安徽省芜湖市第一高考物理一轮复习讲义第十二章交流电第2讲变压器

2018届高考物理一轮复习第十二章交流电第2讲：变压器班级__________座号_____姓名__________分数__________一、知识清单1．理想变压器（1）构造：如图所示，理想变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。（2）原理：线圈的互感现象。（3）基本关系式①电压关系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。②功率关系：P入＝P出。③电流关系：只有一个副线圈时：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)。④频率关系：原、副线圈中电流的频率相等。2．几种常用的变压器(1)自耦变压器——调压变压器线圈甲中把整个线圈作原线圈，取一部分为副线圈，可以降低电压；图乙中把一部分作原线圈，把整个线圈作副线圈，可以升高电压。(2)互感器eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(电压互感器：用来把高电压变成低电压.,电流互感器：用来把大电流变成小电流.))3．原线圈串联电阻问题电压关系：U0=U1+U2;eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)电流关系：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)电压与电流：U1=I1R1;U2=I2R2联立可得U0=I1R1+I1(eq\f(n1,n2))2R24．变压器的等效电阻法5．变压器的动态分析常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：线圈不变负载变化的情况和负载不变线圈变化的情况。线圈不变，负载变化负载不变，线圈变化U1不变，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。U1不变，eq\f(n1,n2)发生变化，U2变化。当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。R不变，U2变化，I2发生变化。I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1变化。根据P2＝eq\f(U22,R)和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。6．变压器动态问题分析的思路流程U1U2I2eq\o(→,\s\up7(P1＝P2(I1U1＝I2U2)),\s\do5(决定))I1eq\o(→,\s\up7(P1＝I1U1),\s\do5(决定))P17．理想变压器及其原、副线圈物理量的制约关系理想变压器①没有能量损失②没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)制约关系原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2副线圈的输出功率P2决定原线圈的输入功率P1副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1二、经典习题8．如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则()A．线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流B．线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零C．线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D．线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场9．（多选）如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝eq\f(\r(2),10)T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（）A．图示位置穿过线框的磁通量为零B．线框中产生交变电压的有效值为500eq\r(2)VC．变压器原、副线圈匝数之比为25:11D．允许变压器输出的最大功率为5000W10．一自耦变压器如图1­所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升11．（多选）供电公司检修人员用交流电表监控供电线路中强电流和高电压，使用的仪器是电流互感器和电压互感器，接线如图1所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，下列说法中正确的是()A．A为电流互感器，且n1<n2，a是电流表B．B为电压互感器，且n3>n4，b是电压表C．B为电流互感器，且n3<n4，b是电流表D．A为电压互感器，且n1>n2，a是电压表12．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220eq\r(2)sin100πt(V).下列说法中正确的是()A.t＝eq\f(1,600)s时刻，c、d两点间的电压瞬时值为110VB.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22eq\r(2)VC.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大13．如图1­所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是()A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大14．（多选）如图1­所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是()A．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶915．一含有理想变压器的电路如图1­所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()A．2B．3C．4D．516．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻R0串联，如图所示。心电图仪与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻