14.2变压器-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲 第14章 交变电流、传感器、电磁波 第14.2讲 变压器 【知识点精讲】 1．理想变压器构造 如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 (1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。 (2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。 2．原理：电磁感应的互感现象。 【特别提醒】(1)对于大小随时间变化(如图所示)的直流电，变压器仍然有变压作用。 (2)对于恒定电流，变压器没有变压作用。 3．基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出。 (2)电压关系：＝。 (3)电流关系：只有一个副线圈时，＝。 【特别提醒】当副线圈与用电器断开(空载)时，无电流通过副线圈，但副线圈两端仍存在电压。 4．理想变压器及基本关系的理解 基 本 关 系 功率关系 能量守恒：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出 电压关系 只有一个副线圈时：＝ 有多个副线圈时：＝＝＝… 电流 关系 只有一个副线圈时：＝ 有多个副线圈时：I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn 频率关系 f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率) 5．理想变压器的制约关系 电压 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝U1 功率 副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出 电流 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1＝I2 6.含有多个副线圈的变压器 计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系： 电压关系：＝＝＝…＝ 功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn 电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn 7．分析变压器电路的两个难点 (1)分析原线圈有串联负载的变压器电路问题时要注意：变压器的输入电压不等于电源的电压，而是等于电源电压减去串联负载的电压，即U1＝U源－U串。 (2)分析含有二极管的变压器电路问题时要注意：理想二极管具有单向导电性，正弦式交变电流通过二极管后会变成半波直流电流，对应的有效值会发生变化。 8．自耦变压器问题 自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，原、副线圈共用其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器同样适用，如图所示。 【最新高考题精练】 1．（2023高考北京卷）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接的正弦交流电源，副线圈接额定电压为的小灯泡．实际测得小灯泡两端电压为．下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（ ） A．仅增加原线圈匝数 B．仅增加副线圈匝数 C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍 D．将两个小灯泡并联起来接入副线圈 2．（2023广东卷）用一台理想变压器对电动汽车充电．该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压．关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（ ） A． B． C． D． 3. （2023高考海南卷）下图是工厂利用的交流电给照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（ ） A. 电源电压有效值为 B. 交变电流的周期为 C. 副线圈匝数为180匝 D. 副线圈匝数为240匝 【最新模拟题精练】 1. （2023河北张家口宣化一中二模） 如图甲所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为n1：n2＝44：1，变压器原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，副线圈两端接两个串联在一起的阻值大小分别为R1＝3Ω，R2＝2Ω的定值电阻，理想二极管与电阻R1并联，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 副线圈中交流电频率为100Hz B. 电压表的示数为2V C. R1消耗的功率为3W D. 变压器输入功率为8.75W 2. （2023湖南押题卷）如图所示，一理想变压器接在电压有效值为200V、频率为的正弦交流电源上，原、副线圈的匝数比，副线圈与定值电阻和滑动变阻器相连，的阻值为，的最大阻值为。下列说法正确的是（　　） A. 电阻中的电流方向每秒钟变化20次 B. 改变滑动变阻器接入电路的阻值时，滑动变阻器两端电压的最大值为24V C. 通过原线圈的电流最大值为0.1A D. 滑动变阻器消耗的最大电功率为5W 3．（2023湖北荆门三校5月联考）在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上。当通过交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，线圈1、2的匝数比。在不接负载的情况下（　　） A．当线圈1输入电压为220V的时，线圈2的输出电压为440V B．当线圈1输入电压为220V的时，线圈2