理想变压器的电流比关系恒成立吗

人教版高二物理变压器专题练习题含答案一、单选题1．如图甲所示，为某手机无线充电装置简化工作原理图，充电基座线圈接上如图乙所示的家用交流电，受电线圈接一理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）给手机电池充电，基座线圈与受电线圈的组合可视为理想变压器。

已知该手机电池的充电电压为5V，下列说法正确的是（）A．该无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象B．家用交流电电流方向每秒变化50次C．该无线充电装置的输出电压的峰值为52VD．基座线圈和受电线圈的匝数比为311：102．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为12n n、，定值电阻1R，滑动变阻器2R，、端输入电压有效值恒定的交变电流，当滑动变图中电流表、电压表均为理想电表．在a b阻器2R的滑片P向下滑动时，则（）A．电压表示数减小B．电流表示数减小C．1R消耗的功率减小D．电源的输出功率减小3．如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡1L和2L，当原线圈a、b端输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均正常发光，则（）A．原、副线圈的匝数之比为7：1B．原、副线圈的匝数之比为6：1C．此时灯泡1L和2L的功率之比为7：1D．此时灯泡1L和2L的功率之比为6：14．如图甲所示为一台小型发电机构造示意图。

磁极N、S间的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为1(T)10π，线圈共10匝，矩形线圈的面积为S。

该发电机产生的感应电动势图象如图乙所示，该交流电通过自耦变压器对一定值电阻R供电，不计发电机内阻，则下列说法正确的是（）A．矩形线圈面积为212mB．电阻中电流方向每秒钟改变100次C．线圈从0=t开始后转过180︒的过程中，电压表的读数先增大后减小D．当变压器滑片P向上滑动时、电阻R消耗的功率减小5．如图所示，理想变压器的原线圈接人u=2002sin100πt（V）的交变电压。

原副线圈匝数比为4:1，电阻R0=5Ω，电阻箱R的最大阻值为50Ω，则（）A．副线圈两端的电压有效值为2B．副线圈中电流方向每秒钟改变314次C．当R=20Ω时，原线圈中的电流有效值为0.25AD．当R=5Ω时，电阻箱R消耗的电功率最大6．图所示为一理想变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，输入电压m sin100t(V)u Uπ=。

高中物理之变压器知识点理想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。

在电能输送过程中，为了达到可靠、保质、经济的目的，变压器起到了重要的作用。

变压器理想变压器的构造、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。

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，于是又有，由此便可得理想变压器的电压变化规律为。

在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P1=P2 而P1=I1U1，P2=I2U2，于是又得理想变压器的电流变化规律为由此可见：（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数的差别。

）（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条件下的新的表现形式。

规律小结（1）熟记两个基本公式即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。

②P入=P出，即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之和。

（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（4）公式中，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（5）需要特别引起注意的是：①只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：②变压器的输入功率由输出功率决定，往往用到：即在输入电压确定以后，输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比，与原线圈匝数的平方成反比，与副线圈电路的电阻值成反比。

理想变压器的电流比关系恒成立吗理想变压器的电流比关系恒成立吗1 问题的提出原题（2014年新课程卷Ⅱ）如图1，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表A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的两端；[TP11GW119.TIF，Y#]假设该二极管的正向电阻为零，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Uab和Ucd，则A.Uab∶Ucd=n1∶n2B.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Ucd越大D.将二极管短路，电流表的读数加倍这道题的参考答案是B、D，其中选项D引起了不少师生的热烈争论，现将争论的主要观点列举如下：观点一认为选项D错误，理由如下：副线圈经过二极管后电压、电流波形如图2，根据有效值定义可知，图2中有效值为：2、I2为将二极管短路时的有效值），通过副线圈的电流与通过电阻R的电流相同，由理想变压器的电流比公式，得原线圈的电流I.将二极管短路后原线圈的电流I.故选项D错误.持这一观点者还引用2010年5月《中学物理》中江苏盐城中学洪波老师的文章《如何理解理想变压器电流变比关系》.该文认为：电流比公式与电压比公式一样，是一个基本关系式（当然是在一个副线圈的前提下），不论负载如何改变，也不论负载是电阻性的、电容性的、还是电感性的，总是成立.观点二从能量守恒的角度分析，认为该题答案是正确的.同样认为通过二极管后的电压和电流波形如图2，对应的功率P′=U2′I2′，将二极管短路后的功率为.由于原线圈的电压不变，输入功率减半，故电流减半，即I1′=2I1.故选项D正确.持这一观点者认为理想变压器输入功率等于负载消耗的功率，在如图1接有二极管时，波形减半，功率相应减半，由功率相等知2 问题探究以上两种观点均将理想二极管等效成一个通断作用的开关，并不涉及能量的转化问题，这是毫无异议的，争论的焦点是[HJ0.9mm]在负载接入有二极管的情况下，电流比公式是否成立.观点二从能量角度分析问题是符合理想变压器的特征，巧妙地回避了负载接入二极管后电流比公式是否成立的问题.该方法无疑是正确的，也是中学生能够接受的.下面从理论上分析理想变压器电流比公式是否成立：若原副线圈的同名端如图3中墨点所示，原副线圈中电流的标定方向也如图3所示，取回路绕行方向与电流标向一致，则变压器的电路方程为无漏磁的条件下，M和L与线圈的匝数之间存在一定的联系.若原副线圈中的电流产生的磁场对每一匝线圈的磁通分别为Φ1和Φ1，则磁通匝链数即输入电压与输出电压之比等于原副线圈的匝数比，但输入电压与输出电压的相位相反.这就是理想变压器的电压变比公式.若副线圈开路，即Z→∞，则I2=0，变压器的电路方程（1）式和（2）式变为0称为变压器的空载电流.空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成.由于变压器原线圈的自感系数L1是相当大的，故空载电流实际上是相当小的.上述分析可知，理想变压器在空载时是有电流的，电流比公式只是负载电阻远小于副线圈阻抗时成立（当然是只有一个副线圈的单相理想变压器），并不适用于空载时.可以说，电压比和电流比公式是理想变压器正常工作时的关系，而电流比在空载时不适用.当前，中学教师在教学时应该回避空载问题，理想变压器不只是结构理想化，也与其工作状态有关.。

理想变压器同名端电流关系变压器是电力系统中常用的电气设备，用于改变交流电压的大小。

在理想变压器中，忽略了电阻、磁阻等损耗，使得变压器的等效电路简化，从而方便进行分析。

在理想变压器中，同名端电流之间存在着一定的关系，下面将对此进行详细介绍。

理想变压器是由一个原边线圈和一个副边线圈构成，两者通过磁耦合实现能量传递。

当在原边线圈加上交流电压时，会在原边线圈中产生一个交流电流，这个电流称为原边电流。

根据理想变压器的工作原理，副边电流也会在副边线圈中产生。

在理想变压器中，同名端电流之间的关系可以通过变压器的变比来确定。

变比是指原边线圈匝数与副边线圈匝数的比值，通常用k表示。

假设原边电流为I1，副边电流为I2，则根据变比k的定义有：k = N1 / N2 = I1 / I2。

其中，N1为原边线圈匝数，N2为副边线圈匝数。

根据变比的定义，可以得出同名端电流之间的关系为：I2 = I1 / k。

也就是说，副边电流与原边电流之间的比值等于变比的倒数。

这个关系可以帮助我们在分析变压器时更好地理解电流的传递和分配。

在实际应用中，变压器的变比可以根据需要来设计和选择，以满足电力系统的要求。

通过调节变比，可以实现不同电压等级之间的能量转换和传输，从而保证系统的正常运行。

总的来说，在理想变压器中，同名端电流之间存在着一定的关系，通过变比可以确定这种关系。

这个关系对于分析和设计电力系统中的变压器具有重要意义，可以帮助我们更好地理解电流的分配和传递规律。

在实际工程中，需要根据具体的情况来选择合适的变比，以确保系统的安全稳定运行。

理想变压器同名端电流关系的研究和应用将继续推动电力系统领域的发展和进步。

如何理解理想变压器的电流变比关系？­ ——对一道调研考试题的探究洪波1于正荣2（1.江苏省盐城中学，江苏盐城224001； 2.盐城市伍佑中学，江苏盐城224041）1 问题的提出原题一台理想变压器的原、副线圈的匝数之比是5︰l，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图1所示。

电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是：（）A．原、副线圈电流之比为1︰5B．电压表的读数为44VC．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，则1min内产生的热量为2904JD．若将滑动变阻器滑片向上滑动，两电表读数均减小这是苏北淮安、宿迁、徐州、连云港四市2009届高三第二次调研考试中的一道单项选择题，原题所给的参考答案是C。

最近我校调研测试时选用了该题，其中的选项A引起了不少师生的热烈争论，现将争论的主要观点列举如下。

2 不同观点的争论观点一认为选项A正确。

理由很简单：对于单相理想变压器，当只有一个副线圈时，教材1明确给出了电流的变比关系。

由上式可直接得到，即选项A正确。

与常见题型不同的是，本题负载端接入了一个特殊的元件——二极管，但教材并没有说明会受负载的影响而不再成立。

观点二认为选项A可能错误。

理由是：教材1所给的电流变比公式，实际上是由电压变比关系及输入、输出功率关系两式推导得到的一个推论，而不是一个基本关系式，比如当理想变压器有两个副线圈时，上式明显错误。

而且我们注意到在新教材2的“变压器”一节内容中，教材只给出了，而没有再给出，这更说明是有适用条件的。

原题由于存在特殊元件——二极管，有可能不再成立。

再加上原题参考答案也否定了选项A，该观点似乎与命题专家拟定该选项的初衷一致。

观点三认为选项A肯定错误。

由于有可能不再成立，分析时应避开，而直接利用、重新计算与的比值。

为方便说明，设图1中滑动变阻器的阻值R=20 ，由于二极管的单向导电性，容易得到变阻器两端电压u R随时间变化的图像、通过变阻器的电流i R随时间变化的图像分别如图2(a)、(b)所示。

理想变压器的电压电流关系
理想变压器是指在理论上不存在能量损耗和漏磁的变压器。

在理想变压器中，输入电压和输出电压之间的比例是完全相等的，而且输入电流和输出电流之间的比例也是完全相等的。

这种电压电流关系是理想变压器的最基本特征。

在理想变压器中，输入电压和输出电压之间的关系可以用下面的公式来表示：
V1/V2 = N1/N2
其中，V1和V2分别表示输入电压和输出电压，N1和N2分别表示输入线圈和输出线圈的匝数。

这个公式表明，输入电压和输出电压之间的比例与输入线圈和输出线圈的匝数之间的比例是完全相等的。

因此，如果输入线圈的匝数是输出线圈的两倍，那么输出电压将是输入电压的一半。

同样地，理想变压器中输入电流和输出电流之间的关系可以用下面的公式来表示：
I1/I2 = N2/N1
其中，I1和I2分别表示输入电流和输出电流，N1和N2分别表示输入线圈和输出线圈的匝数。

这个公式表明，输入电流和输出电流之间的比例与输入线圈和输出线圈的匝数之间的比例是完全相等的。

因此，如果输入线圈的匝数是输出线圈的两倍，那么输出电流将是输入电流的两倍。

理想变压器的电压电流关系是非常重要的，因为它可以帮助我们理解变压器的工作原理。

在实际应用中，变压器的电压电流关系可能会受到一些因素的影响，例如电阻、电感和漏磁等。

但是，理想变压器的电压电流关系仍然是我们理解变压器的基础。

高二物理理想变压器试题1.如图所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器。

若已知甲的变压比为500：1，乙的变流比为200：l，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×l06W D．1.1×108W【答案】D【解析】已知变压比为500：1，电压表示数为220V，故传输电压为：；已知变流比为200：1，电流表示数为5A，故传输电流为：；故电功率为：，故D正确。

【考点】考查了理想变压器2.（本题8分）某火力发电站通过燃烧煤来发电。

每秒烧煤800kg，已知每完全燃烧1 kg煤放热500 J，热能发电效率为0.6 。

电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，若发电机输出电压是240 V，升压变压器原副线圈的匝数之比为1：50，输电线的总电阻为5Ω，用户需要电压为220 V。

求：（1）输电线上损失的电功率为多少?（2）降压变压器的匝数比为多少?【答案】（1）2000W；（2）595:11【解析】（1）发电机输出功率升压变压器的输出电压为U2，，U2=1.2×104V输电线上损失的电功率：（2）降压变压器输入电压：U3=U2-U线=U2-I2R=1.2×104-20×5V=11900V降压变压器匝数比：【考点】远距离输电；变压器。

3.（14分）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2Ω，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：（1）发电机的输出功率；（2）所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比。

【答案】 (1) (2) ,【解析】（1）发电机的发电功率为： ,发电机的输出功率为：, （2）①有公式可得：,电线上损耗的电功率为： ,输送电流为：,所以②用户得到的功率为：则：【考点】本题考查了远距离输电；变压器的构造和原理。

如何理解理想变压器的电流变比关系？­ ——对一道调研考试题的探究洪波1于正荣2（1.江苏省盐城中学，江苏盐城224001； 2.盐城市伍佑中学，江苏盐城224041）1 问题的提出原题一台理想变压器的原、副线圈的匝数之比是5︰l，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图1所示。

电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是：（）A．原、副线圈电流之比为1︰5B．电压表的读数为44VC．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，则1min内产生的热量为2904JD．若将滑动变阻器滑片向上滑动，两电表读数均减小这是苏北淮安、宿迁、徐州、连云港四市2009届高三第二次调研考试中的一道单项选择题，原题所给的参考答案是C。

最近我校调研测试时选用了该题，其中的选项A引起了不少师生的热烈争论，现将争论的主要观点列举如下。

2 不同观点的争论观点一认为选项A正确。

理由很简单：对于单相理想变压器，当只有一个副线圈时，教材1明确给出了电流的变比关系。

由上式可直接得到，即选项A正确。

与常见题型不同的是，本题负载端接入了一个特殊的元件——二极管，但教材并没有说明会受负载的影响而不再成立。

观点二认为选项A可能错误。

理由是：教材1所给的电流变比公式，实际上是由电压变比关系及输入、输出功率关系两式推导得到的一个推论，而不是一个基本关系式，比如当理想变压器有两个副线圈时，上式明显错误。

而且我们注意到在新教材2的“变压器”一节内容中，教材只给出了，而没有再给出，这更说明是有适用条件的。

原题由于存在特殊元件——二极管，有可能不再成立。

再加上原题参考答案也否定了选项A，该观点似乎与命题专家拟定该选项的初衷一致。

观点三认为选项A肯定错误。

由于有可能不再成立，分析时应避开，而直接利用、重新计算与的比值。

为方便说明，设图1中滑动变阻器的阻值R=20 ，由于二极管的单向导电性，容易得到变阻器两端电压u R随时间变化的图像、通过变阻器的电流i R随时间变化的图像分别如图2(a)、(b)所示。

理想变压器的基本关系式总结理想变压器是一种电磁装置，用于改变交流电的电压大小。

它由两个线圈（也称为绕组）和一个铁芯构成。

理想变压器可以根据需要将电压转换到更高或更低的级别，而几乎不损失能量。

理想变压器的基本关系式可以总结为以下几个方程式：1. 变压器的电压比（Voltage Ratio）：根据电压的守恒定律，变压器的输入电压与输出电压之间的关系可以表示为：Vp / Vs = Np / Ns其中，Vp 是输入电压（Primary Voltage），Vs 是输出电压（Secondary Voltage），Np 是输入线圈的匝数（Primary Turns），Ns 是输出线圈的匝数（Secondary Turns）。

2. 变压器的电流比（Current Ratio）：根据电流的守恒定律，变压器的输入电流与输出电流之间的关系可以表示为：Ip / Is = Ns / Np其中，Ip 是输入电流（Primary Current），Is 是输出电流（Secondary Current）。

3. 变压器的功率比（Power Ratio）：理想变压器的功率比为 1，即输入功率等于输出功率。

根据功率的计算公式，可以推导出以下关系：Vp * Ip = Vs * Is4. 变压器的效率（Efficiency）：理想变压器的效率可以通过功率的比值来计算，即：Efficiency = (Output Power / Input Power) * 100%其中，输出功率通过输出电压和输出电流计算，输入功率通过输入电压和输入电流计算。

请注意，以上关系式只适用于理想变压器，实际变压器由于存在损耗（如铁芯损耗和线圈电阻损耗），其性能会有一定的偏差。

总结：通过以上的基本关系式，我们可以清楚地了解理想变压器的电压比、电流比、功率比和效率之间的关系。

这些方程式帮助我们理解变压器的工作原理，并在实际应用中进行设计和计算。