第3章 第3节 变压器（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

该高中物理课件聚焦变压器的结构、工作原理及电压与匝数关系，通过情境创设和任务驱动（如可拆变压器实验、问题引导）导入，衔接电磁感应知识，借助预读填空、微点拨、典例训练等支架，帮助学生构建从原理到应用的知识脉络。 其亮点是以核心素养为统领，科学思维上通过推导电流关系、动态分析培养推理能力，科学探究中用控制变量法实验验证电压与匝数关系，科学态度与责任结合电流互感器、抽水蓄能电站等实例。采用任务驱动与实验探究法，学生能深化理解，教师可高效落实教学目标。

变压器 第 3 节 核心素养导学 物理观念 (1)知道变压器的工作原理和理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 (2)知道理想变压器是忽略了能量损失的一种理想模型。 (3)了解电压互感器和电流互感器的原理及应用。 科学思维 (1)会推导理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系。 (2)会用能量的观点理解变压器的工作原理。 科学探究 实验探究原、副线圈电压、电流与匝数的关系。 科学态度 与责任 (1)进一步体会建立理想模型的思维方法。 (2)养成实验中注意避免触电和安全使用电表的习惯，养成尊重实验数据的严谨科学态度。 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 强化关键能力 01 02 CONTENTS 目录 [四层]学习内容3 ·4 浸润学科素养和核心价值 课时跟踪检测 03 04 [四层]学习内容1 落实必备知识 一、变压器的结构与原理 1.变压器的结构 (1)如图甲所示，变压器由闭合 的_____和绕在铁芯上的两个 _____组成，其中闭合铁芯由表 面涂有绝缘漆的________叠加而成，线圈一般用高强度的漆包线绕制。在电路中，变压器的符号如图乙所示。 铁芯 线圈 硅钢片 (2)原线圈与副线圈：一个线圈与交流电电源连接，叫作________，也叫__________；另一个线圈与负载连接，叫作________，也叫__________。 2.原理：______现象是变压器工作的基础，原线圈中的电流的大小、方向不断变化，铁芯中的______也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生____________，所以副线圈能输出电流。 原线圈 初级线圈 副线圈 次级线圈 互感 磁场 感应电动势 [微点拨] (1)变压器应用了电磁感应互感原理。 (2)变压器只适用于交变电流。 二、变压器的电压与匝数的关系 1.理想变压器 (1)忽略漏磁，即认为交变电流产生的磁场的磁感线全部都在铁芯内。 (2)忽略一切能量损耗。 2.电压与匝数的关系：理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于两个线圈的_____之比，即：=_。 匝数 3.两类变压器 (1)降压变压器：________的电压比________电压低的变压器。 (2)升压变压器：________的电压比________电压高的变压器。 4.发展空间：理想变压器功率、电流与匝数的关系 (1)输入功率为P1，输出功率为P2，则_______，即I1U1=I2U2。 (2)原线圈电流为I1，副线圈电流为I2，则__。 副线圈 原线圈 副线圈 原线圈 P1=P2 = 1.观察如图所示的可拆变压器，判断下列说法正误。 (1)变压器的原、副线圈没有导线连接，副线圈不能 输出电流。 ( ) (2)变压器的两个线圈之间是通过磁场联系在一起的， 两个线圈间是绝缘的。 ( ) (3)原、副线圈都绕在同一闭合铁芯上。 ( ) × √ √ 2.观察如图所示的两个变压器，哪一个是降压变压器? 提示：题图乙表示的是降压变压器。 3.利用控制变量法，在原线圈输入电压U1一定，原线圈匝数n1不变时，研究副线圈上的电压U2与对应匝数n2的关系；再研究在副线圈匝数n2不变时，副线圈上的电压U2与对应原线圈匝数n1的关系。 判断下列说法正误： (1)U1、n1一定时，若n2增大，U2也一定增大。 ( ) (2)U1、n2一定时，若n1增大，U2也一定增大。 ( ) (3)n1、n2一定时，若U1增大，则U2一定减小。 ( ) √ × × [四层]学习内容2 强化关键能力 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。 新知学习(一)|理想变压器的基本原理 任务驱动 (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。 (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。 (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。 1.工作原理 重点释解 2.基本规律 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= 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，所以=。当有n组线圈时，则有：===… 功率关系 对于理想变压器，不考虑能量损失，P入=P出 电流关系 由功率关系，当只有一个副线圈时，I1U1=I2U2，得==。当有多个副线圈时，I1U1=I2U2+I3U3+…，得I1n1=I2n2+I3n3+… 续表 [典例]　(2025·福建高考)某理想变压器如图甲所示，原、副线圈匝数比为4∶1，输入电压随时间的变化图像如图乙所示，R1的阻值为R2的2倍，则 (　 ) 典例体验 A.交流电的周期为2.5 s B.电压表示数为12 V C.副线圈干路的电流为R1电流的2倍 D.原、副线圈功率之比为4∶1 √ [解析]　由题图乙可知，交流电的周期为2.25 s，故A错误；根据题图乙可知，输入电压的最大值Um=48 V，则输入电压的有效值为U1==48 V，根据变压比可知，副线圈电压U2=U1=12 V，则电压表示数为12 V，故B正确；根据并联规律可知，两电阻两端的电压相同，R1的阻值为R2的2倍，根据欧姆定律可知，流经R1和R2的电流之比为1∶2，副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和，则副线圈干路的电流为R1电流的3倍，故C错误；根据变压器的原理可知，原、副线圈功率相同，故D错误。 /方法技巧/ (1)变压器只能改变交变电流的电压，不能在直流电路中使用。 (2)原、副线圈的电压、电流发生变化，而频率不变。 (3)当变压器有多个副线圈时，电压关系仍适用，而电流关系式=不再适用。 1.理想变压器的原线圈匝数不变，原线圈接入电压有效值恒定的交流电，则副线圈的 (　 ) A.匝数越少，输出电压越高 B.匝数越多，输出电压越高 C.输出功率比输入功率小 D.输出功率比输入功率大 针对训练 解析：原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，A错误，B正确；理想变压器的输入功率和输出功率相等，C、D错误。 √ 2.如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2= 22∶1，原线圈接u1=220sin(100πt)V的交流电，电阻R=10 Ω，电流表、电压表均为理想电表，则(　 ) A.电压表的读数为10 V B.电流表的读数为22 A C.输出电流的频率为100 Hz D.变压器的输出功率为10 W √ 解析：原线圈电压有效值为U1= V=220 V，则副线圈电压有效值为：U2=U1=10 V，则电压表的读数为10 V，A错误；电流表的读数I2==1 A，B错误；输入、输出电流的频率不变，应为50 Hz，C错误；变压器的输出功率为P=I2U2=10 W，D正确。 1.电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输出电压U2由输入电压U1决定，即U2=。 2.电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定，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=。 新知学习(二)|理想变压器动态分析问题 重点释解 3.功率制约 (1)变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，P2=P负1+P负2+…； (2)变压器的输入功率P1=P2，即变压器的输入功率是由输出功率决定的。 4.两种常见的动态分析 (1)原、副线圈匝数比不变，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，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是→U2→I2→P2→P1→I1。 [典例]　(2025·四川成都阶段练习)(多选) 如图所示，理想变压器原线圈接在电压恒定 的交流电源上，图中各电表均为理想电表， 下列说法正确的是 (　 ) A.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，电压表V的示数变大 C.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，电流表A1的示数变小 D.若闭合开关S，则电流表A1的示数变大，A2的示数变大 典例体验 √ √ [解析]　当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，副线圈总电阻变大，根据=，可知副线圈输出电压U2不变，根据欧姆定律可知副线圈总电流I2减小，即通过R1的电流减小，R1消耗的功率变小，R1两端电压减小，则电压表V的示数变大；根据=，由于副线圈总电流I2减小，可知原线圈电流I1减小，即电流表A1的示数变小，A错误，B、C正确。 若闭合开关S，则副线圈总电阻变小，由于副线圈输出电压U2不变，根据欧姆定律可知副线圈总电流I2增大，R1两端电压增大，则R2两端电压减小，通过R2的电流减小，即电流表A2的示数变小；根据=，由于副线圈总电流I2增大，可知原线圈电流I1增大，即电流表A1的示数变大，D错误。 /方法技巧/ 理想变压器动态分析方法 (1)抓住三个决定原则：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，研究副线圈电路中的电阻变化。 (3)根据闭合电路的欧姆定律，判定副线圈电流的变化、功率的变化。 (4)根据理想变压器的变压规律、变流规律和功率规律判定原线圈电流的变化及输入功率的变化。 1.如图所示，理想变压器原线圈的输入电压u一定，电路中的电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由上向下滑动时，下列说法正确的是 (　 ) 针对训练 √ A.电流表 示数减小 　　B.电流表 示数增大 C.电压表 示数减小 　　D.电压表 示数增大 解析：滑动变阻器的滑片由上向下滑动时，电阻R2减小，根据闭合电路欧姆定律，和R2串联的元件电流增大，所以 、 示数增大，A错误，B正确；理想变压器原线圈的输入电压u一定，根据=知， 示数不变，C错误；总电流增大，经过R1的电流也增大，其两端的电压也增大，而R1和R2总电压不变，所以R2两端电压减小，即电压表 示数减小，D错误。 2.变压器的副线圈匝数可调，R0为输电线电阻。滑动触头P处于如图所示位置时，用户的用电器恰好正常工作。当用电器增多时，下列说法正确的是 (　 ) A.原线圈中的电流减小 B.副线圈两端的电压减小 C.用电器增多时，只需使滑动触头P向上滑，用电器仍能正常工作 D.用电器增多时，只需减小电源的输出电压，用电器仍能正常工作 √ 解析：原线圈两端电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈两端电压不变，B错误；当用电器增加时，总电阻减小，副线圈中电流增大，根据原、副线圈电流之比等于匝数的反比可知，原线圈中电流也增大，A错误；通过R0的电流增大，R0分得的电压也增大，要使用电器仍能正常工作，应增大副线圈两端电压，而原线圈两端电压不变，故应使滑动触头P向上滑动，增加副线圈匝数，C正确；若减小电源的输出电压，在匝数比不变的情况下，副线圈两端电压减小，则用电器不能正常工作，D错误。 1.实验目的：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 2.设计思路：利用教学用的可拆变压器，采用控制变量法进行探究。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。 3.数据处理方法 (1)用表格的形式把原、副线圈的匝数与对应的电压进行比较，寻找它们之间的关系。 新知学习(三)|实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 重点释解 (2)得出探究的结果后，力求用准确而精练的语言把它们表述出来。如果可能，最好用数学关系式来表达。 4.实验结论：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。 [典例]　某班物理实验课上，同学们用可拆变压器“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。 典例体验 (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流电，测量副线圈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，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D.测量副线圈电压时，多用电表先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 CDF 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 [解析]　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；变压器只能改变交流电的电压，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；研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，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，先用最大量程试测，大致确定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，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，不是铁芯导电，传输电能，E错误，F正确。 (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_____。  AC 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 [解析]　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，根据变压比可知，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，根据变压比可知，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=。 [解析]　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，E2=n2，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=。 某同学做了探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系的实验，请回答以下问题： (1)本实验中需要测量电压，则在如图所示的器材中，应_____。  针对训练 A.选甲图中的器材　　　　 B.选乙图中的器材 C.都可以选 D.都不能选 A 解析：由题图可知，甲图中是多用电表，而乙图是电流表，需要测量交流电压，因此选用甲图，A正确，B、C、D错误。 (2)某同学在做本实验时，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“6 V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13.0 V，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.一定是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“6 V” D 解析：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，则得出副线圈的电压小于12 V，A错误；副线圈实际匝数与标注的“200”不符，若小于200匝，由以上公式可知，副线圈的电压小于12.0 V，C错误；若学生电源实际输出电压大于标注的“6 V”，由以上公式可知，副线圈的电压可能为13.0 V，D正确，B错误。 [四层] 学习内容3·4浸润 学科素养和核心价值 1.(选自人教版教材课后练习)如图是 街头变压器通过降压给用户供电的示意图。 变压器的输入电压是市区电网的电压，负 载变化时输入电压不会有大的波动。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，当用电器增加时，相当于R的值减小(滑动片向下移)。如果变压器上的能量损耗可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数如何变化? ◉科学思维——理想变压器随负载电阻变化分析 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 解析：假定理想变压器原线圈输入的电压U1一定，电压表V1的读数不变；当用户的用电器增加时，相当于R减小，副线圈电压U2=U1不变，电压表V2的读数不变，电流表A2的读数增大，R0分得的电压增大，故电压表V3的读数减小。因为理想变压器的输入功率等于输出功率，有：P1=U1I1=P2=U2I2，U1、U2的值不变，I2增大，则I1增大，电流表A1的读数增大。 2.(选自粤教版教材课后练习)在某些需要带电工作的情况下测量交变电流时，电工需要使用钳形电流表，其结构如图所示。试说明钳形电流表测量交变电流大小的原理。(提示：被测导线相当于变压器的初级线圈，二次绕组相当于变压器的次级线圈) ◉科学态度与责任——电流互感器的应用 提示：钳形电流表是一种电流互感器，被测导线通有交变电流，相当于初级线圈。由于电磁感应的互感现象，初级线圈中电流周期性变化时，二次绕组(次级线圈)中产生感应电流，钳形电流表实际上是升压变压器，由=，可以求得待测交变电流的大小。 1.(2025·河北高考)2024年底，世界装机容量 最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站 全面投产发电。如图所示，若该电站通过理想变 压器调节输出电压U2时，输入电压U1保持不变。 已知副线圈总匝数为n，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12=n23=，开关S接3时输出电压的瞬时值u2=Umsin ωt，则S接2时u2⁃t的图像为(　 ) 二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值 √ 解析：根据理想变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系可知U1∶U2=n原 ∶n副，根据题意可知，开关S接3时有u1∶u2=n原∶，开关S接2时有u1∶u2=n原∶，U1保持不变，联立以上两式，可解得开关S接2时u2=Umsin ωt，故选D。 2.如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心 是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连 接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的 两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断 开时，副线圈中产生10 000 V以上的电压，火花塞中产生火花。下列说法正确的是 (　 ) A.该变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制 B.若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压 C.变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压 D.该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数 √ 解析：由题意知，该变电器为升压变压器，且原线圈中电流大，需用粗导线绕制，故A正确；汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，故B错误；由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间，原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，故C错误；由变压器的电压与匝数的关系可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，故D错误。 3.(2024·海南高考)(多选)电动汽车充电站变压器输入电压为10 kV，输出电压为220 V，每个充电桩输入电流为16 A，设原、副线圈匝数分别为n1、n2，输入正弦交流电的频率为50 Hz，则下列说法正确的是 (　 ) A.交流电的周期为0.02 s B.原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶500 C.输出的最大电压为220 V D.若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2 kW √ √ 解析：交流电的周期为T==0.02 s，故A正确；根据理想变压器原、副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原、副线圈匝数比为== =，故B错误；输出的最大电压为U2m=U2=220 V，故C错误；若10台充电桩同时使用，输出功率为P2总=10U2I2=10×220×16 W= 35 200 W=35.2 kW，理想变压器不改变功率，故输入功率为P1总=P2总=35.2 kW，故D正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.如图所示为变压器原理图，其原线圈和副线圈的匝数分别为n1、n2，若输出电压小于输入电压，下列说法正确的是 (　 ) A.输入的是直流电，且n1>n2 B.输入的是直流电，且n1<n2 C.输入的是交流电，且n1>n2 D.输入的是交流电，且n1<n2 √ 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 解析：变压器只能对交流电进行升压或降压，A、B错误；原副线圈的电压之比等于匝数之比，若输出电压小于输入电压，则n1>n2，C正确，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 2.(2025·广西高考)某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220 V，输出电压最大值为11 V，该变压器视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为(　 ) A.20∶ B.20∶1 C.20∶1 D.1∶20 √ 解析：变压器输出电压有效值为U2= V=11 V，则变压器原、副线圈的匝数比为===，故选C。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 3.(多选)如图所示，在用可拆变压器“探究变压器原、副线 圈电压与匝数的关系”的实验中，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“测量电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表 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 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：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，因此需要用可拆卸的变压器研究，A、D正确；变压器只能用交流电压表测量，不能用直流电压表测量，B错误；根据原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知，原线圈接0、8，副线圈接0、4，那么副线圈电压小于原线圈电压，C错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 4.如图所示，一输入电压为220 V、输出电压为 36 V的变压器副线圈烧损。为获知此变压器原、副线 圈匝数，某同学拆下损坏的副线圈，用绝缘导线在铁 芯上新绕了5匝线圈，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，该变压器损坏前的原、副线圈匝数分别为 (　 ) A.1 100，360　　　　　　 B.1 100，180 C.2 200，180 D.2 200，360 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由U1∶U2∶U3=n1∶n2∶n3，可得n1=n3=1 100，n2=n1=180，B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 5.如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈输入交变电压u=311sin(100πt)V。已知照明灯额定功率为44 W，排气扇电动机内阻为1 Ω，电流表示数为2 A，各用电器均正常工作，电表均为理想电表。则 (　 ) A.电压表示数为62 V B.变压器的输入功率为186 W C.排气扇输出功率为43 W D.保险丝熔断电流不得低于2 A √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：变压器输入交变电压u=311sin(100πt)V，有效值U≈220 V，变压器原、副线圈匝数比为5∶1，所以副线圈电压U2=44 V，A错误；电流表示数为2 A，所以变压器的输出功率P=44×2 W=88 W，所以变压器的输入功率为88 W，B错误；照明灯的电流I1= A=1 A，则排气扇的电流为I2=2 A-1 A=1 A，则排气扇输出功率为P出=I2U2-r=1×44 W-12×1 W=43 W，C正确；变压器的初级线圈电流为I=I次= A=0.4 A，故保险丝熔断电流不得低于0.4 A，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 6.电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器 (　 ) A.是一种降压变压器 B.能测量直流电路的电流 C.原、副线圈电流的频率不同 D.副线圈的电流小于原线圈的电流 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，不能改变交变电流的频率，B、C错误；根据变压器匝数与电压的关系=，可得副线圈的电压U2=U1，由于原线圈匝数少而副线圈的匝数多，即n1<n2，因此有U2>U1，电流互感器是一种升压变压器，A错误；根据变压器匝数与电流的关系=，可得副线圈的电流I2=I1，由于n1<n2，因此有I2<I1，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7.如图所示，一理想变压器接在电压为U的交流 电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑 动触头P来改变。副线圈连接交流电流表、定值 电阻R0和可变电阻R，则 (　 ) A.保持P的位置不动，将R的阻值增大，电流表的读数变小 B.保持P的位置不动，将R的阻值增大，R0的电功率变大 C.保持R的阻值不变，将P向上滑动，电流表的读数变大 D.保持R的阻值不变，将P向上滑动，R0的电功率变大 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：保持P的位置不动，即原、副线圈的匝数比不变，故副线圈两端的电压U'恒定，将R的阻值增大时，由I=可知，副线圈中的电流变小，故电流表的读数变小，A正确；由P0=I2R0可知，R0的电功率减小，B错误；保持R的阻值不变，将P向上滑动时，原线圈的匝数n1增大，由U'=U可知，副线圈上的电压变小，由I=可知，副线圈中的电流变小，C错误；由P0=I2R0可知，R0的电功率减小，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 √ 8.(2024·浙江1月选考)如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin 100πt V的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10 kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是 (　 ) A.< B.< C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V D.副线圈输出交流电压的频率是100 Hz 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：原线圈两端电压的有效值U1= V= V，根据电压与匝数的关系有=，变压器副线圈两端电压的峰值U2max=U2，根据题意有U2max>10×103 V，解得>2 000，<，故A错误，B正确；用电压表测原线圈两端电压，电压表测的是有效值，则示数为U1= V= V，故C错误；根据ω=2πf=100π rad/s，解得f=50 Hz，变压器不改变频率，则副线圈输出交流电压的频率是50 Hz，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9.(2025·雅安高二检测)(多选)小明同学 研究电磁感应现象时，实验设计如图甲 所示，他在直铁棒上套装两个线圈，线 圈n1=20匝、n2=40匝，将n1作为原线圈，并输入如图乙所示的正弦交流电，下列表述正确的是 (　 ) A.副线圈交流电的周期为0.02 s B.滑动变阻器滑片向下滑动，则电路输入功率变小 C.交流电压表的读数为20 V D.t=0.01 s时，n2两端的瞬时电动势最大 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由题图乙可知，原线圈输入电流的周期是0.02 s，副线圈交流电的周期与原线圈交流电的周期相等，则副线圈交流电的周期是0.02 s，故A正确；由题图甲可知，滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，由于原、副线圈的匝数比不变，原线圈的输入电压不变，所以副线圈的输出电压U2不变，由P2=可知，副线圈输出功率将变大，原线圈输入功率等于副线圈输出功率，则电路输入功率变大，故B错误； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 由题图乙可知，原线圈输入电压的峰值U1m=10 V，原线圈输入电压U1==10 V，由变压器的变压比=可知，副线圈输出电压U2=20 V，电压表读数为20 V，故C错误；由题图乙可知，t=0.01 s时，原线圈电流变化率最大，电流产生的磁场变化率最大，穿过副线圈的磁通量变化率最大，由法拉第电磁感应定律可知，副线圈感应电动势最大，即n2两端的瞬时电动势最大，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10.(8分)如图所示为一个教学用的简易变压器， 两线圈的匝数未知，某同学想用所学变压器的知识 测定两线圈的匝数。 (1)为完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压 ______(选填“直流”或“交流”)电源。(2分)  交流　 解析：变压器必须使用交流电源，直流电源不能让变压器正常工作。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)该同学在变压器铁芯上绕10匝绝缘金属导线C，然后将A线圈接电源，用电压表分别测出线圈A、线圈B及线圈C两端的电压，记录在表格中，则线圈A的匝数为_____匝，线圈B的匝数为______匝。(4分)  A线圈电压 B线圈电压 C线圈电压 8.0 V 3.8 V 0.2 V 400 190 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：设A、B、C的线圈匝数分别为n1、n2、n3，电压分别为U1、U2、U3，线圈电压和匝数成正比， 有=，n1=n3=×10=400， =，n2=n1=×400=190。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)为减小线圈匝数的测量误差，你认为绕制线圈C的匝数应该________ (选填“多一些”或“少一些”)更好。(2分)  多一些 解析：为减小线圈匝数的测量误差，绕制线圈C的匝数应该多一些。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11.(8分)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=4∶1，原线圈回路中的电阻 A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率的比值和两电阻两端电压的比值。 答案：　 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：变压器原、副线圈电流之比== 设流过电阻A的电流I1=I，则流过电阻B的电流I2=4I 所以两电阻消耗的电功率之比 === 两电阻两端电压之比 ==。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12.(10分)如图甲是交流发电机，其发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动。若一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B= T。为了用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V， 11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、 b与电机之间接一个理想变压器，电路如图乙所示。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)能否计算输出电压有效值?若能，怎样计算。(6分) 解析：可以。线圈转动的角速度：ω=2πf=2π×50 rad/s=100π rad/s 线圈转动产生的感应电动势最大值为：Em=NBSω=220××0.05×100π V=2 200 V 由于线圈内阻不计，则输出电压就等于感应电动势，所以输出电压的有效值为：U1==2 200 V。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?(4分) 答案：10 A 解析：根据输入功率等于输出功率得：P入=P出=11×103×2 W= 2.2×104 W 再根据P入=U1I1， 解得I1=10 A。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $