第三章 3．变压器-【名师导航】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册教师用书word（人教版）

本讲义聚焦变压器这一核心知识点，系统梳理其构造（原副线圈、闭合铁芯）、互感工作原理，深入推导理想变压器的电压（U1/U2=n1/n2）、电流（I1/I2=n2/n1，单副线圈）及功率（P入=P出）关系，通过“构造-原理-规律-应用”的脉络搭建学习支架。 该资料以问题驱动（如“变压器如何改变电压”）和科学探究（可拆变压器实验，记录匝数与电压数据）为特色，融合模型建构（理想变压器）与科学推理（规律推导），课中助力教师引导学生主动建构知识，课后通过典例分析（机床照明供电）和分层作业帮助学生巩固应用，查漏补缺。

3．变压器 [学习目标]　1．了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解互感现象和变压器的工作原理。2．理解理想变压器的电压和电流与匝数的关系，并能用其解决基本问题。3．理解理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系。 [教用·问题初探]——通过让学生回答问题来了解预习教材的情况 问题1　变压器的工作原理是什么？ 问题2　理想变压器输出功率与输入功率有什么关系？ 问题3　理想变压器原、副线圈电压之比与匝数之比满足什么关系？ 　变压器的原理及其基本规律 【链接教材】　生产生活中有各种变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。变压器是如何改变电压的呢？ 提示：变压器有原、副两个线圈，当原线圈输入交变电流时，由于互感，副线圈上也产生交变电流，原、副线圈的电压之比与原、副线圈匝数之比有关，故可通过改变原、副线圈的匝数之比，在输入电压(有效值)不变时，在副线圈上得到需要的电压。 【知识梳理】　 1．变压器的构造 变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示。 (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．变压器的工作原理 变压器工作的基础是互感现象。电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。 3．作用 改变交变电流的电压。 4．理想变压器 没有能量损耗的变压器叫作理想变压器。理想变压器是一个理想化模型。 提醒：①原、副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化率时刻相同。②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。 5．两类变压器 (1)降压变压器：副线圈的电压比原线圈电压低的变压器。 (2)升压变压器：副线圈的电压比原线圈电压高的变压器。 【思考讨论】　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。 问题1　两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？ 提示：当左边线圈加上交流电压时，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。 问题2　小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？ 提示：不相等。 问题3　若将原线圈接在恒定的直流电源上，小灯泡发光吗？ 提示：不发光。 【知识归纳】　 1．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”。 说明：实际中的变压器(特别是大型变压器)一般都可以近似看成理想变压器。 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，根据法拉第电磁感应定律有E1＝n1，E2＝n2，所以＝。 (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。 ①只有一个副线圈时，＝。 ②当有多组线圈时，＝＝＝…。 (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。 (4)电流关系：①只有一个副线圈时，由I1U1＝I2U2，得＝＝。 ②当有多个副线圈时，由I1U1＝I2U2＋I3U3＋…得I1n1＝I2n2＋I3n3＋…。 【典例1】　(变压器的工作原理)(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．变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小 D．当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出 AC　[根据变压器的工作原理知，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；变压器只改变电压大小，不改变交变电流的频率，故C正确；变压器对恒定电流不起作用，故D错误。] 【典例2】　(基本规律应用)有些机床的照明电灯用的电压是36 V，这个电压是把380 V的电压降压后得到的。如果理想变压器的原线圈的匝数为1 900，则副线圈的匝数为(　　) A．90 B．180 C．270 D．360 B　[根据理想变压器的变压比公式得＝，解得n2＝180，故选B。] 【典例3】　(基本规律应用)如图所示的变压器，输入电压为220 V，可输出12 V、18 V、30 V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间变化的关系为u＝Umcos 100πt(V)。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1 V。将阻值为12 Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12 W。下列说法正确的是(　　) A．n1为1 100匝，Um为220 V B．BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4 A C．若将R接在AB两端，R两端的电压为18 V，频率为100 Hz D．若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5 A，周期为0.02 s D　[变压器的输入电压为220 V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为220 V，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为＝，可得原线圈匝数为2 200匝，A错误；由题可知，BC间的电压为12 V，故BC间的线圈与单匝线圈的匝数关系为＝，解得BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为IBC＝＝＝1 A，B错误；若将R接在AB两端，由题可知，AB间的电压应该为18 V，根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为100π rad/s，故交流电的频率为f＝＝＝50 Hz，C错误；若将R接在AC两端，由题可知，AC间的电压应该为30 V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为IAC＝＝ A＝2.5 A，交流电的周期为T＝＝0.02 s，D正确。] 　(1)理想变压器的电压关系和电流关系是有效值(或最大值)间的关系。 (2)电流与匝数成反比只适用于有一个副线圈的情况，有多个副线圈时不成立。 (3)原、副线圈的电压、电流发生变化，而频率不变。 【教用·备选例题】　(多选)理想变压器原线圈a的匝数n1＝200匝，副线圈b的匝数n2＝100匝，电路如图所示，交流电源的输出电压u＝80sin 100πt(V)，副线圈中“20 V　10 W”的灯泡L恰好正常发光，电阻R2＝20 Ω，电压表V为理想电表。则下列推断正确的是(　　) A．交流电源的频率为100 Hz B．原线圈的输入电压有效值为80 V C．电压表V的示数为30 V D．R1消耗的功率与R2相等 CD　[依题意，交流电源输出电压的瞬时值表达式为u＝80sin 100πt(V)，可知2πf＝100π rad/s，U＝＝80 V，解得f＝50 Hz，故A错误；灯泡正常发光，可知I2＝＝0.5 A，则电压表V的示数为U2＝UL＋I2R2＝30 V，故C正确；根据理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，有＝，解得U1＝60 V，故B错误；电阻R1两端的电压为＝U－U1＝20 V，根据理想变压器原、副线圈的电流比等于匝数的反比，有＝，解得I1＝0.25 A，R1消耗的功率为P1＝I1＝5 W，R2消耗的功率为P2＝R2＝5 W，则二者消耗的功率相等，故D正确。] 　科学探究——探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 1．实验目的 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 2．实验器材 可拆变压器、学生电源、多用电表、导线若干。 3．实验原理 电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于交变电流的大小、方向在不断地变化，铁芯中的磁场强弱和方向也在不断地变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。 4．实验操作 (1)按图示连接电路。 (2)保持原线圈的匝数n1不变，副线圈的匝数n2逐渐增多，观察小灯泡亮度情况。 (3)保持副线圈的匝数n2不变，原线圈的匝数n1逐渐增多，观察小灯泡亮度情况。 (4)原线圈接6 V低压交流电源，保持原线圈匝数n1不变，改变副线圈匝数n2，用多用电表交流电压挡测出副线圈两端的电压，记入表格，重复三次。 (5)原线圈接6 V低压交流电源，保持副线圈匝数n2不变，改变原线圈匝数n1，用多用电表交流电压挡测出副线圈两端的电压，记入表格，重复三次。 5．实验现象 小灯泡的亮度如表所示。 n1 n2 100 200 400 100 暗 较亮 亮 200 较暗 暗 较亮 400 很暗 较暗 暗 (1)当原线圈匝数不变时，副线圈的匝数越多小灯泡越亮；当副线圈的匝数不变时，原线圈的匝数越多小灯泡越暗。 (2)将不同匝数的线圈接入线路，测出线圈当中的电压并填入表中： 原线圈 匝数n1 副线圈 匝数n2 原线圈 电压U1 副线圈 电压U2 n1∶n2 U1∶U2 100 200 6 V 12 V 1∶2 1∶2 100 400 6 V 24 V 1∶4 1∶4 100 600 6 V 36 V 1∶6 1∶6 200 200 6 V 6 V 1∶1 1∶1 400 200 6 V 3 V 2∶1 2∶1 600 200 6 V 2 V 3∶1 3∶1 6．数据处理 (1)小灯泡越亮，表明其两端的电压越大；小灯泡越暗，表明其两端的电压越小。 (2)计算和的值。 7．实验结论 在误差范围内，变压器原、副线圈两端电压与匝数成正比，数学表达式为＝。 【典例4】　(实验原理与操作)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中： (1)原线圈中接入的电源是________。 A．接入电压为220 V的交流电源 B．接入学生电源12 V以下的直流输出端 C．接入学生电源12 V以下的交流输出端 (2)如图所示，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，小灯泡的亮度将变亮 [解析]　(1)做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验时，为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A、B错误，C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，故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，故B错误；增加副线圈绕制的圈数，输出电压增大，根据欧姆定律可知，小灯泡的亮度将变亮，故C正确。 [答案]　(1)C　(2)AC 【典例5】　(实验数据处理与分析)做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。 (1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有 ______。 A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　D (2)下列说法正确的是 ________。 A．变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈不相同 B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12 V D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些 (3)由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 ________(选填“平均”“有效”或“最大”)值；某次实验操作，所接电表的读数如图所示(电压表的量程为15 V)，则此时电表读数为 ________V。 (4)若用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，则N1一定是 ____________(选填“原”或“副”)线圈。 实验次数 1 2 3 4 U1 1.9 2.9 3.8 4.8 U2 4.0 6.0 8.0 10.0 [解析]　(1)变压器的工作原理是互感现象，电源应该选用学生电源提供的交流电压，干电池只能提供直流电压，A不需要，B需要，故A错误，B正确；直流电压表不能测量交流电压，C不需要，故C错误；该实验需要教学用的变压器，故D正确。故选BD。 (2)变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈相同，故A错误；实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法，故B正确；为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，电压不要超过12 V。而用直流电源变压器不能工作，故C错误；由变压器的工作原理有＝，可知匝数少的电流大，则导线应该粗，绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈导线应比原线圈粗一些，故D正确。故选BD。 (3)由于交变电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值。 量程为15 V的电压表分度值为0.5 V，电压表读数为5.5 V。 (4)由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律有＝＝，由题表中数据可知，U1总是小于U2，则N1一定是副线圈。 [答案]　(1)BD　(2)BD　(3)有效　5.5　(4)副 1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是(　　) A．通有正弦式交变电流的原线圈的磁通量不变 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 C　[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，故穿过原线圈的磁通量Φ变化，故A错误；因理想变压器无漏磁，故B错误；由法拉第电磁感应定律知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故D错误。] 2．(多选)如图所示，在用可拆变压器做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，下列说法正确的是(　　) A．用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈 B．测量原、副线圈的电压，可用直流电压表 C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，副线圈电压大于原线圈电压 D．为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响 AD　[变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关，因此要用可拆卸的变压器进行实验，探究线圈电压与匝数的关系采用控制变量法，即先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈匝数，研究其对副线圈电压的影响，选项A、D正确；变压器不改变直流电压，选项B错误；原线圈匝数大于副线圈匝数时，副线圈电压小于原线圈电压，选项C错误。] 3．(多选)如图是工厂利用u＝220sin 100πt(V)的交流电给36 V照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1 100匝，下列说法正确的是(　　) A．电源电压有效值为220 V B．交变电流的周期为0.02 s C．副线圈匝数为180匝 D．副线圈匝数为240匝 BC　[电源电压的有效值U＝ V＝220 V，选项A错误；交变电流的周期T＝＝ s＝0.02 s，选项B正确；根据变压器变压公式＝，可得副线圈匝数n2＝n1＝×1 100匝＝180匝，选项C正确，D错误。] 回归本节知识，完成以下问题： (1)变压器能输送电能是利用什么？ 提示：电磁感应。 (2)由电压与匝数关系及什么关系得到电流关系？ 提示：输入功率等于输出功率。 (3)理想变压器电压、电流与匝数的关系分别是？ 提示：＝；＝。 课时分层作业(十一)　变压器 题组一　理想变压器的基本关系 1．如图所示，可以将电压升高给电灯供电的变压器是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D C　[变压器只能对交变电流实现变压，不能对直流变压，故选项A、D错误；由于原、副线圈的电压之比与原、副线圈的匝数比相等，副线圈匝数多于原线圈匝数的变压器才能实现升压，故选项B错误，C正确。] 2．理想变压器原线圈1 400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原、副线圈中(　　) A．电流的频率之比为2∶1 B．电功率之比为2∶1 C．电流之比为2∶1 D．电压之比为2∶1 D　[变压器可以改变电压、电流，但不能改变电流的频率，则原、副线圈中电流的频率之比为1∶1，故A错误；理想变压器本身不消耗能量，因此P入＝P出，即原、副线圈中电功率之比为1∶1，故B错误；根据理想变压器电流规律有＝＝＝，即原、副线圈中电流之比为1∶2，故C错误；根据理想变压器电压规律有＝＝＝，即原、副线圈中电压之比为2∶1，故D正确。] 3．自耦变压器的铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在电压有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW，设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想变压器，则U2和I1分别约为(　　) A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 A C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A B　[由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得＝，＝，U1I1＝P2，所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大，n2＝1 900匝，负载R上的功率也最大，为2.0 kW，则U2＝U1＝×220 V＝380 V，I1＝＝ A≈9.1 A，故选项B正确。] 4．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12 V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8 V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5 V。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3.8 V小灯泡并联起来接入副线圈 B　[由＝知，仅增加原线圈匝数n1，副线圈的输出电压U2减小，不能使小灯泡正常发光，故A错误；若仅增加副线圈匝数n2，副线圈的输出电压U2增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确；若将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，也不能使小灯泡正常发光，故C错误；将两个3.8 V小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则不会使副线圈的输出电压U2升高，也不能使小灯泡正常发光，故D错误。] 题组二　探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 5．利用如图所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系： (1)除图中所示器材外，还需要的器材有________。 A．干电池 B．低压交流电源 C．直流电压表 D．多用电表 (2)下列说法正确的是________。 A．变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B．变压器工作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”能量的作用 C．理想变压器原、副线圈中的磁通量总是相同 D．变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 (3)由于变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比应当________(选填“大于”“等于”或“小于”)原、副线圈的匝数比。 [解析]　(1)实验中若用干电池，变压器不能互感变压，必须要有低压交流电源提供交流电，B需要；需要用多用电表测量电压，D需要；综上所述需要的实验器材为BD。 (2)变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A错误；变压器工作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”能量的作用，故B正确；理想变压器的原、副线圈通过铁芯共用同一个磁场，则两线圈的磁通量总是相同，磁通量的变化率也相同，故C正确；变压器的原线圈两端电压由低压交流电源提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端的电压不变，故D错误。 (3)根据变压器原理可知原、副线圈两端电压之比等于原、副线圈匝数之比，实验中由于变压器的铜损、磁损和铁损，导致变压器的铁芯损失一部分的磁通量，所以副线圈上的电压的实际值一般略小于理论值，所以原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。 [答案]　(1)BD　(2)BC　(3)大于 6．如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交流电压时，C、D间电压为4 V，M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V。现在C、D间接4 V交流电压，P、Q间接4 V直流电压，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压(　　) A．10 V　10 V B．10 V　4 V C．4 V　10 V D．10 V　0 B　[对于题图甲，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，相当于一个降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，相当于一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交流电压时，A、B间将得到10 V交流电压。题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比。但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等，所以当P、Q接4 V直流电压时，M、N两端的电压也是4 V，故B正确。] 7．(人教版教材P68T2改编)家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3 V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u＝12sin 100πt(V)，将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18 kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是(　　) A．热水器每秒点火50次 B．理想交流电压表V的示数为12 V C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气 D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1∶1 500 D　[由u＝12sin 100πt(V)可知ω＝100π rad/s，由ω＝2πf得f＝50 Hz，一个周期内交变电流两次达到最大值，所以每秒会点火100次，故A错误；理想交流电压表V的示数是正弦式交变电压的有效值，U＝＝6 V，所以示数为6 V，故B错误；转换器损坏，无法将直流电压转换成正弦式交变电压，变压器不能变压，故C错误；根据＝， U1＝6 V，U2＝＝9 kV，解得n1∶n2＝1∶1 500，则要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1∶1 500，故D正确。] 8．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2＝5∶2，定值电阻R的阻值为22 Ω，电表均为理想交流电表，电源两端输出的交流电压u＝220sin 100πt(V)，则(　　) A．电流表示数为4 A B．电压表示数为88 V C．R的功率为352 W D．变压器的输入功率为1 408 W C　[原线圈两端所接的交流电压的有效值为220 V，根据变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数的关系可知U1∶U2＝5∶2，可得U2＝88 V，即电压表示数为88 V，故B错误；由闭合电路欧姆定律可知副线圈中的电流I2＝＝4 A，又＝，解得I1＝1.6 A，故A错误；R的功率P2＝R＝352 W，由理想变压器的输入功率等于输出功率知P1＝352 W，故C正确，D错误。] 9．一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，电阻R1和R2阻值分别为3 Ω和1 Ω，电流表、电压表均为理想电表，a、b端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．电流表的示数为 A B．电压表的示数为2 V C．0～0.02 s内，电阻R2产生的焦耳热为0.27 J D．0.07 s时，通过电阻R1的电流为4 A B　[设电流表的示数为I1，则有RT＝R·＋()2R·，解得I1＝1.5 A，故A错误；由题图乙可知，a、b端输入电流的后半周期为恒定电流，则后半周期时，变压器的副线圈的感应电流为零，0.07 s时副线圈电流为零，根据变压器的电流关系＝，可得副线圈电流的最大值为I2m＝4 A，设副线圈电流的有效值为I2，则有RT＝R·，解得I2＝2 A，则电压表的示数为U＝I2R2＝2 V，故B正确，D错误；0～0.02 s内，电阻R2产生的焦耳热为Q＝R2t＝(2)2×1×0.02 J＝0.24 J，故C错误。] 10．(多选)如图所示，某交流发电机内有一边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁场方向。它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值也为R，滑动变阻器的滑片P置于正中间，电表均为理想电表。从正方形线圈转到图示位置开始计时，下列判断正确的是(　　) A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2sin ωt B．电压表V的示数为 C．电流表A1与电流表A2的示数之比为3∶ D．若将滑动变阻器R2的滑片P向下滑动，滑动变阻器R2消耗的功率一直减小 BC　[从垂直于中性面时开始计时，交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL2cos ωt，故A错误；原线圈电动势的有效值为U1＝，根据＝得副线圈电动势的有效值为U2＝，根据电流热效应有·＝T，通过二极管后副线圈电动势的有效值为U3＝，电压表V的示数为U4＝·＝，故B正确；理想变压器输入功率与输出功率相等，可得U1I1＝U3I2，电流表A1与电流表A2的示数之比为I1∶I2＝U3∶U1＝3∶，故C正确；滑动变阻器R2消耗的功率为＝R2＝，将滑动变阻器R2的滑片P向下滑动，R2增大，故滑动变阻器R2消耗的功率增大，故D错误。] 18 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $