3.3 科学探究：变压器（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版2019）

第3节　科学探究：变压器 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 栏目索引 必备知识 自主学习 关键能力 互动探究 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 必备知识 自主学习 升高 降低 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 闭合 电源 初级线圈 负载 次级线圈 原线圈 U1 副线圈 U2 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 交变电流 磁场 感应电动势 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 × × 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 可拆变压器 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 × × 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 匝数 降压 升压 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 × √ 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 关键能力 互动探究 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 谢谢观看！ 返回导航 高中物理 选择性必修 第二册 （L） 第3章　交变电流与远距离输电 核心素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 知道变压器的构造及几种常见的变压器，初步了解它们在电路中的作用。 1.能用理想变压器模型分析升压降压的问题。 2．理解变压器的工作原理及工作规律。 1.通过实验,探究变压器的原、副线圈中电压与匝数的关系,电流与匝数的关系,能应用它们分析解决有关问题。 2．在科学探究中，体会控制变量的科学方法，认识和科学收集实验数据的重要性。 认识到物理学的理论发展是推动技术进步的源泉。 知识点一 变压器❶的工作原理 1.变压器的定义及构造 (1)定义：______或______交变电流电压的装置。 (2)构造：由______的铁芯❷和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈组成，符号如图所示。 ①原线圈：与______相连的线圈，也叫____________，符号用n1表示。 ②副线圈：与______相连的线圈，也叫____________，符号用n2表示。 ③输入电压：_________两端的电压，用符号_____表示。 ④输出电压：_________两端的电压，用符号_____表示。 2.原理：如图所示，当原线圈两端加上交变电压时，原线圈中就有____________通过，并在铁芯中产生交变的______，铁芯中的磁通量就发生变化，这个变化的磁通量在副线圈两端产生_______________。 1．理想变压器是客观存在的。(　 　) 2．理想变压器不仅可以改变交变电流的电压，还可以改变交变电流的频率。(　 　) 知识点二 探究变压器电压与线圈匝数的关系 1．实验目的：研究变压器电压与线圈匝数的定量关系。 2．实验器材：_______________、低压交流电源、交流电压表、带铁夹的导线。 3．实验原理与设计：当交流电压接入原线圈时，它所产生的变化的磁场就会在副线圈中产生感应电动势。 4.实验步骤❸ (1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录A、B两个线圈的匝数。 (2)接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中。 (3)保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值。 (4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次副线圈的匝数和对应的电压值。 5．数据分析 将实验数据填入表格，分析比值 eq \f(U1,U2) 和 eq \f(n1,n2) 之间的关系。 原线圈匝数n1 副线圈匝数n2 原线圈电压U1 原线圈电压U2 eq \f(n1,n2) eq \f(U1,U2) 400 100 4 V 400 200 4 V 400 300 4 V 400 100 2 V 300 100 2 V 200 100 2 V 6.实验结论 (1)当原线圈匝数不变、输入电压不变时，随着副线圈匝数增加，输出电压增大，进一步研究可知，副线圈电压与副线圈匝数成正比。 (2)当副线圈匝数不变、输入电压不变时，随着原线圈匝数增加，副线圈输出电压变小，进一步研究可知，副线圈电压与原线圈匝数成反比。 1．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源。(　 　) 2．因为使用的电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线和接线柱。(　 　) 知识点三 理想变压器的电压与匝数的关系 1.电压与匝数的关系：原、副线圈的电压之比等于两个线圈的______之比，即 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 。 2．两类变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫作______变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫作______变压器。 1． eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 适用于任何变压器。(　 　) 2．变压器可以升压也可以降压。(　 　) 批注❶：理想变压器的特点 (1)原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，即“无漏磁”。 (2)原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热，即无“铜损”。 (3)闭合铁芯中的涡流为零，即无“铁损”。 批注❷：变压器的铁芯为什么用导磁性能很好的薄硅钢片叠压而成？ 提示：为了减小损耗。变压器的铁芯常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，使由于磁场变化而产生的涡流被限制在狭窄的薄片之中，且回路的电阻很大，涡流大为减弱，从而减小损耗。 批注❸：注意事项 (1)在改变低压交流电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作。 (2)为了人身安全，低压交流电源的电压不能超过12 V，不能用手接触裸露的导线和接线柱。 (3)为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。 探究点一　理想变压器的原理及规律　(科学思维之提升) ►情境探究 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，一个线圈(原线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上。连接电路，闭合开关，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？ (2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？如果不相等，与什么因素有关？ (3)若将原线圈接在恒定的直流电源上，小灯泡发光吗？为什么？ 提示：(1)当左侧线圈加上交流电压时，左侧线圈中就会产生交变电流，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可知，在右侧线圈中会产生感应电动势，右侧线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光。 (2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率都相同，若左边线圈的匝数为n1，右边线圈的匝数为n2，则U1∶U2＝n1∶n2；若忽略左边线圈的电阻，则有U1＝ U电源，这样看来只要n1≠n2，小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等。小灯泡两端的电压，即副线圈两端的电压与原、副线圈的匝数比有关。 (3)不发光，因为无法在副线圈中产生感应电动势。 ►探究归纳 1．原理图 2．理想变压器的基本规律 (1)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 eq \f(ΔΦ,Δt) ，根据法拉第电磁感应定律有E1＝n1 eq \f(ΔΦ,Δt) ，E2＝n2 eq \f(ΔΦ,Δt) ，所以 eq \f(E1,E2) ＝ eq \f(n1,n2) 。 (2)电压关系：由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U1＝E1，副线圈两端的电压U2＝E2，且 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 。 (3)功率关系：对于理想变压器，输入功率等于输出功率，即P入＝P出，U1I1＝U2I2。 (4)电流关系：只有一个副线圈时，由I1U1＝I2U2得， eq \f(I1,I2) ＝ eq \f(U2,U1) ＝ eq \f(n2,n1) 。 ►对点例练 \r(2) INCLUDEPICTURE "C:\\program files\\tencent\\qq\\users\\307483249\\filerecv\\例1CS.TIF" \* MERGEFORMATINET (2022·北京延庆区高二期中)如图所示，理想变压器的原线圈所接交流电源的表达式为u＝220sin 100πt V，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻。已知变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(　　) A．电流表的读数为1 A B．原线圈的输入功率为220 eq \r(2) W C．电压表的读数为110 eq \r(2) V D．副线圈输出交流电的周期为50 s A　解析：原线圈中电压的有效值为220 V，根据电压与匝数的关系式 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 可得，副线圈中电压的有效值为110 V，因为电阻R＝55 Ω，故副线圈中的电流为I2＝ eq \f(U2,R) ＝2 A，则原线圈中的电流为I1＝ eq \f(n2,n1) I2＝1 A，即电流表的示数为1 A，A正确；由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为P＝I eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)) R＝(2 A)2×55 Ω＝220 W，B错误；电压表的读数为电压的有效值，由A的分析可知，副线圈两端电压的有效值为110 V，所以电压表的读数为110 V，C错误；原线圈中交流电的周期为T＝ eq \f(2π,100π) s＝0.02 s，则副线圈中输出交流电的周期也为0.02 s，D错误。 [练1](2022·湖南长沙第九中学高二月考)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，原线圈两端接交流电源，已知电阻R＝5 Ω，电压表V的读数为100 V，则(　　) A．原、副线圈中电流的频率之比为10∶1 B．电流表A2的读数为2 A C．原、副线圈中电流的大小之比为10∶1 D．变压器的输入功率为200 W B　解析：变压器不改变频率，所以原、副线圈中电流的频率之比为1∶1，A错误；根据变压器的电压规律得U′＝ eq \f(n2,n1) U＝10 V，电流表A2的读数为I2＝ eq \f(U′,R) ＝2 A，B正确；根据变压器的电流规律得I1∶I2＝1∶10，C错误；根据能量守恒得，变压器的输入功率为P＝I2U′＝20 W，D错误。 理想变压器的四个易错点 (1)变压器不能改变直流电流。 (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率。 (3)理想变压器本身不消耗能量。 (4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值 eq \o(。,\s\do4(　,)) 探究点二　探究变压器电压与线圈匝数的关系　(科学探究之结论) (2021·北京朝阳区高二期末)某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究变压器的电压与匝数的关系。可拆变压器如图甲、乙所示。 (1)下列说法正确的是________。 A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B．变压器的原线圈接低压交变电流，测量副线圈的电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对副线圈电压的影响 D．测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量 E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用 (2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是________。 A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力 B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变 C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起 (3)理想变压器是一种理想化模型。请分析说明该模型应忽略哪些次要因素；并证明：理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 。 答案：(1)CDF　(2)AC　(3)见解析 解析：(1)为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，A错误；变压器只能改变交变电流的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，B错误；研究变压器线圈两端电压和匝数的关系时，用到了控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，C正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量，D正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，当不计各种损耗时，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，而不是铁芯直接导电，传输电能，E错误，F正确。 (2)与变压器未通电时相比较，通电时，线圈产生磁性，对横条铁芯具有吸引力，若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，A正确；增加原线圈绕制的圈数，根据原、副线圈的电压比等于匝数比可知，输出电压减小，灯泡的亮度降低，B错误；增加副线圈绕制的圈数，根据原、副线圈的电压比等于匝数比可知，输出电压增大，根据欧姆定律可知，输出电流增大，根据变流比可知，输入电流增大，学生电源的过载指示灯可能会亮起，C正确。 (3)理想变压器模型应忽略的次要因素如下：①不计漏磁，即通过原、副线圈每匝线圈的磁通量都相等，因而不计磁场能损失；②不计原、副线圈的电阻，因而不计线圈的热能损失；③不计铁芯中产生的涡流，因而不计铁芯的热能损失。综上，理想变压器在传输能量时没有能量损失。 根据法拉第电磁感应定律，原、副线圈产生的感应电动势分别为E1＝n1 eq \f(ΔΦ,Δt) ，E2＝n2 eq \f(ΔΦ,Δt) 。因理想变压器不计原、副线圈的电阻，则线圈两端的电压等于它产生的感应电动势，即U1＝E1，U2＝E2，联立解得 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 。 [练2] 在“探究变压器线圈两端电压与匝数关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1＝120匝、n2＝240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示。 实验 序号 原线圈两端的电压U1(V) 副线圈两端的电压U2(V) eq \f(U1,U2) 1 3.9 8.2 1∶2.1 2 5.9 11.8 1∶2.0 3 7.8 15.2 (1)实验小组根据测得的数据在表格中算出了U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，请把求出的结果填在表格中。 (2)本实验可得出结论：变压器线圈两端电压与匝数关系为________(用题目中给出的字母表示)。 (3)该变压器是________变压器(选填“升压”或“降压”)。 答案：(1)1∶1.9　(2) eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 　(3)升压 解析：(1)第三组数据为： eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(7.8,15.2) ＝ eq \f(1,1.9) 。 (2)线圈匝数之比 eq \f(n1,n2) ＝ eq \f(120,240) ＝ eq \f(1,2) ，结合表格中的数据可知，在误差允许的范围内，线圈两端的电压与匝数的关系是 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 。 (3)从表格中的数据可知，副线圈的匝数多、电压高，所以该变压器是升压变压器。 探究点三　理想变压器工作的制约关系　(科学思维之提升) ►情境探究 如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比确定。请问： (1)理想变压器原、副线圈的电压、电流、功率分别由谁决定？ (2)若只增大副线圈的负载电阻，则理想变压器原、副线圈的电压、电流、功率分别怎样变化？ 提示：(1)副线圈的输出电压U2由原线圈的输入电压U1决定，原线圈中的电流I1由副线圈中的输出电流I2决定，原线圈的输入功率由副线圈的输出功率决定。 (2)原线圈的输入电压U1不变，则副线圈的输出电压U2不变；增大负载电阻，副线圈的输出电流I2减小，则原线圈的输入电流I1也减小；副线圈的输出功率P2减小，则原线圈的输入功率P1减小。 ►探究归纳 1．电压制约 输入电压U1决定输出电压U2。当变压器原、副线圈的匝数比 eq \f(n1,n2) 一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2＝ eq \f(n2U1,n1) 。 2．电流制约 输出电流I2决定输入电流I1。当变压器原、副线圈的匝数比 eq \f(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＝ eq \f(n2I2,n1) 。而变压器副线圈中的电流I2由用户负载及电压U2确定，即I2＝ eq \f(P2,U2) 。 3．功率制约 输出功率P2决定输入功率P1。变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，即P2＝P负1＋P负2…因此P2增大，P1增大；P2减小，P1减小；P2为零，P1为零。 4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 (1)原、副线圈匝数之比不变，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，分析各物理量随原、副线圈匝数之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。 ►对点例练 A．副线圈两端M、N的输出电压减小 B．副线圈输电线的等效电阻R上的电压增大 C．通过灯泡L1的电流减小 D．原线圈中的电流增大 BCD　解析：由于输入电压不变，当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端的输出电压不变。并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律I2＝ eq \f(U2,R2) 可知，流过等效电阻R的电流增大，等效电阻上的电压UR＝IR增大。副线圈的输出电流增大，根据输入功率等于输出功率得I1U1＝I2U2，且I2增大，得原线圈输入电流I1也增大。UMN不变，UR变大，所以UL1变小，流过灯泡L1的电流减小。A错误，B、C、D正确。 [练3] (多选)(2022·四川广安二中高二月考)如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节。RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小。下列说法正确的有(电表均为理想电表)(　　) A．P向下滑动时，电压表读数变大 B．P向下滑动时，电流表读数变小 C．若环境温度升高，变压器的输入功率变大 D．若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小 BC　解析：根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，电压表读数变小，A错误；根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈电流减小，输出功率变小，根据输入功率等于输出功率可知，原线圈的电流也减小，所以电流表读数变小，B正确；当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，原线圈的电流也会变大，变压器的输入功率变大，C正确；当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，根据P＝I2R，灯泡消耗的功率变大，D错误。 理想变压器动态问题的处理方法 (1)把副线圈当作电源，研究副线圈电路电阻的变化。 (2)根据闭合电路欧姆定律，判断副线圈中电流的变化、功率的变化。 (3)根据理想变压器的变压规律、变流规律和功率规律判断原线圈电流的变化及输入功率的变化。 探究点四　解决实际问题　(科学态度与责任之落实) [练4] (科技情境)(2022·重庆高三月考)如图所示为某种电吹风机的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P，可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是(　　) 冷风时输入功率 50 W 热风时输入功率 450 W 小风扇额定电压 50 V 正常工作时小风扇输出功率 45 W A．触片P同时接触b、c两个触点时电吹风吹热风 B．理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝5∶22 C．电吹风吹热风时电热丝上的电流为 eq \f(23,11) A D．小风扇的内阻为5 Ω D　解析：触片P同时接触b、c两个触点时电热丝没有接入电路，电吹风吹冷风，A错误；电动机与电热丝同时接入电路时电吹风吹热风，触片P与触点c、d接触，根据变压器的电压之比等于匝数之比可得 eq \f(n1,n2) ＝ eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(220,50) ＝ eq \f(22,5) ，B错误；吹热风时电热丝消耗的功率P热＝P热入－P冷入＝450 W－50 W＝400 W，则电热丝上的电流为I＝ eq \f(P热,U1) ＝ eq \f(400,220) A＝ eq \f(20,11) A，C错误；小风扇的热功率为P热′＝50 W－45 W＝5 W，电流I′＝ eq \f(PM,U2) ＝ eq \f(50,50) A＝1 A，则由P热′＝I′2r，可得r＝5 Ω，D正确。 [练5] (科技情境)随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1＝200、n2＝100，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，则下列说法正确的是(交流变频器可视为交流发电机)(　　) A．理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍 B．若没有交流变频器，则电压表的示数为220 V C．穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶2 D．穿过原、副线圈的磁通量之比为2∶1 A　解析：交流变频器输出电压的频率增大为原来的2倍，由Em＝NBSω＝NBS·2πf可知，原线圈的输入电压变为原来的2倍，由 eq \f(U1,U2) ＝ eq \f(n1,n2) 可知，副线圈的输出电压也变为原来的2倍，A正确；若没有交流变频器，原线圈输入电压为220 V，又因为n1∶n2＝2∶1，所以电压表的示数为110 V，B错误；根据变压器的原理可知，原、副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1，C、D错误。 $$