高中物理第3章电能的输送与变压器学案2变压器为什么能改变电压电能的开发与利用同步备课学案沪科版

一、教案基本信息教案名称：变压器及电能的输送教案学科领域：物理学年级/课程：高中物理教学时间：2课时二、教学目标1. 让学生了解变压器的工作原理及其在电力系统中的应用。

2. 使学生掌握电能输送的基本公式，理解电能损耗的原理。

3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

三、教学内容1. 变压器的工作原理2. 变压器的种类与应用3. 电能输送的基本公式4. 电能损耗的原理与计算5. 实例分析：如何降低电能损耗四、教学过程1. 导入：通过展示电力系统中变压器的图片，引发学生对变压器的兴趣，进而引入本节课的主题。

2. 讲解变压器的工作原理：利用图示和模型，详细讲解变压器的工作原理及其内部结构。

3. 介绍变压器的种类与应用：列举不同种类的变压器，并说明其在电力系统中的应用。

4. 讲解电能输送的基本公式：介绍电能输送的基本公式，解释其中各参数的含义。

5. 讲解电能损耗的原理：通过公式推导，解释电能损耗的原因。

6. 计算电能损耗：让学生运用所学知识，计算实际生活中的电能损耗。

7. 实例分析：引导学生运用所学知识分析实际问题，探讨如何降低电能损耗。

8. 课堂小结：回顾本节课所学内容，总结变压器及电能输送的关键点。

9. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

10. 教学反思：根据学生反馈，调整教学方法，提高教学效果。

五、教学评价1. 学生能熟练解释变压器的工作原理及其在电力系统中的应用。

2. 学生能掌握电能输送的基本公式，并运用其解决实际问题。

3. 学生能理解电能损耗的原理，并提出降低电能损耗的方法。

4. 学生对电力系统中的变压器有更深入的了解，能将其与实际生活相结合。

六、教学目标1. 使学生了解变压器在不同电压等级中的应用，以及其对电力系统稳定运行的重要性。

2. 培养学生运用物理知识分析电力系统中电能损耗的能力，并提出降低损耗的方法。

七、教学内容1. 变压器在不同电压等级中的应用2. 电力系统中的电能损耗分析3. 降低电能损耗的方法与技术八、教学过程1. 导入：通过展示电力系统中不同电压等级的变压器图片，引发学生对变压器应用的思考，进而引入本节课的主题。

变压器 电能的输送第二讲高三物理3-2选修教材(必考内容)教学目标：1．了解变压器的工作原理，掌握理想变压器的电流、电压与匝数的关系2．理解远距离输电的原理3．能够讨论负载变化时电流、电压等相关物理量的变化情况本讲重点：理想变压器的电流、电压与匝数的关系 本讲难点：变压规律和变流规律的应用考点点拨：1．理想变压器的理想化条件及其规律2．解决变压器问题的常用方法 3．远距离输电 一、考点扫描 （一）知识整合 1．理想变压器的P输入和P输出之间的关系为__________________，变压比是根据__________________定律推导出来的，电流比是根据____________________相等导出的。

如果有两个副线圈n 2和n 3，其电流分别为I 1和I 2，则n 1I 1和它们的关系为_______________。

2．远距离输电过程中，在输电线上的损耗的电能由___________、_______________、______________决定。

当输送功率一定时可改变___________、___________、____________来减少电能的损耗，而最有效的办法是__________________。

（二）重难点阐释1．理想变压器各物理量的决定因素输入电压U 1决定输出电压U 2，输出电流I 2决定输入电流I 1，输入功率随输出功率的变化而变化直到达到变压器的最大功率（负载电阻减小，输入功率增大；负载电阻增大，输入功率减小）。

2．一个原线圈多个副线圈的理想变压器的电压、电流的关系U 1:U 2:U 3:…=n 1:n 2:n 3:… I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3+…3．电压互感器和电流互感器电压互感器是将高电压变为低电压，故其原线圈并联在待测高压电路中；电流互感器是将大电流变为小电流，故其原线圈串联在待测的高电流电路中。

4．变压器原、副线圈的磁通量的变化率是相等的（“日”字形变压器除外）。

第二课时变压器电能的输送第一关：基础关展望高考基础知识一、变压器的构造和原理[来源:学§科§Z§X§X§K]知识讲解如图所示，变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，其中一个线圈与电源相接，另一个线圈与负载（工作电路）相接，前者称为原线圈或初级线圈，后者称为副线圈或次级线圈.当在原线圈上加交变电源时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变磁通量，磁通量通过铁芯也穿过副线圈，磁通量的变化在副线圈上产生感应电动势.若副线圈上接有负载形成闭合电路，有交变电流通过时，也会产生磁通量通过铁芯穿过原线圈，在原线圈上产生感应电动势.这样原、副线圈在铁芯中磁通量发生了变化，从而发生互相感应（称为互感现象），产生了感应电动势.归纳为：（1）互感现象是变压器的工作基础，其实质是电磁感应现象.（2）若在原线圈上加交流电压，副线圈上空载（开路），则副线圈上存在感应电动势.（3）变压器改变电压的作用只适用于交变电流，不适用于恒定电流.活学活用1.理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，以下说法中正确的是()[来源:Zxxk.]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：此题考查的是对变压器原理的掌握，对理想变压器，B 选项认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，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.D 选项认为可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率.答案：BD 二、电能的输送 知识讲解（1）减少电能损耗的方法据P 损=I 2R 可知，减小输电线路上功率损失的方法主要有两种： ①减小输电线的电阻R ，据R L Sρ=∙a.减小输电线长度L ：由于输电距离一定，所以在实际中不可能用减小L 来减小R.b.减小电阻率ρ：目前一般用电阻率较小的铜或铝作导线材料.c.增大导线的横截面积S ：这要多耗费金属材料增加成本，同时给输电线的架设带来很大的困难.②减小输电电流I ，据P I U=a.减小输送功率P ：在实际中不能以用户少用或不用电来达到减少损耗的目的.b.提高输电电压U ：在输送功率P 一定，输线电阻R 一定的条件下，输电电压提高到原来的n 倍，2P P R U =损据（）知，输电线上的功率损耗将降为原来的21.n根据以上分析知，采用高压输电是减小输电线上功率损耗最有效、最经济的措施.（2）远距离高压输电的几个基本关系（以图为例）：①功率关系P 1=P 2，P 3=P 4，P 2=P 损+P 3[来源:学&科&] ②电压、电流关系331124221443U n U n I I ,.U n I U n I ==== U 2=ΔU+U 3,I 2=I 3=I 线. ③输电电流：323223P U U P I .U U R -===线线④输电线上损耗的功率: 2222P P I U I R R .U =∆==损线线线线（） 当输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的n 倍，输电线上损耗的功率就减少到原来的21.n 活学活用2.远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()A.输电线上的电功率损失是原来的1n B.输电线上的电功率损失是原来的21nC.输电线上的电压损失是原来的1nD.输电线上的电压损失是原来的21n [来源:] 解析：根据由P=IU 得I=P U,导线上损失功率222P P I R R U ==损.因输送功率一定，P损跟输送电压的平方成反比；PU R U=损.跟输送电压成反比.所以正确选项为B 、C. 答案：BC第二关：技法关解读高考 解 题 技 法一、变压器各量变化问题的分析 技法讲解处理这类问题的关键是要分清变量和不变量，弄清理想变压器中“谁决定谁”的问题，在理想变压器中，U 2由U 1和匝数比决定；I 2由U 2和负载决定；I 1由I 2和匝数比决定.注意因果关系,对电压而言,有U 入才有U 出,输入决定输出,而对电流\,功率而言,则是有I 出、P 出,才有I 入、P 入,输出决定输入.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,可依据以下原则判定,如图所示.(1)输入电压U 1决定输出电压U 2.这是因为输出电压2211n U U ,n 当U 1不变时,不论负载电阻R 变化与否,U 2不会改变.(2)输出电流I 2决定输入电流I 1,在输入电压U 1一定的情况下,输出电压U 2也被完全确定.当负载电阻R 增大时,I 2减小,则I 1相应减小;当负载电阻R 减小时,I 2增大,则I 1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P 2决定输入功率P 1,理想变压器的输出功率与输入功率相等,即P 2=P 1.在输入电压U 1一定的情况下,当负载电阻R 增大时,I 2减小,则变压器输出功率P 2=I 2U 2减小,输入功率P 1也将相应减小;当负载电阻R 减小时,I 2增大,变压器的输出功率P 2=I 2U 2增大,则输入功率P 1也将增大.典例剖析 例1（江苏高考题）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，U 1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 1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 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小C.保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大D.保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小解析：保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a,副线圈匝数变多，由1122U n U n =知U 2变大，22U I R=变大，R 上消耗的功率增大，故A 错.又由于1221I n ,I n =I 1也变大，故C 正确.S由a 切换到b,副线圈匝数变少，由1122U n U n =知U 2变小，I 2=2UR变小，故B 正确.保持U 1不变，S 接在b 端，P 向上滑动，R 变小，I 2=2U R变大，I 1变大，故D 错. 答案：BC二、远距离输电问题 技法讲解在求解远距离输电的有关问题时，常会涉及到较多的物理量，应特别注意各物理量的对应性，所以对远距离输电问题一定要先画出过程图再分析，可以保证思路通顺流畅避免混乱出错．另外针对输电过程中因物理量较多，易发生混乱的特点，把各物理量在图中标出可以使物理意义条理清晰．远距离输电过程的示意图（如图所示）由图可知：P 1=P 2，I 2=I 3，P 3=P 4，P 损=I 22·2r=I 32·2r=P 1-P 4.（1）升压变压器的输出电流和输电线上的电压损失、功率损失，是联系两个变压器的纽带，解题时要抓住这个“纲”，然后根据和其他相关量的联系按相应规律列式求解.（2）输电导线上损失的电能和输出电压的平方成反比，输出电压提高n 倍，导线上电能的损失就减为原来的21.n（3）在计算远距离输电线路的功率损耗时常用关系式P 损=I 线2R 线计算，其原因是I 线较易求出；I 总=I 线=P 总/U 总；而P 损=U 线 I 线或P 损=U 线2/R 线，则不常用，其原因是在一般情况下U 线不易求出，且易把U 线和U 总相混淆而造成错误.典例剖析[来源:Zxxk.] 例2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，升压变压器匝数之比为1：4，降压变压器的匝数之比为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 ”的灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则[来源:Z#xx#k.]（1）发电机输出功率多大？ （2）发电机电动势多大？ （3）输电效率多少？（4）若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半？解析：发电机的电动势E ，一部分降在电源内阻上，即I 1r ，另一部分为发电机的路端电压U 1，升压变压器副线圈电压U 2的一部分降在输电线上，即I 2R ，其余的就是降压变压器原线圈电压U 2′，而U 3应为灯的额定电压U 额，具体计算由用户向前递推即可.(1)对降压变压器：U 2′I 2=U 3I 3=nP 灯=22×6×40 W=5 280 W ，而U 2′=41U 3=880 V. 所以22nP 5280I A 6 A.U 880===灯对升压变压器： U 1I 1=U 2I 2=I 22R+U 2′I 2=（62×4+5 280）W=5 424 W ，所以P 出=5 424 W. （2）因为U 2=U 2′+I 2R=（880+6×4）V=904 V. 所以11222n 11U U U 904 V 226 V.n 44===⨯= 又因为U 1I 1=U 2I 2， 所以22121U I I 4I 24 A U ===， 所以11E U I r 226241V 250 V.=+=+⨯=（）（3）P 5 280100%100%97%.P 5 424η=⨯=⨯=有用出（4）电灯减少一半时，n ′P 灯=2 640 W ，2n R 2640 WI 3 A.U 800 V''===灯 所以P ′出=n ′P 灯+I ′22R=（2 640+32×4） W=2 676 W ，不是减半. 答案：（1）5424 W (2)250 V (3)97%(3)不减半 第三关：训练关笑对高考 随 堂 训 练1.一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n 1和n 2，正常工作时输入和 输出的电压、电流、功率分别为U 1和U 2、I 1和I 2、P 1和P 2，已知n 1＞n 2， 则()A.U 1＞U 2，P 1＜P 2B.P 1=P 2，I 1＜I 2C.I 1＜I 2，U 1＞U 2D.P 1＞P 2，I 1＞I 2解析：对理想变压器来说，穿过原副线圈的磁通量的变化率一定相等，由法拉第电磁感应定律可得1122U n U n =，由题给条件n 1>n 2，得U 1>U 2.理想变压器不考虑能量损耗，则有P 1=P 2.由于题给变压器为单个副线圈的变压器，则I 1U 1=I 2U 2成立，所以I 1<I 2.综合上述分析可知，B 、C 两项对.答案：BC2.一理想变压器初\,次级线圈匝数比为31,次级接三个相同的灯泡,均能正常发光,在初级线圈接一个相同的灯泡L,如图所示,则（）A.灯L 也能正常发光B.灯L 比另三灯都暗C.灯L 将会烧坏[来源:]D.灯L 时亮时暗解析：分析此题应从变压器的电流关系来考虑;原\,副线圈中的电流比I 1：I 2=1：3,副线圈后面每灯的电流与其额定电流为2L 1I :I ,I I I 3===额额故,所以灯L 也正常发光. 答案：A3.如图甲所示是日光灯的电路图，它主要由灯管、镇流器和启动器组成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了便于启动，常在启动器的两极并上一纸质电容器C ，某教室的一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮的情况，经检查，灯管是好的，电压正常，镇流器无故障，其原因可能是()A.启动器两脚与启动器底座接触不良B.电容器C 断路C.电容器C 击穿而短路D.镇流器自感系数L 太大 答案：C4.国家重点项目工程——750千伏兰州至银川西电东输工程完成塔基建设.9月底全线架通.远距离输送交流电都采用高压输电，采用高压输电的优点是()A.可节省输电线的铜材料B.可根据需要调节交流电的频率C.可减少输电线上的能量损失D.可加快输电的速度 解析：由P=IU 得P I U=，输送的电功率P 一定，采用高压输电，U 大则I 小，由P 线=I 2r ，在要求输电损耗一定的情况下，就可以选电阻率略大一点的材料作导线；若输电线确定，则可以减少输电线上的能量损失，故选项A 、C 正确.交流电的频率是固定的，不需要调节，输电的速度是就是电磁波的传播速度，是一定的，故选项B 、D 不正确.答案：AC5.如图所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置的金属棒ab与导轨接触良好，在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，导轨的N、Q端接理想变压器的初级线圈，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C 的电流，不考虑电容器的瞬间充放电，则下列判断中正确的是()A.若ab棒匀速运动，则I R≠0，I L≠0,I C=0B.若ab棒匀加速运动，则I R≠0,I L≠0,I C=0C.若ab棒做加速度变小的加速运动，则I R≠0，I L=0，I C=0D.若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动，则I R≠0,I L≠0,I C≠0解析：当ab棒匀速运动时，根据公式E=Blv可知电动势E恒定，则原线圈中有恒定的电流通过，产生稳定的磁场，通过副线圈的磁通量不变，那么副线圈上不产生感应电动势，无电压，则I R=I L=I C=0,A错误.当ab棒匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈的电流均匀增大，产生的磁场均匀增强，则副线圈中的磁通量均匀增大，副线圈就会产生一个恒定的电压，那么I R≠0,I L≠0,I C=0,B正确.当ab棒做加速度变小的加速运动时，ab棒产生的电动势变化越来越慢，同理可知在副线圈上将产生一个逐渐减小的电压，则I R≠0，IL≠0，而电容器要不停的放电而使IC≠0，故C错误.当ab棒做简谐运动时，ab棒将产生正弦或余弦式交变电流，在副线圈上也将感应出正弦或余弦式交变电压，从而I R≠0，I L≠0，I C≠0，D正确.答案：BD课时作业四十二变压器电能的输送[来源:Z.xx.k.]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.I2减小，P2减小C.I2增大，P2减小D.I1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P2=U2I2可知，功率P 2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 1n 2=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1002 VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103J D.变压器的输入功率是1×１０3W 解析:由图象可知U 1=220 V ，则2211n 5U U 220V 100 V n 11==⨯= 流过电阻电流2U I 10 A R==，A 错；电压表示数应为100V ，B 错；1分钟放出热量Q=I 2Rt=102×10×60 J=6×104J,C 错；P 出=U 2I=100×10 W=1×103W ，所以P 入=P 出=1×103W ，D 正确.答案:D3.如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的.○V1和○V2为理想电压表，读数分别U 1和U 2；○V1、○V2和○V2为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3.现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是()A.U 2变小、I 3变小B.U 2不变、I 3变大C.I 1变小、I 2变小D.I 1变大、I 2变大解析:U 2=211n U ,n U 1、n 1、n 2均不变，故U 2不变，A 错误；S 断开，副线圈电路R 总增大，则I 2减小，UR 1=I 2R 1减小，UR 3必增大，333UR I R =增大，B 对；由2121n I I n =知I 1减小，C 对，D 错误.答案:BC4.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=U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻.若U 0=2202V ，ω=100πrad/s ，则下述结论正确的是()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1100π s C.原线圈中电流表的读数为0.5 AD.原线圈中的输入功率为1102 W解析:因为U 0=2202 V,则电压有效值U=220 V ，由1122U n U n =得U 2220 V 4==55 V,A 正确.因为ω=100πrad/s,则22T s 0.02 s 100ππωπ===，则B 错误. 负载R 中电流12221I n U 5 V I 5 2 A R 27.5I n ====Ω，由得I 1=0.5 A ，所以C 正确.功率P=U 1I 1=220 V ×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，I1、I2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I1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，I2减小，B对；P向上滑动时，R减小，I2增大，由电流与匝数的关系可知，I1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，n1减小U2↑，○V读数增大，副线圈电流22UIR=，原线圈电流I1↑，○A A错、当Q不变P上移时n1↑U2↓○V读数减小，I2↓I1↓B正确.当P不动时n1不变，由1122U nU n=知U2不变，○V读数不变，Q 上移R ↓I 2↑I 1↑○V 读数增大，C 对D 错. 答案:BC7.如图甲所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M 和P ，线圈P 与电流表构成闭合回路.若在t 1至t 2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下（即为由c 经电流表至d ），则可以判断出线圈M 两端的电势差uab 随时间t 的变化情况可能是图乙中的()解析:根据楞次定律可知副线圈中的电流方向，可知穿过副线圈的磁场应是向上增加，或向下减少的，可以判断原线圈中的磁场方向是向下增加的，或向上减少的，综合四个选项可知在t 1至t 2这段时间内输入电压变化的可能情况为C 、D.答案:CD8.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12n 1n 20，加在原线圈的电压为u 1=311sin 100πt(V)，霓虹灯正常工作的电阻R=440 k Ω,I 1、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 2D.I 1＞I 2解析:由u 1=311sin 100πt(V) 知1311U V 220 V 2== 由1122U n U n =得U 2=4400 V 22U I 0.01 A R==故A 错误，B 正确. 由 1221I n 20I n 1==,则I 1＞I 2 故C 错误，D 正确. 答案:BD9.如图所示，变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n 1:n 2:n 3=4:2:1，所连接的三个灯消耗的电功率相同，则流过每个灯的电流之比I 1:I 2:I 3=____，每个灯的电阻之比为R 1:R 2:R 3=____.解析:理解变压器每个线圈的电压之比等于它们的匝数比，则U 1:U 2:U 3=4:2:1，理想变压器的输入功率等于输出功率，则有I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3.又I 2U 2=I 3U 3，则32332U 1I I I U 2=-I 1U 1=2I 2U 2，则2222312U 1I I I I U 2===[来源:学。

第三章 交变电流 第3节 变压器一、理想变压器及变压原理和规律1．理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量．(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别．(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率． 2．工作原理原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电．从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、电流均发生了变化．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.当有n 组线圈时，则有：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3…4．功率关系对于理想变压器，不考虑能量损失，P 入＝P 出． 5．电流关系由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2，得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＋…，得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋….[特别提醒](1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的周期和频率． (3)理想变压器关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值或最大值．瞬时值和平均值不成立 (4)变压器的输入功率总等于所有输出功率之和（5）变压器匝数多的接高压，导线细；匝数少的接低压，导线粗 6．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．【例题1】如图所示，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b .小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________．流过灯泡b 的电流为________A.【答案】：10∶3 0.2[解析]根据P ＝U 2R 和P ＝I 2R 得灯泡a 两端的电压U 2＝PR ＝0.3×30 V ＝3 V ，通过灯泡a 的电流I a＝P R＝0.330 A ＝0.1 A ，根据U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝103，根据I 1I 2＝n 2n 1，得副线圈上的电流I 2＝n 1n 2I 1＝103×0.09 A ＝0.3 A ，根据I 2＝I a ＋I b ，得流过灯泡b 的电流为I b ＝I 2－I a ＝0.2 A.【例题2】如图，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U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．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 【答案】C[解析]交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值，A 、B 错误．由于输入端电压U 1和理想变压器匝数比不变，所以U 2不变．滑片P 向下滑动过程中，电阻变小，电流I 2变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流I 1变大，C 正确，D 错误，故选C.【例题3】.(多选)(2016·高考全国卷Ⅲ)如图，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【答案】：AD[解析]设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0I a＝U0I b得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．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2．(多选)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，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3．如图所示，一只理想变压器，原线圈中有一个抽头B，使n1＝n2，副线圈中接有定值电阻R.当原线圈从AC端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I，当原线圈从AB端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I′.那么I′与I的比值等于()A．4∶1B．1∶4C．2∶1 D．1∶24.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数为n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 VB ．9.0 VC ．12.7 VD ．144.0 V5.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202·sin 100πt (V)，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法不正确的是( )A ．交流电的频率为50 HzB ．电流表A 1的示数为0.2 AC ．电流表A 2的示数为2 AD ．电压表的示数为44 V6.如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2、L 3都标有“5 V 5 W ”字样，L 4标有“5 V 10 W ”字样，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2和ab 间电压应为( )A ．2∶1,25 VB ．2∶1,20 VC ．1∶2,25 VD ．1∶2,20 V7．如图甲、乙所示的电路中，当A 、B 接有效值为10 V 的交流电压时，C 、D 间电压的有效值为4 V ；当M 、N 接10 V 直流电压时，P 、Q 间的电压也为4 V ．现把C 、D 接4 V 交流电压，P 、Q 接4 V 直流电压，下列表示A 、B 间和M 、N 间电压的是( )A. 10 V ,10 VB. 10 V ,4 VC. 4 V,10 VD. 10 V,08、（多选）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R 1与交流电源串联，该电源输出的电压有效值为U 0，如图所示，心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R 2)与该变压器的次级线圈相连．若R 2的功率此时最大，下列说法正确的是( )A ．大电阻R 1两端电压为U 02B ．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R 1R 2C ．交流电源的输出功率为U 202R 1D ．通过扬声器的电流为U 021R 1R 29.(多选)如图所示，L 1、L 2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100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，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 A10.（多选）调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．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，滑动变阻器的滑动触头为Q .则( )A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变大B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变小C ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变小11.如图所示，理想变压器输入的交流电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V ，9 W ”“12V ,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n 1和另一副线圈的匝数n 3； (2)原线圈中电流I 1.12．如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut 图象如乙图所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.1．【答案】：C【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，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．2．【答案】：AD【解析】：交流电源的电压有效值不变，即V 1示数不变，因U 1U 2＝n 1n 2，故V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变，D 对．S 闭合使负载总电阻减小，I 2＝U 2R ，所以I 2增大．因I 1I 2＝n 2n 1，所以A 1示数增大，A 1与A 2示数的比值不变，A 对．3．【答案】：C【解析】：当电压由AC 端输入改为由AB 端输入后，副线圈上的电压加倍，电阻R 是定值电阻，所以副线圈中的电流加倍．4.【答案】：A【解析】：若未考虑铁芯的漏磁因素，上线圈电压有效值U 1＝512V ≈36 V ，按变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝9.0 V ，而实际上副线圈磁通量Φ2<Φ1，由U ＝n ΔΦΔt 得U 1n 1>U 2n 2，则应选A.5【答案】：C【解析】：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π rad/s ，所以频率为50 Hz ，A 项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即U 1U 2＝n 1n 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220 V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，故D 项说法正确；I 2＝U 2R ＝1 A, 故C 项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即I 2I 1＝n 1n 2，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故B 项说法正确．6.【答案】：A【解析】：要使得L 1、L 2、L 3和L 4都正常发光，副线圈的电压应为10 V ．若L 1也能正常发光，则原线圈的电流应是副线圈的12，所以由I 2I 1＝n 1n 2可知n 1∶n 2＝2∶1，再由U 1U 2＝n 1n 2可知原线圈的电压为20 V ，U ab ＝U 1＋U L1＝25 V ，所以选项A 正确．7．【答案】：B【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，两边的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 交流电压时，A 、B 间将得到10 V 交流电压．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通过，M 、P 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 ．如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律仍然适用．8、【答案】：ACD【解析】：设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n 1、n 2，初级线圈和次级线圈的电流分别为I 1、I 2，R 2的功率为P ，则有P ＝I 22R 2＝－I 21R 1＋I 1U 0，由于此时扬声器有最大功率，则I 1＝U 02R 1、I 2＝U 021R 1R 2，选项D 正确；此时大电阻R 1两端电压I 1R 1＝U 02，选项A 正确；理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2，选项B 错误；交流电源的输出功率为I 1U 0＝U 202R 1，选项C 正确，故本题选A 、C 、D. 9.【答案】：AD【解析】：甲图是电压互感器，电表是电压表，故B 错误；根据匝数比U 1U 2＝n 1n 2，有U 1＝n 1n 2U 2＝1001×220V ＝22 000 V ，故A 正确；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I 1I 2＝n 2n 1，有I 1＝n 2n 1I 2＝101×10 A ＝100 A ，故D 正确．10.【答案】：BC【解析】：当P 的位置不动时，U 2＝n 2n 1U 1不变，将Q 向下移动，R 接入电路的阻值变大，由I 2＝U 2R 知I 2减小，故选项B 正确；保持Q 的位置不动，R 接入电路的阻值就不变，将P 沿逆时针方向移动，则n 2增多，U 2增大，所以I 2也增大，故选项C 正确．11.【答案】：(1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A 【解析】：(1)由于两灯泡均正常发光， 所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 2U 3＝n 2n 3得n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36＝1 320匝n 3＝U 3U 2n 2＝126×36＝72匝．(2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3 所以P 入＝P 2＋P 3，即I 1U 1＝P 2＋P 3则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A ≈0.095 A.12．【答案】：(1)u ab ＝400sin 200πt V (2)0.28 A(3)43【解析】：(1)由乙图知ω＝200π rad/s ， 电压瞬时值 u ab ＝400sin 200πt V. (2)电压有效值U 1＝U m2＝200 2 V ，理想变压器P 1＝P 2，原线圈中的电流I 1＝P 1U 1≈0.28 A.(3)设ab 间匝数为n 1，根据变压器规律有 U 1n 1＝U ce n ce ，U 1n 1＝U den de ， 由题意有U 2ce R ce ＝U 2deR de ，联立可得n cen de＝R ce R de ＝43.。

3.2 变压器为什么能改变电压 3.3电能的开发与利用(建议用时：45分钟)[学业达标]1.下列是4种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的灯泡相同，且都是“220 V 40 W”，当灯泡消耗的功率都调至20 W时，哪种台灯消耗的功率最小 ( )【导学号：72000082】A B C D【解析】理想变压器的输入功率等于输出功率，在变压器上是没有功率损失的，所以含有变压器的台灯消耗的功率就等于灯泡消耗的功率.而其余三种电路中有另外的变阻器，除灯泡消耗功率外，在变阻器上也有额外的功率损失.故选项C正确.【答案】 C2.(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( )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交变磁通量相同，磁通量变化率相同，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率.故正确答案为B、D.【答案】BD3.如图3­2­5所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路.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，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为( )图3­2­5A.0B.3 mAC.48 mAD.与R的大小有关【解析】导线AB切割磁感线产生的感应电动势E感＝BLv.由于B、L、v三个量均不变，故感应电动势为一定值，因此原线圈的电压不变，原线圈中电流恒为12 mA ，无法产生互感现象，故副线圈输出电压为0，电流表A 2的示数也为0.【答案】 A4.(2015·广东高考)如图3­2­6为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器.原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P ，使输出电压有效值由220 V 降至110 V.调节前后( )图3­2­6A.副线圈中的电流比为1∶2B.副线圈输出功率比为2∶1C.副线圈的接入匝数比为2∶1D.原线圈输入功率比为1∶2【解析】 根据欧姆定律I ＝U R ，U 2由220 V 降至110 V ，副线圈上的电流变为原来的12，即调节前后，副线圈上电流之比为2∶1，选项A 错误；根据P ＝UI 知，U 、I 均变为原来的12时，副线圈上输出的功率变为原来的14，即调节前后副线圈的输出功率之比为4∶1，选项B 错误；根据理想变压器电压与匝数的关系U 1U 2＝n 1n 2，当U 2由220 V 降至110 V 时，n 2变为原来的12，即调节前后副线圈接入的匝数比为2∶1，选项C 正确；根据理想变压器P 入＝P 出，所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为4∶1，选项D 错误.【答案】 C5.(2015·全国卷Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1 ，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U .原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( )图3­2­7A.U ＝66 V ，k ＝19B.U ＝22 V ，k ＝19C.U ＝66 V ，k ＝13D.U ＝22 V ，k ＝13【解析】 设原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2，则I 1I 2＝n 2n 1＝13，故k ＝I 21R I 22R ＝19.设原线圈两端的电压为U 1，则U 1U ＝n 1n 2＝31，故U 1＝3U ，而原线圈上电阻分担的电压为13U ，故U 3＋3U ＝220 V ，解得U ＝66 V.选项A 正确.【答案】 A6.一输入电压为220 V ，输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏了，为获知此变压器原副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁心上新绕了5匝线圈，如图3­2­8所示，然后将原来线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V ，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )图3­2­8A.1 100,360B.1 100,180C.2 200,180D.2 200,360【解析】 对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n 1＝n 3U 1U 3＝5×2201＝1 100，变压器烧坏前，同理n 2＝n 1U 2U 1＝1 100×36220＝180，故B 正确. 【答案】 B 7.如图3­2­9所示的甲、乙两电路中，当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V.若分别在c 、d 两端及g 、h 两端加上110 V 的交流电压，则a 、b 间及e 、f 间的电压分别为( )图3­2­9A.220 V 、220 VB.220 V 、110 VC.110 V 、110 VD.220 V 、0 V【解析】当a、b两端接220 V电压时，c、d间电压为110 V，说明c、d间线圈的匝数为原线圈匝数的一半；反过来，当c、d两端接110 V电压时，a、b间电压应为220 V.当e、f间接220 V电压时，g、h间电压为110 V，说明g、h间电阻为e、f间电阻的一半；当g、h两端接110 V电压时，e、g间没有电流，e、g间电压为零，所以e、f间电压与g、h间电压相等，均为110 V.【答案】 B8.钳形电流表的外形和结构如图(a)所示.图(a)中电流表的读数为1.2 A，图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则( )【导学号：72000083】(a) (b)图3­2­10A.这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4 AB.这种电流表能测交变电流，图(b)的读数为0.4 AC.这种电流表能测交变电流，图(b)的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流，图(b)的读数为3.6A【解析】钳形电流表的工作原理是电磁感应，所以它可以测定交变电流，根据变压器的原理，I1n1＝I0n0，其中n1指钳形电流表内部线圈的匝数，n0指待测电流导线的匝数，I1指电表的电流.当在图(b)中用同一电缆线绕了n′0＝3匝时，n′0＝3n0，且满足I′1n1＝I0n′0，解得I′1＝3I1＝3.6 A.【答案】 C[能力提升]9.如图3­2­11所示为理想变压器，原线圈的匝数为1 000匝，两个副线圈的匝数n2＝50匝，n3＝100匝，L1是“6V,2W”的小灯泡，L2是“12 V,4 W”的小灯泡，当原线圈接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为( )图3­2­11A.160A B.130AC.120 AD.110 A 【解析】 由P 入＝P 出知，I 1U 1＝6 W ，又U 1U 2＝n 1n 2所以U 1＝n 1n 2U 2＝1 00050×6 V＝120 V 所以I 1＝6120A ＝120A. 【答案】 C10.(多选)如图3­2­12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( )图3­2­12A.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【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.由n 1n 2＝U 1U 2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】 ABD11.一台理想变压器，其原线圈2 200匝，副线圈440匝，并接一个100 Ω的负载电阻，如图3­2­13所示.【导学号：72000084】图3­2­13(1)当原线圈接在44 V 直流电源上时，电压表示数为________ V ，电流表示数为________A.(2)当原线圈接在220 V 交流电源上时，电压表示数为________ V ，电流表示数为________ A.此时输入功率为________ W ，变压器效率为________.【解析】 (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势 ，故电压表示数为零，电流表示数也为零.(2)由U 2U 1＝n 2n 1得 U 2＝U 1n 2n 1＝220×4402 200 V ＝44 V(电压表读数) I 2＝U 2R ＝44100A ＝0.44 A(电流表读数) P 入＝P 出＝I 2U 2＝0.44×44 W＝19.36 W 效率η＝100%.【答案】 (1)0 0 (2)44 0.44 19.36 100%12.如图3­2­14所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n 1∶n 2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等.a 、b 两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比.图3­2­14【解析】 根据变压器原、副线圈电流比I 1I 2＝n 2n 1＝14，设流过A 电阻电流I 1＝I ，则流过B 电阻电流为I 2＝4I ，所以功率比P A P B ＝I 21R I 22R ＝I 2R 16I 2R ＝116两电阻两端电压比U A U B ＝I 1R I 2R ＝14. 【答案】116 14。

高中物理 4.2《变压器》学案2 鲁科版选修32[学习目标]1、理解变压器的工作原理；2、掌握理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系及功率关系；3、知道输电线上的功率损失及减少功率损失的方法；4、能解决高压送电的实际问题 [自主学习] 一、变压器1、变压器的原理是变压器的工作基础。

由于互感现象，使得穿过原副线圈的 相同。

根据E= 得 ，原、副线圈产生感应电动势E 与匝数n 成 。

2、理想变压器的变压、变流规律和功率关系：⑴、变压规律： ⑵、变流规律： ⑶、功率关系： 3、变压器有二个副线圈的情况⑴、电压与匝数间关系：①、 ②、 ③、 ⑵、电流与匝数间关系： ⑶、功率关系： 4、简述理想变压器各种物理量的决定关系。

二、电能的输送1、电功率损失和电压损失⑴功率损失：远距离输送电能，由于输电线上的电流热效应，电能转化为热能。

出现功率损失。

△P= 。

⑵、电压损失：远距离输送电能，线路中电阻R 上消耗部分电压。

△U= 。

2、减少功率损失和电压损失的方法：⑴、 ⑵、 3、高压输电网络及各物理量间关系： ⑴、远距离输电线路图：⑵、常用分析公式：①、输电电流：I 2=②、输电导线损失的电功率：P 损= ③、输电导线损失的电压：U 损=I 1U 1 n 1 I 1~ n 1L 12U 1 ~升压变压器降压变压器n 1I 1I 1U 1 ~ n2R[典型例题]例1、如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U 1=3300v ，副线圈的输出电压U 2=220v ，绕过铁心的单匝导线的电压表的示数为U 0=2v,则： ⑴、原、副线圈的匝数各是多少？⑵、当S 断开时，A 2的示数I 2=5A ，那么A 1的示数是多少？⑶、当S 闭合时，A 2的示数将如何变化？A 1的示数如何变化？(1)N 1=1650匝；N 2=110匝 (2) N 1:N 2=UI:U 2=15:1； I 1:I 2=N 2:N 1I 1=N 2I 2/N 1=0.33A（3）P=2200W例2、某小型实验水电站输出功率是20kW ，输电线路总电阻是6Ω。