高考物理一轮复习课件交变电流变压器基础

高中物理解题模型高中物理

一轮复习交变电流（5/9）高中物理

一轮复习交变电流（5/9）1产生和描述2图像问题3“四值”问题4LC振荡电路5变压器基础6多匝副线圈7原线圈含电阻8变压器动态分析9远距离输电相关知识：交变电流

—变压器基础1.变压器简介：U2

Rn1n2示意图构造：铁芯、原线圈及副线圈；理想变压器：不计铁损、铜损及磁损；n1n2n1n2无铁芯有铁芯电路符号变压器作用：改变交变电流的电压，不改变周期和频率。原线圈接交变电流原线圈中产生交变磁场副线圈产生感应电动势铁芯构成磁回路工作原理：互感现象、能量转化；相关知识：交变电流

—变压器基础2.理想变压器关系式：U2

Rn1n2U1

I1

I2

电压关系式：条件：原线圈加正（余）弦交变电流；推导：电流关系式：推导：功率关系式：相关知识：交变电流

—变压器基础3.理想变压器解题逻辑：U2

Rn1n2U1

I1

I2

原线圈电压U1副线圈电压U2原线圈电流I1副线圈电流I2结论：在输入电压恒定时，负载决定原线圈电流，从而决定输入功率；等效电阻：n1n2U1

U2

RU1

R′I1

I2

I1

相关知识：交变电流

—变压器基础4.常用变压器：U2U1ABP自耦变压器n1n2U1U2U1U2n1n2降压变压器升压变压器V电压互感器原线圈与电路并联，原线圈匝数多于副线圈匝数；A电流互感器原线圈与电路串联，原线圈匝数少于副线圈匝数；【例题1】（1）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V，副线圈两端的电压为4.4V，副线圈的电流为1.0A，若将该变压器视为理想变压器，则（）A．原、副线圈匝数之比为25:1

B．原线圈的电流为0.02AC．副线圈两端的电压最大值为5V

D．原、副线圈的功率之比为50:1

总结：1.理想变压器：电压比等于线圈匝数比，电流比等于线圈匝数反比；2.等效电阻：副线圈接入电阻乘以线圈匝数比平方；①（2）如图，匝数N=200匝、面积S=0.001m2的矩形线圈，在匀强磁场中以角速度ω=100rad/s匀速转动。转轴垂直于磁场，且线圈从平行于磁场平面开始转动，磁场磁感应强度B=。线圈通过理想变压器连接R=16Ω电阻，变压器的原、副线圈匝数比n1:n2=1:4，电流表为理想电流表。①求发电机中电动势随时间变化的表达式e(t)；②若发电机线圈电阻忽略不计，求电流表的示数。②方法一：方法二：B交变电流

—变压器基础【例题2】（1）如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为（）

A．k1U，k2IB．k1U，I/k2

C．U/k1，k2I

D．U/k1，I/k2总结：1.电压互感器：原线圈匝数多，原线圈接在火零线间；2.电流互感器：副线圈匝数多，原线圈串接在火线或零线上；；（2）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（）A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞IcdBB电流互感器：大电流变成小电流，电流之比与匝数成反比，升压变压器；交变电流

—变压器基础【例题3】（1）图甲所示为家庭电路中的漏电保护器，其原理简图如图乙所示，关于漏电保护器，说法正确的（）A．当无漏电时，线圈ab内的磁通量不为零B．当出现漏电时，线圈ab内的磁通量为某一恒定值C．当站在地面的人误触火线时，脱扣开关会断开D．当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时，脱扣开关会断开（2）如图所示为一款冬夏两用的风扇的简化电路图，触片开关可以连接不同的位置实现吹风、吹热风、无风加热三个挡位且正常工作。理想变压器的匝数比n1∶n2=4∶1，小风扇的额定功率为110W，电热丝的额定电压为220V，额定功率为880W。下列说法正确的是（）A．小风扇的电阻为27.5ΩB．电热丝的电阻为55ΩC．风扇只用吹风挡且正常工作时，变压器原线圈的电流等于0.5AD．风扇吹热风挡且正常工作时，变压器原线圈的电流大于0.5A总结：1.漏电保护器因双线接入原线圈所以只在漏电时才能发挥作用；2.理解开关接入不同导致电路功用不同；BCC漏电保护器：1.无漏电磁通量为零；2.有漏电磁通量不为零触发控制器；小风扇为非纯电阻电路无法计算电阻大小；交变电流

—变压器基础【例题4】（1）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化充电原理图如图。发射线圈输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，说法正确的（）A．接收线圈的输出电压约为8VB．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同总结：1.漏磁导致副线圈电压降低，原线圈输入功率大；2.熟记正弦交流电产生条件及电动势最大值及瞬时值表达式；（2）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1:n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t=0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（）A．发电机输出的电压为B．发电机输出交变电流的频率为C．变压器原、副线圈的匝数比为D．发电机产生的瞬时电动势AC交变电流

—变压器基础C例题1例题2例题3例题4交变电流

—变压器基础【例题1】（1）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V，副线圈两端的电压为4.4V，副线圈的电流为1.0A，若将该变压器视为理想变压器，则（）A．原、副线圈匝数之比为25:1

B．原线圈的电流为0.02AC．副线圈两端的电压最大值为5V

D．原、副线圈的功率之比为50:1

（2）如图，匝数N=200匝、面积S=0.001m2的矩形线圈，在匀强磁场中以角速度ω=100rad/s匀速转动。转轴垂直于磁场，且线圈从平行于磁场平面开始转动，磁场磁感应强度B=。线圈通过理想变压器连接R=16Ω电阻，变压器的原、副线圈匝数比n1:n2=1:4，电流表为理想电流表。①求发电机中电动势随时间变化的表达式e(t)；②若发电机线圈电阻忽略不计，求电流表的示数。①②方法一：方法二：B例题1例题2例题3例题4交变电流

—变压器基础【例题2】（1）如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为（）

A．k1U，k2IB．k1U，I/k2

C．U/k1，k2I

D．U/k1，I/k2（2）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（）A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞IcdBB电流互感器：大电流变成小电流，电流之比与匝数成反比，升压变压器；例题1例题2例题3例题4交变电流

—变压器基础【例题3】（1）图甲所示为家庭电路中的漏电保护器，其原理简图如图乙所示，关于漏电保护器，说法正确的（）A．当无漏电时，线圈ab内的磁通量不为零B．当出现漏电时，线圈ab内的磁通量为某一恒定值C．当站在地面的人误触火线时，脱扣开关会断开D．当站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线时，脱扣开关会断开（2）如图所示为一款冬夏两用的风扇的简化电路图，触片开关可以连接不同的位置实现吹风、吹热风、无风加热三个挡位且正常工作。理想变压器的匝数比n1∶n2=4∶1，小风扇的额定功率为110W，电热丝的额定电压为220V，额定功率为880W。下列说法正确的是（）A．小风扇的电阻为27.5ΩB．电热丝的电阻为55ΩC．风扇只用吹风挡且正常工作时，变压器原线圈的电流等于0.5AD．风扇吹热风挡且正常工作时，变压器原线圈的电流大于0.5ABCC漏电保护器：1.无漏电磁通量为零；2.有漏电磁通量不为零触发控制器；小风扇为非纯电阻电路无法计算电阻大小；例题1例题2例题3例题4交变电流

—变压器基础【例题4】（1）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化充电原理图如图。发射线圈输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，说法正确的（）A．接收线圈的输出电压约为8VB．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同（2）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1:n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，t=0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（）A．发电机输出的电压为B．发电机输出交变电流的频率为C．变压器原、副线圈的匝数比为