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

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1、第2節(jié)變壓器1.知道變壓器的構(gòu)造及幾種常見(jiàn)的變壓器，理解變壓器的工作原理2.通過(guò)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(jí)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(jí)線圈)，匝數(shù)用n2表示(2)輸入電壓與輸出電壓輸入電壓：原線圈兩端的電壓，用符號(hào)U1表示輸出電壓：副線圈兩端的電壓，用符號(hào)U2表示4按輸出電壓的升降分類：變

2、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(chǎng)和電壓?jiǎn)幔刻崾荆焊本€圈上有磁場(chǎng)，但副線圈兩端無(wú)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)依次減小再保持副線圈的匝數(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(wú)漏磁，原、副線圈無(wú)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P1P2(1)對(duì)于理想變壓器，無(wú)論有幾個(gè)副線圈，輸入功率和輸出功

3、率總是相等()(2)對(duì)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)；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UAB100 V，R040 ，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(guò)電阻R0的電流分別為多少？提

4、示：200 V5 A理想變壓器的特點(diǎn)及工作原理學(xué)生用書P501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(wú)漏磁現(xiàn)象，即穿過(guò)原、副線圈兩繞組每匝的磁通量都一樣，每匝線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等(2)線圈繞組的電阻不計(jì)，無(wú)能損現(xiàn)象(3)鐵芯中的電流不計(jì)，鐵芯不發(fā)熱，無(wú)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(guò)原線圈，并在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，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(guò)副線圈，并在副線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(3)如果在副線圈兩端連接負(fù)載構(gòu)成閉合回路，在副

5、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(shuō)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(duì)電源起負(fù)載作用，而副線圈相對(duì)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)

6、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(2)互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)：變壓器通過(guò)閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能向磁場(chǎng)能再到電能的轉(zhuǎn)化(3)變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)來(lái)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(méi)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P501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U1I1U2I2，得n1I1n2I2，即.(2)當(dāng)有多

7、個(gè)副線圈時(shí)，由U1I1U2I2U3I3，得n1I1n2I2n3I3.4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31，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()AU66 V，kBU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k解題探究 (1)原、副線圈電壓

8、、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?jiǎn)?？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U13U，而原線圈上電阻分擔(dān)的電壓為U，故3U220 V，解得U66 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n1n2n31051，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(guò)電阻R3的電流I32 A，電阻R2110 ，求通過(guò)電阻R2的電流I2和通過(guò)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

9、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U2U1220 V110 V通過(guò)電阻R2的電流I2 A1 A加在R3上的電壓U3U1220 V22 V根據(jù)輸出功率等于輸入功率得：U1I1U2I2U3I3代入數(shù)據(jù)解得通過(guò)原線圈的電流為：I10.7 A.答案1 A0.7 A解決變壓器問(wèn)題的常用方法思路1電壓思路：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P1P2；當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)P1P2P3.思路3電流思路：由I知，對(duì)只有一個(gè)副線圈的變壓器有；當(dāng)變壓器有多個(gè)副線

10、圈時(shí)n1I1n2I2n3I3. 1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為12，兩端分別接有四個(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()A11 B13C91 D31解析：選C.由題意知原、副線圈電壓之比為12，又燈泡電阻相等且正常發(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21，所以燈泡L1電流為3I，根據(jù)PI2R知，L1和L2的功率之比為91，故選C.變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)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，

11、哪些量不變，然后根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律判定，具體問(wèn)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(guò)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(P2U2I2)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(P1P2)也增大，流過(guò)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

12、數(shù)n2增大時(shí)，副線圈兩端電壓U2增大，流過(guò)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(guò)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(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的是()AP向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮BP向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變CP向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小DP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，

13、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(guò)副線圈的電流I2增大，輸出功率P2U2I2增大，再由知輸入電流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

14、變，U2變小，電壓表V的示數(shù)變小，R不變，由P可知，變壓器的輸出功率變小，A錯(cuò)誤，B正確；由U1I1U2I2可知，I1變小，C正確，D錯(cuò)誤答案BC動(dòng)態(tài)問(wèn)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(guò)滑動(dòng)觸頭Q來(lái)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BC.保持Q的

15、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P1P2知，變壓器原線圈輸入功率P1變大，而P1I1U，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n1n21 0001，n3n41100，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()A2.2103 WB2.2102 WC2.2108 W D2.

16、2104 W解析由電流互感器知高壓輸電線中電流I1 000 A，由電壓互感器知高壓輸電線中電壓U220103 V，則高壓輸電線功率PUI2.2108 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(cè)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)榈碗妷簩⒋箅娏髯優(yōu)樾‰娏骼玫墓絀1n1I2n23.鉗形電流表的外形和結(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(cè)直流，圖乙的讀數(shù)為2.4 AB這種電流表能測(cè)交流，圖乙的讀數(shù)為0.4 AC這種電流表能測(cè)交流，圖乙的讀數(shù)為3.6 AD這種電流表既能

17、測(cè)直流，又能測(cè)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(cè)交流根據(jù)n1I1n2I2，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(cè) 學(xué)生用書P531(多選)關(guān)于變壓器的構(gòu)造和工作原理，以下說(shuō)法正確的是()A原、副線圈纏繞在一個(gè)閉合鐵芯上，是為了減少磁場(chǎng)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(chǎng)幾乎全部沿

18、鐵芯通過(guò)副線圈，漏到空氣中的磁場(chǎng)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(guò)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(duì)于正弦交流電，鐵芯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(shì)正比于磁通量的變化率，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(guò)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(shì)產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確2一電器中的

19、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()A200B400C1 600 D3 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n2400，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(shuō)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cd的方向滑動(dòng)解析：選D.電壓表V1的示數(shù)

20、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(cè)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)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U1I1U2I2，則U1I1U2I2，I2I1，故U2U1，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cd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

21、流電表，下列說(shuō)法正確的是()AA為電流互感器，且n1n2，a是電流表BB為電壓互感器，且n3n4，b是電壓表CB為電流互感器，且n3n4，b是電流表DA為電壓互感器，且n1n2，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n1n2，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n3n4，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n250匝和n3100匝，L1是“6 V2 W”的小燈泡，L2是“12 V4 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

22、的電流為()A A B AC A D A解析：選C.對(duì)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n1I1n2I2n3I3.本題兩燈正常發(fā)光，對(duì)L1有U26 V，I2 A，對(duì)L2有U312 V，I3 A.原線圈上電壓U1U26 V120 V.副線圈上總的輸出功率P出PL1PL22 W4 W6 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(cè))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變大時(shí)，以下說(shuō)法正確的是()A輸出功率減小BA2讀數(shù)減小CA1讀數(shù)減

23、小DA1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(lái)改變恒定直流電壓，因此副線圈上無(wú)電壓，無(wú)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(lái)是30匝，原線圈匝數(shù)不變，則副線圈新增匝數(shù)為()A45 B65C55 D75解析：選A.由變壓比，得，所以n1550，當(dāng)U230 V時(shí)，所以n275匝，故n2n2n245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201，原線圈接正弦交流電源，副線圈接“220 V60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光則

24、()A交流電流表的示數(shù)為 AB電源輸出功率為1 200 WC交流電流表的示數(shù)為 AD原線圈兩端電壓為11 V解析：選C.副線圈電壓U2220 V，電流I2 A，則原線圈兩端電壓U1U24 400 V，電流I1I2 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12B副線圈輸出功率比為21C副線圈的接入匝數(shù)比為21D原線圈輸

25、入功率比為12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?lái)的，即調(diào)節(jié)前后，副線圈上電流之比為21，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)PUI知，U、I均變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)，副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉?lái)的，即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為41，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系，當(dāng)U2由220 V降至110 V時(shí)，n2變?yōu)樵瓉?lái)的，即調(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為21，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41，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u220sin 100t(V)的交流電源上，副線圈接有R55

26、 的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為21，電流表、電壓表均為理想電表下列說(shuō)法正確的是() A原線圈的輸入功率為220 WB電流表的讀數(shù)為1 AC電壓表的讀數(shù)為110 VD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)式可知，原線圈兩端所加的電壓最大值為220 V，故有效值為U1220 V，由，故副線圈電壓的有效值為U2110 V，故輸出功率P2220 W，再由輸入功率等于輸出功率知，P1P2220 W，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律知，I22 A，得I11 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U2110 V，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由交流電壓的表達(dá)式可知，100(rad/s)

27、，又T，解得T0.02 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原線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(méi)有能量損失的變壓器，鐵芯中無(wú)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)n2C增大電阻值 D減小電阻值解析：選ABD.電阻消耗的

28、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)n11 100，副線圈的匝數(shù)n2110，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u220sin 314t V的交流電壓，起初開(kāi)關(guān)S處于斷開(kāi)狀態(tài)下列說(shuō)法正確的是()A交流電壓表的示數(shù)為22 VB當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，交流電壓表的示數(shù)變小C當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，交流電流表的示數(shù)變大D當(dāng)開(kāi)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(kāi)關(guān)S閉合后，輸出功率增大

29、，流過(guò)R0的電流增大，交流電壓表的示數(shù)變小，原線圈輸入功率增大，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51，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈通過(guò)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(kāi)關(guān)S接通抽油煙機(jī)，下列說(shuō)法正確的是()A電壓表示數(shù)為1 100 VB抽油煙機(jī)上電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin(100t)VC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 V220 V，根據(jù)，解得U11 100 V，選項(xiàng)A正確；因?yàn)樵诟本€圈上有電阻R串聯(lián)，

30、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u220sin(100t)V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于閉合開(kāi)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(guò)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(wú)窮大用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則()AUabUcdn1n2B增大負(fù)載電

31、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，U1Uab，由于二極管的單向?qū)щ娞匦?，UcdU2，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)，二極管未短路時(shí)有UabI1T0(U為副線圈兩端的電壓)，二極管短路時(shí)有UabI2TT，由以

32、上兩式得I22I1，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U13 300 V，副線圈的輸出電壓U2220 V，副線圈回路中接有兩個(gè)相同的燈泡，繞過(guò)鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)U02 V.(1)原、副線圈的匝數(shù)各是多少？(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)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(kāi)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n11 650(匝)，n2110(匝)(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，有U1I1U2I2，故I1I2 A即電流表A1的示數(shù)為 A.(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，有RL44 .當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，設(shè)副線圈回路總電

33、阻為R，有R22 則副線圈中的電流I210 A由U1I1U2I2可得I1I2 A即電流表A1的示數(shù)為 A.答案：(1)n11 650匝，n2110匝(2) A(3) A12.如圖所示，理想變壓器的原線圈接到220 V的交流電源上，副線圈的匝數(shù)為30匝，與一標(biāo)有“12 V12 W”的燈泡連接，燈泡正常發(fā)光副線圈的輸出電壓為110 V，電流為0.4 A求： (1)副線圈的匝數(shù)；(2)原線圈的匝數(shù)以及通過(guò)原線圈的電流解析：(1)由題意知，U212 V，n230匝，U3110 V根據(jù)，可得n3n2275(匝)(2)根據(jù)和U1220 V，可得n1n2550(匝)由P1P2P3P2I3U356 W，可得I10.25 A答案：(1)275匝(2)550匝0.25 A19