《2019-2020學(xué)年高中物理 第4章 遠(yuǎn)距離輸電 第2節(jié) 變壓器學(xué)案 魯科版選修3-2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第4章 遠(yuǎn)距離輸電 第2節(jié) 變壓器學(xué)案 魯科版選修3-2（19頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié)　變壓器 　1.知道變壓器的構(gòu)造及幾種常見的變壓器，理解變壓器的工作原理．　2.通過實(shí)驗(yàn)探究理想變壓器的原、副線圈中電壓與匝數(shù)、電流與匝數(shù)的關(guān)系．　3.了解變壓器在生活中的應(yīng)用． ,　　　　　　　　[學(xué)生用書P49]) 一、變壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理 1．用途：變壓器是改變交流電壓的設(shè)備． 2．結(jié)構(gòu)：變壓器主要由閉合的鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈組成，如圖所示． 3．兩組概念 (1)原線圈與副線圈． 原線圈：與電源相連的線圈(也叫初級線圈)，匝數(shù)用n1表示． 副線圈：與負(fù)載相連的線圈(也叫次級線圈)，匝數(shù)用n2表示． (2)輸入電壓與輸出電壓． 輸入電壓：

2、原線圈兩端的電壓，用符號U1表示． 輸出電壓：副線圈兩端的電壓，用符號U2表示． 4．按輸出電壓的升降分類：變壓器分為升壓變壓器和降壓變壓器兩種． 5．工作原理：電磁感應(yīng)是變壓器的工作原理，即互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)． 1．若原線圈上接直流電源，副線圈上有磁場和電壓嗎？ 提示：副線圈上有磁場，但副線圈兩端無電壓. 二、科學(xué)探究——變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系 1．定性探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系 如圖所示為原、副線圈匝數(shù)可變的變壓器．先保持原線圈匝數(shù)不變，使副線圈的匝數(shù)依次減少，電壓表V2的示數(shù)依次減?。俦３指本€圈的匝數(shù)不變，使原線圈匝數(shù)依次減少，電壓表V2的示數(shù)依次增大．

3、 2．變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系 理想變壓器特點(diǎn) 鐵芯無漏磁，原、副線圈無電阻 電壓與匝數(shù)關(guān)系 ＝ 電流與匝數(shù)關(guān)系 ＝ 功率關(guān)系 P1＝P2 (1)對于理想變壓器，無論有幾個(gè)副線圈，輸入功率和輸出功率總是相等．(　　) (2)對于理想變壓器，＝的成立是需要條件的．(　　) (3)負(fù)載變化時(shí)，可能引起原線圈電壓的變化．(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)× 三、自耦變壓器 1．示意圖 2．特點(diǎn)：鐵芯上只有一個(gè)繞組． 3．自耦變壓器的用途：可升高電壓，也可降低電壓．如果把整個(gè)繞組作原線圈，副線圈只取繞組的一部分，就可以成為降壓變壓器(如圖甲)

4、；如果把繞組的一部分作原線圈，整個(gè)繞組作副線圈，就可以成為升壓變壓器(如圖乙)． 4．自耦變壓器的優(yōu)點(diǎn)：可以連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓． 2.如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100 V，R0＝40 Ω，當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí)，C、D兩端電壓的有效值UCD和通過電阻R0的電流分別為多少？ 提示：200 V　5 A 　理想變壓器的特點(diǎn)及工作原理[學(xué)生用書P50] 1．理想變壓器 理想變壓器是實(shí)際變壓器的近似．理想變壓器有三個(gè)特點(diǎn)： (1)鐵芯封閉性好，無漏磁現(xiàn)象，即穿過原、副線圈兩繞組每匝的磁通量Φ都一樣，每匝線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等．

5、 (2)線圈繞組的電阻不計(jì)，無能損現(xiàn)象． (3)鐵芯中的電流不計(jì)，鐵芯不發(fā)熱，無能損現(xiàn)象． 2．工作原理 變壓器的變壓原理是電磁感應(yīng)． (1)當(dāng)原線圈兩端加上交變電壓U1時(shí)，就有交變電流I1通過原線圈，并在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁場，鐵芯中就有變化的磁通量． (2)由于副線圈也繞在同一鐵芯上，這個(gè)變化的磁通量同樣穿過副線圈，并在副線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢． (3)如果在副線圈兩端連接負(fù)載構(gòu)成閉合回路，在副線圈中就會(huì)產(chǎn)生交變電流I2. 　(多選)關(guān)于變壓器的下列說法中正確的是(　　) A．變壓器也可能改變恒定電壓 B．變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，副線圈輸出的電流是原線圈電流的感應(yīng)電流

6、C．變壓器由繞在同一閉合鐵芯上的若干線圈構(gòu)成 D．變壓器原線圈相對電源起負(fù)載作用，而副線圈相對負(fù)載起電源作用 [解題探究] (1)理想變壓器的基本結(jié)構(gòu)？ (2)理想變壓器的工作原理是什么？ [解析]　變壓器只能改變變化的電壓或電流，不能改變恒定電壓或電流，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；變壓器可以有一個(gè)或多個(gè)副線圈，C選項(xiàng)正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的互感現(xiàn)象，副線圈輸出的電流(或電壓)是原線圈電流(或電壓)的感應(yīng)電流(或感應(yīng)電壓)，故B選項(xiàng)正確；根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和在電路中的作用可知選項(xiàng)D正確． [答案]　BCD (1)在原、副線圈中由交變電流而引發(fā)的相互感應(yīng)現(xiàn)象，叫互感現(xiàn)象．

7、(2)互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)：變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能向磁場能再到電能的轉(zhuǎn)化． (3)變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)來工作的，因此只能在交流電路中工作，如果變壓器接入直流電路，原線圈中的電流不變，在鐵芯中不能引起磁通量的變化，沒有互感現(xiàn)象出現(xiàn)，變壓器起不到變壓作用．　 　理想變壓器的基本規(guī)律[學(xué)生用書P50] 1．理想變壓器的功率關(guān)系：從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，P入＝P出． 2．電壓關(guān)系：＝. 3．電流關(guān)系 (1)只有一個(gè)副線圈時(shí)，有U1I1＝U2I2，得n1I1＝n2I2，即＝. (2)當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)，由U1I1＝U2I2＋U3I3＋…，得

8、n1I1＝n2I2＋n3I3＋…. 4．電壓、電流、功率的制約關(guān)系 (1)電壓制約：輸入電壓U1決定輸出電壓U2. (2)功率制約：P出決定P入，這體現(xiàn)了能量守恒的特點(diǎn)． (3)電流制約：輸出電流I2決定輸入電流I1. 命題視角1　“一原一副”變壓器的分析與計(jì)算 　一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖所示．設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(　　) A．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．

9、U＝22 V，k＝ [解題探究] (1)原、副線圈電壓、電流與線圈匝數(shù)之間滿足什么規(guī)律？ (2)原線圈兩端電壓一定是電源電壓嗎？ [解析]　設(shè)原、副線圈中的電流分別為I1、I2，則＝＝，故k＝＝.設(shè)原線圈兩端的電壓為U1，則＝＝，故U1＝3U，而原線圈上電阻分擔(dān)的電壓為U，故＋3U＝220 V，解得U＝66 V．選項(xiàng)A正確． [答案]　A 命題視角2　“一原多副”變壓器的分析與計(jì)算 　如圖所示，理想變壓器三個(gè)線圈的匝數(shù)之比為n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中n1接到220 V的交流電源上，n2和n3分別與電阻R2、R3組成閉合回路．已知通過電阻R3的電流I3＝2 A，電阻R2＝

10、110 Ω，求通過電阻R2的電流I2和通過原線圈的電流I1. [解題探究] (1)該題中電壓、電流與線圈匝數(shù)的比例關(guān)系還成立嗎？ (2)原線圈輸入功率和兩個(gè)副線圈消耗的功率之和有什么關(guān)系？ [解析]　由變壓器原、副線圈電壓比等于其匝數(shù)比可得，加在R2上的電壓 U2＝U1＝×220 V＝110 V 通過電阻R2的電流I2＝＝ A＝1 A 加在R3上的電壓U3＝U1＝×220 V＝22 V 根據(jù)輸出功率等于輸入功率得：U1I1＝U2I2＋U3I3 代入數(shù)據(jù)解得通過原線圈的電流為：I1＝0.7 A. [答案]　1 A　0.7 A 解決變壓器問題的常用方法 思路1——電壓

11、思路：變壓器原、副線圈的電壓之比＝；當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)＝＝＝…. 思路2——功率思路：理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，P入＝P出，即P1＝P2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)P1＝P2＋P3＋…. 思路3——電流思路：由I＝知，對只有一個(gè)副線圈的變壓器有＝；當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)n1I1＝n2I2＋n3I3＋….　 　1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2，兩端分別接有四個(gè)阻值相同的燈泡，已知4盞燈均能正常發(fā)光，則L1和L2的功率之比為(　　) A．1∶1 B．1∶3 C．9∶1 D．3∶1 解析：選C.由題意知原、副線圈電壓之比為1∶2，又燈泡電阻相等且正常

12、發(fā)光，則燈泡2、3、4的額定功率相同，電流相同為I；由于電流與匝數(shù)成反比，所以原、副線圈中電流之比為2∶1，所以燈泡L1電流為3I，根據(jù)P＝I2R知，L1和L2的功率之比為9∶1，故選C. 　變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析問題[學(xué)生用書P51] 含有理想變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析，一是要符合變壓器的基本規(guī)律(電壓、電流、功率關(guān)系)；二是要遵循歐姆定律．首先確定是哪些量在變，哪些量不變，然后根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律判定，具體問題具體分析． 含有理想變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析有下列兩種情況： 1．原、副線圈匝數(shù)比不變，分析原、副線圈的電壓U1、U2，電流I1、I2，輸入和輸出功率P1、P2隨負(fù)載電阻變化而變化的情況．將變

13、壓器接到交流電源上，原線圈的輸入電壓為U1，副線圈兩端的電壓U2為定值，流過副線圈的電流I2隨負(fù)載電阻的減小而增大，變壓器的輸出功率P2(P2＝U2I2)也隨著增大，不計(jì)變壓器的能量損失，則變壓器的輸入功率P1(P1＝P2)也增大，流過原線圈的電流I1也增大． 2．負(fù)載不變，上述物理量隨原、副線圈匝數(shù)比的變化而變化的情況：一般情況下，我們認(rèn)為原線圈輸入電壓U1和匝數(shù)n1不變，當(dāng)副線圈匝數(shù)n2增大時(shí)，副線圈兩端電壓U2增大，流過副線圈的電流I2增大，變壓器輸出功率P2增大，則理想變壓器的輸入功率P1增大，流過原線圈的電流I1增大． 命題視角1　“匝數(shù)不變”的動(dòng)態(tài)分析 　(多選)如圖所示的

14、電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是(　　) A．P向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮 B．P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變 C．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小 D．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大 [解題探究] 當(dāng)P向下(或向上)移動(dòng)時(shí)，回路中電阻如何變化？ [解析]　由于理想變壓器輸入電壓U1不變，原、副線圈匝數(shù)不變，所以輸出電壓U2也不變，燈L亮度不隨P的滑動(dòng)改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，負(fù)載總電阻R總減小，由I2＝知，通過副線圈的電流I2增大，輸出功率P2＝U2I2增大，再由

15、＝知輸入電流I1也增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． [答案]　BD 命題視角2　“負(fù)載不變”的動(dòng)態(tài)分析 　(多選)如圖所示是一臺(tái)理想自耦變壓器，在a、b之間接正弦交流電，A、V分別為理想交流電流表和交流電壓表．若將調(diào)壓端的滑動(dòng)頭P向上移動(dòng)，則(　　) A．電壓表V的示數(shù)變大 B．變壓器的輸出功率變小 C．電流表A的示數(shù)變小 D．電流表A的示數(shù)變大 [解題探究] 當(dāng)P向上移動(dòng)時(shí)，原、副線圈兩端的匝數(shù)及電壓如何變化？ [解析]　a、b間為原線圈，當(dāng)P向上移動(dòng)時(shí)，原線圈匝數(shù)增多，原副線圈匝數(shù)比變大，由變壓規(guī)律＝知，U1不變，U2變小，電壓表V的示數(shù)變小，R不變，由P＝可知，變壓器

16、的輸出功率變小，A錯(cuò)誤，B正確；由U1I1＝U2I2可知，I1變小，C正確，D錯(cuò)誤． [答案]　BC 動(dòng)態(tài)問題的分析思路 　2. (多選)如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則(　　) A．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大 B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大 D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 解析：選B

17、C.保持Q的位置不動(dòng)，則U2不變，將P向上滑動(dòng)時(shí)，R接入電路的電阻變大，根據(jù)I2＝知，I2變小，由＝得I1也變小，即電流表讀數(shù)變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，U2變大，則根據(jù)P2＝知副線圈輸出功率變大，由P1＝P2知，變壓器原線圈輸入功率P1變大，而P1＝I1U，輸入電壓U一定，I1變大，即電流表讀數(shù)變大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 　互感器[學(xué)生用書P52] 　如圖所示，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，圖中電壓表示數(shù)為220 V，電流表示數(shù)為10 A，則高壓輸電線的送電功率為(　　)

18、 A．2.2×103 W　　 B．2.2×10－2 W C．2.2×108 W D．2.2×104 W [解析]　由電流互感器知高壓輸電線中電流I＝1 000 A，由電壓互感器知高壓輸電線中電壓U＝220×103 V，則高壓輸電線功率P＝UI＝2.2×108 W. [答案]　C 類型 比較項(xiàng)目　　　　 電壓互感器 電流互感器 原理圖 原線圈的連接 并聯(lián)在高壓電路中 串聯(lián)在待測高流電路中 副線圈的連接 連接電壓表 連接電流表 互感器的作用 將高電壓變?yōu)榈碗妷? 將大電流變?yōu)樾‰娏? 利用的公式 ＝ I1n1＝I2n2 　3.鉗形電流表

19、的外形和結(jié)構(gòu)如圖甲所示．圖甲中電流表的讀數(shù)為1.2 A．圖乙中用同一電纜線繞了3匝，則(　　) A．這種電流表能測直流，圖乙的讀數(shù)為2.4 A B．這種電流表能測交流，圖乙的讀數(shù)為0.4 A C．這種電流表能測交流，圖乙的讀數(shù)為3.6 A D．這種電流表既能測直流，又能測交流，圖乙的讀數(shù)為3.6 A　 解析：選C.鉗形電流表利用了變壓器的工作原理，所以鉗形電流表只能測交流．根據(jù)n1I1＝n2I2，可得圖乙的讀數(shù)應(yīng)為3.6 A，故選項(xiàng)C正確． [隨堂檢測] [學(xué)生用書P53] 1．(多選)關(guān)于變壓器的構(gòu)造和工作原理，以下說法正確的是　(　　) A．原、副線圈纏繞在一個(gè)閉合

20、鐵芯上，是為了減少磁場能的損失，有效地傳送電能 B．鐵芯不用整塊金屬做成，是為了防止原、副線圈短路，造在危險(xiǎn) C．變壓器不改變交流電的頻率，只改變電壓大小 D．當(dāng)原線圈接入大小不斷變化的直流電時(shí)，副線圈也有電壓輸出 解析：選ACD.閉合鐵芯的導(dǎo)磁能力比真空或空氣強(qiáng)得多，當(dāng)原、副線圈繞在同一閉合鐵芯上時(shí)，原線圈產(chǎn)生的磁場幾乎全部沿鐵芯通過副線圈，漏到空氣中的磁場很少，因此可以有效地將原線圈中的電能傳遞到副線圈中，故選項(xiàng)A正確；若用整塊金屬做鐵芯，當(dāng)通過它的磁通量發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱，燒壞變壓器，同時(shí)大大降低了電能的傳輸效率，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對于正弦交流電，鐵芯

21、中磁通量的變化率等于原線圈中交變電流的變化率，在副線圈中，感應(yīng)電動(dòng)勢正比于磁通量的變化率，因此感應(yīng)電動(dòng)勢隨著磁通量變化率的變化而變化，所以副線圈輸出交流電的頻率等于輸入交流電的頻率，所以選項(xiàng)C正確；由法拉第電磁感應(yīng)定律知道，只要輸入原線圈的電流發(fā)生變化，穿過副線圈的磁通量就發(fā)生變化，在副線圈中就有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確． 2．一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220 V交變電流改變?yōu)?10 V．已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為(　　) A．200　　 B．400 C．1 600 D．3 200 解析：選B.根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系＝，得n2＝＝＝

22、400，選項(xiàng)B正確． 3．如圖所示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器．現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A，則下列說法正確的是(　　) A．電壓表V1示數(shù)增大 B．電壓表V2、V3示數(shù)均增大 C．該變壓器起升壓作用 D．變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng) 解析：選D.電壓表V1的示數(shù)和a、b間電壓的有效值相同，滑片滑動(dòng)時(shí)V1示數(shù)不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電壓表V2測量的電壓為副線圈兩端的電壓，原、副線圈匝數(shù)不變，輸入電壓不變，故V2示數(shù)不變，V3示數(shù)

23、為V2示數(shù)減去R0兩端電壓，兩線圈中電流增大，易知R0兩端電壓升高，故V3示數(shù)減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；理想變壓器U1I1＝U2I2，則U1ΔI1＝U2ΔI2，ΔI2>ΔI1，故U2＜U1，變壓器為降壓變壓器，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因I2增大，故知R減小，變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng)，選項(xiàng)D正確． 4．(多選)供電公司檢修人員用交流電表監(jiān)控供電線路中強(qiáng)電流和高電壓，使用的儀器是電流互感器和電壓互感器，接線如圖所示．其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，下列說法正確的是(　　) A．A為電流互感器，且n1＜n2，a是電流表 B．B為電壓互感器，且n3＞n4，b是電壓表

24、 C．B為電流互感器，且n3＜n4，b是電流表 D．A為電壓互感器，且n1＞n2，a是電壓表 解析：選AB.A為電流互感器，串聯(lián)接入電路，副線圈中電流較小，則n1＜n2，a是電流表，A正確，D錯(cuò)誤；B為電壓互感器，并聯(lián)接入電路，副線圈中電壓較小，則n3＞n4，b是電壓表，B正確，C錯(cuò)誤． 5.如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為1 000匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為n2＝50匝和n3＝100匝，L1是“6 V　2 W”的小燈泡，L2是“12 V　4 W”的小燈泡．當(dāng)原線圈接上交變電壓時(shí)，L1、L2都正常發(fā)光，那么，原線圈中的電流為(　　) A． A B． A C． A D．

25、A 解析：選C.對多個(gè)副線圈，其電壓關(guān)系有＝＝. 由于輸入功率和輸出功率相等有n1I1＝n2I2＋n3I3. 本題兩燈正常發(fā)光，對L1有U2＝6 V，I2＝＝ A，對L2有U3＝12 V，I3＝＝ A. 原線圈上電壓U1＝U2＝×6 V＝120 V. 副線圈上總的輸出功率 P出＝PL1＋PL2＝2 W＋4 W＝6 W. 原線圈上輸入功率P入＝P出＝6 W. 原線圈中的電流I1＝＝ A＝ A．故選項(xiàng)C正確． [課時(shí)作業(yè)] [學(xué)生用書P97(單獨(dú)成冊)] 一、單項(xiàng)選擇題 1．理想升壓變壓器的原線圈接電流表A1和電阻R1后，接6 V恒定直流電源，如圖所示，當(dāng)副線圈的負(fù)載電阻R2

26、變大時(shí)，以下說法正確的是(　　) A．輸出功率減小 B．A2讀數(shù)減小 C．A1讀數(shù)減小 D．A1讀數(shù)不為零，且保持不變 解析：選D.根據(jù)變壓器的工作原理，變壓器不能用來改變恒定直流電壓，因此副線圈上無電壓，無輸出功率，由于原線圈構(gòu)成直流通路，故電流表A1有恒定讀數(shù)，本題選項(xiàng)D正確． 2．將輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V的理想變壓器改繞成輸出電壓為30 V的變壓器，副線圈原來是30匝，原線圈匝數(shù)不變，則副線圈新增匝數(shù)為(　　) A．45 B．65 C．55 D．75 解析：選A.由變壓比＝，得＝，所以n1＝550，當(dāng)U2′＝30 V時(shí)，＝，所以n2′＝75

27、匝，故Δn2′＝n2′－n2＝45匝．所以A正確． 3．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接“220 V　60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光．則(　　) A．交流電流表的示數(shù)為 A B．電源輸出功率為1 200 W C．交流電流表的示數(shù)為 A D．原線圈兩端電壓為11 V 解析：選C.副線圈電壓U2＝220 V，電流I2＝＝ A，則原線圈兩端電壓U1＝×U2＝4 400 V，電流I1＝×I2＝ A，所以交流電流表的示數(shù)為 A，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，C正確．電源輸出功率等于燈泡消耗的功率，為60 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤． 4．如圖為氣流加熱裝置的示

28、意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器．原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P，使輸出電壓的有效值由220 V降至110 V，調(diào)節(jié)前后(　　) A．副線圈中的電流比為1∶2 B．副線圈輸出功率比為2∶1 C．副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1 D．原線圈輸入功率比為1∶2 解析：選C.根據(jù)歐姆定律I＝，U2由220 V降至110 V，副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼?，即調(diào)節(jié)前后，副線圈上電流之比為2∶1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)P＝UI知，U、I均變?yōu)樵瓉淼臅r(shí)，副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼模凑{(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為4∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)

29、系＝，當(dāng)U2由220 V降至110 V時(shí)，n2變?yōu)樵瓉淼?，即調(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為2∶1，選項(xiàng)C正確；根據(jù)理想變壓器P入＝P出，所以原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率，即調(diào)節(jié)前后原線圈輸入功率之比為4∶1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220sin 100πt(V)的交流電源上，副線圈接有R＝55 Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表．下列說法正確的是(　　) A．原線圈的輸入功率為220 W B．電流表的讀數(shù)為1 A C．電壓表的讀數(shù)為110 V D．副線圈輸出交流電的周期為50 s 解析：選B.由交流電壓的表達(dá)

30、式可知，原線圈兩端所加的電壓最大值為220 V，故有效值為U1＝220 V，由＝，故副線圈電壓的有效值為U2＝110 V，故輸出功率P2＝＝220 W，再由輸入功率等于輸出功率知，P1＝P2＝220 W，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律知，I2＝＝2 A，＝，得I1＝1 A，故電流表讀數(shù)為1 A，所以B項(xiàng)正確；電壓表的讀數(shù)為有效值，即U2＝110 V，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由交流電壓的表達(dá)式可知，ω＝100π(rad/s)，又T＝，解得T＝0.02 s，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤． 二、多項(xiàng)選擇題 6．理想變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中相同的物理量是(　　) A．交變電流的頻率 B．每匝線圈中磁通量的變化率 C．原線圈

31、中的感應(yīng)電動(dòng)勢和副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢 D．原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率 解析：選ABD.理想變壓器是沒有能量損失的變壓器，鐵芯中無漏磁，所以每匝線圈中磁通量相等，其變化率也相等，A、B、D符合題意；根據(jù)變壓器的工作原理及用途可知，C不符合題意． 7．一個(gè)理想變壓器副線圈上接一個(gè)電阻，欲使此電阻的電功率增大，可以采取的措施是(每次只改變一個(gè)因素)(　　) A．減少原線圈的匝數(shù)n1 B．增大副線圈的匝數(shù)n2 C．增大電阻值 D．減小電阻值 解析：選ABD.電阻消耗的功率P＝，而＝，所以P＝，P要增大，減小n1或R，或增大n2均可． 8．如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)n

32、1＝1 100，副線圈的匝數(shù)n2＝110，R0、R1、R2均為定值電阻，且阻值相同，電流表、電壓表均為理想交流電表，原線圈接u＝220sin 314t V的交流電壓，起初開關(guān)S處于斷開狀態(tài)．下列說法正確的是(　　) A．交流電壓表的示數(shù)為22 V B．當(dāng)開關(guān)S閉合后，交流電壓表的示數(shù)變小 C．當(dāng)開關(guān)S閉合后，交流電流表的示數(shù)變大 D．當(dāng)開關(guān)S閉合后，變壓器的輸出功率增大 解析：選BCD.變壓器的輸入電壓的有效值為 V，則副線圈兩端的電壓有效值為 V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，交流電壓表的示數(shù)為 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)S閉合后，輸出功率增大，流過R0的電流增大，交流電壓表的示數(shù)變小，原線圈

33、輸入功率增大，交流電流表的示數(shù)變大，選項(xiàng)B、C、D正確． 9．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈通過電阻為R的導(dǎo)線與熱水器、抽油煙機(jī)連接．已知原線圈兩端的電壓保持不變，副線圈兩端的電壓按圖乙所示規(guī)律變化，現(xiàn)閉合開關(guān)S接通抽油煙機(jī)，下列說法正確的是(　　) A．電壓表示數(shù)為1 100 V B．抽油煙機(jī)上電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220·sin(100πt)V　 C．熱水器的實(shí)際功率增大 D．變壓器的輸入功率增大 解析：選AD.副線圈兩端電壓的有效值為U＝ V＝220 V，根據(jù)＝，解得U1＝1 100 V，選項(xiàng)A正確；因?yàn)樵诟本€圈上

34、有電阻R串聯(lián)，所以抽油煙機(jī)上電壓的最大值小于220 V，所以瞬時(shí)值表達(dá)式也不是u＝220sin(100πt)V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于閉合開關(guān)S接通抽油煙機(jī)，使得負(fù)載電阻減小，電流增大，電阻R上的電壓變大，熱水器上的電壓減小，所以熱水器的實(shí)際功率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于變壓器的輸出功率增大，所以變壓器的輸入功率也增大，選項(xiàng)D正確． 10.如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端．假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大．用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則(　　)

35、 A．Uab∶Ucd＝n1∶n2 B．增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小 C．負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大 D．將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍 解析：選BD.變壓器的變壓比＝，其中U1、U2是變壓器原、副線圈兩端的電壓，U1＝Uab，由于二極管的單向?qū)щ娞匦?，Ucd≠U2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．增大負(fù)載電阻R的阻值，負(fù)載的電功率減小，由于P入＝P出，且P入＝I1Uab，所以原線圈上的電流I1減小，即電流表的讀數(shù)變小，選項(xiàng)B正確．c、d端的電壓由輸入電壓Uab決定，負(fù)載電阻R的阻值變小時(shí)，Ucd不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．根據(jù)變壓器上的能量關(guān)系有E輸入＝E輸出，在一個(gè)周期T的時(shí)間內(nèi)，二

36、極管未短路時(shí)有UabI1T＝·＋0(U為副線圈兩端的電壓)，二極管短路時(shí)有UabI2T＝T，由以上兩式得I2＝2I1，選項(xiàng)D正確． 三、非選擇題 11．如圖所示為一理想變壓器，原線圈的輸入電壓U1＝3 300 V，副線圈的輸出電壓U2＝220 V，副線圈回路中接有兩個(gè)相同的燈泡，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)U0＝2 V. (1)原、副線圈的匝數(shù)各是多少？ (2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表A2的示數(shù)為5 A，那么此時(shí)電流表A1的示數(shù)為多少？ (3)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表A1的示數(shù)又為多少？ 解析：(1)由電壓與匝數(shù)的關(guān)系可得＝＝ 解得n1＝1 650(匝)，n2＝110(匝)．

37、 (2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，有U1I1＝U2I2，故I1＝I2＝ A 即電流表A1的示數(shù)為 A. (3)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，有RL＝＝44 Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，設(shè)副線圈回路總電阻為R′，有R′＝＝22 Ω 則副線圈中的電流I2′＝＝10 A 由U1I1′＝U2I2′可得I1′＝I2′＝ A 即電流表A1的示數(shù)為 A. 答案：(1)n1＝1 650匝，n2＝110匝　(2) A　(3) A 12.如圖所示，理想變壓器的原線圈Ⅰ接到220 V的交流電源上，副線圈Ⅱ的匝數(shù)為30匝，與一標(biāo)有“12 V　12 W”的燈泡連接，燈泡正常發(fā)光．副線圈Ⅲ的輸出電壓為110 V，電流為0.4 A．求： (1)副線圈Ⅲ的匝數(shù)； (2)原線圈Ⅰ的匝數(shù)以及通過原線圈的電流． 解析：(1)由題意知，U2＝12 V，n2＝30匝，U3＝110 V 根據(jù)＝，可得n3＝n2＝275(匝)． (2)根據(jù)＝和U1＝220 V， 可得n1＝n2＝550(匝) 由P1＝P2＋P3＝P2＋I(xiàn)3U3＝56 W， 可得I1＝≈0.25 A．　 答案：(1)275匝　(2)550匝　0.25 A 19