《变压器》 全省一等奖

变压器1.基本知识(1)构造变压器由___________和绕在铁芯上的两个_______组成，与交流电源连接的线圈叫_________，与负载连接的线圈叫_________．闭合铁芯线圈原线圈副线圈(2)原理______现象是变压器的工作基础，由于原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的______也在不断变化．变化的_______在副线圈中产生_____________．2．思考判断(1)变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能转化．()(2)恒定电流接入变压器后也可发生互感现象，也可起到变压作用．()互感磁场磁场感应电动势√×(3)变压器的铁芯由很薄的硅钢片叠合而成．()3．探究交流在课外，某同学在进行低压交流变压器实验的准备工作时，发现缺少电源，于是就用一种摩托车的蓄电池代替，按图5­4­1进行实验．√图5­4­1则闭合电键后，灯泡是否发光？并解释出现这种现象的原因？1.基本知识(1)理想变压器没有___________的变压器．(2)电压与匝数关系能量损失2．思考判断(1)在理想变压器中原、副线圈的磁通量的变化率是一致的．()(2)理想变压器可以改变交变电流的频率．()(3)电流通过铁芯从原线圈流到副线圈．()√××【提示】当原线圈电压最大时，电流最大，但电流的变化率为零，此时副线圈中磁场最强，但磁通量的变化率为零，故此时副线圈两端的电压为零，即U2＝0.可见，原、副线圈的瞬时电压与匝数不成正比．【问题导思】

1．理想变压器有什么特点？实际变压器能被看成理想变压器吗？2．理想变压器原副线圈的电流、功率满足什么规律？3．若有两个副线圈，理想变压器的电压、电流、功率与匝数满足什么关系？1．理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁；(2)原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热．(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率.

(2014·黄冈中学高二检测)一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图5­4­2所示．副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则(

)【审题指导】解答本题时应把握以下三点：(1)正弦交变电流峰值与有效值的关系．(2)变压器原、副线圈电压与匝数的关系．(3)电流表示数，电热和功率需用交变电流有效值计算．1分钟内电阻发出的热量Q＝I2Rt＝102×10×60J＝6.0×104J，C错误；变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝U2I2＝100×10W＝1×103W，故D正确．【答案】

D1．变压器能改变交流电压，不能改变恒定直流电压．2．理想变压器的效率是100%.3．交流电压表与电流表的示数均为有效值．4．输入功率由输出功率决定．1．(多选)(2014·山东高考)如图5­4­3，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A．以下判断正确的是(

)A．变压器输入功率为484WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3【答案】

BD2．当原、副线圈匝数比不变时，如何分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况？3．当负载电阻不变时，如何分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况？1．电压制约当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时，输出电压U2由输入电压决定，即U2＝n2U1/n1.2．电流制约当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定，且输入电压U1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，即I1＝n2I2/n1.3．负载制约(1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2＝P负1＋P负2＋…；(2)变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，I2＝P2/U2；(3)总功率P入＝P线＋P2，即变压器的输入功率是由输出功率决定的．4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P2→P1→I1.(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1.(2014·福州高二检测)用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题．如图5­4­4所示，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法中正确的是(

)A．原线圈中电流减小B．副线圈输出电压减小C．R两端的电压增大D．原线圈输入功率减小【审题指导】

【解析】原线圈输入电压恒定，副线圈输出电压不变，B错误；当开关S闭合后，电路中总电阻减小，总电流和总功率变大，原线圈中电流和输入功率都变大，R两端的电压增大，故C正确，A、D错误．【答案】

C理想变压器动态问题的处理方法1．首先抓住三个决定原则：输入电压U1决定输出电压U2；输出电流I2决定输入电流I1；输出功率P2决定输入功率P1.2．把副线圈当作电源，研究副线圈电路电阻变化．3．根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化．2．(2014·广东高考)如图5­4­5所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是(

)A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大【解析】本题是理想变压器的动态分析问题，首先要分清变量和不变量，其次明确各物理量间的制约关系．由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动改变，故选项A错误，选项B正确．

【答案】

BD(多选)(2014·浏阳一中高二检测)在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器的铁芯的左、右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都有一半通过另一个线圈，另一半通过中间臂，如图5­4­6所示，已知线圈1、2的匝数之比为n1∶n2＝2∶1，在不接负载的情况下(

)A．当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为110VB．当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为55VC．当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为220VD．当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为110V【答案】

BD1．变压器原、副线圈的电压比等于匝数之比．2．无论铁芯形状如何、无论副线圈有多少个，根据能量守恒定律，原线圈的输入功率总等于所有副线圈输出功率之和．1．对理想变压器可做出的判断是(

)A．高压线圈匝数多、电流大、导线粗B．低压线圈匝数少、电流小、导线细C．高压线圈匝数多、电流大、导线细D．低压线圈匝数小、电流大、导线粗【答案】

D2．(2014·新乡一中高二检测)对于理想变压器，下列说法中不正确的是(

)A．原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大B．原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大C．原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零【解析】副线圈消耗功率大小决定原线圈的输入功率大小，A对；副线圈的电流决定原线圈的电流，B对；当副线圈的电流为零时原线圈的电流为零，但电压不是零，D错；原线圈的电压决定副线圈的电压，与副线圈中电流的变化无关，C对，所以错误的选D.【答案】

D3．(多选)如图5­4­7所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原副线圈匝数比为100∶1，乙图中原副线圈匝数比为1∶10，则(

)A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB．甲是电流互感器，输电电流是100AC．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000VD．乙图是电流互感器，输电电流是100A【答案】

AD4．(多选)(2013·江苏高考)如图5­4­8所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有(

)A．向下滑动PB．增大交流电源的电压C．增大交流电源的频率D．减小电容器C的电容【答案】

BC【答案】

4盏并联【备选习题】【答案】

AC2．(多选)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图教5­4­2所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则(

)A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小【答案】

BC【答案】

AB4．如图教5­4­4所示为一台理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n1＝400匝，n2＝800匝，如果连接导线的电阻忽略不计，那么可以确定(

)图教5­4­4①这是一台升压变压器②副线圈两端电压是原线圈两端电压的一半③通过副线圈的电流是通过原线圈电流的一半④变压器输出电功率是输入电功率的一半A．①②B．②③C．③④D．①③【答案