第三章 3. 第2课时 变压器的工作原理及应用-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019）

3．变压器 第2课时　变压器的工作原理及应用 　　　　 第三章　交变电流 1．理解变压器的工作原理。 2．知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型，进一步体会建立理想模型这种思维方法。 3．能推导理想变压器的原、副线圈中电流与匝数的关系，培养科学探究能力。 4．会用变压器的量间关系分析相关问题。 素养目标 知识点一　变压器的原理 1 知识点二　理想变压器的基本关系 2 课时测评 6 随堂达标演练 5 内容索引 知识点三　两类非常规变压器 3 知识点四　理想变压器的动态分析 4 2 3 4 5 6 7 8 9 1 知识点一　变压器的原理 返回 情境导学　如图所示，把两个没有导 线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上， 左边的线圈通过开关连接到交流电源的 两端，右边的线圈连接到小灯泡的两 端。连接电路，接通电源时小灯泡能发光。 (1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？这种设备称为什么？ 自主学习 提示：当左边线圈接上交流电源时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右边线圈中会产生感应电动势，右边线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光。这种设备称为变压器。 (2)如果将左边的线圈改接到输出恒定电流的电源上，小灯泡还会发光吗？为什么？由此说明什么问题？ 提示：不会；因为左边线圈改接到输出恒定电流的电源时，左边线圈中就有恒定电流，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在右边的线圈上不会有感应电动势产生。由此说明变压器不能使用输出恒定电流的电源。 教材梳理 (阅读教材P58—P60完成下列填空) 1．变压器的构造：由__________和绕在铁 芯上的两个线圈组成，如图所示。 (1)原线圈：与__________连接的线圈，也叫__________。 (2)副线圈：与______连接的线圈，也叫__________。 2．原理：______现象是变压器工作的基础。原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的______也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生____________。 3．作用：改变交变电流的______，不改变交变电流的______和______。 4．理想变压器：没有能量损耗的变压器。理想变压器是一个____________。 闭合铁芯 交流电源 初级线圈 负载 次级线圈 互感 磁场 感应电动势 电压 周期 频率 理想化模型 问题探究　请思考下列问题： (1)实际的变压器的损耗主要有哪些？ 合作探究 提示：①原、副线圈的电阻发热损耗，也叫“铜损”；②铁芯中的磁通量有损耗，即通过原、副线圈的磁通量不相等，也叫“磁损”；③铁芯中产生的涡流发热损耗，也叫“铁损”。 (2)理想变压器需要满足什么条件？ 提示：没有“铜损”“磁损”“铁损”。 (多选)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是 A．原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能 B．铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路造成危险 C．变压器既能改变交变电流的电压大小，也能改变交变电流的频率 D．当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出 例1 √ √ 原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，可减少漏磁，从而减少磁场能的损失，故A正确；铁芯不用整块金属做成，是为了防止涡流产生较多的热量从而烧坏变压器，故B错误；变压器能改变交变电流的电压大小，但是不能改变交变电流的频率，故C错误；当变压器原线圈接入大小变化的直流电时，穿过原、副线圈的磁通量也变化，副线圈有电压输出，故D正确。 1．理想变压器的特点 (1)线圈不发热：原、副线圈电阻的电阻为零，即没有“铜损”。 (2)铁芯中没有漏磁：穿过原、副线圈及铁芯组成的回路中磁通量及变化率均相同，即没有“磁损”。 (3)铁芯不发热：铁芯中没有涡流发热，即没有“铁损”。 探究归纳 2．工作原理 探究归纳 3．电动势关系：由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的 ，根据法拉第电磁感应定律有E1＝ 注意：(1)变压器不改变交变电流的周期和频率。 (2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。 (3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。 探究归纳 针对练1．关于变压器，下列说法正确的是 A．变压器工作的基础是自感现象 B．在原线圈中，电能转化为磁场能 C．电能能够从原线圈传递到副线圈，是因为原、副线圈通过导线连在一起 D．变压器对恒定电流也能变压 √ 变压器工作的基础是互感现象，故A错误；在原线圈中电能转化为磁场能，在副线圈中磁场能转化成电能，电能是通过磁场从原线圈传递到副线圈的，故B正确，C错误；变压器只能对变化的电流有变压作用，对恒定电流没有变压作用，D错误。 针对练2．关于理想变压器的原理，以下说法正确的是 A．通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 √ 通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，则磁通量Φ变化，故A错误；因理想变压器无漏磁，则原、副线圈的磁通量相等，故B错误；穿过副线圈的磁通量变化，在副线圈中产生感应电动势，故C正确；原线圈中的电能转化为磁场能，副线圈中的磁场能转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，电流不通过铁芯，故D错误。 返回 知识点二　理想变压器的基本关系 返回 情境导学　我们给手机充电时要用到充电器，我们能否不用充电器直接将手机插在家用电源上充电？用充电器的主要目的是改变电源的哪个物理量来完成给手机充电的？ 自主学习 提示：不能　改变电源的电压 教材梳理　(阅读教材P60—P61完成下列填空) 1．原、副线圈的电压关系：理想变压器原、副线圈的电压之比，等于原、副线圈的______之比， 2．变压器的分类 (1)降压变压器：________的电压比________的电压低的变压器。 (2)升压变压器：________的电压比________的电压高的变压器。 匝数 副线圈 原线圈 副线圈 原线圈 问题探究　如图为变压器原理图，已知原线圈 匝数为n1，副线圈匝数为n2，均为直流电阻， 铁芯无漏磁，工作中不生热，在原线圈中通入 正弦式交变电流，有效值为U1。 (1)电源给变压器的输入功率P1与变压器对外输出 的功率P2间存在什么关系？ 合作探究 提示：根据能量守恒定律知P1＝P2。 (2)如果只有一个副线圈，原线圈中的电流I1与副线圈中的电流I2间存在什么关系？ 角度一　单个副线圈的变压器 (2022·北京高考)某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22 000 V，输出电流为300 mA。该变压器 A．原、副线圈的匝数之比为100∶1 B．输入电流为30 A C．输入电流的最大值为15 A D．原、副线圈交流电的频率之比为1∶100 例2 √ 针对练．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比 为20∶1，两个标有“12 V　6 W”的小灯泡并联在副 线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中 电压表和电流表(可视为理想的电表)的示数分别是 A．120 V，0.10 A B．240 V，0.025 A C．120 V，0.05 A D．240 V，0.05 A √ 角度二　多个副线圈的变压器 在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝 数比n1∶n2∶n3＝6∶3∶1，电流表均为理想交流电流表， 两电阻阻值相同。当在原线圈两端加上大小为U的交变电 压时，三个电流表的示数之比I1∶I2∶I3为 A．1∶2∶3 B．1∶2∶1 C．1∶3∶6 D．5∶9∶3 例3 √ 理想变压器的三个基本关系 电压关系 单个副线圈： 多个副线圈： 功率关系  单个副线圈：P1＝P2 多个副线圈：P1＝P2＋P3＋P4＋… 探究归纳 理想变压器的三个基本关系 电流关系 单个副线圈： 多个副线圈：I1n1＝I2n2＋I3n3＋… 探究归纳 针对练．如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1＝ 1 000，两个副线圈的匝数分别为n2＝50和n3＝100， L1是“6 V　2 W”的小灯泡，L2是“12 V　4 W”的 小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发 光，那么原线圈中的电流为 √ 角度三　原线圈接有负载的变压器 (多选)如图所示，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、副线圈匝数之比为9∶1 B．原、副线圈匝数之比为1∶9 C．此时a和b的电功率之比为9∶1 D．此时a和b的电功率之比为1∶9 例4 解题指导　(1)a、b灯泡均正常发光，a、b两灯的电压相同，均为额定电压。 (2)注意本题中变压器原线圈的输入电压应该等于电源电压U减去灯泡a两端的电压。 √ √ 变压器原线圈接有负载的两种情况 1．原线圈与负载串联，如图甲所示。 负载会分担一部分电压，原线圈两端的电压 U1＝U－UR，流过负载的电流等于原线圈 中的电流， 探究归纳 2．原线圈与负载并联，如图乙所示。 负载会分流，原线圈两端的电压U1＝U，流 过原线圈的电流I1＝I－IR， 返回 探究归纳 知识点三　两类非常规变压器 返回 角度一　自耦变压器 (多选)自耦变压器供电方式非常适用于大容 量负荷的供电，对通信线路的干扰较小，因而被 客运专线以及重载货运铁路广泛应用。如图所示， 一自耦变压器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c、d间接定值电阻R。该变压器为理想变压器，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，以下说法正确的是 A．U2＜U1，U2降低 B．变压器输入功率减小 C．变压器输出功率增大 D．流过R的电流增大 例5 √ √ 根据理想变压器的电压关系有 ， 由于n2＜n1，所以U2<U1，当滑动触头从M 点顺时针转动到N点过程，n2减小，则U2降 低，故A正确；U2降低，则流过R的电流减 小，R消耗的电功率(变压器的输出功率)减小，由于是理想变压器，变压器的输入功率等于输出功率，故变压器输入功率也减小，故B正确，C、D错误。故选AB。 自耦变压器 1．构造特点：如图 甲、乙、丙是自耦变 压器的示意图。这种 变压器的特点是铁芯 上只绕有一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用： (1)自耦降压变压器：把整个线圈作原线圈，副线圈只取原线圈的一部分，如图甲、丙所示； 探究归纳 (2)自耦升压变压器：把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，如图乙所示。 探究归纳 2．规律：自耦变压器只有一个线圈，每匝线圈产生的电动势E＝ 都相同，故 成立。 探究归纳 角度二　互感器 (多选)如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V和10 A，已知甲中原、副线圈匝数比为100∶1，乙中原、副线圈匝数比为1∶10，则 A．甲中的电表是电压表，输电电压为22 000 V B．甲是电流互感器，输电电流是100 A C．乙中的电表是电压表，输电电压为22 000 V D．乙是电流互感器，输电电流是100 A 例6 √ √ 两类互感器的比较 电压互感器 1．匝数：n1＞n2 2．作用：把高电压变为低电压 3．连接：与被测电路并联 4．读数：电压表测得低电压U2 5．结果：高电压U1＝ 应用于实 际测量高 电压的器材 探究归纳 两类互感器的比较 电流互感器 1．匝数：n1<n2 2．作用：把大电流变成小电流 3．连接：与被测电路串联 4．读数：电流表测得小电流I2 5．结果：大电流I1＝ . 测量大电 流的一种 方法 返回 探究归纳 知识点四　理想变压器的动态分析 返回 1．理想变压器各物理量间的制约关系 输入电压U1决定输出电压U2 由 ，得U2＝ ，可知当U1不变时，U2也不会变，与负载电阻R的大小及是否变化无关 输出功率P2决定输入功率P1 由P1＝P2，可知P1随P2增大而增大，随P2减小而减小；若P2＝0，则P1＝0 输出电流I2决定输入电流I1 由n1I1＝n2I2，得I1＝ ，可知当I2变化时，I1也随之变化。即I2变大，I1变大；I2变小，I1变小 2．理想变压器动态分析的两种常见情况 (1)原、副线圈匝数比不变，负载电阻变化：分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况的一般顺序：R→I2→P2→P1→I1。 (2)负载电阻不变，原、副线圈匝数比变化：分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况的一般顺序：n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1。 角度一　原、副线圈匝数比不变，负载电阻变化 (2023·河南信阳市高二期中)如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；Α1和Α2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是 A．I1和I2表示电流的瞬时值 B．滑片P向下滑动过程中，U1不变 ，I1变大 C．U1和U2表示电压的最大值 D．滑片P向下滑动过程中，U2变大，I2变小 例7 √ 交流电流表、电压表的示数表示交流电流、 电压的有效值，A、C错误；滑片P向下滑动 过程中，输入电压U1不变，匝数比不变，则 U2不变，滑动变阻器接入电路的电阻值减 小，则变压器副线圈回路中的总阻值减小，由欧姆定律可知，则副线圈回路中的电流I2变大，变压器原、副线圈的匝数比不变，则由理想变压器原、副线圈的电压关系和原、副线圈的电流关系可知，U1不变， I1变大，B正确，D错误。故选B。 针对练．(2023·辽宁营口高二期末)如图为街头通过降压变压器给用户供电的示意图。负载变化时变压器的输入电压(市区电网的电压)不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，各电表为理想交流电表，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是 A．用户用电器的总电阻R变大 B．电表A2的示数变大，A1的示数变小 C．电表V2的示数不变，V3的示数变小 D．电表V1的示数与输电线损失的电压均变大 √ 角度二　负载电阻不变，原、副线圈匝数比变化 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 100∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均 为理想电表，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＝310sin (314t)V，则 A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为 3.1 V B．副线圈两端的电压频率为50 Hz C．当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小 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小 例8 √ 理想变压器动态问题的处理方法 1．首先抓住三个决定性原则：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的变化。 3．根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流、功率的变化。 探究归纳 针对练．(2022·湖南高考)如图，理想变压器原、 副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈 正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。 定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值 为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是 A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变 B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大 C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小 √ 由题意可知，原、副线圈的匝数比为2，则副 线圈的电流为2I，根据欧姆定律可得副线圈的 电压有效值为U2＝2IR1，则变压器原线圈的 电压有效值为U1＝2U2＝4IR1，设输入交流电 的电压有效值为U0，则U0＝4IR1＋IR2，可得I＝ ，保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I不断变大，根据欧姆定律U1＝4IR1，可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则R2两端的电压不断变小，则电压表示数U变小，原线圈的电压、电流都变大，则功率变大，根据原、副线圈的功率相等，可知R1消耗的功率增大，故B正确，A错误； 返回 随堂达标演练 返回 1．(鲁科版选择性必修第二册P76·T3) 一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝ 11∶5，原线圈与正弦交流电源连接，其 输入电压u如图所示。若副线圈仅接入一 个10 Ω的电阻，则 A．流过电阻的电流是20 A B．与电阻并联的电压表的示数是100 V C．经过1 min，电阻产生的热量是6×103 J D．变压器的输入功率是1×103 W √ 2．(多选)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＝12 sin (100πt)V。下列说法正确的是 A．电流频率为50 Hz B．电压表的示数为24 V C．电流表的示数为0.5 A D．变压器的输入功率为6 W √ √ 3．如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一 侧接在交流电源上，副线圈中电阻变化时变压器 输入电压不变。R0为定值电阻，R为滑动变阻器， A1和A2为理想交流电流表，V1和V2为理想交流电 压表。若将滑动变阻器的滑片向下移动，则 A．A1示数不变 B．A2示数变大 C．V1示数变大 D．V2示数变小 √ V1示数等于变压器输入电压且不变，V2示数 等于变压器输出电压，由输入电压和匝数比决 定，则V2示数也不变，故C、D错误；滑动变 阻器的滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小， 则副线圈中的电流增大，A2示数变大，根据I1＝ 可知，原线圈中的电流变大，即A1示数变大，故B正确，A错误。 4．(2023·山东德州高二期中)互感器又称仪用变 压器，是电流互感器和电压互感器的统称。它能 将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于 测量或保护系统。如图所示，T1、T2是监测交流 高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220 kV，T1的原、副线圈匝数比为1∶100，交流电压表的示数为100 V，交流电流表的示数为1 A，则 A．a是交流电压表，b是交流电流表 B．T2的原、副线圈匝数比为2 200∶1 C．高压线路输送的电流为1 A D．高压线路输送的电功率为2×104 kW √ T1两端接在同一根电线上，因此a是交流电流 表，T2两端接在两根电线上，因此b是交流电 压表，故A错误；变压器原、副线圈电压之比 等于匝数之比，所以T2原、副线圈匝数之比为 220 000∶100＝2 200∶1，故B正确；变压器 原、副线圈电流与匝数成反比，则高压线路输送的电流为100 A，故C错误；高压线路输送的电功率为P＝UI＝220×100 kW＝2.2×104 kW，故D错误。故选B。 返回 课 时 测 评 返回 1．(多选)(2023·安徽巢湖市高二期末)如图所 示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2， 原线圈的A、B端连接有效值为10 V的交流电 压，通过原线圈的电流为4 A，下列说法正确的是 A．灯泡L两端的电压为10 V B．通过灯泡L的电流为2 A C．灯泡L消耗的功率为40 W D．该变压器为降压变压器 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 根据变压器电压与匝数的关系 ， 可得变压器副线圈电压即灯泡L两端的电压 为U2＝20 V，故A错误；根据变压器电流与 匝数的关系 ，可得通过灯泡L的电流为I2＝2 A，故B正确；灯泡L消耗的功率为P＝U2I2＝40 W，故C正确；由于变压器副线圈的匝数大于原线圈的匝数，则该变压器为升压变压器，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2．(2023·河北秦皇岛市高二月考)如图甲为教 室的挂扇，图乙为一种自耦调压器的结构示意 图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上。若在A、B端 输入电压按u＝220 sin (100πt) V规律变化的 交流电，在B、C间接风扇。下列表述正确的是 A．接入风扇的交流电频率为100 Hz B．触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为110 V C．触头P顺时针旋转时，A、B间输入电流增大 D．触头P顺时针旋转时，风扇的转速加快 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 3．(2023·广东深圳市高二期末)如 图甲所示的电蚊拍利用高压电击网 来击杀飞近的蚊虫。如图乙所示， 将3 V直流电压通过转换器转变为正 弦式交变电压u＝3sin (10 000πt) V， 再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到2 100 V时可击杀蚊虫，正常工作时 A．交流电压表的示数为3 V B．电击网上的高频电压的频率为10 000 Hz C．副线圈与原线圈匝数比需满足 D．将3 V直流电压连接在变压器的原线圈两端，电蚊拍也可以正常工作 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 4．(2023·北京大兴高二期末)如图所示，一理想 变压器的原线圈匝数为n1＝1 000匝，副线圈匝数 为n2＝200匝，电阻R＝88 Ω，原线圈接入电压 U1＝220 V的交流电源，电压表和电流表对电路 的影响可忽略不计，则下列说法正确的是 A．通过原线圈和副线圈的交流电的频率之比为5∶1 B．电流表的示数为0.1 A C．电压表的示数为1 100 V D．电阻R的电功率为44 W √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 5．(2021·湖北高考)如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中 A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大 C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 分析右端电路可知，R与滑动变阻器右半部分 并联后，再与左半部分串联接入电路。当滑 片从a往b滑动时，并联部分总电阻减小，滑 动变阻器左半部分电阻增大，故电路中总电 阻增大。变压器原线圈输入电压不变，副线圈输出电压不变，总电阻增大，则副线圈总电流减小，A2示数减小，故B错误；再由变压器原、副线圈电流关系知，A2示数减小，A1示数减小，故A正确；副线圈输出电压不变，电流减小，则输出功率减小，故C错误；滑片从a往b滑动时，副线圈干路电流减小，滑动变阻器右半部分和R并联总电阻减小，则并联部分电压减小，定值电阻R消耗的电功率减小，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 6．(多选)如图所示，滑动触头N与理想变压器的 副线圈接触，R1、R2均为滑动变阻器，变压器输 入正弦交变电流。下列操作中，可使灯泡变亮的是 A．仅提高输入电压 B．仅将R1的滑片左移 C．仅将R2的滑片上移 D．仅将触头N下移 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 可知，仅提高输入电压U0时，原线圈电流I1增大， 根据I1n1＝I2n2可知，副线圈电流I2增大，即可使灯 泡变亮，A正确；仅将滑动变阻器R1的滑片左移， 则变阻器R1接入电阻增大，根据上述分析可知， 原线圈电流I1减小，根据I1n1＝I2n2可知，副线圈电流I2减小，即可使灯泡变暗，B错误；仅将滑动变阻器R2的滑片上移，则变阻器R2接入电阻减小，根据上述分析可知，变压器与副线圈电路的等效电阻Rx减小，则原线圈电流增大，根据I1n1＝I2n2可知，副线圈电流I2增大，即可使灯泡变亮，C正确；仅将触头N下移，则副线圈匝数减小，根据上述分析可知，变压器与副线圈电路的等效电阻Rx增大，则原线圈电流减小，根据I1n1＝I2n2可知，副线圈电流I2减小，即可使灯泡变暗，D错误。故选AC。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 7．(多选)如图甲为一自耦变压器，变压器 的原线圈A、B端输入电压如图乙所示，副 线圈电路中定值电阻R0＝11 Ω，电容器C的 击穿电压为22 V，移动滑动触头使电容器刚 好不会被击穿，所有的电表为理想电表，下 列说法正确的是 A．电压表的示数为220 V B．原、副线圈的匝数之比为10∶1 C．电流表的示数等于通过电阻R0的电流 D．原线圈A、B端输入电压的变化规律为u＝311 sin(100πt) V　 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 8．(多选)如图所示，理想变压器原线 圈输入电压u＝220 sin (100π)V，原、 副线圈匝数之比为10∶1，副线圈电路 中R0为定值电阻，R是光敏电阻(其阻 值随光照强度的增大而减小)，图中电表均为理想电表。下列说法正确的是 A．变压器输出电压的频率为50 Hz B．电压表V2的示数为22 V C．照射R的光变强时，灯泡L变暗 D．照射R的光变强时，电压表V1、电流表A1的示数都不变 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 原线圈接正弦式交流电，由题知角 速度ω＝100π rad/s，所以f＝ Hz ＝50 Hz，故A正确；由u的表达式可知 输入电压的有效值为220 V，根据 可知，副线圈电压有效值即电压表V2的示数为22 V，故B错误；光敏电阻R受到的光照增强时，阻值减小，但不会影响变压器的输入电压及输出电压，即电压表V1、V2的示数不变，则副线圈电路总电流变大，原线圈电流即电流表A1的示数也变大，定值电阻分压增大，灯泡两端电压减小，灯泡变暗，故C正确，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 9．理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、 R2、R3组成如图所示的电路，变压器原、副线圈 的匝数比为1∶2。在a、b间接入正弦式交变电 流，则下列说法正确的是 A．R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶2 B．R1、R2、R3消耗的功率之比为4∶1∶4 C．a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2 D．a、b间输入电压与变压器输入电压之比为3∶1 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 根据P＝UI可知，R1、R2、R3消耗的功率之比为 (2.5IR×2.5I)∶(0.5IR×0.5I)∶(IR×I)＝25∶1∶4， 故B错误；根据理想变压器的输入功率等于输出 功率可知，变压器的输入功率为电阻R3消耗的 功率，a、b间输入功率为三个电阻消耗的功率之和，则a、b间输入功率与变压器输入功率之比为(2.5IR×2.5I＋0.5IR×0.5I＋IR×I)∶(IR×I)＝15∶2，故C正确；a、b间输入电压为电阻R1、R2两端的电压之和，变压器输入电压为电阻R2两端的电压，则a、b间输入电压与变压器输入电压之比为(2.5IR＋0.5IR)∶0.5IR＝6∶1，故D错误。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 1 谢 谢 观 看 ！ 第三章　 　交变电流 2 3 4 5 6 7 8 9 1 n1， E2＝n2，所以＝。 即＝。 由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可知 ＝，＝，解得U2＝，U3＝，设电流表A3的 示数为I，即I3＝I＝＝，则I2＝＝＝3I，理想变压器输入功率与输出功率相等，即U1I1＝U2I2＋U3I3，解得I1＝I，则I1∶I2∶I3＝5∶9∶3，故A、B、C错误，D正确。 ＝ ＝＝＝… ＝ 设灯泡的额定电压为U0，两灯均能正常发光，所以 原线圈输出端电压为U1＝9U0，副线圈两端电压为U2 ＝U0，故＝＝，A正确，B错误；根据公式 ＝可得＝，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI可得两者的电功率之比为1∶9，C错误，D正确。 有＝，＝。 有＝，＝。 ＝ ＝ 题图甲是电压互感器，题图甲中的电表是电压表， 根据匝数比等于电压比得＝，可得U1＝U2＝ ×220 V＝22 000 V，故选项A正确，B错误； 题图乙是电流互感器，电表是电流表，故选项C错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比，即＝，可得I1＝I2＝×10 A＝100 A，故选项D正确。 U2 I2 ＝ U1 I2 用户电阻是并联关系，根据公式＝＋＋ ＋…＋(n＝1，2，3，…)，可得增加用电器 时用户用电器的总电阻R变小，A错误；根据变压器公式＝，变压器输入电压U1不变，电表V1的示数不变，线圈匝数比不变，则副线圈获得的电压U2不变，电表V2的示数不变，在右边电路中，根据欧姆定律得I2＝，R0不变，用户用电器的总电阻R变小，副线圈电流I2变大，电表A2的示数变大，则I1＝I2变大，即A1示数变大，R0两端电压I2R0变大，V3的示数U3＝U2－I2R0变小，B、D错误，C正确。 由＝可得U2＝，因为U1＝ V，所以U2＝ × V≈2.2 V，A错误；由瞬时值表达式可得 ω＝314 rad/s，则频率f＝＝ Hz≈50 Hz，B正 确；当单刀双掷开关由a扳向b时，n1减小，则U2增大，电压表示数变大，I2＝增大，副线圈的输出功率P出＝U2I2增大，原线圈的输入功率增大，C、D错误。 设原、副线圈的匝数比为n，同理可得U1＝n2IR1， 则U0＝n2IR1＋IR2，整理可得I＝，保持 P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，n不断变 大，则I变小，对R2由欧姆定律可知U＝IR2，可知U不断变小，根据原、副线圈的功率相等可知R1消耗的功率P1＝IU1＝，整理可得P1＝，R2＝9R1＝9R，由数学方法分析可知n＝3时，R1消耗的功率有最大值，则R1消耗的功率先增大后减小，故C、D错误。故选B。 由题图可知，电压的最大值为220 V， 所以有效值为220 V，根据原、副线圈匝 数比n1∶n2＝11∶5可得，副线圈电压的 有效值为100 V，所以流过电阻的电流是I＝＝ A＝10 A，故A错误；与电阻并联的电压表的示数等于副线圈电压的有效值，为100 V，故B错误；经过1 min，电阻产生的热量是Q＝t＝×60 J＝6×104 J，故C错误；输入功率和电阻的功率相等，所以P＝＝ W＝1×103 W，故D正确。 根据u1＝12sin (100πt)V及U＝可得U1＝12 V， f＝＝50 Hz，选项A正确；根据＝可得U2＝ U1＝×12 V＝6 V，即电压表的示数为6 V，选项B错误；电流表的示数I2＝＝ A＝1 A，选项C错误；根据P1＝P2及P2＝＝ W＝6 W可得变压器的输入功率为6 W，选项D正确。 I2 ＝ ＝ 由交流电源电压的表达式可知ω＝100π rad/s，所以 T＝＝0.02 s，则交流电的频率为f＝＝50 Hz，自 耦调压器不改变交流电的频率，所以接入风扇的交流电 频率为50 Hz，故A错误；交流电源电压的有效值为U＝＝ V＝220 V，此电压加在线圈的A、B两端，所以触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为＝110 V，故B正确；触头P顺时针旋转时，B、C间的线圈匝数减少，电压减小，给风扇所加电压减小，风扇电流减小，自耦调压器的输出功率减小，风扇的转速减慢，输入功率减小，输入电压有效值不变，则A、B间输入电流减小，故C、D错误。故选B。 ≥700 电压表的示数为有效值，由u＝3sin (10 000πt) V可 知，电压的峰值为U1m＝3 V，电压表的示数为U1＝ ＝ V，故A错误；由u＝3sin (10 000πt) V可知， 角速度ω＝10 000π rad/s，原线圈频率为f＝＝5 000 Hz，理想变压器不改变交流电的频率，则电击网上的高频电压的频率为5 000 Hz，故B错误；理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比，＝，副线圈电压峰值达到2 100 V时可击杀蚊虫，即U2m≥2 100 V，联立解得≥700，故C正确；理想变压器只能改变交流电的电压，不能改变直流电的电压，则将3 V直流电压连接在变压器的原线圈两端，电蚊拍不能正常工作，故D错误。故选C。 变压器并不会改变交流电的频率，故A错误； 根据变压器原、副线圈电压之间的关系有＝ ，对电阻R，由欧姆定律可得I2＝，根据变压器原、副线圈电流之间的关系有＝，联立解得U2＝44 V，I1＝0.1 A，I2＝0.5 A，故电流表的示数为 0.1 A，电压表的示数为44 V，故B正确，C错误；电阻R的功率为P＝IR＝22 W，故D错误。 由理想变压器原、副线圈电压、电流与匝数的关 系有＝，I1n1＝I2n2，将变压器与副线圈电路 看成一个整体，则该整体的等效电阻为Rx＝ ＝＝2＝2，设电源输入的正弦交变电流的有效值为U0，则有I1＝。 电压表的示数等于交流电压的有效值，所以电 压表的示数为U1＝≈220 V，A正确；电容 器刚好不被击穿，所以副线圈电压的最大值为 22 V，有效值为U2＝ V＝11 V，所以原、 副线圈的匝数之比为＝＝，B错误；交 变电流能“通过”电容器，所以电流表的示数大于 通过定值电阻R0的电流，C错误；由u-t图像可知u＝311sin (100πt) V，D正确。 ＝ 设三个定值电阻阻值为R，副线圈输出电流为I， 则输出电压即电阻R3两端的电压为IR，变压器 原、副线圈的匝数比为1∶2，根据＝可知，原 线圈输入电流为2I；根据＝可知，原线圈输入电压为0.5IR，即电阻R2两端电压为0.5IR，根据闭合电路欧姆定律可知IR2＝＝0.5I，则流过电阻R1的电流IR1＝IR2＋2I＝2.5I，R1两端电压UR1＝IR1R＝2.5IR，则R1、R2、R3两端的电压之比为5∶1∶2，故A错误； $$