浙江省2018-2019版高中物理 第五章 交變電流 第4課時(shí) 變壓器學(xué)案 新人教版選修3-2

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1、第4課時(shí)變壓器研究選考把握考情知識(shí)內(nèi)容變壓器考試要求加試c教學(xué)要求1.知道變壓器的基本結(jié)構(gòu)及符號(hào)，會(huì)區(qū)分原、副線圈2.了解變壓器的工作原理，知道變壓器不能改變直流電壓的原因3.掌握理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系4.了解變壓器的應(yīng)用5.了解變壓器能量損耗的原因，知道理想變壓器的輸入功率等于輸出功率6.知道理想變壓器的原、副線圈中電流與匝數(shù)的關(guān)系7.會(huì)應(yīng)用電壓與線圈匝數(shù)、電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題說(shuō)明不要求分析、計(jì)算兩個(gè)及以上副線圈和有兩個(gè)磁路的變壓器問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)一變壓器的構(gòu)造和原理基 礎(chǔ) 梳 理1.變壓器的構(gòu)造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成。與交流電源相連接的線圈叫原線圈(

2、匝數(shù)用n1表示，又叫做初級(jí)線圈)，與負(fù)載相連的另一個(gè)線圈叫副線圈(匝數(shù)用n2表示，又叫做次級(jí)線圈)，兩個(gè)線圈都繞在閉合鐵芯上。如圖1所示。圖12.變壓器的工作基礎(chǔ)是互感現(xiàn)象。因此變壓器只對(duì)變化的電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用。(后兩空選填“變化”或“恒定”)要 點(diǎn) 精 講1.對(duì)變壓器工作原理的理解。如圖2所示，當(dāng)原線圈上加交流電壓U1時(shí)，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量，在副線圈中要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)U2。如果副線圈是閉合的，則副線圈中將產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流，原、副線圈間雖然不相連，電能卻可以通過(guò)磁場(chǎng)從原線圈傳遞到副線圈。其能量轉(zhuǎn)換方式為：原線圈電能磁場(chǎng)能副線圈電能。圖22.原、副線

3、圈的地位(1)原線圈在其所處回路中充當(dāng)負(fù)載。(2)副線圈在其所處回路中充當(dāng)電源?！纠?】 如圖3所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n241，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，電流表的示數(shù)是12 mA，則電流表的示數(shù)為()圖3A.3 mAB.0C.48 mA D.與負(fù)載R的值有關(guān)解析導(dǎo)體棒向左勻速切割磁感線時(shí)，在線圈n1中通過(guò)的是恒定電流，不能引起穿過(guò)線圈n2的磁通量變化，在副線圈n2上無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)，所以電流表A2中無(wú)電流通過(guò)。故選項(xiàng)B正確。答案B名師點(diǎn)睛本題常見(jiàn)錯(cuò)誤是忽略了變壓器的工作條件，只有原線圈中的電流是變化的，才能引起副線圈中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

4、。知識(shí)點(diǎn)二理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系基 礎(chǔ) 梳 理1.理想變壓器：沒(méi)有能量損失的變壓器。2.電壓與匝數(shù)的關(guān)系：原、副線圈的電壓之比等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比，即。3.降壓變壓器：副線圈的電壓比原線圈的電壓低的變壓器。4.升壓變壓器：副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器。要 點(diǎn) 精 講1.理想變壓器的特點(diǎn)理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內(nèi)阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗。實(shí)際變壓器一般可看成理想變壓器。2.對(duì)理想變壓器“變壓”原理的理解變壓器的工作基礎(chǔ)是互感現(xiàn)象，由于互感作用，穿過(guò)原、副線圈的磁通量相等，磁通量的變化率相等。若原線圈匝數(shù)為n1，則U1n

5、1；副線圈匝數(shù)為n2，則U2n2，所以?！纠?】 如圖中，可以將電壓升高給電燈供電的變壓器是()解析變壓器只能對(duì)交變電流實(shí)現(xiàn)變壓，不能對(duì)直流變壓，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；由于電壓與變壓器線圈匝數(shù)成正比，副線圈匝數(shù)多于原線圈的變壓器才能實(shí)現(xiàn)升壓，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確。答案C【跟蹤訓(xùn)練1】 某型號(hào)家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原、副線圈都帶有滑動(dòng)觸頭，如圖4所示，當(dāng)變壓器輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，可通過(guò)向上、向下調(diào)節(jié)P1、P2的位置，使輸出電壓穩(wěn)定在220 V?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于220 V，欲通過(guò)調(diào)節(jié)P1、P2的位置使輸出電壓穩(wěn)定在220 V，下列措施可行的是()圖4A.保持P1不動(dòng)，將P2向上移B.保持P2不

6、動(dòng)，將P1向下移C.將P1向上移，同時(shí)P2向下移D.將P1向下移，同時(shí)P2向上移解析設(shè)變壓器的輸入電壓為U1，輸出電壓為U2，原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2；現(xiàn)輸出電壓低于220 V，要調(diào)高U2，根據(jù)變壓器的工作原理，則U2U1，增大U2的方法：可以增大n2，A正確，也可以減小n1，B正確，還可以增大n2的同時(shí)減小n1，D正確。答案ABD【跟蹤訓(xùn)練2】 將輸入電壓為220 V，輸出電壓為6 V的變壓器，改裝成輸出電壓為30 V的變壓器，副線圈原來(lái)的匝數(shù)為30匝，原線圈的匝數(shù)不變，則副線圈應(yīng)增加的匝數(shù)為()A.150匝 B.144匝C.130匝 D.120匝解析由題意，將n230匝代入得n215

7、0匝，則副線圈應(yīng)增加n120匝。答案D知識(shí)點(diǎn)三理想變壓器中的功率關(guān)系及電流關(guān)系基 礎(chǔ) 梳 理1.理想變壓器的特點(diǎn)：(1)變壓器鐵芯內(nèi)無(wú)漏磁；無(wú)發(fā)熱損失。(2)原、副線圈不計(jì)內(nèi)阻，即無(wú)能量損失。實(shí)際變壓器(特別是大型變壓器)一般可以看成理想變壓器。2.功率關(guān)系：P入P出。3.電流關(guān)系：由I1U1I2U2，可得。要 點(diǎn) 精 講要點(diǎn)1對(duì)理想變壓器規(guī)律的理解1.由知，對(duì)于只有一個(gè)副線圈的變壓器，電流與匝數(shù)成反比。因變壓器高壓線圈匝數(shù)多而通過(guò)的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈匝數(shù)少而通過(guò)的電流大，可用較粗的導(dǎo)線繞制。2.變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不能改變功率和交變電流的頻率，輸入功率總等于輸

8、出功率，副線圈中交變電流的頻率總等于原線圈中交變電流的頻率。3.變壓器的電流關(guān)系也是有效值(或最大值)間的關(guān)系?！纠?】 如圖5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，副線圈接入“200 V60 W”燈泡一只且燈泡正常發(fā)光。則()圖5A.電流表的示數(shù)為0.015 AB.電源輸出功率為1 200 WC.電流表的示數(shù)為6 AD.原線圈端電壓為10 V解析從副線圈接入“200 V60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光這一條件可以看出，輸出功率為60 W，由公式得電流表讀數(shù)是0.015 A，由得原線圈端電壓為4 000 V。答案A【跟蹤訓(xùn)練3】 理想變壓器連接電路如圖6甲所示，已

9、知原、副線圈匝數(shù)比為101，當(dāng)輸入電壓波形如圖乙時(shí)，電流表讀數(shù)為2 A，則()圖6A.電壓表讀數(shù)為282 V B.電壓表讀數(shù)為28.2 VC.輸入功率為56.4 W D.輸入功率為40 W解析由題圖乙可知，Um282 V，則輸入電壓有效值U1200 V。根據(jù)知，U220 V，再根據(jù)知，I10.2 A，輸入功率PU1I140 W，故A、B、C錯(cuò)，D正確。答案D要點(diǎn)2理想變壓器中各量的制約關(guān)系和動(dòng)態(tài)分析1.理想變壓器工作時(shí)各量的制約關(guān)系(1)電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比()一定時(shí)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2。(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減小，P

10、出為0，P入為0。(3)電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比()一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1。2.對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)情況(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是RI2P2P1I1。(2)負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)之比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2U2I2P2P1I1。特別提醒(1)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是“量出為入” ，即用戶消耗多少，原線圈就提供多少，因而輸出功率決定輸入功率。(2)可以把理想變壓器的副線圈看作給用戶供電的無(wú)阻電源，對(duì)負(fù)

11、載電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，可以參照直流電路動(dòng)態(tài)分析的方法?！纠?】 如圖7所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈上的電壓，則()圖7A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大B.保持P的位置及U1不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率將減小C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大解析K由a合到b時(shí)，n1減小而U1不變，由可知，副線圈上的電壓增大，流過(guò)負(fù)載R的電流I2增大，P2增大，又由于P1P2U1I1，故I1增大，故選項(xiàng)A正確；同理K由b合到a時(shí)，P2減小，故選項(xiàng)B正確；P上滑時(shí)，

12、負(fù)載電阻R增大，而U1、U2均不變，由I2可知I2減小，又由于n1、n2均不變，由可知I1將減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)U1增大時(shí)，由可知U2也增大，I2增大，再由可知I1增大，故選項(xiàng)D正確。答案ABD規(guī)律總結(jié)(1)理想變壓器原、副線圈的電路發(fā)生變化時(shí)，電流和電壓如何變化的判斷，先要由判斷U2是否變化，再根據(jù)U2及負(fù)載電阻變大或變小的情況，由歐姆定律確定副線圈中的電流I2的變化情況，最后再由P入P出判斷原線圈中電流的變化情況。(2)理想變壓器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題的分析思路可表示為：知識(shí)點(diǎn)四 實(shí)驗(yàn)：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系要點(diǎn)精講1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄孔儔浩骶€圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)原理：原線

13、圈通過(guò)電流時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷的變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈中就存在輸出電壓，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)⒏本€圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系。3.實(shí)驗(yàn)器材：兩只多用電表(或兩只交直流數(shù)字電壓表)、學(xué)生電源(低壓交流電源)、開(kāi)關(guān)、可拆變壓器、導(dǎo)線若干。4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按如圖8所示連接好電路，將兩個(gè)多用電表調(diào)到交流電壓擋，并記錄兩個(gè)線圈的匝數(shù)。圖8(2)接通學(xué)生電源，讀出電壓值，并記錄在表格中。(3)保持匝數(shù)不變，多次改變輸入電壓，記錄下每次的兩個(gè)電壓值。(4)保持電壓、原線圈的匝數(shù)不變，多次改變副線圈的匝數(shù)，記錄下每

14、次的副線圈匝數(shù)和對(duì)應(yīng)的電壓值。5.數(shù)據(jù)記錄與處理次序n1(匝)n2(匝)n1n2U1(V)U2(V)U1U212346.結(jié)論：原、副線圈的電壓比與原、副線圈的匝數(shù)比相等。7.誤差分析(1)實(shí)驗(yàn)變壓器存在各種損耗。(2)交流電表的讀數(shù)存在誤差。8.注意事項(xiàng)(1)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再進(jìn)行操作。(2)為了人身安全學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)12 V，不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量?！纠?】 在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室中備有下列可供選擇

15、的器材：A.可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈)B.條形磁鐵C.直流電源D.多用電表E.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不必用到的是_(填器材前的序號(hào))，本實(shí)驗(yàn)中還需用到的器材有_。答案BC低壓交流電源【例6】 做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，原線圈接在學(xué)生電源上，用多用電表測(cè)量副線圈的電壓，下列操作正確的是()A.原線圈接直流電壓，電表用直流電壓擋B.原線圈接直流電壓，電表用交流電壓擋C.原線圈接交流電壓，電表用直流電壓擋D.原線圈接交流電壓，電表用交流電壓擋解析副線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是通過(guò)兩個(gè)線圈間的互感現(xiàn)象產(chǎn)生的，所以原線圈上的電流應(yīng)該是變化的，應(yīng)為交流電流，電壓為交流

16、電壓，故D正確。答案 D1.關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說(shuō)法正確的是()A.通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B.穿過(guò)原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都不相等C.穿過(guò)副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.原線圈中的電流通過(guò)鐵芯流到了副線圈解析通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變化的，由于面積S不變，故磁通量變化，A錯(cuò)誤；因理想變壓器無(wú)漏磁，故B錯(cuò)誤；由互感現(xiàn)象知C正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電能，原、副線圈通過(guò)磁場(chǎng)聯(lián)系在一起，故D錯(cuò)誤。答案C2.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為51，正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.穿過(guò)原、副線圈的磁通量相等，且每一匝線圈磁通量的變化率

17、相等B.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之比為51C.原、副線圈的電壓之比為51D.原、副線圈的輸入、輸出功率之比為11解析對(duì)理想變壓器，無(wú)磁通量損失，因而穿過(guò)兩個(gè)線圈的磁通量相等，磁通量變化率也相等，因而每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，所以電壓與匝數(shù)成正比，A、C正確，B錯(cuò)誤；理想變壓器可以忽略各種損耗，故輸入功率等于輸出功率，D正確。答案ACD3.如圖9甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5 A的保險(xiǎn)絲L，原線圈匝數(shù)n1600 匝，副線圈匝數(shù)n2120 匝。當(dāng)原線圈接在如圖乙所示的交流電源上，要使整個(gè)電路和用電器正常工作，則副線圈兩端可以接()圖9A.阻值為12 的電阻B.并聯(lián)兩盞“3

18、6 V40 W”的燈泡C.工作頻率為10 Hz的用電設(shè)備D.耐壓值為36 V的電容器解析當(dāng)原線圈接在題圖乙所示的交流電源上，變壓器輸入電壓為180 V，由變壓器的電壓規(guī)律得，副線圈輸出電壓為36 V，由電流規(guī)律可知副線圈最大電流為2.5 A，副線圈兩端可以接的最小電阻為14.4 ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器最大輸入功率為1800.5 W90 W，副線圈兩端可以并聯(lián)兩盞“36 V40 W”的燈泡，選項(xiàng)B正確；由圖乙可知，交變電流頻率為50 Hz，副線圈兩端不可以接工作頻率為10 Hz 的用電設(shè)備，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；副線圈輸出電壓最大值為36 V，耐壓值為36 V的電容器如果接上的話，將會(huì)被擊穿，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答

19、案B4.如圖10，將額定電壓為60 V的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開(kāi)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220 V和2.2 A。以下判斷正確的是()圖10A.變壓器輸入功率為484 WB.通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6 AC.通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2 AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2113解析對(duì)于理想變壓器，輸入功率等于輸出功率，所以輸入功率P入602.2 W132 W，A錯(cuò)誤；通過(guò)原線圈的電流I1 A0.6 A，B正確；正弦式交變電流的最大值I2mI22.2 A，C錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器變壓比有n1n2U1U2113，D正

20、確。答案BD5.如圖11所示，理想變壓器原線圈接一交流電源，副線圈回路中有一定值電阻R和兩個(gè)小燈泡L1、L2，最初開(kāi)關(guān)S是斷開(kāi)的，現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S，則()圖11A.副線圈兩端電壓變大 B.小燈泡L1變亮C.交流電流表A1示數(shù)變大 D.電阻R中的電流變小解析閉合開(kāi)關(guān)S，副線圈兩端電壓不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同時(shí)副線圈回路中總電阻變小，所以副線圈輸出電流變大，電阻R中的電流變大，小燈泡L1兩端電壓降低，小燈泡L1變暗，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；由于原、副圈匝數(shù)比一定，當(dāng)副線圈的輸出電流增大時(shí)，原線圈的輸入電流也增大，所以交流電流表A1示數(shù)變大，選項(xiàng)C正確。答案C一、選擇題(在每小題給出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題

21、目要求的。)1.一個(gè)正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，下列物理量一定相等的是()A.交流電的頻率 B.電流的有效值C.電功率 D.磁通量的變化率解析由變壓器的工作原理可知輸入、輸出交變電流的頻率相同，穿過(guò)原、副線圈的磁通量變化率相等，所以A、D正確；理想變壓器沒(méi)有能量損失，即輸入功率和輸出功率相等，所以C正確；對(duì)于升、降壓變壓器中原、副線圈中電流的最大值、有效值不同，所以B錯(cuò)誤。答案ACD2.如圖1所示，水平銅盤(pán)半徑為r，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，銅盤(pán)繞通過(guò)圓盤(pán)中心的豎直軸以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，銅盤(pán)的邊緣及中心處分別通過(guò)滑動(dòng)變阻器R1與理想變壓器的原線圈相連，該理想變壓

22、器原、副線圈的匝數(shù)比為n1，變壓器的副線圈與電阻為R2的負(fù)載相連，則()圖1A.變壓器原線圈兩端的電壓為B.若R1不變時(shí)，通過(guò)負(fù)載R2的電流強(qiáng)度為0C.若R1不變時(shí)，變壓器的副線圈磁通量為0D.若R1變化時(shí)，通過(guò)負(fù)載R2的電流強(qiáng)度為通過(guò)R1電流的解析水平銅盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑切割磁感線產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源，E。當(dāng)R1不變時(shí)變壓器原線圈所加的是恒定電壓，副線圈中的磁通量一定，磁通量的變化量為零，故其輸出電壓為零，分析可知，原線圈兩端電壓小于，A、C錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)R1變化時(shí)，原線圈所加的不是交流電壓，其原、副線圈的電流關(guān)系不確定，故D錯(cuò)誤。答案B3.理想變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中

23、的電流為I1、I2，電壓為U1、U2，功率為P1、P2，關(guān)于它們之間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A.I1由I2決定 B.U2與負(fù)載有關(guān)C.P1由P2決定 D.以上說(shuō)法都不正確答案AC4.一輸入電壓為220 V，輸出電壓為36 V 的變壓器副線圈燒壞，為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈，如圖2所示，然后將原線圈接到220 V交流電源上，測(cè)得新繞線圈的端電壓為 1 V。按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為()圖2A.1 100，360B.1 100，180C.2 200，180 D.2 200，360解析由得，解得n11 10

24、0、n2180，選項(xiàng)B正確。答案B5.如圖3所示是通過(guò)變壓器為一精密儀器供電的電路，儀器兩端的電壓可通過(guò)示波器顯示出來(lái)，電路中的變壓器可視為理想變壓器，已知示波器顯示的電壓為U231.1sin(100t)V，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比，若儀器可以看成純電阻電路，其工作時(shí)的電阻R44 ，下列判斷正確的是()圖3A.原線圈兩端電壓為311 V，原線圈中的電流為70.7 mAB.原線圈兩端電壓為220 V，原線圈中的電流為50 mAC.原線圈所接交流電源的頻率為100 HzD.原線圈所接交流電源的頻率為50 Hz解析根據(jù)題目給出的副線圈輸出電壓的變化規(guī)律可知，副線圈兩端的電壓U2 V22 V。由得

25、，U1220 V；由U2I2R，得I20.5 A500 mA。由得：I150 mA，B正確，A錯(cuò)誤；變壓器原、副線圈中交變電流的頻率相等，均為50 Hz，D正確，C錯(cuò)誤。答案BD6.下圖所示的4種亮度可調(diào)的臺(tái)燈的電路示意圖，它們所用的白熾燈相同，且都是“200 V，40 W”。當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)至20 W時(shí)，臺(tái)燈消耗的功率最小的是()解析在通過(guò)電阻進(jìn)行分壓或分流的電路中，電阻本身將消耗能量，利用理想變壓器使燈在工作時(shí)變壓器不損失能量，則這種可調(diào)臺(tái)燈消耗的功率就最小，分析可知使燈的功率都調(diào)至20 W時(shí)C電路消耗功率最小。答案C7.(2017紹興高二月考)對(duì)于理想變壓器，下列說(shuō)法正確的是()A

26、.原線圈的輸入功率隨副線圈輸出功率的增大而增大B.原線圈的輸入電流隨副線圈輸出功率的增大而增大C.原線圈的電流不隨副線圈輸出電流的變化而變化D.當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電壓也為零解析理想變壓器的原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，且隨副線圈輸出功率的變化而變化，原線圈的輸入電流取決于副線圈的輸出電流，當(dāng)副線圈的電流為零時(shí)，原線圈的電流也為零，但原線圈電壓并不一定為零，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤。答案AB8.一自耦變壓器如圖4所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出

27、電壓為U2。在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中()圖4A.U2U1，U2降低 B.U2U1，U2升高C.U2U1，U2降低 D.U2U1，U2升高解析從圖中看到，原線圈匝數(shù)對(duì)應(yīng)整個(gè)部分，而副線圈匝數(shù)對(duì)應(yīng)的是一部分，所以該變壓器為降壓變壓器。根據(jù)理想變壓器電壓和匝數(shù)的關(guān)系，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中，副線圈的匝數(shù)變少，U2降低。答案C9.(2017溫州高二期中)如圖5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()圖5A.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)

28、為 AD.原線圈兩端電壓為11 V解析副線圈電壓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。答案C10.(2017紹興高二期中)如圖6所示，面積為0.02 m2、內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD，以50 r/s的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T。矩形線圈通過(guò)滑環(huán)和電刷與理想變壓器相連，觸頭P可移動(dòng)，副線圈所接電阻R50 ，原、副線圈匝數(shù)比為21，電表均為理想交流電表。當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。下列說(shuō)法正確

29、的是()圖6A.副線圈兩端交變電壓的頻率為25 HzB.P上移時(shí)，電流表示數(shù)減小C.電壓表示數(shù)為100 VD.電阻上消耗的功率為200 W解析矩形線圈以50 r/s的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，故頻率為50 Hz，變壓器不改變電流的頻率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；P上移時(shí)，原線圈的匝數(shù)減小，則導(dǎo)致副線圈電壓增大，那么副線圈電流也增大，則原線圈的電流會(huì)增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于最大值EmnBS1000.02250 V200 V，有效值是最大值的倍，所以交流電的有效值為U100 V，電壓表示數(shù)為100 V，C項(xiàng)正確；當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為21時(shí)，副線圈的電壓為50 V，電阻上消耗的功率為P100 W，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C11.(2017杭州富

30、陽(yáng)市高二月考)如圖7甲是線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦交流電圖象，把該交流電壓加在圖乙中變壓器的A、B兩端，已知理想變壓器原線圈和副線圈的匝數(shù)比為51，交流電流表和交流電壓表均為理想電表，電阻R1 ，其它各處電阻不計(jì)，以下說(shuō)法正確的是()圖7A.在t0.1 s、0.5 s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為10 rad/sC.電壓表的示數(shù)為 VD.電流表的示數(shù)為0.40 A解析由圖象可知，在t0.1 s、0.5 s時(shí)，電壓最大，此時(shí)磁通量的變化率最大，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為零，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖象可以知道，交流電的周期是0.4 s，由5 rad/s，B項(xiàng)錯(cuò)誤

31、；電壓表讀數(shù)為副線圈有效值，原線圈的電壓的有效值為10 V，由電壓與匝數(shù)成正比可得副線圈的電壓有效值為2 V，所以電壓表的示數(shù)為2 V，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；因I2 A2 A，由得I10.40 A，所以電流表讀數(shù)為0.40 A，D項(xiàng)正確。答案D二、非選擇題12.(2017臺(tái)州市高二期中)一個(gè)變壓器原線圈輸入電壓為220 V，副線圈輸出電壓為22 V。若副線圈增加100 匝后，輸出電壓增加到33 V，則變壓器原線圈匝數(shù)為多少？解析根據(jù)變壓器匝數(shù)與電壓成正比，U1U2n1n2101，若副線圈增加100 匝，則輸出電壓就增加到33 V。所以n1(n2100)22033解得：原線圈匝數(shù)為n12000 匝。答案2000 匝16