2018-2019学年粤教版选修3-2第二章第六节变压器作业

2.6 变压器 学案（粤教版选修3-2）1．________现象是变压器的工作基础．在变压器原线圈上加交流电压，原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的________，它不仅穿过________，也穿过____________，所以在副线圈中产生____________，如果在副线圈两端接入负载，负载中就会有____________．2．对于忽略原、副线圈的________和各种________能量损失的理想变压器，原、副线圈两端的电压之比等于这两个线圈的________，用公式表示为：__________________________.当n 2>n 1时________________，变压器使电压________，这种变压器叫做________变压器；当n 2<n 1时，________________，变压器使电压________，这种变压器叫做________变压器．3．变压器的能量损耗有两方面，一种叫________，一种叫________，但能量损耗很小，效率很高，所以在实际计算中常把损耗的能量________不计，认为是理想变压器，则输出功率和输入功率相等__________，即__________________，又因为U 1U 2＝n 2n 1，所以，理想变压器工作时，原、副线圈中的电流与它们的匝数关系为：____________________________4．关于理想变压器的工作原理，以下说法中正确的是( )A ．通有正弦式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5．(双选)对理想变压器，下列说法中正确的是( )A ．原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B ．原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大C ．原线圈的电流，不随副线圈的输出电流的变化而变化D ．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零6．某变电站用原、副线圈匝数比为n 1∶n 2的变压器，将远距离输送的电能送给用户，如图1所示，将变压器看作理想变压器，当变压器正常工作时，下列说法正确的是( )图1A ．原、副线圈电压比为n 2∶n 1B ．原、副线圈电流比为n 1∶n 2C ．原、副线圈电压比为n 1∶n 2D ．变压器的输入功率与输出功率的比为n 1∶n 2【概念规律练】知识点一 变压器的基本规律1．如图2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，则( )图2A ．电流表的示数为32220A B ．电源输出功率为1 200 WC．电流表的示数为3220AD．原线圈端电压为11 V2．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3所示的规律变化，副线圈接有负载，下列判断正确的是(图3A．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知识点二常见变压器3．如图4所示，M、N为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以下说法正确的是()图4A．在乙图中，线圈N4的导线一定比线圈N3的导线粗B．甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表C．甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表D．甲、乙两图中的电表均为交流电流表4．如图5所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值U AB＝100 V，R0＝40 Ω，当滑动片处于线圈中间位置时，C、D两端电压的有效值U CD为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A.图5【方法技巧练】一、变压器动态问题的分析方法5．如图6所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，则下列说法中错误的是()图6A．保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B．保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗功率将减小C．保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大6．如图7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，输电线等效电阻为R.开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中错误的是()图7A．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二、有多个副线圈的理想变压器问题的分析方法7．理想变压器如图8所示，原线圈匝数n1＝1 000匝，两副线圈匝数分别为n2＝600匝，n3＝200匝，当原线圈两端接在220 V的交流电源上时，原线圈上电流为2 A，通过R2的电流为1 A，则通过R3的电流为()图8A．10 A B．7 A C．3 A D．1 A8．如图9所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝，接入电压U1＝220 V的电路中．图9(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V，U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6 V，20 W”、“110 V,60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？答案课前预习练1．互感 磁通量 原线圈 副线圈 感应电动势 交变电流2．电阻 电磁 匝数之比 U 1U 2＝n 1n 2U 2>U 1 升高 升压 U 2<U 1 降低 降压 3．铜损 铁损 忽略 P 1＝P 2 I 1U 1＝I 2U 2 I 1I 2＝n 2n 14．C [通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，面积S 不变，故磁通量Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 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 错误．]5．AB [理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故A 、B 正确，C 、D 错误．]6．C [电压之比等于匝数之比，根据输入功率等于输出功率，所以电流之比等于电压之比的反比，也就等于线圈匝数比的反比．]课堂探究练1．C [因为灯泡正常发光所以副线圈中的电流I 2＝P 出U 2＝60220 A ＝311A 根据公式I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝120×311 A ＝3220 A ，即电流表的示数应为3220A ，故A 错，C 对；电源的输出功率等于变压器的输入功率，由P 入＝P 出可得电源的输出功率为60 W ，故B 选项错误；根据公式U 1U 2＝n 1n 2，得U 1＝n 1n 2U 2＝201×220 V ＝4 400 V ，故D 选项错误．] 点评 变压器的基本规律(1)电压关系：①只有一个副线圈时U 1U 2＝n 1n 2或U 1n 1＝U 2n 2②当有多个副线圈时U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝… (2)功率关系：P 入＝P 出：①只有一个副线圈时，P 1＝P 2②当有多个副线圈时P 1＝P 2＋P 3＋…(3)电流关系：①只有一个副线圈时，由P 1＝P 2知，I 1U 1＝I 2U 2得I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1即I 1I 2＝n 2n 1②当有多个副线圈时，由P 1＝P 2＋P 3＋…知I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋…2．D [由题图知原线圈电压最大值为220 2 V ，周期T ＝2×10－2 s ，故电压有效值为220 V ，频率为50 Hz ；由U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1得输出电压的最大值为36 2 V ，原、副线圈电流之比为9∶55，输入、输出功率应相等，所以正确答案为D .]点评 变压器的电压关系、电流关系是各物理量的有效值(或最大值)间的关系，例如公式U 1U 2＝n 1n 2中，若U 1是有效值则U 2就是有效值，若U 1是最大值则U 2就是最大值． 3．C [电压互感器输入端分别接在两根线上，次级匝数比初级匝数少；电流互感器输入端只能串联在电路中，次级匝数比初级匝数多．]点评 甲图是电压互感器，乙图是电流互感器，它们分别与电压表和电流表的使用方法相同，即：电压互感器测电压时需并联接入电路，电流互感器测电流时需串联接入电路．它们利用变压器的原理把高电压、大电流变成低电压、小电流，以方便测量．4．200 5解析 由理想变压器公式 U 1U 2＝n 1n 2得U CD ＝n 2n 1U AB ＝2×100 V ＝200 V ，又由I 2＝U CD R 0＝20040A ＝5 A . 点评 自耦变压器铁芯上只绕一个线圈，原、副线圈共用一个绕组，最大优点是可以连续调节输出电压，缺点是低压端和高压端直接有电的联系，使用不够安全．变压器的规律都适用于自耦变压器．5．C [K 由a 合到b 时，n 1减小而U 1不变，由U 1U 2＝n 1n 2可知副线圈上的电压增大，负载R 的电流I 2增大，P 2增大；又由于P 1＝P 2＝U 1I 1，故I 1增大，A 项正确；同理K 由b 合到a 时，P 2减小，B 项正确；P 上滑时，负载电阻R 增大，而U 1、U 2均不变，由I 2＝U 2R 可知I 2减小，又由于n 1、n 2均不变，由I 1I 2＝n 2n 1可知I 1将减小，故C 项错误； 当U 1增大时，由U 1U 2＝n 1n 2可知U 2也增大，I 2＝U 2R 增大，再由I 1I 2＝n 2n 1可知I 1增大，故D 项正确．]方法总结 此类问题大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈的电压(U 1、U 2)、电流(I 1、I 2)，输入功率、输出功率随匝数比的变化而变化的情况，如选项A 、B ；另一类是原、副线圈的匝数比不变，上述各物理量随负载电阻的变化而变化的情况，如选项C .处理此类问题时，要根据题意分清变量与不变量，要明确变量之间的相互制约关系．6．A [由于输入电压不变，所以S 接通时，理想变压器副线圈M 、N 两端的输出电压不变．并联灯泡L 2，负载总电阻变小，由欧姆定律I ＝U R知，流过R 的电流增大，电阻R 上的电压U R ＝IR 增大．副线圈输出电流I 2增大，根据输入功率等于输出功率I 1U 1＝I 2U 2得，原线圈输入电流I 1也增大．U MN 不变，U R 变大，所以U L 1变小，流过灯泡L 1的电流减小．]方法总结 变压器动态分析问题的思路程序可表示为7．B [由理想变压器变压比公式 U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝U 1n 2n 1＝220×6001 000 V ＝132 V ，由U 1U 3＝n 1n 3可得U 3＝n 3n 1U 1＝200×2201 000V ＝44 V ，根据输入功率等于输出功率有I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3 解得I 3＝7 A ，选B .]方法总结 理想变压器变压比公式 U 1U 2＝n 1n 2，对有一个或n 个副线圈的变压器均适用，而变流比公式I 1I 2＝n 2n 1，只适用于有一个副线圈的变压器，若为有两个以上副线圈的变压器，必须用P 入＝P 出，即U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3或n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3来计算．8．(1)30匝 550匝 (2)0.36 A解析 (1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 1U 3＝n 1n 3得n 2＝U 2U 1n 1＝6220×1 100匝＝30匝 n 3＝U 3U 1n 1＝110220×1 100匝＝550匝(2)设原线圈输入电流为I1，P入＝P出，即I1U1＝I2U2＋I3U3＝P2＋P3，所以I1＝P2＋P3U1＝20＋60220A＝0.36 A方法总结第(1)问中，也可根据原、副线圈每伏电压分配到的匝数相等进行计算．即由n1U1＝1 100匝220 V＝5 匝/V，得匝数n2＝5×6匝＝30匝，n3＝5×110匝＝550匝．。

第六节变压器认识变压器[先填空]1．用途：改变交流电压的设备．2．构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成．(1)原线圈：跟电源相连的线圈(也叫初级线圈)．(2)副线圈：跟负载相连的线圈(也叫次级线圈)．3．原理：原线圈中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不仅穿过原线圈，也穿过副线圈，所以在副线圈中产生感应电动势．如果在副线圈两端接入负载，负载中就会有交变电流．[再判断]1．变压器也可能改变恒定电压．(×)2．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．(√)3．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．(√) [后思考]原、副线圈是否通过铁芯导通？【提示】不是．都绕在同一绝缘铁芯上．[合作探讨]在课外，某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时，发现缺少电源，于是就用一种摩托车的蓄电池代替，按图2-6-1进行实验．图2-6-1探讨1：闭合开关后，灯泡是否发光？【提示】 因蓄电池是直流电源，向外输出恒定电压，故连接到副线圈上的小灯泡不会发光．探讨2：解释出现这种现象的原因．【提示】 原因是：恒定电压加在原线圈上后，原线圈内的磁通量不发生变化，因而副线圈中的磁通量也不发生变化，所以E ＝n ΔΦΔt＝0.故副线圈中无感应电动势．[核心点击]对变压器工作原理的理解变压器的变压原理是电磁感应．如图2-6-2所示，当原线圈上加交流电压U 1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．图2-6-21．(多选)理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( ) A ．交流电的频率 B ．磁通量的变化率 C ．功率D ．交流电的峰值【解析】 理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B 、C 正确；变压器能改变交流电的峰值但不改变交流电频率，A 正确，D 错误．【答案】 ABC2．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) 【导学号：90270085】 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错误；因理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量总相等，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈的电能，原、副线圈通过磁联系在一起，故D错误．【答案】 C3.(多选)如图2-6-3所示为汽油机中点火装置的示意图，它使用的是12 V直流电源，在变压器的输出端却可得到高达10 000 V的高压，开关是自动控制的，欲使副线圈两端得到一个高压，应使()图2-6-3A．开关总处于接通状态B．开关在接通时断开C．开关在断开时接通D．开关总处于断开状态【解析】欲使副线圈两端得到一个高压，必须使变压器铁芯中的磁通量发生变化，即原线圈中的电流必须发生变化，只有在开关闭合、断开瞬间原线圈中电流才有变化，故选B、C.【答案】BC1．变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．2．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．3．变压器不能改变交变电流的频率．4．若直流电的电压是随时间变化的，也可以用变压器改变电压．理想变压器原、副线圈基本量的关系[先填空]1．铜损和铁损(1)铜损：变压器的线圈有内阻，电流通过时发热所损失的能量．(2)铁损：铁芯在交变磁场中反复磁化，产生涡流，使铁芯发热所损失的能量． 2．理想变压器：忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器．3．电压与匝数关系：原、副线圈的电压之比等于这两个线圈的匝数之比，即U 1U 2＝n 1n 2.4．功率关系：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率．5．电流与匝数关系：原、副线圈中的电流跟它们的匝数成反比，即I 1I 2＝n 2n 1.6．两类变压器：n 2>n 1，能使电压升高的变压器叫做升压变压器；n 2<n 1，能使电压降低的变压器叫做降压变压器．[再判断]1．原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的增大而增大．(√) 2．原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增大而增大．(×) 3．当副线圈空载(断路)时，原线圈中无电流．(√) 4．当副线圈空载时，原线圈上电压为零．(×) [后思考]变压器线圈中的电流越大，应当用越粗的导线．在街上经常见到的往用户送电的变压器是降压变压器，它的原线圈和副线圈哪个应用较粗的导线？为什么？【提示】 副线圈应用较粗的导线．将该变压器视为理想变压器，输送功率保持不变，又由于是降压变压器，因此副线圈的电流要大于原线圈的电流．所以，副线圈应用较粗的导线．[合作探讨]实验仪器：学生电源(低压交流12 V)，可拆变压器，多用表(交流电压挡)，电路图如图2-6-4所示．图2-6-4实验过程：①保持原线圈的匝数n 1和电压U 1不变，改变副线圈的匝数n 2，研究n 2对副线圈的电压U 2的影响，n 1＝200 匝，U 1＝12 V .②保持副线圈的匝数n 2和原线圈的电压U 1不变时，改变原线圈的匝数n 1，研究n 1对副线圈电压U 2的影响，n 2＝40匝，U 1＝12 V .探讨1：121n 2的关系． 【提示】U 1U 2＝n 1n 2. 探讨2：对于理想变压器，只有一组副线圈的情况下，原线圈和副线圈的电流跟它们的匝数的关系．【提示】I 1I 2＝n 2n 1.因为P 1＝P 2，即I 1U 1＝I 2U 2，又U 1U 2＝n 1n 2，所以推导出I 1I 2＝n 2n 1.[核心点击]1．理想变压器的变压(变流)规律(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 1.4．机床上的照明电灯用的电压是36 V ，是将220 V 电压经变压器降压得到的．若电灯功率是40 W ，可正常发光，则该变压器原、副线圈中的电流分别为( )A ．5.5 A,0.9 AB ．0.18 A,1.1 AC ．5.5 A,1.1 AD ．0.15 A,0.9 A【解析】 I 2＝P 2U 2＝4036 A ＝1.1 A ，又P 1＝P 2，则I 1＝P 2U 1＝40220 A ＝0.18 A ，故B 正确．【答案】 B5.如图2-6-5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，副线圈接入“220 V 60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )图2-6-5A ．电流表的示数为32220 AB ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为3220 AD ．原线圈端电压为11 V【解析】 由灯泡正常发光，可知副线圈电压为220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可知，原线圈电压U 1＝20×220 V ＝4 400 V ，D 错；又因输入功率等于输出功率，P 1＝P 2＝60 W ，故B 错；电流表读数为有效值，原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝604 400 A ＝3220A ，故A 错，C 正确．【答案】 C6．如图2-6-6所示，T 为理想变压器，A 1、A 2为交流电流表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时( )【导学号：90270086】图2-6-6A ．A 1的读数变大，A 2的读数变大B ．A 1的读数变大，A 2的读数变小C ．A 1的读数变小，A 2的读数变大D ．A 1的读数变小，A 2的读数变小【解析】 当滑动触头下移时，R 3变小，R 总变小，I ＝UR 总，U 不变，I 变大，U 并＝U －UR 1变小，通过R 2的电流变小，I A2＝I －I R 2变大，A 2的示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，可知A 1的示数变大．【答案】 A7．(2016·江苏高考)一自耦变压器如图2-6-7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( )图2-6-7A ．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【解析】 a 、b 间作为原线圈(匝数不变)接电压为U 1的交变电流，在滑动触头由M 点移动到N 点的过程中，相当于副线圈的匝数变少，由变压器工作原理U 1U 2＝n 1n 2知，U 1＞U 2，且U 2降低，选项C 正确．【答案】 C理想变压器动态问题的处理方法1．首先抓住三个决定原则：输入电压U 1决定输出电压U 2；输出电流I 2决定输入电流I 1；输出功率P 2决定输入功率P 1.2．把副线圈当作电源，研究副线圈电路电阻变化．3．根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化．。

变压器练习一、单项选择题1．关于理想变压器正常工作时的下列说法中错误的是（）．A．匝数越少的线圈绕制时用的导线越粗B．穿过原、副线圈每匝的磁通量的变化率相等C．原、副线圈中，任意两个线圈中的电流跟它们的匝数成反比D．原、副线圈中，任意两个线圈两端的电压跟它们的匝数成正比2．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为（）．A．120 B．150 C．180 D．2203．如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交变电压上，副线圈通过输电线连接两只相同的灯泡L1、L2，输电线的等效电阻为R，在图示状态下，开关S是断开的，当开关S闭合时，下列说法正确的是（）．A．副线圈两端的输出电压减小B．等效电阻R两端的电压减小C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流减小二、双项选择题4．如图所示，理想变压器的副线圈通过输电线接两个并联的支路，其中变阻器的总电阻值R2大于定值电阻的阻值R1，输电线的等效电阻为R．开始时，变阻器的滑片P在a端．如果原线圈两端的交变电压的有效值保持一定，那么，当滑片P自a向b滑动时，以下说法中正确的是（）．A．副线圈的输出电压（有效值）U不断增大B．通过R1的电流（有效值）I1不断增大C．原线圈中通过的电流（有效值）不断减小D．变压器的电功率（有效值）不断增大5．在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上．当通以交变电流时，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．已知线圈1、2的匝数之比n1∶n2＝2∶1，在不接负载的情况下（）．A．当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为110 VB．当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 VC．当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 VD．当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V6．有一个理想变压器，原线圈1 200匝，副线圈400匝，现在副线圈上接一个变阻器R，如图所示，则下列说法中正确的是（）．A．交流电流表A1与A2的示数之比为3∶1B．交流电压表V1与V2的示数之比为3∶1C．原、副线圈的功率之比为3∶1D．变阻器滑动片向下移动时，原线圈的输入功率将增加三、非选择题＝V，原线7．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶2，电源电压u t圈接入一个熔断电流I0＝1 A的保险丝，副线圈中接入一个可变电阻R，如下图所示．为了使保险丝不被熔断，调节电阻R时最低应不能小于多少？8．将电阻R1和R2按如图甲所示接在变压器上，变压器原线圈接在电压恒为U的交流电源上，R1和R2上的电功率之比为2∶1，若其他条件不变，只将R1和R2改成如图乙接法，R1和R2上的功率之比为1∶8．若甲图中原线圈电流为I1，乙图中原线圈电流为I2．求：（1）两组副线圈的匝数之比；（2）I1和I2之比．参考答案1．答案：C解析：对只有一个原线圈和一个副线圈的理想变压器，电流跟它们的匝数成反比，否则此结论不成立．2．答案：A解析：由电压比1122U n U n =，则1220V 6V 30n =得n 1＝1 100． 当U 2′＝30 V 时，12220V30Vn n '=所以n 2′＝150．则Δn 2＝n 2′－n 2＝120，A 项正确． 3．答案：C解析：因为原线圈输入电压不变和原、副线圈的匝数比一定，由变压器的原理1122U n U n =知，副线圈输出电压U 2不变，A 项错误；开关闭合后两灯泡并联，电阻减小为R 灯/2，总电阻减小，副线圈的电流增大，输电线的等效电阻两端的电压增大，故B 项错误；开关闭合后输电线的等效电阻的电压增加，L 1两端的电压减小，由欧姆定律可知通过L 1的电流减小，故C 项正确；考虑原、副线圈的电流比等于匝数的反比，可知通过原线圈的电流变大，故D 项错误．4．答案：BC解析：原线圈两端的交变电压的有效值保持不变，由于匝数比不变，副线圈的输出电压（有效值）U 也不变，A 项错；当滑片P 自a 向b 滑动时，负载总电阻增大，副线圈电压不变，干路电流减小，R 1两端的电压增大，流过R 1的电流增大，B 项正确；原副线圈的匝数比不变，原线圈中的电流也减小，C 项正确；变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的总电阻变大，电压不变，则功率减小，所以D 项错．5．答案：BD解析：因为理想变压器原、副线圈电压之比12U U ⎛⎫⎪⎝⎭等于线圈中产生的感应电动势之比12E E ⎛⎫⎪⎝⎭，所以当从线圈1输入电压U 1＝220 V 时，由11112222n U E t U E n t Φ∆Φ∆==∆∆1122224111n n ΦΦ∆==⨯=∆， 得211144U U ==×220 V＝55 V ．当从线圈2输入电压U 2＝110 V 时，同理：22211112=121U n U n ΦΦ'∆==⨯'∆，得U 1＝U 2＝110 V ．6．答案：BD 解析：2211400112003U n U n ===，122113I n I n ==，A 错误、B 正确；理想变压器输入功率等于输出功率，C 错误；当变阻器滑动片向下移动时，电阻减小，副线圈电流增大，输出功率随之增大，所以原线圈的输入功率将增加，D 正确．7．答案：880 Ω解析：当原线圈电流I1＝I0时，副线圈中电流为11 21022111 A= A 22n nI I In n===⨯，这就是副线圈中电流的有效值．副线圈输出电压的有效值为22112440 V1nU Un=＝＝．因此，副线圈电路中负载电阻的最小值为2min24408801/2URI==Ω=Ω．8．答案：（1）1∶2（2）2∶3解析：（1）图甲中R1和R2串联，由P＝I2R得R1＝2R2①设三组线圈的匝数分别为n1、n2、n3，两组副线圈的电压分别为U2和U3，可知122nUU n=②133nUU n=③图乙中R1和R2上的功率之比为P1∶P2＝1∶8即8P1＝P22232128UUR R=④联立①②③④得n2∶n3＝1∶2．⑤（2）图甲中副线圈的匝数为n2＋n3，副线圈上的电压是U2′则1223nUU n n='+⑥副线圈的输出功率22112=UPR R''+，⑦乙图中的输出功率为223221212=+UUP P PR R''=+⑧联立①⑤⑥⑦⑧可得P1′∶P2′＝2∶3．因为P入＝P出，所以图甲、乙中的输入功率之比为2∶3．根据P＝UI，两图输入电压相同．所以1223II=．。

A 级　抓基础1. (多选)理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( )A ．交变电流的频率　B ．磁通量的变化率C ．功率D ．交变电流的峰值解析：理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B 、C 正确；变压器能改变交流电的峰值但不改变交变电流频率，A 正确，D 错误．答案：ABC2. 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 错误；因理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量总相等，故B 错误；由互感现象知C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈的电能，原、副线圈通过磁联系在一起，故D 错误．答案：C3. 一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V 交变电流改变为110 V ．已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为( )A ．200B ．400C ．1 600D ．3 200解析：根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系＝，得U 1U 2n 1n 2n 2＝＝＝400，选项B 正确．n 1U 2U 1800×110220答案：B4.如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两段电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变解析：根据数学知识可知，原副线圈减小相同的匝数后，匝数之比变大，因此电压之比变大，输出电压减小，故小灯泡变暗；而电流与匝数之比成反比，故电流的比值变小；故A 、C 、D 错误，B 正确．答案：B5．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，副线圈接入“220 V 60 W ”灯泡一个，且灯泡正常发光，则( )A ．电流表的示数为 A 32220B ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为 A3220D ．原线圈端电压为11 V解析：由灯泡正常发光，可知副线圈电压为220 V ，由＝可U 1U 2n 1n 2知，原线圈电压U 1＝20×220 V ＝4 400 V ，D 错误；又因输入功率等于输出功率，P 1＝P 2＝60 W ，故B 错误；电流表读数为有效值，原线圈中电流I 1＝＝ A ＝ A ，故A 错误，C 正确．P 1U 1604 4003220答案：CB 级　提能力6. (多选)如图所示为一理想变压器，K 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1为原线圈中的电流，则( )A ．保持U 1及P 的位置不变，K 由a 扳向b 时，I 1将增大B ．保持U 1及P 的位置不变，K 由b 扳向a 时，R 消耗功率减小C ．保持U 1不变，K 接在a 处，使P 上滑，I 1将增大D ．保持P 的位置不变，K 接在a 处，若U 1增大，I 1将增大解析：保持U 1及P 的位置不变，K 由a 扳向b 时，n 1减小，增大，由U 2＝U 1知U 2变大，则输出电流I 2增大，输出功率增大，n 2n 1n 2n 1输入功率也增大，由P 1＝U 1I 1知，I 1增大，A 正确；同理，K 若由b 扳向a ，R 消耗功率将减小，B 正确；U 1不变，K 接在a 处，使P 上滑时，I 2减小，I 1也减小，故C 错误；保持P 的位置不变，K 接在a处，若U 1增大，则U 2也增大，即I 2＝增大，则P 2增大，P 1＝P 2，U 2R故I1也应增大，故D正确．答案：ABD7．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A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2式为u＝220sin 100πt (V)．下列说法正确的是( )2 A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 VB．当单刀双掷开关与b连接时，电压表的示数为44 VC．当单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表的示数不变，电流表的示数变大D．单刀双掷开关由a扳向b时(滑动变阻器触头P不动)，电压表和电流表的示数均变大解析：根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为22220V，所以副线圈的电压的最大值为22V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为22 V，所以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10∶1变为5∶1，根据电压与匝数成正比可知，此时副线圈的电压为44 V，所以电压表的示数为44 V，所以B正确；当滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器连入电路的电阻变大，电路的总电阻变大，由于电压是由变压器决定的，所以，电压不变，电流变小，所以C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10∶1变为5∶1，所以输出的电压升高，电压表和电流表的示数均变大，所以D 正确．答案：BD8.如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，灯泡的额定电压均为U .变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1∶n 2和电源电压U 1分别为( )A ．1∶2　2UB ．1∶2　4UC ．2∶1　4UD ．2∶1　2U解析：设灯泡正常发光时的电流为I ，则I 1＝I ，I 2＝2I .由＝n 1n 2得＝；由＝得U 1′＝U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确．I 2I 1n 1n 221U 1′U 2n 1n 2n 1n 2答案：C9．如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.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的两端．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 ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越小解析：假设副线圈两端交变电压的峰值为U m ，副线圈两端电压的有效值为U 2，根据理想变压器的电压与匝数成正比，即有：＝UabU 2，而因二极管的单向导电性，cd 间电压的有效值U cd 并不等于副线n 1n 2圈两端的电压有效值U 2. 由交流电有效值定义可得：U 2＝，U cd ＝U m2＝，故＝，故A 错误；当增大负载电阻的阻值R ，因U m 2U 22Uab Ucd 2n 1n 2电压不变，由闭合电路欧姆定律可知，电阻R 的电流变小，则电流表的读数变小，故B 正确；cd 间的电压由原线圈的输入电压以及原、副线圈的匝数比有关，与负载电阻无关，所以cd 间的电压U cd 不会随着负载电阻变化，故C 、D 错误．答案：B10．有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD 之间加上输入电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V 为交流电压表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，CD 两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( )A ．当R 3不变，滑动触头P 顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B ．当R 3不变，滑动触头P 逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C ．当P 不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D ．当P 不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大解析：由题图知，当滑动触头P 顺时针转动时，变压器副线圈的匝数减少，根据＝可得副线圈的电压U 2减小，因负载的电阻不U 1U 2n 1n 2变，故电流表读数变小，电压表读数变小，所以A 正确；同理，若滑动触头P 逆时针转动时，变压器副线圈的匝数增加，U 2增大，电流表示数增大，所以B 错误；当P 不动，副线圈电压U 2不变，滑动触头向上滑动时，R 3连入电路中的阻值增大，与R 2并联后的电阻增大，根据串联电路的分压规律可得电压表示数增大，所以C 错误；同理，当滑动触头向下滑动时，R 3连入电路中的阻值减小，与R 2并联后的电阻减小，根据串联电路的分压规律可得电压表示数减小，所以D 错误．答案：A11．如图所示，理想变压器B 的原线圈跟副线圈的匝数比n 1∶n 2＝2∶1，交流电源电压U 1＝220 V ，F 为熔断电流I 0＝1.0 A 的保险丝，负载为一可变电阻．(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 的最小值为多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：(1)由＝得到U 2＝110 V ，U 1U 2n 1n 2由欧姆定律，得I 2＝1.1 A.再由＝得到I 1＝0.55 A ，故保险丝不能熔断．I 1I 2n 2n 1(2)对于理想变压器，P 入＝P 出＝220×1.0 W ＝220 W ，得到R ＝55 Ω.答案：(1)不能　(2)55 Ω　220 W12．如图，某理想变压器原线圈输入电功率为P 0，原、副线圈的匝数比为n ，在其副线圈上接一线圈电阻为r 的电动机．现在，电动机正以速度v 匀速向上提升一质量为m 的重物，已知重力加速度为g ，不计电动机转轴间的摩擦等损耗，则变压器原线圈两端的电压为多少？解析：电动机的输出功率P 机＝mg v,设副线圈回路的电流为I 2，则P 0＝P 机＋I r ，2副线圈两端的电压U 2＝，P 0I 2原线圈两端的电压U 1＝nU 2 ，联立以上各式得U 1＝nP 0.rP 0－mgv答案：见解析。