高三物理一轮复习 32102：变压器课件

1．变压器的构造：如图10－2－1；变压器是由

和绕在铁芯上的

组成的．

(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫

线圈．

(2)副线圈：与

连接的线圈，也叫

线圈．两个线圈闭合铁芯初级次级负载第2讲变压器1．变压器的构造：如图10－2－1；变压器是由2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的

、

在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生

，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．

是变压器工作的基础．3．理想变压器：没有

的变压器，即

功率等于

功率．4．理想变压器电压与匝数的关系：原、副线圈的电压之比等于两个线圈 的

之比，即

大小方向感应电动势互感现象能量损失输入输出匝数2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流

变压器能否改变恒定电流的电压？能否改变交流电的频率？提示：(1)变压器不能改变恒定电流的电压．由变压器的原理可知恒定电流通过原线圈时不能产生变化的磁场，副线圈中的铁芯中的磁通量就不会变化，副线圈中就不会有感应电动势．(2)变压器也不能改变交流电的频率，因为原、副线圈中磁通量的变化情况相同．5．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器变压器能否改变恒定电理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失

(2)没有磁通量损失基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，公式：U1/U2＝n1/n2，与负载、线圈的多少无关电流关系(1)只有一个副线圈时：I1/I2＝n2/n1(2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn频率关系f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失1．如图10－2－2所示，理想变压器原副线圈匝数之比为10∶1.原线圈接电压u＝310sin100πt(V)的交流电源，副线圈接两个阻值均为R＝22Ω的负载电阻，电表均为理想电表，则下述结论正确的是(

) A．开关S断开时，A表的示数为0.1A B．开关S断开时，V表的示数为22V C．开关S闭合时，A表的示数为0.05A D．开关S闭合时，V表的示数为22V答案：BC1．如图10－2－2所示，理想变压器原副线圈匝数之比为10∶【例1】(2009·四川，17)如图10－2－3甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则(

)图10－2－3【例1】(2009·四川，17)如图10－2－3甲所示，理A．交流电的频率为0.02Hz B．原线圈输入电压的最大值为200VC．电阻R2的电功率约为6.67W D．通过R3的电流始终为零解析：从图象中可以看出，交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，A项错误；R1两端电流的有效值为A，所以副线圈两端电压的有效值U2＝I1R1＝10V；原线圈两端的电压U1＝U2＝100V，B项错误；R2的电功率，C项正确；由于副线圈两端电压变化，电容器两极板电压变化，故有电流通过R3.答案：CA．交流电的频率为0.02Hz B．原1－1

如图10－2－4所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器．若已知变压比为1000∶1，变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A，则输电线的输送功率为(

) A．2.2×103W B．2.2×10－2W C．2.2×108W D．2.2×104W解析：本题考查变压器及功率的知识．由变压比求得输电线电压U＝2.2×104V，由变流比求得输电线电流I＝1×104A，所以输送功率P＝UI＝2.2×108W，C对．答案：C图10－2－41－1如图10－2－4所示，L1和L2是输电线，甲是电压互1－2如图10－2－5所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝220sin100πt(V)，电阻R＝44Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是(

) A．交流电的频率为50Hz B．电流表的示数为0.2A C．电流表的示数为A D．电压表的示数为44V图10－2－51－2如图10－2－5所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1解析：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频率A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即其中原线圈电压的有效值U1＝220V，故D项说法正确；I2＝＝1A，故C项说法错误；由电流比与线圈匝数成反比，故B项说法正确．综上所述，说法错误的是C项．答案：C解析：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频【例2】如图10－2－6所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2为定值电阻，滑动触头P可在R上滑动．V1、V2为理想电压表，读数分别为U1、U2；A1、A2两理想电流表的读数分别为I1、I2.当滑动触头P向下滑动且U1示数一直不变时，则下列推断中正确的是(

) A．U2变大，I2变大 B．U2变小，I2变小

C．I1变小，R1两端电压变小 D．I1变大，R1两端电压变小【例2】如图10－2－6所示，一理想变压器原线圈接入一交流解析：对于理想变压器在输入电压一定的条件下，输出电压也是一定的，即U2不变，A、B错误；当P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，负载电阻增大，故I2减小，所以R1两端电压减小，又因为理想变压器的输入功率随输出功率的变化而变化，故I1减小，C正确，D错误．答案：C图10－2－6解析：对于理想变压器在输入电压一定的条件下，输出电压也是一定2－1一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．I1减小，P1减小

C．I2增大，P2减小D．I2增大，P2增大解析：考查理想变压器及其相关知识．当副线圈接的可调电阻R增大时，变压器输出功率P2减小，导致变压器输入功率P1减小，原线圈中电流I1减小，所以正确选项是B.答案：B2－1一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大2－2如图10－2－7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(

) A．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，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：ABD图10－2－72－2如图10－2－7所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自(1)关于理想变压器的动态分析问题大致有两种情况：①负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比变化而变化的情况；②匝数比不变，各量随负载电阻的变化而变化的情况．(2)解决此类问题需注意以下两点：①抓住变量与不变量原线圈的端电压U1是不变的，其值由电源决定，与n1、n2无关．当滑片静止不动时，负载电阻不变．②搞清各物理量之间的相互制约关系U2由U1和匝数比决定；I1由I2和匝数比决定；P1由P2决定．(1)关于理想变压器的动态分析问题大致有两种情况：如图10－2－8所示是街头变压器给用户供电的示意图．变压器的输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，输出电压通过输电线输送给用户．输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法不正确的是(

)A．相当于在增加用电器的数目B．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大C．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大D．变压器的输入功率增大

图10－2－8如图10－2－8所示是街头变压器给用户供电的示意图．变压器的错解1

不清楚滑动变阻器阻值变化与负载的关系，认为R减小负载减小，即用电器的数目减少，错选A项．错解2

不清楚变压器电流、电压的因果关系，认为由输入决定输出，所谓的“送多少用多少”，则错选B项而漏选C项．

【错因分析】错解1不清楚滑动变阻器阻值变化与负载的关系，认为R减小负载解析：当滑动变阻器触头P向下移动时，用电器的总电阻减小，相当于并联的用电器数目增加，同时变压器的输入功率增大，A、D两项对；电网供电是“用多少供多少”，输出电流增大则输入电流增大，B项正确；但变压器的输出电压则由输入电压决定，当输入电压和变压器的匝数比一定时，输出电压一定，C项错．答案：C【正确解答】解析：当滑动变阻器触头P向下移动时，用电器的总电阻减小，相当对理想变压器，要注意以下几点：(1)在理想变压器中，副线圈的端电压U2由输入电压U1和匝数比n2/n1共同决定，与负载电阻大小无关．(2)电网送电遵循“用多少送多少”的原则，原线圈中的输入电流I1是由副线圈中的输出电流I2决定的，原、副线圈各一个绕组时

，副线圈有多个绕组时由P入＝P出的功率关系来确定．【纠错心得】点击此处进入作业手册对理想变压器，要注意以下几点：(1)在理想变压器中，副线圈的1．变压器的构造：如图10－2－1；变压器是由

和绕在铁芯上的

组成的．

(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫

线圈．

(2)副线圈：与

连接的线圈，也叫

线圈．两个线圈闭合铁芯初级次级负载第2讲变压器1．变压器的构造：如图10－2－1；变压器是由2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的

、

在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生

，所以尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流．

是变压器工作的基础．3．理想变压器：没有

的变压器，即

功率等于

功率．4．理想变压器电压与匝数的关系：原、副线圈的电压之比等于两个线圈 的

之比，即

大小方向感应电动势互感现象能量损失输入输出匝数2．变压器的原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流

变压器能否改变恒定电流的电压？能否改变交流电的频率？提示：(1)变压器不能改变恒定电流的电压．由变压器的原理可知恒定电流通过原线圈时不能产生变化的磁场，副线圈中的铁芯中的磁通量就不会变化，副线圈中就不会有感应电动势．(2)变压器也不能改变交流电的频率，因为原、副线圈中磁通量的变化情况相同．5．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器变压器能否改变恒定电理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失

(2)没有磁通量损失基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，公式：U1/U2＝n1/n2，与负载、线圈的多少无关电流关系(1)只有一个副线圈时：I1/I2＝n2/n1(2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn频率关系f1＝f2(变压器不改变交流电的频率)制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定理想变压器原、副线圈基本量的关系理想变压器(1)没有能量损失1．如图10－2－2所示，理想变压器原副线圈匝数之比为10∶1.原线圈接电压u＝310sin100πt(V)的交流电源，副线圈接两个阻值均为R＝22Ω的负载电阻，电表均为理想电表，则下述结论正确的是(

) A．开关S断开时，A表的示数为0.1A B．开关S断开时，V表的示数为22V C．开关S闭合时，A表的示数为0.05A D．开关S闭合时，V表的示数为22V答案：BC1．如图10－2－2所示，理想变压器原副线圈匝数之比为10∶【例1】(2009·四川，17)如图10－2－3甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则(

)图10－2－3【例1】(2009·四川，17)如图10－2－3甲所示，理A．交流电的频率为0.02Hz B．原线圈输入电压的最大值为200VC．电阻R2的电功率约为6.67W D．通过R3的电流始终为零解析：从图象中可以看出，交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，A项错误；R1两端电流的有效值为A，所以副线圈两端电压的有效值U2＝I1R1＝10V；原线圈两端的电压U1＝U2＝100V，B项错误；R2的电功率，C项正确；由于副线圈两端电压变化，电容器两极板电压变化，故有电流通过R3.答案：CA．交流电的频率为0.02Hz B．原1－1

如图10－2－4所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器．若已知变压比为1000∶1，变流比为100∶1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A，则输电线的输送功率为(

) A．2.2×103W B．2.2×10－2W C．2.2×108W D．2.2×104W解析：本题考查变压器及功率的知识．由变压比求得输电线电压U＝2.2×104V，由变流比求得输电线电流I＝1×104A，所以输送功率P＝UI＝2.2×108W，C对．答案：C图10－2－41－1如图10－2－4所示，L1和L2是输电线，甲是电压互1－2如图10－2－5所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝220sin100πt(V)，电阻R＝44Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是(

) A．交流电的频率为50Hz B．电流表的示数为0.2A C．电流表的示数为A D．电压表的示数为44V图10－2－51－2如图10－2－5所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1解析：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频率A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即其中原线圈电压的有效值U1＝220V，故D项说法正确；I2＝＝1A，故C项说法错误；由电流比与线圈匝数成反比，故B项说法正确．综上所述，说法错误的是C项．答案：C解析：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频【例2】如图10－2－6所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2为定值电阻，滑动触头P可在R上滑动．V1、V2为理想电压表，读数分别为U1、U2；A1、A2两理想电流表的读数分别为I1、I2.当滑动触头P向下滑动且U1示数一直不变时，则下列推断中正确的是(

) A．U2变大，I2变大 B．U2变小，I2变小

C．I1变小，R1两端电压变小 D．I1变大，R1两端电压变小【例2】如图10－2－6所示，一理想变压器原线圈接入一交流解析：对于理想变压器在输入电压一定的条件下，输出电压也是一定的，即U2不变，A、B错误；当P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，负载电阻增大，故I2减小，所以R1两端电压减小，又因为理想变压器的输入功率随输出功率的变化而变化，故I1减小，C正确，D错误．答案：C图10－2－6解析：对于理想变压器在输入电压一定的条件下，输出电压也是一定2－1一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．I1减小，P1减小

C．I2增大，P2减小D．I2增大，P2增大解析：考查理想变压器及其相关知识．当副线圈接的可调电阻R增大时，变压器输出功率P2减小，导致变压器输入功率P1减小，原线圈中电流I1减小，所以正确选项是B.答案：B2－1一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大2－2如图10－2－7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(

) A．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，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：ABD图10－2－72－2如图10－2－7所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自(1)关于理想变压器的动态分析问题大致有两种情况：①负载电阻不变，原、副线圈的电压U1、U2，电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比变化而变化的情况；②匝数比不变，各量随负载电阻的变化而