3.3变压器 导学案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

题目 3.3 变压器 课型 习题课 主备人 学习目标 1.知道变压器的工作原理。 2.掌握理想变压器的原、副线圈的电压与匝数的关系，能应用理想变压器的功率关系分析电流关系并解决基本问题。 基础知识 只有一个副线圈的理想变压器的各物理量的关系 1．功率关系： 2．电压关系： 3．电流关系： 有多个副线圈的理想变压器的各物理量的关系 1．功率关系： 2．电压关系： 3．电流关系：U1I1＝ (由P入＝P出及P＝UI推出) 随堂检测 一、单项选择题 1．一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏。为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V。按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( ) A．1 100,360 B．1 100,180 C．2 200,180 D．2 200,360 2．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，A为理想交流电流表，U为正弦式交流电源，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、副线圈匝数的比值为( ) A．2 B．3 C．4 D．5 3．(2020·山东卷)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1＝10 Ω、R2 ＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( ) A．1 Ω B．5 Ω C．6 Ω D．8 Ω 4．(2021·广东卷)某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法正确的是( ) A．交流电的频率为10 Hz B．副线圈两端电压最大值为3 V C．变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 D．充电电路的输入功率大于变压器的输入功率 5．(科学思维命题)一理想变压器的原线圈匝数n1＝100匝，副线圈匝数分别为n2＝30匝、n3＝20匝，一个电阻为48.4 Ω的小灯泡接在两个副线圈上，如图所示。当原线圈与e＝220sinωt(V)的交流电源连接后，变压器的输入功率是( ) A．10 W B．20 W C．250 W D．500 W 二、多项选择题 6．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为U0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为R，图中电压表为理想电表。下列说法正确的是( ) A．变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝Umsin(V) B．电压表的示数为U0 C．变压器的输入功率为 D．变压器的匝数比为Um∶U0 7．(生活情境命题)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，A、B端输入电压u1＝12sin100πt(V)。下列说法正确的是( ) A．电流频率为50 Hz B．电压表的读数为24 V C．电流表的读数为0.5 A D．变压器的输入功率为6 W 三、非选择题 8．如图所示，间距L＝0.5 m的光滑平行金属导轨，水平放置在磁感应强度B＝0.1 T的竖直方向的匀强磁场中，与一个理想变压器的原线圈相连接，副线圈接一阻值R＝2 Ω的电阻，已知变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1。一质量m＝0.1 kg的导体棒放在导轨上，在外力作用下从t＝0时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝20sin10πt(m/s)，不计导轨和导体棒的电阻。求： (1)导体棒的两端电压瞬时值u的表达式； (2)t＝0.1 s时图中理想交流电流表的示数； (3)从t＝0到t＝0.2 s时间内电阻R产生的热量。 9．(科学思维命题)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶2，电阻R1接在原线圈回路中，滑动变阻器R3(阻值变化范围为0～100 Ω)和电阻R2串联接在副线圈回路中，已知R1＝10 Ω，R2＝30 Ω，原线圈一侧接在电压恒为U0＝210 V的正弦式交流电源上。开始时，调节滑动变阻器的触头，使滑动变阻器接入电路的阻值为0。 (1)求此时电阻R1和R2消耗的功率