解变压器在电力系统中的应用，并能够解决与变压器相关的问题。
高考物理变压器知识点
高考物理变压器知识点变压器是高中物理中的一个理想模型，它指的是忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。
实际生活中，利用各种各样的变压器，可以方便的把电能输送到较远的地区，实现能量的优化配置。
下面小编给大家分享一些高考物理变压器知识，希望能够帮助大家，欢迎阅读!高考物理变压器知识一、变压器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)绕在同一个闭合铁芯上构成变压器.作用：在输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变电压.2.理想变压器的理想化条件及其规律在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1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忽略原、副线圈内阻，有 U1=E1，U2=E2另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，3、规律小结(1)熟记两个基本公式(2)原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等.(3)原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样学好物理的方法和技巧一、概念要清楚，规律要熟悉，基本方法要熟练。
课本必须熟悉，知识点必须记得清楚，至少达到课本中的插图在头脑中有清晰的印象，不必要记得在第几页，但至少知道在左页还是右页，它是讲关于什么的知识点的，演示的是什么现象，得到的是什么结论，并能进行相关扩展领会。
二、独立完成一定量作业。
要独立地(指不依赖同学和老师)，保质保量地做一些题。
题目要有一定的数量，不能太少，更要有一定的质量，就是说要有一定的难度。
任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。
独立解题，可能有时慢一些，有时要走弯路，有时甚至解不出来，但这些都是正常的，是任何一个初学者走向成功的必由之路。
把不会的题目搞会，并进行知识扩展识记，会收获颇丰。
三、重视物理过程，重视辅助作图。
2020年高考物理总复习：变压器 远距离输电
数增大
【解析】由 U1＝U2m，得 U1＝20 V，所以电压表示 数 U2＝10 V，A 错误；由变压器的电流规律II12＝nn21，得 II12＝12，故 B 错误；当即将达到熔断电流时，副线圈总 电阻 R 总 min＝I2Um2ax＝5 Ω，R 总 min＝R 丝＋R 滑，得 R 总 min＝4 Ω，故 C 正确；滑片上移，变阻器接入阻值
增大，副线圈电流减小，由II21＝nn21可知，电流表示数 I1 也减小，D 错误．
4．如图甲，理想变压器原、副线圈的匝数比为 4∶1， 交流电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙的 正弦交流电，图中 Rt 为热敏电阻，其阻值随温度的升 高而变小，R 为定值电阻，下列说法正确的是( D )
A．该交变电流的频率为 100 Hz B．在 t＝0.025 s 时，电压表 V2 的示数为 9 2 V C．Rt 处温度升高时，电流表 A 和电压表 V2 的示 数均变大 D．Rt 处温度升高时，变压器的输入功率变大
持不变，与开关 S 闭合断开无关，C 错误；开关断开时， 副线圈电流 I2＝R1U＋2R2＝14U2；闭合开关后，副线圈电 流 I2′＝UR21＝U2，故开关闭合前后，流过电阻 R1 的电 流之比 I2∶I2′＝14，A 正确，B 错误；闭合开关前，变 压器输入功率为 P＝IU1；在闭合开关之后，变压器输
A．电压表的示数为 62.2 V B．电流表的示数为 2.5 A
C．通过 R 的电流最大值为 0.5 A
D．变压器的输入电功率为 22 W
【解析】由表达式知输入电压最大值为 311 V，有效
值为311 2
V＝220 V，副线圈电压为1200000×220 V＝44 V，
高三物理变压器知识点归纳
高三物理变压器知识点归纳变压器是电力系统中常见的电力设备，它的主要作用是实现电压的变换。
在高三物理学习中，我们需要对变压器的原理、结构和应用有一定的了解。
下面将对高三物理变压器的相关知识点进行归纳。
1. 变压器的基本原理变压器是基于电磁感应原理工作的电器设备。
当变压器输入端的交流电流通过线圈产生磁场时，磁场会穿透另一个线圈，并引发其内部的感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，引发的感应电动势与变压器的线圈匝数成正比，因此可以通过改变线圈的匝数比来实现电压的变换。
2. 变压器的结构变压器主要由两个线圈和一个铁心组成。
输入线圈称为初级线圈，输出线圈称为次级线圈。
铁心用铁芯材料制成，其作用是加强磁场的传输。
变压器还包括辅助设备，如冷却装置、保护装置等。
3. 变压器的工作模式变压器可以分为升压变压器和降压变压器两种工作模式。
当初级线圈匝数大于次级线圈匝数时，变压器起到升压作用；反之，则起到降压作用。
根据电力系统中的具体需求，变压器可以选用不同的变压比例，实现电压的合理变换。
4. 变压器的性能参数变压器的主要性能参数包括变比、额定容量、额定电压和效率等。
变比表示初级线圈与次级线圈的匝数比。
额定容量表示变压器能够承受的额定负荷功率。
额定电压表示变压器的额定工作电压。
效率表示变压器传输能量的效率，可以通过功率损耗和输出功率的比值来计算。
5. 变压器的应用变压器在电力系统中具有广泛的应用。
在输电过程中，通过升压变压器将电压提高，以减少输电过程中的线损；在配电系统中，通过降压变压器将高电压变为低电压，以适应不同用电设备的需求。
变压器还广泛用于电子产品和电气设备中，实现电压适配和电能转换。
6. 变压器的损耗和效率变压器在工作过程中会存在一定的损耗，主要包括铁损和电流损耗。
铁损是由于铁芯的磁滞和涡流效应而产生的。
电流损耗是由于线圈的电阻导致的。
变压器的效率可以通过输出功率和输入功率的比值来计算，通常在高90%以上。
通过对高三物理变压器的知识点归纳，我们可以更好地理解变压器的原理、结构和应用。
高考物理课程复习：理想变压器 电能的输送
解析 MN在匀强磁场中匀速运动,左侧回路电流
感应电流,所以A2示数为0。
I= 恒定,右侧回路中无
左
2.(2020江苏卷)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如
图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电
流表上。则电流互感器(
)
A.是一种降压变压器
B.能测量直流电路的电流
想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的
正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是
(
甲
)
A.所用交变电流的频率为50 Hz
B.电压表的示数为100 V
C.电流表的示数为1.0 A
D.变压器传输的电功率为15.0 W
乙
答案 AD
解析 由题图乙可得,交变电流的周期 T=0.02 s,频率为
确;R2 中电流的最大值为√2
乙
甲
A.1 Ω
B.5 Ω
C.6 Ω
D.8 Ω
)
审题指导
关键词句
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原、副线圈匝数比n1∶n2=22∶3
匝数比已知,可求副线圈两端电压
输入端a、b所接电压u……如图乙所示 由图乙可知输入电压
①图甲;②灯泡L的电阻恒为15 Ω,额定电 由图甲,各用电器串并联关系和参
压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω 数已知
电压的图像,把该交流电压加在图乙中理想变压器的a、b两端。交流电流表和
交流电压表均为理想电表,R1是定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器
(温度升高时电阻减小),其他各处电阻不计。下列说法正确的是(
)
2020届高三物理一轮复习变压器电能的输送测试大纲人教版
2020版高三物理一轮复习变压器电能的输送1. 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.设原线圈的电流为丨1,输入功率为P l,副线圈的电流为丨2,输出功率为P2. 当R增大时（）A. I 1减小,P l增大B」2减小,P2减小C.I 2增大,P2减小D.I 1增大,P2增大解析：理想变压器（副线圈上电压不变）当负载电阻R增大时电流I2减小，由R=Ul2可知,功率P2也减小,所以B正确.答案:B2. 一理想变压器原？副线圈匝数比n i：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 Q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6X103 JD. 变压器的输入功率是1X103 W解析：由图象可知U=220 V,则u=也U=5X 220V=100 V m 11流过电阻电流1=匕=10 A,A错；电压表示数应为100V,B错;1分钟放出热量Q=I2Rt=102x 10X 60 J=6 X 104 J,C 错;P 出=UI=100 X 10 W=1X 103 W,所以P 入=卩出=1X 103 W,D 正确.答案:D3. 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L i、L2,电路中分别接了理想交流电压表V V2和理想交流电流表A、A导线电阻不计，如图所示.当开关S闭合后（）A. A i示数变大,A i与A示数的比值不变B. A i示数变大,A i与A示数的比值变大C. V2示数变小,V i与V示数的比值变大DV示数不变,V i与V2示数的比值不变解析：本题考查变压器的工作原理及应用•由U i比可知,由于V不变,所以副U 2 门2线圈的输出电压U不变，且V与V2示数的比值不变，故当开关S闭合后，电阻R减小，由12=匕可知,电流表A的示数变大,由山匹可知,电流表A i的示数也变大,但A R12 m与A示数的比值不变,始终等于匹.故A?D正确.答案:AD4. 如图,理想变压器原副线圈匝数之比为4: 1,原线圈接入一电压为U=Usin cot的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Q的负载电阻•若U0=220 2 V, o =100n rad/s.A. 副线圈中电压表的读数为55 VB. 副线圈中输出交流电的周期为-—s100C. 原线圈中电流表的读数为0.5 AD. 原线圈中的输入功率为110.2 W解析：因为U0=220.2 V,则电压有效值U=220 V,由U 2 门2 4正确.因为3 =100n rad/s,则T -2s=0.02 s,贝U B错误.100负载R中电流l2=U 55匕=2 A,由11 些得I 1=0.5 A,所以C正确.功率R 27.5 12口P=U11=220 V X 0.5 A=110 W,所以D错误.答案:AC5. 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,I 1?I 2分别为原线圈和副线圈中的电流. 下列说法正确的是（）A. 保持P的位置及U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U不变,S由a切换到b,则丨2减小C. 保持P的位置及U不变,S由b切换到a,则11增大D. 保持U不变,S接在b端,将P向上滑动，则丨1减小解析:S由b切换到a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大,R上消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故输入电流11增大，所以A错C 对;S 由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小,1 2减小,B对;P向上滑动时,R 减小,I 2增大，由电流与匝数的关系可知,I 1增大,D错.答案:BC6. 如图所示,P 为一理想自耦变压器的滑片,Q 为滑动变阻器的滑动触头•在输入 交变电压一定的条件下，下列说法正确的是（）A. Q 不动,P 向下移动，电流表示数减小，电压表示数增大B. Q 不动,P 向上移动，电流表示数减小，电压表示数减小C. P 不动,Q 向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变D. P 不动,Q 向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变解析:图为升压自耦变压器,当Q 不变P 下移时,n i 减小U 2 T ，读数增大,副线圈读数减小，12 JldB 正确.当P 不动时n i 不变，由匕 西知U 2不变，读数不变,Q U 2 n 2上移RJ I 2门i T 读数增大,C 对D 错.答案:BC7. 某水电站，用总电阻为2.5 Q 的输电线输电给500km 外的用户，其输出电功率 是3X 106 kW,现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是（）A. 输电线上输送的电流大小为2.0 X 105 AB. 输电线上由电阻造成的损失电压为 15 kVC. 若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9X 108 kW 、 U 2 、D. 输电线上损失的功率为 △ P=—,U 为输电电压,r 为输电线的电阻r解析：本题考查远距离输电原理及输电线路的电压损耗和功率损耗 .由P 输=2输I电流I 2=U 2原线圈电流11T, 读数增大,故A 错？当Q 不变P 上移时n i tU 2；线上的电压损耗U 损=1输R 线=6000X 2.5 V=15 kV,B 正确；输电线上的功率损耗应该使U 2用P 损=1输R 线=5员I 输来计算,若用P —来计算,U 为电压损耗才可以，D 错误;若改r用5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为9X 1011 kW,C 错误.答案:B8. 如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器.已知变压器原 线圈与副线圈匝数比 也 丄，加在原线圈的电压为 u i =311si n100 n t(V),霓虹灯正p 20常工作的电阻R=440 k Q ,I ?2表示原？副线圈中的电流,下列判断正确的是()A. 副线圈两端电压6220 V,副线圈中的电流14.1 mAB. 副线圈两端电压4400 V,副线圈中的电流10.0 mAC. I 1<I 2 D 」1>I 2解析:由 U 1=311sin100 n t(V)311知 Ui= V=220 V由 U 1 n 1 得 12=4400 V U 2 n 2 U 212=^ =0.01 AR 故A 错误,B 正确.输,可见用500 kV 电压输电时,输电电流为1=备 轉1。
(江浙选考1)2020版高考物理总复习第十二章交变电流第29讲交变电流、变压器课件
通过乙图可以知道电压的最大值为
12
V,故有效值
U=������m2
=
12 2
V=A6 .磁2 铁V,的所转以速B为选1项0 是r/s正确的;周期 T=0.4 s,故 radB/s.,线故圈电两压端的电表达 压式 的为有效U=值1为2sin6 52πt(VA),所以 C
ω=2���π���
=
2π 0.4
第29讲 交变电流、变压器
知识内容
要求
交变电流
c
描述交变电流的物理
量
c
电感和电容对交变电
流的影响
b
变压器
c
电能的输送
c
实验 15:探究变压器
线圈两端的电压与匝
数的关系
-2-
备考方略 本章内容考查重点有: 交变电流的有效值、瞬 时值,变压器的原理及 应用,远距离输电等知 识。其中针对变压器的 原理及应用的题目出 现频率较高,常以选择 题的形式考查,也可能 与电磁感应知识结合 出现在计算题中。
考点一 考点二 考点三
实验
-10-
A.电流表的示数为10 A
B.线圈转动的角速度为50π rad/s
C.t=0.01 s时,线圈平面与磁场方向平行
D.t=0.02 s时,电阻R中电流的方向自右向左
关闭
电流表测量的是电路中电流的有效值 I=10 A,选项 A 正确;由题图乙 可知,T=0.02 s,所以 ω=2���π��� =100π rad/s,选项 B 错误;t=0.01 s 时,电流最 大,线圈平面与磁场方向平行,选项 C 正确;t=0.02 s 时,线圈所处的状
-5-
考点一 考点二 考点三
实验
3.正弦式交变电流的描述
高考知识点变压器知识小结
高考知识点变压器知识小结高考知识点：变压器知识小结变压器作为电力系统中常用的电气设备之一，被广泛应用于供电、输电与变电等环节中。
对于高考来说，变压器作为物理课程中的一个重要知识点，考查的内容相对较多。
下面将对变压器的相关知识进行小结和总结。
一、变压器的基本原理1.1电磁感应定律根据电磁感应定律，当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
变压器利用这一原理，通过交变电流在一侧线圈中产生变化的磁场，从而在另一侧线圈中诱发感应电动势。
1.2主、副线圈变压器由主线圈和副线圈组成，主线圈通常称为一次线圈，副线圈通常称为二次线圈。
主线圈和副线圈通过磁耦合的方式相连。
1.3变比与功率变压器的变比是指一次线圈中的电压与二次线圈中的电压之比。
功率则可以通过变比和电流之间的关系来计算得出。
二、变压器的工作原理2.1匝数比与电压变化根据电磁感应定律，主线圈和副线圈中的匝数之比等于电压的变比。
当主线圈中的匝数较多时，副线圈中的电压相对较低；反之，当副线圈中的匝数较多时，副线圈中的电压相对较高。
2.2功率与电流变化变压器通过改变线圈的匝数比，从而实现输入电压和输出电压的变化。
根据功率守恒定律，变压器输入功率等于输出功率，即输入电流与输出电流之比等于输出电压与输入电压之比。
三、变压器的分类与应用3.1按类型分类变压器可以根据其结构和工作原理进行分类。
常见的变压器类型包括功率变压器、配电变压器、隔离变压器、自耦变压器等。
3.2按用途分类根据不同的应用场景和需求，变压器可以用于变电站、电力供应与输电线路、电子设备等领域。
不同的分类主要基于变压器的功率输出和电压变化要求。
四、变压器的效率与损耗4.1变压器效率变压器的效率是指其输出功率与输入功率之比，通常用百分比表示。
变压器的效率与损耗密切相关，包括铜损、铁损和诱导电流损耗等。
4.2铜损与铁损铜损是由于主线圈和副线圈的电流通过导线中导致的损耗，是变压器中的主要损耗之一。
2020年高考物理专题精准突破 变压器与远距离输电问题(解析版)
2020年高考物理专题精准突破专题变压器与远距离输电问题【专题诠释】1．变压器的工作原理2．理想变压器中的相互作用关系3.几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器，如图甲、乙所示．(2)互感器⎩⎪⎨⎪⎧电压互感器：把高电压变成低电压，如图丙所示.电流互感器：把大电流变成小电流，如图丁所示.4．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况．5．远距离输电的处理思路：对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析．6．远距离输电问题的“三二一”(1)理清三个回路(2)抓住两个联系①理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1，P1＝P2.②理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是U3U4＝n3n4，I3I4＝n4n3，P3＝P4.(3)掌握一个守恒：能量守恒关系式P1＝P损＋P3.5．输电线路功率损失的四种计算方法(1)输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率．两者关系是P 损＝P －P ′(P 为输送功率，P ′为用户所得功率)．(2)P 损＝I 2线R 线，I 线为输电线路上的电流，R 线为线路电阻． (3)P 损＝ΔU 2R 线，ΔU 为输电线路上损失的电压．(4)P 损＝ΔUI 线． 【高考领航】【2019·江苏卷】某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20 V 时，输出电压（ ） A ．降低2 V B ．增加2 V C ．降低200 V D ．增加200 V 【答案】D【解析】由理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比即1122U n U n =，得：2211n U U n =，即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：2211n U U n ∆=⋅∆，当输入电压增加20V 时，输出电压增大200V ，故D 正确。
2020年高考物理一轮复习热点题型专题27变压器与远距离输电(学生版)
2020年高考物理一轮复习热点题型专题27变压器与远距离输电题型一理想变压器原理的应用题型二理想变压器的动态分析题型三远距离输电题型四两种特殊的变压器模型题型一理想变压器原理的应用理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出电压关系原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式：U1U2＝n1n2，与负载、副线圈的个数无关电流关系(1)只有一个副线圈时：I1I2＝n2n1(2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋I n U n或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋I n n n频率关系f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)【例题1】（2019·江苏卷）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20 V时，输出电压A．降低2 V B．增加2 VC．降低200 V ．增加200 V2．（2019·山东省潍坊市高三模拟训练）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1 1:5，原线圈接u l=110sin100πt V的交流电，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，则A．通过电阻R1的电流为2 AB ．二极管的反向耐压值应大于50 VC ．原线圈的输入功率为大于50 WD ．通过原线圈的电流为15A 11【例题3】(2016·全国卷Ⅰ·16)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R 1、R 2和R 3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.2B.3C.4D.5【例题4】(多选)(2016·全国卷Ⅲ·19)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是( )A.原、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为1∶9C.此时a 和b 的电功率之比为9∶1D.此时a 和b 的电功率之比为1∶9题型二 理想变压器的动态分析1.匝数比不变的情况(如图)(1)U 1不变，根据U 1U 2＝n 1n 2，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.2.负载电阻不变的情况(如图)(1)U 1不变，n 1n 2发生变化，故U 2变化.(2)R 不变，U 2变化，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.【例题1】(2018·天津理综·4)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图9所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P .若发电机线圈的转速变为原来的12，则( )A.R 消耗的功率变为12PB.电压表V 的读数变为12UC.电流表A 的读数变为2ID.通过R 的交变电流频率不变【例题2】 (多选)(2018·山东省临沂市一模)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L 1和L 2是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ，下列说法正确的是( )A.交流电压的频率为50 HzB.电压表的示数为11 VC.当照射R 的光强增大时，电流表的示数变大D.若L 1的灯丝烧断后，电压表的示数会变小【例题3】(2018·山西省重点中学协作体期末)如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，R t 为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R 1为定值电阻.若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电.下列说法中正确的是( )A.输入变压器原线圈的交流电压的瞬时值表达式为u ＝362sin 50πt VB.变压器原、副线圈中的电流之比为4∶1C.t ＝0.01 s 时，发电机的线圈平面位于中性面D.R t 温度升高时，变压器的输入功率变小题型三 远距离输电1.理清三个回路远距离输电电网间的基本结构如图所示.输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路和用户回路.在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁.2.抓住两个物理量的联系(1)理想的升压变压器联系了电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：线圈1(匝数为n 1)和线圈2(匝数为n 2)中各个量间的关系是U 1U 2＝n 1n 2，P 1＝P 2，I 1n 1＝I 2n 2.(2)理想的降压变压器联系了输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：线圈3(匝数为n 3)和线圈4(匝数为n 4)中各个量间的关系是U 3U 4＝n 3n 4，P 3＝P 4，I 3n 3＝I 4n 4.3.掌握一个能量守恒定律发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为P 1＝P 线损＋P 用户.【例题1】(2019·安徽省马鞍山市质检)图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1 000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1 000∶1，输电线的总电阻为1 000 Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V.下列说法正确的是( )A.输电线中的电流为3 AB.电站输出的功率为7 500 kWC.输电线路损耗功率为90 kWD.用户端交变电流的频率为100 Hz【例题2】(多选)(2018·广东省潮州市下学期综合测试)远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R ，则( )A.I 2<U 2RB.输电线损失的电功率为U 22RC.提高输送电压U 2，则输电线电流I 2增大D.电厂输送电功率为U 2I 2题型四 两种特殊的变压器模型1.自耦变压器自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图所示.2.互感器分为电压互感器和电流互感器，两者比较如下：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交流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为小电流利用的公式U1U2＝n1n2I1n1＝I2n2【例题1】(2018·山东省菏泽市上学期期末)如图所示的调压器，滑动触头P和Q都可以调节，在输入交变电压一定的条件下，要使输出电压增大，输入电流增大，下列做法正确的是()A.Q不动，P向下移动B.Q不动，P向上移动C.P不动，Q向上移动D.P不动，Q向下移动【例题2】(多选)(2018·山西省太原市三模)某50 Hz的钳形电流表的工作原理如图所示.当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转.不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2＝1 000 匝，当用该表测50 Hz交流电时()A.电流表G中通过的是交变电流B.若G中通过的电流为50 mA，则导线中的被测电流为50 AC.若导线中通过的是10 A矩形脉冲交流电，G中通过的电流是10 mAD.当用该表测量400 Hz的电流时，测量值比真实值偏小。
2020届高考物理考前回顾交变电流与变压器(解析版)
交变电流与变压器知识梳理1. 正弦式交变电流 周期与频率（1s ）；表达式：sin （中性面） cos （垂直中性面）；中性面的特点；图像e-t Φ-t E m =NBSω 2. 交变电流的四值 峰值（击穿电压） 有效值（电功电热 电表） 瞬时值 平均值(计算电荷量)3. 有效值的计算 电流的热效应 常见电流的有效值4. 电荷量的计算 q ＝N ΔΦR5. 变压器 变交流 只变电压和电流 不变频率和功率（理想） 均是有效值6.变压器的基本原理 P 入＝P 出U 1n 1＝U 2n 2 I 1I 2＝n 2n 1P 出决定P 入 U 1决定U 2 I 2决定I 1 即 判断电流功率变化先看副线圈，电压变化看原线圈 有多个副线圈时,U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝… U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＋…＋U n I n 。
7. 远距离输电U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，P 1＝P 2I 2＝I 3＝I R ，U 2＝U 3＋ΔU ，P 2＝ΔP ＋P 3U 3U 4＝n 3n 4，I 3I 4＝n 4n 3，P 3＝P 4交变电流与变压器题型梳理<题型1—交变电流的图像 规律 四值>1. (多选)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，Ⓐ为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( )A ．电流表的示数为10 AB．线圈转动的角速度为50π rad/sC．t＝0.01 s时，线圈平面与磁场方向平行D．t＝0.02 s时，电阻R中电流的方向自右向左AC[电流表测量的是电路中电流的有效值I＝10 A，选项A正确．由题图乙可知，T＝0.02s，所以ω＝2πT＝100 π rad/s，选项B错误，t＝0.01 s时，电流最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确．t＝0.02 s时，线圈所处的状态就是图示状况，此时R中电流的方向自左向右，选项D错误．]2.如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表Ⓐ组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω＝100πrad/s.线圈的匝数N＝100匝，边长ab＝0.2 m、ad＝0.4 m，电阻不计．磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小B＝216πT.电容器放电时间不计．下列说法正确的是()A．该线圈产生的交流电动势峰值为50 VB．该线圈产生的交流电动势有效值为25 2 VC．电容器的耐压值至少为50 VD．电容器的电容C变大时，电流表的示数变小B[该线圈产生的交流电动势峰值E m＝NBSω＝50 2 V，A项错误；因为该线圈产生的交变电流不是完整的正弦式交变电流，只有一半，所以根据有效值的定义E2R×T2＝E′2R T，E＝E m2，联立解得电动势有效值E′＝25 2 V，B项正确，电容器的耐压值至少为50 2 V，C项错误；电容器的电容C变大时，电容器的充放电电流增大，D项错误．]3.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是()A．t＝0.01 s时穿过线框的磁通量最小B．该交变电动势的有效值为11 2 VC ．该交变电动势的瞬时值表达式为e ＝22 2 cos 100 πt (V)D ．电动势瞬时值为22 V 时，线框平面与中性面的夹角为45°D [t ＝0.01 s 时，感应电动势为零，线框位于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，A 项错误；由图象知，正弦交变电动势的最大值为U m ＝22 2 V ，故有效值U ＝U m2＝22 V ，B 项错误；t ＝0时，感应电动势为零，故瞬时值表达式应为e ＝22 2 sin 100π t (V)，C 项错误；当e ＝22 V 时，e ＝E m sin θ＝22 V ，解得：θ＝45°，D 项正确．]4. (多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图所示正弦规律变化．设线圈总电阻为2 Ω，则( )A ．t ＝0时，线圈平面平行于磁感线B ．t ＝1 s 时，线圈中的电流改变方向C ．t ＝1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大D ．一个周期内，线圈产生的热量为8π2JAD [t ＝0时，穿过线圈的磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A 正确；每经过一次中性面(线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值)电流的方向改变一次，t ＝1 s 时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故B 错误；t ＝1.5 s 时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零⎝⎛⎭⎫ΔΦΔt ＝0，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C 错误；感应电动势的最大值E m ＝NBSω＝N ·Φm ·2πT ＝4π V ，有效值E ＝E m2＝22π V ，一个周期内线圈产生的热量Q ＝E 2RT ＝8π2 J ，故D 正确．] 5. (多选)如图所示，处在垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中的单匝矩形闭合线框MNPQ ，以恒定的角速度ω绕对角线NQ 转动．已知MN 长为l 1，NP 长为l 2，线框电阻为R .t ＝0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是( )A ．矩形线框产生的感应电动势有效值为22Bl 1l 2ω B ．矩形线框转过π时的电流为零C．矩形线框转动一周，通过线框任意横截面的电荷量为Bl1l2 RD．矩形线框转过π过程中产生的热量为πB2l21l22ω2RABD[产生正弦式交变电池，最大值为Bl1l2ω，所以有效值E＝22Bl1l2ω，A正确；转过π时，线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为0，电流为0，B正确；转过一周通过横截面的电量为0，C错；转过π过程的热量Q＝E2R t＝E2Rπω＝πB2l21l22ω2R，D正确．]6.边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为n，线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，图象中Φ0为已知。
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【例2】 如图10－2－6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为定值电阻，滑动触头P可在R上滑动．V1、V2为理想电压表，读 数分别为U1、U2；A1、A2两理想电流表的读数分别为I1、I2.当滑动触头P向 下滑动且U1示数一直不变时，则下列推断中正确的是( )
A．U2变大，I2变大
5．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器
理想变压器原、副线圈基本量的关系
理想变压器 功率关系
基
电压关系
本
关
系
电流关系
频率关系
制
电压
约 关
功率
系
电流
(1)没有能量损失 (2)没有磁通量损失
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出
原、副线圈的电压比等于匝数比，公式：U1/U2＝ n1/n2，与负载、线圈的多少无关
3．理想变压器：没有 能量损失 的变压器，即 输入 功率等于 输出 功率． 4．理想变压器电压与匝数的关系：原、副线圈的电压之比等于两个线圈
的 匝数 之比，即
变压器能否改变恒定电流的电压？能否改变交流电的频率？ 提示：(1)变压器不能改变恒定电流的电压．由变压器的原理可知恒定电流通过 原线圈时不能产生变化的磁场，副线圈中的铁芯中的磁通量就不会变化，副线 圈中就不会有感应电动势． (2) 变 压 器 也 不 能 改 变 交 流 电 的 频 率 ， 因 为 原 、 副 线 圈 中 磁 通 量 的 变 化 情 况 相 同．
B．U2变小，I2变小
C．I1变小，R1两端电压变小 D．I1变大，R1两端电压变小
图10－2－6
解析：对于理想变压器在输入电压一定的条件下，输出电压也是一定的，即U2 不变，A、B错误；当P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，负载 电阻增大，故I2减小，所以R1两端电压减小，又因为理想变压器的输入功率随输 出功率的变化而变化，故I1减小，C正确，D错误． 答案：C
【纠错心得】
对理想变压器，要注意以下几点：(1)在理想变压器中，副线圈的端电压U2由输 入电压U1和匝数比n2/n1共同决定，与负载电阻大小无关．
(2)电网送电遵循“用多少送多少”的原则，原线圈中的输入电流I1是由副线圈中
的输出电流I2决定的，原、副线圈各一个绕组时
，副线圈有多个绕组时
由P入＝P出的功率关系来确定．
如图10－2－8所示是街头变压器给用户供电的示意图．变压器的输入电压是市电 网的电压，不会有很大的波动，输出电压通过输电线输送给用户．输电线的电阻 用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时， 下列说法不正确的是( )
图10－2－8 A．相当于在增加用电器的数目 B．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大 C．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大 D．变压器的输入功率增大
图10－2－4
解析：本题考查变压器及功率的知识．由变压比求得输电线电压U＝2.2×104 V，
由变流比求得输电线电流I＝1×104 A，所以输送功率P＝UI＝2.2×108 W，C
对．
答案：C
1－2如图10－2－5所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1 100匝，副线圈匝数n2＝220匝， 交流电源的电压u＝220 sin 100πt(V)，电阻R＝44 Ω，电压表、电流表为理想电， 则下列说法错误的是( )
【例1】 (2009·四川，17)如图10－2－3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．已知通过R1的正弦交流电如 图乙所示，则( )
图10－2－3
A．交流电的频率为0.02 Hz
B．原线圈输入电压的最大值为200 V
C．电阻R2的电功率约为6.67 W D．通过R3的电流始终为零 解析：从图象中可以看出，交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A项错误；R1两 端电流的有效值为 A，所以副线圈两端电压的有效值U2＝I1R1＝10 V；原线圈 两端的电压U1＝ U2＝100 V，B项错误；R2的电功率 ，C项正确；由于副线圈两端电压变化，电容器两极板电压变化，故有电流通过R3. 答案：C
2－1 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 解析：考查理想变压器及其相关知识．当副线圈接的可调电阻R增大时，变压器 输出功率P2减小，导致变压器输入功率P1减小，原线圈中电流I1减小，所以正确 选项是B. 答案：B
【错因分析】
错解1 不清楚滑动变阻器阻值变化与负载的关系，认为R减小负载减小，即用 电器的数目减少，错选A项． 错解2 不清楚变压器电流、电压的因果关系，认为由输入决定输出，所谓的 “送多少用多少”，则错选B项而漏选C项．
【正确解答】
解析：当滑动变阻器触头P向下移动时，用电器的总电阻减小，相当于并联的 用电器数目增加，同时变压器的输入功率增大，A、D两项对；电网供电是“用 多少供多少”，输出电流增大则输入电流增大，B项正确；但变压器的输出电 压则由输入电压决定，当输入电压和变压器的匝数比一定时，输出电压一定， C项错． 答案：C
1－1 如图10－2－4所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感 器．若已知变压比为1 000∶1，变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则输电线的输送功率为( )
A．2.2×103 W
B．2.2×10－2 W
C．2.2×108 W
D．2.2×104 W
变压器
1．变压器的构造：如图10－2－1；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．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，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 ，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电 流．互感现象 是变压器工作的基础．
(1)只有一个副线圈时：I1/I2＝n2/n1(2)有多个副线 圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或
I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn f1＝f2(变压器不改变交流电的频率) 副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定 原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定 原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定
可知“副线圈”两端电压增大，台灯的功率变大，A、B正确；由于理想变压器
输入功率与输出功率相等，且输入电压不变，故电流表示数变大，C错误、D正 确．
答案：ABD
(1)关于理想变压器的动态分析问题大致有两种情况： ①负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比 变化而变化的情况； ②匝数比不变，各量随负载电阻的变化而变化的情况． (2)解决此类问题需注意以下两点： ①抓住变量与不变量 原线圈的端电压U1是不变的，其值由电源决定，与n1、n2无关．当滑片静止不动 时，负载电阻不变． ②搞清各物理量之间的相互制约关系 U2由U1和匝数比决定；I1由I2和匝数比决定；P1由P2决定．
2－2 如图10－2－7所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦 交流电压，电流表、电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表．若将 调压端的滑动触头P向上移动，则( )
A．电压表V的示数变大 B．变压器的输出功率变大
C．电流表A的示数变小 D．电流表A的示数变大
图10－2－7
解析：当滑动触头P向上移动时，自耦变压器“副线圈”匝数增大，
A．交流电的频率为50 Hz
B．电流表的示数为0.2 A
C．电流表的示数为 A D．电压表的示数为44 V
图10－2－5
解析：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频率 A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即 其中原线圈电压的有效值U1＝220 V， 故D项说法正确；I2＝ ＝1 A，故C项说法错误； 由电流比与线圈匝数成反比， 故B项说法正确．综上所述，说法错误的是C项． 答案：C
1．如图10－2－2所示，理想变压器原副线圈匝数之比为10∶1.原线圈接电压u＝ 310sin 100πt(V)的交流电源，副线圈接两个阻值均为R＝22 Ω的负载电阻，电 表均为理想电表，则下述结论正确的是( ) A．开关S断开时，A表的示数为0.1 A B．开关S断开时，V表的示数为22 V C．开关S闭合时，A表的示数为0.05 A D．开关S闭合时，V表的示数为22 V 答案：BC