《變壓器》 全省一等獎

變壓器1.基本知識(1)構(gòu)造變壓器由___________和繞在鐵芯上的兩個_______組成，與交流電源連接的線圈叫_________，與負載連接的線圈叫_________．閉合鐵芯線圈原線圈副線圈(2)原理______現(xiàn)象是變壓器的工作基礎(chǔ)，由于原線圈中電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的______也在不斷變化．變化的_______在副線圈中產(chǎn)生_____________．2．思考判斷(1)變壓器是利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能向磁場能再到電能轉(zhuǎn)化．()(2)恒定電流接入變壓器后也可發(fā)生互感現(xiàn)象，也可起到變壓作用．()互感磁場磁場感應(yīng)電動勢√×(3)變壓器的鐵芯由很薄的硅鋼片疊合而成．()3．探究交流在課外，某同學在進行低壓交流變壓器實驗的準備工作時，發(fā)現(xiàn)缺少電源，于是就用一種摩托車的蓄電池代替，按圖5-4-1進行實驗．√圖5-4-1則閉合電鍵后，燈泡是否發(fā)光？并解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因？1.基本知識(1)理想變壓器沒有___________的變壓器．(2)電壓與匝數(shù)關(guān)系能量損失2．思考判斷(1)在理想變壓器中原、副線圈的磁通量的變化率是一致的．()(2)理想變壓器可以改變交變電流的頻率．()(3)電流通過鐵芯從原線圈流到副線圈．()√××【提示】當原線圈電壓最大時，電流最大，但電流的變化率為零，此時副線圈中磁場最強，但磁通量的變化率為零，故此時副線圈兩端的電壓為零，即U2＝0.可見，原、副線圈的瞬時電壓與匝數(shù)不成正比．【問題導(dǎo)思】

1．理想變壓器有什么特點？實際變壓器能被看成理想變壓器嗎？2．理想變壓器原副線圈的電流、功率滿足什么規(guī)律？3．若有兩個副線圈，理想變壓器的電壓、電流、功率與匝數(shù)滿足什么關(guān)系？1．理想變壓器的特點(1)變壓器鐵芯內(nèi)無漏磁；(2)原、副線圈不計內(nèi)阻，即不產(chǎn)生焦耳熱．(3)變壓器自身的能量損耗不計，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率.

(2014·黃岡中學高二檢測)一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5.原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓U如圖5-4-2所示．副線圈僅接入一個10Ω的電阻．則(

)【審題指導(dǎo)】解答本題時應(yīng)把握以下三點：(1)正弦交變電流峰值與有效值的關(guān)系．(2)變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系．(3)電流表示數(shù)，電熱和功率需用交變電流有效值計算．1分鐘內(nèi)電阻發(fā)出的熱量Q＝I2Rt＝102×10×60J＝6.0×104J，C錯誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出＝U2I2＝100×10W＝1×103W，故D正確．【答案】

D1．變壓器能改變交流電壓，不能改變恒定直流電壓．2．理想變壓器的效率是100%.3．交流電壓表與電流表的示數(shù)均為有效值．4．輸入功率由輸出功率決定．1．(多選)(2014·山東高考)如圖5-4-3，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A．以下判斷正確的是(

)A．變壓器輸入功率為484WB．通過原線圈的電流的有效值為0.6AC．通過副線圈的電流的最大值為2.2AD．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3【答案】

BD2．當原、副線圈匝數(shù)比不變時，如何分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況？3．當負載電阻不變時，如何分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況？1．電壓制約當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定時，輸出電壓U2由輸入電壓決定，即U2＝n2U1/n1.2．電流制約當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n1/n2)一定，且輸入電壓U1確定時，原線圈中的電流I1由副線圈中的輸出電流I2決定，即I1＝n2I2/n1.3．負載制約(1)變壓器副線圈中的功率P2由用戶負載決定，P2＝P負1＋P負2＋…；(2)變壓器副線圈中的電流I2由用戶負載及電壓U2確定，I2＝P2/U2；(3)總功率P入＝P線＋P2，即變壓器的輸入功率是由輸出功率決定的．4．對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是R→I2→P2→P1→I1.(2)負載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1.(2014·福州高二檢測)用電高峰期，電燈往往會變暗，其原理可簡化為如下物理問題．如圖5-4-4所示，理想變壓器的副線圈上，通過輸電線連接兩只相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，原線圈輸入有效值恒定的交流電壓，當開關(guān)S閉合時，以下說法中正確的是(

)A．原線圈中電流減小B．副線圈輸出電壓減小C．R兩端的電壓增大D．原線圈輸入功率減小【審題指導(dǎo)】

【解析】原線圈輸入電壓恒定，副線圈輸出電壓不變，B錯誤；當開關(guān)S閉合后，電路中總電阻減小，總電流和總功率變大，原線圈中電流和輸入功率都變大，R兩端的電壓增大，故C正確，A、D錯誤．【答案】

C理想變壓器動態(tài)問題的處理方法1．首先抓住三個決定原則：輸入電壓U1決定輸出電壓U2；輸出電流I2決定輸入電流I1；輸出功率P2決定輸入功率P1.2．把副線圈當作電源，研究副線圈電路電阻變化．3．根據(jù)閉合電路的歐姆定律，判定副線圈電流的變化、功率的變化．2．(2014·廣東高考)如圖5-4-5所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合電鍵S，下列說法正確的是(

)A．P向下滑動時，燈L變亮B．P向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變C．P向上滑動時，變壓器的輸入電流變小D．P向上滑動時，變壓器的輸出功率變大【解析】本題是理想變壓器的動態(tài)分析問題，首先要分清變量和不變量，其次明確各物理量間的制約關(guān)系．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的滑動改變，故選項A錯誤，選項B正確．

【答案】

BD(多選)(2014·瀏陽一中高二檢測)在繞制變壓器時，某人誤將兩個線圈繞在圖示變壓器的鐵芯的左、右兩個臂上，當通以交流電時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量都有一半通過另一個線圈，另一半通過中間臂，如圖5-4-6所示，已知線圈1、2的匝數(shù)之比為n1∶n2＝2∶1，在不接負載的情況下(

)A．當線圈1輸入電壓為220V時，線圈2輸出電壓為110VB．當線圈1輸入電壓為220V時，線圈2輸出電壓為55VC．當線圈2輸入電壓為110V時，線圈1輸出電壓為220VD．當線圈2輸入電壓為110V時，線圈1輸出電壓為110V【答案】

BD1．變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比．2．無論鐵芯形狀如何、無論副線圈有多少個，根據(jù)能量守恒定律，原線圈的輸入功率總等于所有副線圈輸出功率之和．1．對理想變壓器可做出的判斷是(

)A．高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線粗B．低壓線圈匝數(shù)少、電流小、導(dǎo)線細C．高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線細D．低壓線圈匝數(shù)小、電流大、導(dǎo)線粗【答案】

D2．(2014·新鄉(xiāng)一中高二檢測)對于理想變壓器，下列說法中不正確的是(

)A．原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大B．原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大而增大C．原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化D．當副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零【解析】副線圈消耗功率大小決定原線圈的輸入功率大小，A對；副線圈的電流決定原線圈的電流，B對；當副線圈的電流為零時原線圈的電流為零，但電壓不是零，D錯；原線圈的電壓決定副線圈的電壓，與副線圈中電流的變化無關(guān)，C對，所以錯誤的選D.【答案】

D3．(多選)如圖5-4-7所示，L1、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數(shù)分別是220V和10A，已知甲圖中原副線圈匝數(shù)比為100∶1，乙圖中原副線圈匝數(shù)比為1∶10，則(

)A．甲圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VB．甲是電流互感器，輸電電流是100AC．乙圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VD．乙圖是電流互感器，輸電電流是100A【答案】

AD4．(多選)(2013·江蘇高考)如圖5-4-8所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當副線圈上的滑片P處于圖示位置時，燈泡L能發(fā)光．要使燈泡變亮，可以采取的方法有(

)A．向下滑動PB．增大交流電源的電壓C．增大交流電源的頻率D．減小電容器C的電容【答案】

BC【答案】

4盞并聯(lián)【備選習題】【答案】

AC2．(多選)有一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖教5-4-2所示，在副線圈兩輸出端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，在原線圈上加一電壓為U的交流電，則(

)A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小【答案】

BC【答案】

AB4．如圖教5-4-4所示為一臺理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1＝400匝，n2＝800匝，如果連接導(dǎo)線的電阻忽略不計，那么可以確定(

)圖教5-4-4①這是一臺升壓變壓器②副線圈兩端電壓是原線圈兩端電壓的一半③通過副線圈的電流是通過原線圈電流的一半④變壓器輸出電功率是輸入電功率的一半A．①②B．②③C．③④D．①③【答案