3.3 变压器 讲义 -2025-2026学年高二下学期物理同步知识与题型训练（人教版选择性必修第二册）

3.3 变压器 知识点1　变压器的原理 【情境导入】 1．把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起，原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的？ 2．探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么？ 【知识梳理】 1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作副线圈． 2．原理：互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势． 【重难诠释】 1．变压器的构造 变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示． 2．变压器的工作原理图 注意　(1)变压器不改变交变电流的周期和频率．(2)变压器只对交变电流起作用，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． 知识点2　实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 【重难诠释】 1．实验思路 交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系． 2．实验器材 多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干 3．实验步骤 (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，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值． 4．实验结论 实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即＝. 5．注意事项 (1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作． (2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱． (3)为了保证多用电表的安全，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． 知识点3　电压与匝数的关系 【情境导入】 变压器线圈两端的电压与匝数的关系可以通过实验来探究。 器材：可拆变压器、学生电源、多用电表、导线若干 实验步骤：(1)按图示电路连接电路。 (2)原线圈接6 V低压交流电源，保持原线圈匝数n1不变，分别取副线圈匝数n2＝n1、n1、2n1，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。 (3)原线圈接6 V低压交流电源，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n1＝n2、n2、2n2，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。 总结实验现象，得出什么结论？ 【知识梳理】 1．理想变压器：没有能量损耗的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型． (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”． 2．电压与匝数的关系 理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即＝. 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器． 4. 原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，通过铁芯使变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量． 知识点1 变压器的电压、电流、功率与匝数的关系 【重难诠释】 1．电压关系 (1)只有一个副线圈时，＝. 当n2>n1时，U2>U1，变压器使电压升高，是升压变压器． 当n2<n1时，U2<U1，变压器使电压降低，是降压变压器． (2)有多个副线圈时，＝＝＝… 2．功率关系 从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出． 3．电流关系 (1)只有一个副线圈时，U1I1＝U2I2或＝. (2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋… 题型1理想变压器基本规律的应用 1. 理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦式交流电，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。灯泡正常工作，则理想变压器原、副线圈的匝数比为（　　） A． B． C．1∶6 D．6∶1 2. 随着科技日益进步，快速充电逐渐成为智能手机的标配。用充电器给智能手机充电时，需要先通过降压变压器降压，再通过整流器将交流电转变为直流电。某品牌手机充电器中的变压电路结构示意图如图所示，已知理想变压器的原、副线圈匝数比，原线圈回路中电阻，副线圈回路中电阻，当a、b间接的交流电，c、d间接手机时，变压器副线圈两端的电压有效值为20V。则（　　） A．c、d间输出电流的频率为5Hz B．原线圈中的电流为0.05A C．副线圈回路中的电流为5A D．c、d间的输出功率为11W 3. 如图所示，理想降压变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=20Ω的定值电阻，变压器原、副线圈匝数比为11：1，电流表、电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向每秒改变100次 B．电压表的读数为20 V C．电流表的读数为1A D．变压器的输入功率为20W 4. 如图甲所示为某款风力发电设备内部的发电模块原理图，扇叶带动线框在匀强磁场中转动，线框两端的输出电压如图乙所示。线框两端通过电刷与理想变压器相连，变压器副线圈接有规格为“220V，44W”的灯泡L，电流表为理想交流电表。闭合开关，灯泡L恰好正常工作，下列说法正确的是（　　） A．发电设备输出交流电的频率为1.5Hz B．变压器原、副线圈的匝数比为1：20 C．电流表的读数为0.2A D．变压器原线圈中的电流为4A 5. 一理想变压器与两个阻值均为100Ω的定值电阻R 连接成如图电路，原、副线圈匝数比为2：1，ab 两端接在 的交流电上，副线圈所接电流表为理想电流表。则（　　） A．交流电的频率为100 Hz B．电流表的读数为1A C．副线圈中所接电阻消耗的功率为200W D．整个电路消耗的总功率为125W 题型2理想变压器与图像的结合问题 6. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接在一个交变电源上，电源电压随时间变化的规律如图乙所示，副线圈所接的负载电阻为11Ω。电流表和电压表均视为理想电表。则下列说法中正确的是（    ） A．副线圈输出的交变电流周期为2s B．电流表的示数为1.25A C．电压表的示数为V D．变压器的输入与输出功率之比为4:1 7. 如图甲所示，滑动变阻器（阻值0~100Ω）的滑片处于某一位置时，理想交流电压表示数U=200V，灯泡（100V，100W）、（50V，50W）均恰好正常发光，在、端接入如图乙所示的交变电压，变压器为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．乙图所示的交变电压的有效值为 B．变压器原副线圈匝数比 C．电阻 D．若将滑动变阻器触头向端移动，灯泡将会变暗 8. 某科技展上展出了一款“创意灯花”装置，其原理如图甲所示。灯花底部装有受电线圈，将其放置在内置供电线圈的展示台上时，灯自动点亮。供电线圈中的电流随时间变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B．t=0.01s时两线圈之间的相互排斥 C．受电线圈中电流的最大值一定为Im D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次 9. 如图甲所示为原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1的理想变压器，其中R1=2Ω，R2=1Ω，电流表A、电压表V均为理想电表，发电机输出图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（　　） A．正弦交流电的频率为100Hz B．电流表A的示数为6A C．电压表V的示数为4V D．R1与R2上消耗的功率之比为1：4 10. 图甲为无线充电牙刷，其充电原理简化如图乙所示。底座线圈ab间通入图丙所示的正弦交流电后，牙刷内置线圈整流电路输入电压为4V，再经整流后对牙刷内的电池进行充电。则牙刷内置线圈电流方向每秒改变 次，底座线圈和牙刷内置线圈匝数之比为 ，若在c点接入一个理想二极管，则整流电路输入电压的有效值为 V。 题型3自耦变压器 11. 如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO′匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈abcd的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（   ） A．图示时刻线圈abcd中感应电流最大 B．将滑动变阻器的滑片Q向上移动，灯泡变亮 C．将自耦变压器的滑片P逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大 D．将滑动变阻器的滑片Q向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小 12. 图甲为吸尘器的电路图，理想自耦变压器原线圈一端连接着图乙所示的正弦交流电。调节滑片P可形成四个不同挡位，1档吸尘力度最小，4档吸尘力度最大。当滑片P位于线圈图示位置时，原、副线圈的匝数比为1∶2，吸尘力度为2档，此时交流电源的输出功率为P0。已知电动机内阻为r，和电动机串联的电阻阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．滑片P向上滑动，吸尘力度变大 B．当吸尘力度为2档时，流过电动机电流为 C．当吸尘力度为2档时，电动机的总功率为 D．当吸尘力度为2档时，吸尘器的机械功率为 13. 如图，一理想的自耦调压变压器A、B之间的线圈总匝数为，在输入端间加上的交流电压，输出端C、B间串联一个“12V、6W”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则B、P间线圈的匝数为（　　） A． B． C． D． 14. 如图为理想的自耦变压器，其中为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，若输入电压一定，则（　　） A．不动，向下滑动时，不变 B．不动，顺时针转动一个小角度时，和的比值增大 C．不动，顺时针转动一个小角度时，电流表读数在增大 D．顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变 15. 如图所示为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，Q为滑动变阻器上的滑片，导线接在有效值不变的交流电源两端，电流表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．适当调节变压器上的滑动触头P，该自耦变压器可升压 B．滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，电流表读数变大 C．滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，变压器的输入功率变大 D．滑动触头P不动，滑片Q缓慢向下滑动时，滑动变阻器两端的电压一直减小 题型4互感器 16. 交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接连到电压过高的电路，电压互感器可以解决这一问题。电压互感器的工作原理如图所示，其原线圈的匝数较多，并联在电路中，副线圈的匝数较少，两端接在电压表上。关于电压互感器，下列说法正确的是（　　） A．原线圈电流的频率等于副线圈电流的频率 B．原线圈电流的频率小于副线圈电流的频率 C．原线圈的电流大于副线圈的电流 D．原线圈的电流小于副线圈的电流 17. 互感器是一种特殊变压器，其原理为法拉第电磁感应定律。如图所示，在输电线路起始端接I、II两个互感器，用来测高压电的电流或电压，I、II两个互感器原、副线圈的匝数比分别为1∶20和200∶1，电流互感器的示数为2A，电压互感器的示数为100V，互感器均视为理想变压器，不计互感线圈的电阻。下列说法正确的是（　　） A．互感器I是电流互感器，互感器II是电压互感器 B．通过输电线的电流为10A C．输电线路的输送电压为2000V D．输电线路的总功率为2.0×104W 18. 如图为钳形电流测量仪结构示意图，当捏紧扳手时，铁芯会张开，可在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0，则（　　） A．钳形电流测量仪实质是电压互感器 B．载流导线中电流I0比内置线圈中电流I大 C．钳形电流测量仪显示的是交变电流的最大值 D．若钳形部分铁芯没有完全闭合，不影响测量结果 19. 如图所示为钳形电流表的示意图，它的工作原理与变压器类似。当将它的钳口扣在通电导线上时，被测导线相当于变压器的原线圈，绕在铁芯上的线圈相当于副线圈，副线圈与一表头相连。图甲、乙分别为钳形电流表的实物图和内部结构图，已知副线圈匝数n=250，某次测量时电流表示数为6mA，电流互感器可看成理想变压器，电流表为理想电流表。则下列说法正确的是（　　） A．钳形电流表是把导线中的大电流变成了电流表中的小电流 B．通电导线中的被测电流为1.2A C．可以通过增加副线圈匝数来提高钳形电流表的灵敏度 D．若被测通电导线在钳形口绕3圈，电流表示数变为18mA 20. 传统电流表测电流时需要把待测载流导线切断串入电流表，既麻烦又不安全。钳表是一种新型感应电流表，见图甲，机械开合器可以控制钳形铁芯（硅钢片制成）张开或闭合，钳口打开后夹入一根待测载流导线后，闭合钳口（见图乙）。铁芯钳子与表内固定硅钢片组成闭合磁路，如图丙所示，载流导线相于当在铁芯上缠绕了1匝原线圈，而在内部隐藏铁芯上缠绕了接有电流表的多匝副线圈，通过电流表的感应电流值，就可计算载流导线上电流I的大小。若钳表上连接电流表的副线圈缠绕了n=10匝，下列说法正确的是（　　） A．钳表既能测交流电流，又能测直流电流 B．钳表只能测火线上的电流，不能测零线上的电流 C．若图乙中电流表示数为5mA，则载流导线上待测电流I=50mA D．若图乙中钳表同时夹住零线和火线两根导线，则电流表的读数将加倍 题型5多个副线圈问题的分析 21. 差动变压器指的是一种广泛用于电子技术和非电量检测中的变压器装置。主要用于测量位移、压力等非电量参量。其原理简化后如图甲所示，一个初级线圈，位于正中间，两个匝数相等的次级线圈串联且对称放置，初始时铁芯位于空心管正中央，a、b间接如图乙所示的电流（由a流向b），c、d端接交流电压表，示数为零。铁芯移动时始终至少有一端在次级线圈中。下列说法正确的是（　　） A．铁芯上移，电压表示数为两次级线圈产生电动势有效值之和 B．铁芯下移，时间内，c端电势高于d端电势 C．可以通过电压表示数关系判断铁芯移动距离的大小关系 D．a、b端接正弦交流电，铁芯不动，电压表示数不为零 22. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3。原线圈的两端输入电压恒定的交流电。R1与R2的电阻之比为9：16，开关K断开时通过原线圈的电流，开关K闭合时通过原线圈的电流，则n2、n3之比为（　　） A．4：3 B．3：4 C．1：4 D．2：5 23. 如图所示，理想变压器副线圈有两个绕组，间接输出电压有效值恒定的正弦交流电，通过总电阻为的导线与原线圈连接。副线圈所接四个灯泡规格相同，开关断开时，三个灯泡亮度一样，若不考虑灯泡电阻的变化，当开关闭合后，下列说法正确的是（　　） A．L1、L2、L3都变亮 B．L1、L2、L3都变暗 C．L1、L2变亮，L3变暗 D．L1、L2变暗，L3变亮 24. 如图甲所示是电动汽车充电桩，如图乙是其供电变压器示意图。变压器（视为理想变压器）原线圈的匝数为，输入电压；两副线圈的匝数分别为和，输出电压。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0kW和3.5kW，下列说法正确的是（    ） A． B． C．变压器的输入电流约为9.5A D．两副线圈输出电压最大值均为220V 25. 如图所示，发电机输出电压为2V的正弦式交流电，接入理想变压器原线圈，原线圈匝数，副线圈有两个绕组，匝数分别为、，负载定值电阻，下列选项中不正确的是（　　） A．端接1，端接2，电阻消耗的功率为1W B．端接3，端接4，电阻消耗的功率为18W C．2、3连接，端接1，端接4，电阻消耗的功率为32W D．1、3连接，端接2，端接4，电阻消耗的功率为16W 题型6探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 26. 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)该实验中变压器原线圈接线柱接入学生电源应该选择哪种接法 （填“A”或“B”）； A． B． (2)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (3)本实验，下列说法中正确的是______ A．实验中要通过改变原、副线匝数， 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理想实验法 B．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 C．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，且副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 D．因为实验所用电压较低，为确保接触良好，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 (4)小华在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是______。 A．变压器的铁芯没有闭合 B．电压的测量出了问题 C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“6V” 27. 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系： （1）实验器材：多用电表、可拆变压器、 、开关、导线若干。 （2）如图所示，连接好电路，将两个多用电表调到 挡，并记录两个线圈的匝数。 （3）接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中。 （4）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。 （5）保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值。 28. 某同学探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 (1)正确组装可拆变压器后，如图（a）所示，接入学生电源，选择合适的挡位，应使用多用电表的 挡测量（选填“直流电压”或“交流电压”）。 (2)保持原线圈输入的电压一定，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压，数据如下表所示。 组别 原线圈匝数 副线圈匝数 原线圏电压 副线圏电压 1 300 60 6.2 0.9 6.89 2 300 120 6.2 2.1 2.95 3 300 180 6.2 3.3 1.88 4 600 180 6.2 1.5 4.13 分析第1、2、3组数据，大致可得出结论：原线圈电压和匝数不变时， ；分析第3、4组数据，大致可得出结论：原线圈电压和副线圈匝数不变时，原线圈匝数越少，副线圈电压越高。 (3)进一步分析实验数据，发现副线圈电压总比理论值小，其原因可能是 。 (4)该同学找到了一只标有“220V/9V”的变压器，其上有a、b、c、d四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗，如图（b）所示。使用时，应该把引线 接交流“220V”（选填“a、b”或“c、d”）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 变压器 知识点1　变压器的原理 【情境导入】 1．把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起，原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的？ 2．探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么？ 【答案】 　1.变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上，但两线圈是彼此绝缘的，原线圈是利用了互感现象在副线圈中感应出电流的，并不是原线圈的电流直接流到副线圈中去。 2．变压器的铁芯为闭合铁芯，形成一个闭合磁路，使副线圈中的磁通量变化与原线圈中的磁通量变化基本相同。 【知识梳理】 1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作副线圈． 2．原理：互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势． 【重难诠释】 1．变压器的构造 变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示． 2．变压器的工作原理图 注意　(1)变压器不改变交变电流的周期和频率．(2)变压器只对交变电流起作用，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． 知识点2　实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 【重难诠释】 1．实验思路 交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系． 2．实验器材 多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干 3．实验步骤 (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，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值． 4．实验结论 实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即＝. 5．注意事项 (1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作． (2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱． (3)为了保证多用电表的安全，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． 知识点3　电压与匝数的关系 【情境导入】 变压器线圈两端的电压与匝数的关系可以通过实验来探究。 器材：可拆变压器、学生电源、多用电表、导线若干 实验步骤：(1)按图示电路连接电路。 (2)原线圈接6 V低压交流电源，保持原线圈匝数n1不变，分别取副线圈匝数n2＝n1、n1、2n1，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。 (3)原线圈接6 V低压交流电源，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n1＝n2、n2、2n2，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。 总结实验现象，得出什么结论？ 【答案】 电压与匝数成正比，即 ＝。 【知识梳理】 1．理想变压器：没有能量损耗的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型． (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”． 2．电压与匝数的关系 理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即＝. 3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器． 4. 原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，通过铁芯使变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量． 知识点1 变压器的电压、电流、功率与匝数的关系 【重难诠释】 1．电压关系 (1)只有一个副线圈时，＝. 当n2>n1时，U2>U1，变压器使电压升高，是升压变压器． 当n2<n1时，U2<U1，变压器使电压降低，是降压变压器． (2)有多个副线圈时，＝＝＝… 2．功率关系 从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出． 3．电流关系 (1)只有一个副线圈时，U1I1＝U2I2或＝. (2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋… 题型1理想变压器基本规律的应用 1. 理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦式交流电，副线圈接一个规格为“6V，3W”的灯泡。灯泡正常工作，则理想变压器原、副线圈的匝数比为（　　） A． B． C．1∶6 D．6∶1 【答案】D 【详解】原线圈电压最大值为，可知有效值为，由理想变压器电压与匝数关系 可得原、副线圈的匝数比 故选D。 2. 随着科技日益进步，快速充电逐渐成为智能手机的标配。用充电器给智能手机充电时，需要先通过降压变压器降压，再通过整流器将交流电转变为直流电。某品牌手机充电器中的变压电路结构示意图如图所示，已知理想变压器的原、副线圈匝数比，原线圈回路中电阻，副线圈回路中电阻，当a、b间接的交流电，c、d间接手机时，变压器副线圈两端的电压有效值为20V。则（　　） A．c、d间输出电流的频率为5Hz B．原线圈中的电流为0.05A C．副线圈回路中的电流为5A D．c、d间的输出功率为11W 【答案】C 【详解】A．变压器不改变交变电流的周期和频率，所以端输出电流的周期为 频率为，故A错误； B．根据理想变压器的变压规律 可得原线圈两端电压的有效值 又间交流电压有效值为 则有 解得原线圈中的电流，故B错误； C．根据 解得副线圈中的电流，故C正确； D．两端的电压为 故间的输出电压为 间的输出功率为，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，理想降压变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=20Ω的定值电阻，变压器原、副线圈匝数比为11：1，电流表、电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向每秒改变100次 B．电压表的读数为20 V C．电流表的读数为1A D．变压器的输入功率为20W 【答案】ABD 【详解】A．由题可知，交流电源的频率为50 Hz，通过电阻R的电流方向每秒改变100次，故A正确； B．原线圈电压有效值U1=220V，根据理想变压器原理 可知，副线圈电压有效值U2=20V ，故B正确； C．流过定值电阻R的电流为，根据理想变压器的原理 可知电流表的读数为，故C错误； D．变压器的输入功率为，故D正确。 故选ABD。 4. 如图甲所示为某款风力发电设备内部的发电模块原理图，扇叶带动线框在匀强磁场中转动，线框两端的输出电压如图乙所示。线框两端通过电刷与理想变压器相连，变压器副线圈接有规格为“220V，44W”的灯泡L，电流表为理想交流电表。闭合开关，灯泡L恰好正常工作，下列说法正确的是（　　） A．发电设备输出交流电的频率为1.5Hz B．变压器原、副线圈的匝数比为1：20 C．电流表的读数为0.2A D．变压器原线圈中的电流为4A 【答案】BCD 【详解】A．交流电的周期为1.5s ，则频率为 f=Hz，故A项错误； B．线框两端输出电压=11V 副线圈的输出电压，变压器原、副线圈的匝数比为 ，故B项正确； C．电流表的读数为有效值，故C项正确； D．根据可得变压器原线圈中的电流为I1=4 A，故D项正确。 故选BCD。 5. 一理想变压器与两个阻值均为100Ω的定值电阻R 连接成如图电路，原、副线圈匝数比为2：1，ab 两端接在 的交流电上，副线圈所接电流表为理想电流表。则（　　） A．交流电的频率为100 Hz B．电流表的读数为1A C．副线圈中所接电阻消耗的功率为200W D．整个电路消耗的总功率为125W 【答案】BD 【详解】A．由交流电表达式 可知该交流电的频率为，故A错误； B．设电流表读数为，由题意，可得 根据，可得原线圈中的电流为 变压器输入端电压为 根据，联立可求得，故B正确； C．副线圈中所接电阻消耗的功率为，故C错误； D．整个电路消耗的总功率为，故D正确。 故选BD。 题型2理想变压器与图像的结合问题 6. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接在一个交变电源上，电源电压随时间变化的规律如图乙所示，副线圈所接的负载电阻为11Ω。电流表和电压表均视为理想电表。则下列说法中正确的是（    ） A．副线圈输出的交变电流周期为2s B．电流表的示数为1.25A C．电压表的示数为V D．变压器的输入与输出功率之比为4:1 【答案】B 【详解】A．根据图像可知，副线圈输出交变电流周期等于0.02s，故A错误； C．原线圈的电压有效值为 则电压表的示数为220V，故C错误； B．副线圈的输出电压为 则副线圈电流为 根据，可得原线圈电流为 则电流表的示数为1.25A，故B正确； D．变压器输入功率与输出功率之比为，故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，滑动变阻器（阻值0~100Ω）的滑片处于某一位置时，理想交流电压表示数U=200V，灯泡（100V，100W）、（50V，50W）均恰好正常发光，在、端接入如图乙所示的交变电压，变压器为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．乙图所示的交变电压的有效值为 B．变压器原副线圈匝数比 C．电阻 D．若将滑动变阻器触头向端移动，灯泡将会变暗 【答案】C 【详解】A．乙图所示的交变电压的有效值为，故A错误； B．理想交流电压表示数为原线圈两端电压，则有U1=U=200V 两灯泡均正常发光，则副线圈两端电压 根据电压匝数关系有 解得，故B错误； C．两灯泡均正常发光，则副线圈通过的电流 根据电流匝数关系有 在原线圈所在电路中有 解得，故C正确； D．将变压器与负载等效为一个电阻，则有 原线圈中电流 当滑动变阻器触头向端移动，滑动变阻器接入电阻增大，增大，增大，则原线圈中电流减小，承担电压减小，原线圈两端电压增大，根据电压匝数关系可知，副线圈两端电压增大，通过灯泡电流增大，灯泡将会变亮，故D错误。 故选C。 8. 某科技展上展出了一款“创意灯花”装置，其原理如图甲所示。灯花底部装有受电线圈，将其放置在内置供电线圈的展示台上时，灯自动点亮。供电线圈中的电流随时间变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B．t=0.01s时两线圈之间的相互排斥 C．受电线圈中电流的最大值一定为Im D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次 【答案】D 【详解】AB．由图乙可知t=0.01s时供电线圈的电流最大，此时电流变化率为0，受电线圈的磁通量变化率为0，此时受电线圈中感应电流为0，则此时两线圈之间的作用力为0，故AB错误； C．由于不清楚受电线圈与供电线圈的匝数关系，所以受电线圈中电流的最大值不一定为Im，故C错误； D．由图乙可知周期为，一个周期内受电线圈中的电流方向改变2次，所以受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次，故D正确。 故选D。 9. 如图甲所示为原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1的理想变压器，其中R1=2Ω，R2=1Ω，电流表A、电压表V均为理想电表，发电机输出图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（　　） A．正弦交流电的频率为100Hz B．电流表A的示数为6A C．电压表V的示数为4V D．R1与R2上消耗的功率之比为1：4 【答案】B 【详解】A．由图可知，正弦交流电的频率为Hz，故A错误； B．原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1的理想变压器，设流过电流表的电流为I，由可知流过R2的电流为2I。图乙所示的正弦交流电电压有效值 根据 解得I=6A，故B正确； C．电压表的示数，故C错误； D．， 则R1与R2上消耗的功率之比：=1∶2，故D错误。 故选B。 10. 图甲为无线充电牙刷，其充电原理简化如图乙所示。底座线圈ab间通入图丙所示的正弦交流电后，牙刷内置线圈整流电路输入电压为4V，再经整流后对牙刷内的电池进行充电。则牙刷内置线圈电流方向每秒改变 次，底座线圈和牙刷内置线圈匝数之比为 ，若在c点接入一个理想二极管，则整流电路输入电压的有效值为 V。 【答案】 100 55∶1 【详解】[1]由图可得电流周期为，即频率为，电流方向每秒改变100次 [2]根据图丙知底座线圈输入电压有效值为220V，原副线圈电压关系，则底座线圈和牙刷内置线圈的电压之比为 [3]牙刷内置线圈整流电路输入电压为4V，说明最大值为，若在c点接入一个理想二极管，则只有半个周期内有电流，根据有效值的定义 可以得出有效值为最大值的一半，即整流电路输入电压的有效值为。 题型3自耦变压器 11. 如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO′匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈abcd的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（   ） A．图示时刻线圈abcd中感应电流最大 B．将滑动变阻器的滑片Q向上移动，灯泡变亮 C．将自耦变压器的滑片P逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大 D．将滑动变阻器的滑片Q向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小 【答案】AC 【详解】A．图示时刻线圈平面与磁场平行，磁通量变化率最大，感应电动势最大，因线圈有电阻但此时电动势最大，感应电流最大，故A正确； B．滑片Q上移，滑动变阻器接入电阻减小，副线圈所在电路的总电阻减小。把自耦变压器及副线圈电路看作等效电阻，根据理想变压器的等效电阻公式 因为、不变，减小，所以减小，原线圈电路中，线圈产生的电动势E不变，线圈电阻r不可忽略，根据闭合电路欧姆定律 则增大，此时原线圈电压U1 = E－I1r减小，再根据 可知U2减小，灯泡的实际功率减小，灯泡变暗，故B错误； C．将自耦变压器的滑片P逆时针转动，副线圈匝数增大。根据闭合电路的欧姆定律有 副线圈所在电路的电阻不变，可知I1增大，则自耦变压器的输入电流变大，故C正确。 D．根据以上分析，线圈abcd的输出功率为 当时，线圈abcd的输出功率最大，即自耦变压器的输出功率最大，但因滑动变阻器和小灯泡的总电阻与线圈匝数比和线圈abcd的内阻未知，所以无法判断自耦变压器的输出功率的变化情况，故D错误。 故选AC。 12. 图甲为吸尘器的电路图，理想自耦变压器原线圈一端连接着图乙所示的正弦交流电。调节滑片P可形成四个不同挡位，1档吸尘力度最小，4档吸尘力度最大。当滑片P位于线圈图示位置时，原、副线圈的匝数比为1∶2，吸尘力度为2档，此时交流电源的输出功率为P0。已知电动机内阻为r，和电动机串联的电阻阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．滑片P向上滑动，吸尘力度变大 B．当吸尘力度为2档时，流过电动机电流为 C．当吸尘力度为2档时，电动机的总功率为 D．当吸尘力度为2档时，吸尘器的机械功率为 【答案】D 【详解】A．滑片P向上滑动，变压器原线圈的匝数增大，原线圈两端的电压和副线圈的匝数不变，根据 可知变压器副线圈的电压减小，故电阻R和电动机的电压都会减小，所以电动机输入功率减小，故吸尘力度变小，故A错误； BC．由图乙可知原线圈中交流电压的最大值为，原线圈两端的电压为交流电压的有效值，则有 当吸尘力度为2档时，原、副线圈的匝数比为1∶2，根据 可得变压器副线圈的电压 因电动机是非纯电阻元件，不满足欧姆定律的使用条件，所以流过电动机电流 故电动机的总功率不能用 故电动机的总功率，故BC错误； D．由题知，交流电源的输出功率为P0，根据理想变压器原副线圈的功率相等，可知副线圈的功率也为P0，根据 解得 吸尘器的机械功率为，故D正确。 故选D。 13. 如图，一理想的自耦调压变压器A、B之间的线圈总匝数为，在输入端间加上的交流电压，输出端C、B间串联一个“12V、6W”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则B、P间线圈的匝数为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】灯泡正常发光，则 故 则副线圈两端的电压 根据，解得 则 故选C。 14. 如图为理想的自耦变压器，其中为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，若输入电压一定，则（　　） A．不动，向下滑动时，不变 B．不动，顺时针转动一个小角度时，和的比值增大 C．不动，顺时针转动一个小角度时，电流表读数在增大 D．顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变 【答案】ABD 【详解】A．由题知输入电压一定，根据电压与匝数比有 不动，则匝数比一定，可知不变，与向下滑动时无关，故A正确； BC．不动，顺时针转动一个小角度时，副线圈接入的线圈匝数变小，根据 可知U1和U2的比值增大，变小；在副线圈回路中 可知通过副线圈的电流减小；根据电流与匝数的比有 可知变小，电流表读数在变小，故B正确，C错误； D．顺时针转动一个小角度时，变小，则R变小时，在副线圈回路中有 无法确定电流的变化，既电流可以不变，所以小灯泡的亮度可以不变，故D正确。 故选ABD。 15. 如图所示为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，Q为滑动变阻器上的滑片，导线接在有效值不变的交流电源两端，电流表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．适当调节变压器上的滑动触头P，该自耦变压器可升压 B．滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，电流表读数变大 C．滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，变压器的输入功率变大 D．滑动触头P不动，滑片Q缓慢向下滑动时，滑动变阻器两端的电压一直减小 【答案】BC 【详解】A.适当调节变压器上的滑动触头P，可改变副线圈的匝数，但副线圈匝数一直小于原线圈匝数，故该自耦变压器不可升压，A错误； B.滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，副线圈匝数增大，根据 可知副线圈电压增大，则电流增大，电流表读数变大，B正确； C.根据 可知变压器的输入功率变大，C正确； D.滑动触头P不动，副线圈匝数不变，则不变，滑动变阻器两端的电压不变，D错误。 故选BC。 题型4互感器 16. 交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接连到电压过高的电路，电压互感器可以解决这一问题。电压互感器的工作原理如图所示，其原线圈的匝数较多，并联在电路中，副线圈的匝数较少，两端接在电压表上。关于电压互感器，下列说法正确的是（　　） A．原线圈电流的频率等于副线圈电流的频率 B．原线圈电流的频率小于副线圈电流的频率 C．原线圈的电流大于副线圈的电流 D．原线圈的电流小于副线圈的电流 【答案】AD 【详解】AB．电压互感器是一种变压器，不能改变电流的频率，A正确，B错误； CD．根据变压器原副线圈电流与线圈匝数成反比可知，电压互感器原线圈的匝数较多，原线圈的电流小于副线圈的电流，C错误，D正确。 故选AD。 17. 互感器是一种特殊变压器，其原理为法拉第电磁感应定律。如图所示，在输电线路起始端接I、II两个互感器，用来测高压电的电流或电压，I、II两个互感器原、副线圈的匝数比分别为1∶20和200∶1，电流互感器的示数为2A，电压互感器的示数为100V，互感器均视为理想变压器，不计互感线圈的电阻。下列说法正确的是（　　） A．互感器I是电流互感器，互感器II是电压互感器 B．通过输电线的电流为10A C．输电线路的输送电压为2000V D．输电线路的总功率为2.0×104W 【答案】A 【详解】A．互感器I是电流互感器，互感器II是电压互感器，故A正确； B．电流互感器的示数为2A，根据匝数比与电流的反比关系知，通过输电线的电流为 故 B错误； C．电压互感器的示数为100V，根据匝数比与电压比的关系知，输电线路的输送电压为 故 C错误； D．输电线路的总功率为，故D错误。 故选A。 18. 如图为钳形电流测量仪结构示意图，当捏紧扳手时，铁芯会张开，可在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0，则（　　） A．钳形电流测量仪实质是电压互感器 B．载流导线中电流I0比内置线圈中电流I大 C．钳形电流测量仪显示的是交变电流的最大值 D．若钳形部分铁芯没有完全闭合，不影响测量结果 【答案】B 【详解】A．该测量仪是根据电磁感应原理制成的，只可测量交流电的电流，实质是电流互感器，故A错误； B．根据可知，载流导线中电流I0比内置线圈中电流I大，故B正确； C．钳形电流测量仪显示的是交变电流的有效值，故C错误； D．若钳形部分铁芯没有完全闭合，则由于穿过铁芯的磁通量会减小，故测量出的电流将小于实际电流，故D错误。 故选B。 19. 如图所示为钳形电流表的示意图，它的工作原理与变压器类似。当将它的钳口扣在通电导线上时，被测导线相当于变压器的原线圈，绕在铁芯上的线圈相当于副线圈，副线圈与一表头相连。图甲、乙分别为钳形电流表的实物图和内部结构图，已知副线圈匝数n=250，某次测量时电流表示数为6mA，电流互感器可看成理想变压器，电流表为理想电流表。则下列说法正确的是（　　） A．钳形电流表是把导线中的大电流变成了电流表中的小电流 B．通电导线中的被测电流为1.2A C．可以通过增加副线圈匝数来提高钳形电流表的灵敏度 D．若被测通电导线在钳形口绕3圈，电流表示数变为18mA 【答案】AD 【详解】AB．被测导线相当于变压器的原线圈，则钳形电流表中原线圈匝数，根据理想变压器原、副线圈电流关系有 得，即钳形电流表是把导线中的大电流变成了电流表中的小电流，故A正确，B错误； C．由以上分析有，当一定时，增加副线圈匝数会减小，指针偏转角度变小，灵敏度降低，故 C错误； D．若被测通电导线在钳形口绕3圈，则，可得，故D正确。 故选AD。 20. 传统电流表测电流时需要把待测载流导线切断串入电流表，既麻烦又不安全。钳表是一种新型感应电流表，见图甲，机械开合器可以控制钳形铁芯（硅钢片制成）张开或闭合，钳口打开后夹入一根待测载流导线后，闭合钳口（见图乙）。铁芯钳子与表内固定硅钢片组成闭合磁路，如图丙所示，载流导线相于当在铁芯上缠绕了1匝原线圈，而在内部隐藏铁芯上缠绕了接有电流表的多匝副线圈，通过电流表的感应电流值，就可计算载流导线上电流I的大小。若钳表上连接电流表的副线圈缠绕了n=10匝，下列说法正确的是（　　） A．钳表既能测交流电流，又能测直流电流 B．钳表只能测火线上的电流，不能测零线上的电流 C．若图乙中电流表示数为5mA，则载流导线上待测电流I=50mA D．若图乙中钳表同时夹住零线和火线两根导线，则电流表的读数将加倍 【答案】C 【详解】A．钳表测电流利用了电磁感应现象，所以钳表不能测直流电流，故A错误； B．由于通过零线上的电流也是变化的，所以钳表也能测零线上的电流，故B错误； C．若图乙中电流表示数为5mA，根据 可得载流导线上待测电流为，故C正确； D．若图乙中钳表同时夹住零线和火线两根导线，由于零线和火线两根导线的电流大小相等，方向相反，则通过的副线圈的磁通量一直为0，电流表的读数为0，故D错误。 故选C。 题型5多个副线圈问题的分析 21. 差动变压器指的是一种广泛用于电子技术和非电量检测中的变压器装置。主要用于测量位移、压力等非电量参量。其原理简化后如图甲所示，一个初级线圈，位于正中间，两个匝数相等的次级线圈串联且对称放置，初始时铁芯位于空心管正中央，a、b间接如图乙所示的电流（由a流向b），c、d端接交流电压表，示数为零。铁芯移动时始终至少有一端在次级线圈中。下列说法正确的是（　　） A．铁芯上移，电压表示数为两次级线圈产生电动势有效值之和 B．铁芯下移，时间内，c端电势高于d端电势 C．可以通过电压表示数关系判断铁芯移动距离的大小关系 D．a、b端接正弦交流电，铁芯不动，电压表示数不为零 【答案】C 【详解】A．副线圈反向接，当铁芯在中央时上下方次级线圈的磁通量相同，此时副线圈电压为零。即铁芯移动时会因铁芯的移动导致的磁通量的变化产生感应电动势。铁芯上移时，它会使得上方的次级线圈中的磁通量增多，下方的次级线圈中的磁通量减小。由于次级线圈是沿相反方向串联的，所以上方的次级线圈产生的感应电动势会与下方的次级线圈产生的感应电动势相减。所以，电压表示数为两次级线圈产生电动势有效值之差，故A错误； B．铁芯下移，时间内，原线圈的电流减小，根据楞次定律可得，端电势低于端电势，故B错误； C．当铁芯从中央位置开始的移动量越大时，它改变穿过次级线圈的磁通量也越多，从而导致次级线圈中产生的感应电动势也越大。所以可以通过电压表示数关系判断铁芯移动距离的大小关系，故C正确； D．副线圈反向接，当铁芯在中央时上下方次级线圈的磁通量相同，副线圈的电压一直为零，故D错误。 故选C。 22. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3。原线圈的两端输入电压恒定的交流电。R1与R2的电阻之比为9：16，开关K断开时通过原线圈的电流，开关K闭合时通过原线圈的电流，则n2、n3之比为（　　） A．4：3 B．3：4 C．1：4 D．2：5 【答案】B 【详解】开关K闭合时原线圈的电流为断开时的2倍，原线圈的输入电压一定，可知两状态功率为2倍关系，所以开关K闭合时R1、R2功率相等。由 得 P相等时， 故 则 故选B。 23. 如图所示，理想变压器副线圈有两个绕组，间接输出电压有效值恒定的正弦交流电，通过总电阻为的导线与原线圈连接。副线圈所接四个灯泡规格相同，开关断开时，三个灯泡亮度一样，若不考虑灯泡电阻的变化，当开关闭合后，下列说法正确的是（　　） A．L1、L2、L3都变亮 B．L1、L2、L3都变暗 C．L1、L2变亮，L3变暗 D．L1、L2变暗，L3变亮 【答案】B 【详解】电路图可简化为如图所示 原线圈输入电压为 根据可知，两副线圈两端的电压分别为， 对理想变压器，根据原副线圈功率相等有 把、、代入可得 整理得 可得 题中开关S闭合后，减小，可知增大，则原线圈输入电压减小，所以两副线圈两端电压都减小，所以L1、L2、L3都变暗。 故选B。 24. 如图甲所示是电动汽车充电桩，如图乙是其供电变压器示意图。变压器（视为理想变压器）原线圈的匝数为，输入电压；两副线圈的匝数分别为和，输出电压。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0kW和3.5kW，下列说法正确的是（    ） A． B． C．变压器的输入电流约为9.5A D．两副线圈输出电压最大值均为220V 【答案】BC 【详解】AB．根据理想变压器的电压比等于匝数比可得，，故A错误，B正确； C．根据能量守恒可知变压器的输入功率等于总的输出功率，故 由，得，故C正确； D．输出电压为交流电的有效值，根据正弦交流电的最大值与有效值的关系可知，两副线圈输出电压最大值均为，故D错误。 故选BC。 25. 如图所示，发电机输出电压为2V的正弦式交流电，接入理想变压器原线圈，原线圈匝数，副线圈有两个绕组，匝数分别为、，负载定值电阻，下列选项中不正确的是（　　） A．端接1，端接2，电阻消耗的功率为1W B．端接3，端接4，电阻消耗的功率为18W C．2、3连接，端接1，端接4，电阻消耗的功率为32W D．1、3连接，端接2，端接4，电阻消耗的功率为16W 【答案】AD 【详解】A．端接1，端接2，则1、2端电压 则电阻消耗的功率为 故A错误，符合题意； B．端接3，端接4，则3、4端电压 则电阻消耗的功率为 故B正确，不符合题意； C．2、3连接，端接1，端接4，则1、4端电压 则电阻消耗的功率为 故C正确，不符合题意； D．1、3连接，端接2，端接4，则2、4端电压 则电阻消耗的功率为 故D错误，符合题意。 故选AD。 题型6探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 26. 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)该实验中变压器原线圈接线柱接入学生电源应该选择哪种接法 （填“A”或“B”）； A． B． (2)实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面（　　） A．abcd B．abfe C．abgh D．aehd (3)本实验，下列说法中正确的是______ A．实验中要通过改变原、副线匝数， 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理想实验法 B．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 C．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，且副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 D．因为实验所用电压较低，为确保接触良好，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 (4)小华在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是______。 A．变压器的铁芯没有闭合 B．电压的测量出了问题 C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D．学生电源实际输出电压大于标注的“6V” 【答案】(1)B (2)D (3)C (4)D 【详解】（1）变压器原线圈要接交变电流，A图中接的是学生电源的直流输出，B图中接的是学生电源的交流输出，故A错误，B正确。 故选B。 （2）由图，根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面abcd平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量相互绝缘的硅钢片应垂直面abcd，即平行于面aehd，故ABC错误。 故选D。 （3）A．根据实验原理可知，实验中要通过改变原、副线匝数探究原、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A错误； B．变压器不改变交流电的频率,变压器工作时副线圈电压频率与原线圈相同，故B错误； C．根据理想变压器电流与匝数比的关系，通过副线圈的电流 对于降压变压器，副线圈的电流大于原线圈的电流，为了保证安全，绕制降压变压器原、副线圈时，副线导线应比原线圈导线粗一些好，故C正确； D．尽管实验所用电压较低，为确保安全，通电情况下不可用手接触裸露的导线、接线柱，故D错误。 故选C。 （4）A．根据理想变压器的原副线圈的电压与其匝数关系式，若变压器的铁芯没有闭合漏磁损耗严重，会使得副线的电压小于12V，故A错误； B．若是电压的测量出了问题，应该是小于12V，不应该大于12V，故B错误； C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，若小于200匝，由可知，副线圈的电压小于12.0V，故C错误； D．若学生电源实际输出电压大于标注的“6V”，由可知，副线圈的电压可能13.0V，故D正确。 故选D。 27. 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系： （1）实验器材：多用电表、可拆变压器、 、开关、导线若干。 （2）如图所示，连接好电路，将两个多用电表调到 挡，并记录两个线圈的匝数。 （3）接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中。 （4）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。 （5）保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值。 【答案】 低压交流电源 交流电压 【详解】略 28. 某同学探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 (1)正确组装可拆变压器后，如图（a）所示，接入学生电源，选择合适的挡位，应使用多用电表的 挡测量（选填“直流电压”或“交流电压”）。 (2)保持原线圈输入的电压一定，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压，数据如下表所示。 组别 原线圈匝数 副线圈匝数 原线圏电压 副线圏电压 1 300 60 6.2 0.9 6.89 2 300 120 6.2 2.1 2.95 3 300 180 6.2 3.3 1.88 4 600 180 6.2 1.5 4.13 分析第1、2、3组数据，大致可得出结论：原线圈电压和匝数不变时， ；分析第3、4组数据，大致可得出结论：原线圈电压和副线圈匝数不变时，原线圈匝数越少，副线圈电压越高。 (3)进一步分析实验数据，发现副线圈电压总比理论值小，其原因可能是 。 (4)该同学找到了一只标有“220V/9V”的变压器，其上有a、b、c、d四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗，如图（b）所示。使用时，应该把引线 接交流“220V”（选填“a、b”或“c、d”）。 【答案】(1)交流电压 (2)副线圈匝数越多，副线圈电压越高 (3)变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗 (4)c、d 【详解】（1）变压器原副线圈上都是交流电，则应使用多用电表的交流电压挡测量。 （2）分析第1、2、3组数据，大致可得出结论：原线圈电压和匝数不变时，副线圈匝数越多，副线圈电压越高； （3）进一步分析实验数据，发现副线圈电压总比理论值小，其原因可能是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗； （4）因电压越低，则电流越大，导线越粗，可知应该把引线c、d接交流“220V”。 学科网（北京）股份有限公司 $