第3章 习题课3 变压器的综合应用（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综合应用，涵盖负载变化、线圈匝数变化的动态问题及互感器、自耦变压器等特殊类型，通过构建答题模型连接电压匝数比等基础规律与动态分析方法，形成从基础到综合的学习支架。 其亮点在于以“融通知能”模块强化模型建构（科学思维），结合充电桩、钳形电流表等实例深化物理观念，分层训练题提升科学探究能力。学生能系统掌握动态分析方法，教师可依托资料实现高效教学与分层指导。

变压器的综合应用 习题课3 综合提能(一) 负载变化引起的动态变化问题 综合提能(二)　线圈匝数变化引起 的动态 变化问题　 01 02 CONTENTS 目录 课时跟踪检测 04 综合提能(三) 三类特殊变压器 03 综合提能(一)负载变化引起的 动态变化问题 1.含有变压器动态电路问题的答题模型 (1)构建模型 融通知能 (2)模型突破 解答这类问题的关键是分清变量和不变量。首先确定哪些量是不变的，然后结合变压器的基本规律和欧姆定律分析相关量的变化情况。 ①理想变压器将电能由原线圈传给副线圈时总是“量出而入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输入功率。 ②可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法。 2.负载变化的两种情况 (1)负载的数目发生变化，如某些用电器的开关断开或闭合。 (2)滑动变阻器的滑片移动，电路中的电阻发生变化。 [典例]　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。在滑动变阻器滑片从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 √ [解析]　由于原线圈所接电压恒定，原、副线圈匝数比恒定，故副线圈的输出电压恒定，滑动变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得I2=，可知副线圈的电流逐渐减小，由=可知，原线圈的电流I1也逐渐减小，A正确，B错误；原线圈的输入功率为P入=U1I1，由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，C错误；由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与滑动变阻器右半部分并联的总电流减小，又因为与定值电阻并联的滑动变阻器右半部分的电阻值逐渐减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式PR=I2R可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，D错误。 /方法技巧/ 负载变化引起的动态变化问题的解题思路 变与不变结合，根据答题模型从副线圈向原线圈推进。如果原、副线圈的匝数不变，则副线圈电压不变，根据负载电阻的变化，判断出副线圈电流或功率的变化情况，然后根据输出功率决定输入功率的特点，分析原线圈电流或功率的变化。 1.如图所示，理想变压器原线圈接在u=Umsin(ωt+φ)的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后 (　 ) A.电流表A2的示数减小　 B.电压表V1的示数减小 C.电压表V2的示数不变 D.电流表A1的示数不变 针对训练 √ 解析：由于理想变压器原线圈两端接入电压的有效值不变，原、副线圈的匝数比不变，根据=可知，副线圈两端接入电压的有效值保持不变，即电压表V1的示数不变，B错误；开关S闭合后，变压器副线圈所在电路中的负载电阻减小，流过副线圈所在电路干路中的电阻R的电流增大，其两端电压增大，而副线圈两端电压不变，则与电流表A2串联的电阻两端电压减小，即V2示数减小，由欧姆定律可知A2的示数减小，A正确，C错误；由理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比可知，线圈匝数比不变，副线圈的电流增大，则通过原线圈的电流也增大，故A1示数变大，D错误。 2.如图，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是 (　 ) A.L1先变暗后变亮，L2一直变亮 B.L1先变亮后变暗，L2一直变亮 C.L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗 D.L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗 √ 解析：在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中， 副线圈电路中的总电阻先增大后减小，将副线圈电路中的电 阻等效到原线圈电路中，等效电路图如图所示，根据理想变 压器的原理可得R'=R副，故R'先增大后减小，则通过灯泡L1(原线圈)的电流先减小后增大，故灯泡L1先变暗后变亮，灯泡L1两端的电压先减小后增大，则原线圈两端的电压先增大后减小，由于理想变压器原、副线圈的匝数比固定，根据原、 副线圈匝数比与电流的关系知，通过副线圈的电流先减小后增大，根据原、副线圈匝数比与电压的关系知副线圈两端的电压先增大后减小，而灯泡L2所在支路电阻一直减小，则灯泡L2先变亮，之后副线圈两端的电压减小，通过副线圈的电流增大，而R0所在支路电阻一直增大，所以通过R0的电流减小，灯泡L2所在支路电流增大，可见灯泡L2一直变亮，A正确。 综合提能(二) 线圈匝数变化引起 的动态变化问题　 1.线圈匝数变化的三种情况 (1)原线圈匝数不变，副线圈匝数变化。 (2)副线圈匝数不变，原线圈匝数变化。 (3)原、副线圈的匝数同时变化，且变化后匝数比与之前不同。 2.一般解题思路 根据电压与匝数成正比的特点，判断输出电压如何变化，然后根据答题模型从副线圈向原线圈推进。 融通知能 [典例]　(2024·全国甲卷)(多选)如图，理想 变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触 头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值 电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线 圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以 (　 ) A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变 C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动 D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动 √ √ [解析]　保持T不动，根据理想变压器的性质可知，副线圈两端电压不变，当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时，R与R1串联后的总电阻减小，通过R1的电流增大，根据P=I2R1可知，此时R1的热功率增大，故A正确；将T向b端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片位置不变时，通过R1的电流减小，故R1的热功率减小，故B错误；将T向a端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器R的滑片向f端滑动，R与R1串联后的总电阻减小，通过R1的电流增大，此时R1的热功率增大，故C正确；将T向b端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片向e端滑动，R与R1串联后的总电阻增大，通过R1的电流减小，此时R1的热功率减小，故D错误。 1.如图所示为原、副线圈的匝数均可调节 的理想变压器，原线圈两端接一正弦式交变电 流，一小灯泡L和滑动变阻器串联于副线圈两 端，滑动触头P置于中间，小灯泡正常发光。 为了使小灯泡亮度变暗，可以采取的措施有 (　 ) A.仅减少原线圈的匝数n1 B.仅增加副线圈的匝数n2 C.仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动 D.仅增大原线圈中交流电的电压 针对训练 √ 解析：仅减少原线圈的匝数，仅增加副线圈的匝数，或仅增大原线圈中交流电的电压，根据=，U2=U1，都会使输出电压增加，故输出功率增大，小灯泡亮度变亮，A、B、D错误；仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，所以副线圈上的电流减小，通过灯泡的电流减小，所以灯泡亮度变暗，C正确。 2.如图所示的理想变压器中，b是原线圈的中点触 头，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上正弦式交 变电压，现将单刀双掷开关与a连接，下列说法正 确的是 (　 ) A.滑动变阻器滑片P向上移动时，电压表、电流表示数均变小 B.滑动变阻器滑片P向上移动时，原线圈中电流增大 C.单刀双掷开关由a掷向b，电压表、电流表示数均变大 D.单刀双掷开关由a掷向b，变压器输入功率将变小 √ 解析：当滑动变阻器滑片P向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈所在电路的总电阻变大，由于副线圈两端的电压是由输入电压和线圈匝数比决定的，所以副线圈中的电流变小，电流表的示数变小，电压表的示数不变，A错误；电流与匝数成反比，副线圈中电流减小，原线圈中电流也减小，B错误；当单刀双掷开关由a掷向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变小，所以副线圈两端的电压升高，电压表和电流表的示数均变大，C正确；由C知电压表和电流表的示数均变大，则输出功率变大，变压器输入功率等于输出功率，则输入功率将变大，D错误。 综合提能(三) 三类特殊变压器 1.互感器 (1)电压互感器：如图甲所示，原线圈并联在 高压电路中，副线圈接电压表。互感器将高电压 变为低电压，通过电压表测低电压，结合匝数比 可计算出高压电路的电压。 融通知能 (2)电流互感器：如图乙所示，原线圈串联在待测大电流电路中，副线圈接电流表。互感器将大电流变成小电流，通过电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。 2.自耦变压器 如图甲所示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。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2。 3.有多个副线圈的变压器 当有多个副线圈时，电压比等于匝数比仍然成立，但电流不再与匝数成反比，而要根据原、副线圈功率相等去推导；若原线圈中有用电器时，不要把电源电压与原线圈两端电压搞混，而要把原线圈所在电路看成一回路处理，原线圈相当于一非纯电阻用电器，其两端电压与副线圈两端电压的比值等于匝数比。 [典例]　(2025·云南高考)(多选)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1，输入电压U1=1.1 kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U2=U3=220 V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW，下列说法正确的是 (　 ) A.n1∶n2=5∶1 B.n1∶n3=1∶5 C.变压器的输入功率为10.5 kW D.两副线圈输出电压最大值均为220 V √ √ [解析]　根据理想变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系可得n1∶n2=U1∶U2=5∶1，n1∶n3=U1∶U3=5∶1，故A正确，B错误；根据能量守恒定律可知变压器的输入功率等于总的输出功率，故P输入=P输出=7.0 kW+3.5 kW=10.5 kW，故C正确；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Um=220 V，故D错误。 1.如图所示，L1和L2是高压输电线， 甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2 =1 000∶1，n3∶n4=1∶100，图中电 压表示数为220 V，电流表示数为10 A， 则高压输电线的送电功率为 (　 ) A.2.2×103 W B.2.2×10-2 W C.2.2×108 W D.2.2×104 W 针对训练 √ 解析：根据题图甲可得，高压输电线的送电电压U=U甲=220 kV；根据题图乙可得，送电电流I=I乙=1 000 A；所以高压输电线的送电功率P=UI=220 kV×1 000 A=2.2×108 W，C正确。 2.一自耦变压器如图所示，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 (　 ) A.U2>U1，U2降低 B.U2>U1，U2升高 C.U2<U1，U2降低 D.U2<U1，U2升高 √ 解析：a、b间原线圈的匝数大于c、d间副线圈的匝数，在滑动触头由M点移动到N点的过程中，副线圈的匝数进一步减小，由变压器工作原理=知，U2<U1，且U2降低，C正确。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1.如图是“探究变压器线圈两端的电压与 匝数关系”的实验示意图，a线圈接交流 电源，b线圈接交流电压表，不计两线圈 的内阻，在实验过程中 (　 ) A.只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大 B.只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定增大 C.同时增加a、b两线圈的匝数，电压表的示数一定增大 D.只改变a线圈两端的电压，电压表的示数不变 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 解析：根据=，解得：Ub=Ua，若只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大，若只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定减小，A正确，B错误；电压表的示数应与a、b两线圈的匝数比有关，C错误；只改变a线圈两端的电压，电压表的示数改变，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 2.下列各图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的灯泡相同，规格都是“220 V　40 W”。当灯泡所消耗的功率都调至20 W时，台灯中消耗功率最小的是 (　 ) √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：题目中提供了4种控制电路，A、B、D选项图中3种电路均采用变阻器分压，工作时电阻上都有额外的功率损耗，台灯消耗的功率大于20 W，C选项图中用理想变压器改变电压，因没有额外的功率损耗，这时台灯消耗的功率就等于20 W，为最小值，C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 3.理想降压变压器的原线圈接电流表A1和电阻R1后，接6 V恒定直流电源，如图所示，当副线圈的负载电阻R2变小时，以下说法正确的是 (　 ) A.输出功率增大 B.A2读数增大 C.A1读数增大 D.A1读数不为零，且保持不变 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此本题变压器原线圈接在6 V 恒定直流电源上，副线圈上无电压，无输出功率，由于原线圈构成直流通路，故电流表A1有恒定读数，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 4.如图所示，甲、乙两图中的理想变压 器以不同的方式接在高压电路中，甲图中变 压器原、副线圈的匝数比为k1，电压表读数 为U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为 k2，电流表读数为I，则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为(　 ) A.k1U，k2I 　B.k1U， 　　 C.，k2I D. √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：根据原、副线圈的电压、电流与线圈匝数关系可知==k1、==，由此可知U1=k1U，I1=，B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 5.(多选)用理想变压器给负载电阻R供电，变压器输入电压一定时，下列四个办法中可以使变压器输入功率增加的是 (　 ) A.减小变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R保持不变 B.减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变 C.增大负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变 D.增大变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变 √ √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：由=可知，当n1减小，U1、n2不变时，U2增大，P2=(R不变)，P2增大，由变压器输入功率P1=P2可知，A正确；U1、n1、n2不变，则U2不变，R减小时，P2=，P2增大，由变压器输入功率P1=P2可知，B正确，同理R增大时，P2减小，P1=P2，C错误；当n1、U1不变，n2增大时，则U2增大，由P2=(R不变)，可知P2增大，由变压器输入功率P1=P2可知，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 6.如图所示的变压器电路中，三个定值电阻的 阻值相同，理想变压器原、副线圈的匝数比为 2∶1，在a、b端加上电压为U的交流电压，开 关S断开时，电流表的示数为I，则开关S闭合 后，电流表的示数为 (　 ) A.I B.I C.I D.I √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：设每个电阻的阻值为R，开关S断开时，根据交变电流与原、副线圈匝数的关系可知，副线圈中的电流为2I，所以副线圈两端的电压为U2=2IR，原线圈两端的电压U1=2U2=4IR，结合串并联电路特点有U=4IR+IR=5IR；同理，当开关S闭合时，设电流表的示数为I1，副线圈中的电流2I1，副线圈两端的电压为I1R，则原线圈两端电压为2I1R，则U'=2I1R+I1R=3I1R，得到I1=I，D正确，A、B、C错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 7.如图甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，若A、B间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个55 Ω的电阻(图中未画出)，则 (　 ) A.该交流电的电压瞬时值表达式为 u=220sin(25πt)V B.该交流电的频率为50 Hz C.流过电阻的电流约为4 A D.电阻消耗的功率约为220 W √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：由题图乙可知正弦交流电的周期T=0.04 s，则f==25 Hz，ω=2πf= 50π rad/s，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u=220sin(50πt)V，A、B错误；从题图甲中可以看出，自耦变压器的副线圈的匝数约是原线圈匝数的，故副线圈两端的电压约为110 V，流过电阻的电流约为2 A，C错误；电阻消耗的功率P=U2I2=220 W，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 √ 8.有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯泡L1、L2为规格相同的两只小灯泡。当S断开时，灯泡L1正常发光。S闭合后，下列说法正确的是 (　 ) A.灯泡L1、L2都能正常发光 B.原线圈的输入功率减小 C.原、副线圈的电流比增大 D.电阻R消耗的功率增大 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：当S断开时，L1正常发光，当S闭合后，副线圈电路总电阻减小，回路中总电流增大，R两端电压变大，灯泡L1、L2两端电压减小，两灯泡均不能正常发光，A错误；由P入=P出=可知，R总减小，U2不变，则P入变大，B错误；由=可知，原、副线圈匝数比不变，则原、副线圈的电流比不变，C错误；电阻R的功率P=R，因I2变大，R不变，则P变大，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 9.一理想变压器的原线圈匝数n1=100匝，副线圈匝 数n2=30 匝、n3=20 匝，一个电阻为48.4 Ω的小灯 泡接在两个副线圈上，如图所示。当原线圈与u= 220sin ωt(V)的交流电源连接后，变压器的输入 功率是(　 ) A.10 W　　 B.20 W　　 C.250 W　　 D.500 W √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：根据副线圈的接法可知，两个副线圈反向连接，两副线圈产生的电动势抵消一部分，相当于灯泡接在10 匝的副线圈上，根据题给表达式知，原线圈两端的电压有效值为220 V，根据电压与匝数成正比知灯泡两端的电压为U=×220 V=22 V，灯泡的功率P== W=10 W，则输入功率也为10 W，A正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 10.如图所示的钳形电流表，按下手柄时，它的铁芯可以分开，把被测的通电导线放入后，松开手柄，铁芯闭合。导线中的交变电流在铁芯中产生交变磁场，电流表与套在铁芯上的线圈相连，可以间接得知导线中的大电流。被测导线、铁芯、线圈构成一个电流互感器。下列对钳形电流表的说法正确的是 (　 ) A.其工作原理与降压变压器一样 B.测量时需要断开电路将此钳形电流表串联接在电路中 C.如果钳口没有闭合紧密，则电流的测量值会偏小 D.如果通电导线在钳口多绕几圈，则读数会变小 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：钳形电流表实质上是“降流”，则原理是与升压变压器一样，A错误；测量时不需要断开电路，只需将此钳形电流表的钳口扣在导线上即可，B错误；若钳形部分铁芯没有完全闭合，导线中电流产生的磁场减弱，磁通量变化率减小，内置线圈产生的感应电动势减小，感应电流减小，则测量出的电流将小于实际电流，C正确；根据n1I1=n2I2可知，若将通电导线在铁芯上多绕几圈，即n1变大，I1、n2不变，则钳形电流表的示数I2将变大，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 11.如图所示，理想变压器线圈 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的 匝数比n1∶n2∶n3=4∶2∶1，线圈Ⅱ接两只标 有“6 V　6 W”的灯泡且正常发光。线圈Ⅲ接 四只额定功率为3 W的灯泡且正常发光，则阻值为3 Ω的定值电阻R1的实际功率为 (　 ) A.3 W B.6 W C.12 W D.24 W √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 解析：因为是理想变压器，所以有P1=P2+P3=2×6 W+4×3 W=24 W；又=，所以U1=U2=×6 V=12 V，所以原线圈中的电流I1== A=2 A，所以定值电阻R1的实际功率=·R1=22×3 W=12 W，故选C。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 12.(2024·重庆高考)(多选)小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲、乙所示，图中灯泡的额定电压为6 V、电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压为220 V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 A.n1∶n2=110∶3 B.当P滑到R中点时，图甲中L的功率比图乙中的小 C.当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能 D.图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大 解析：滑片P在R最左端时，题图甲、乙中变压器的输出电压均为灯泡的额定电压6 V，因此n1∶n2=220∶6=110∶3，故A正确； √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 当P滑到R中点时，题图甲中R左端与灯泡串联，题图乙中灯泡与R右端并联后再与R左端串联，由于并联电阻小于灯泡电阻，则题图甲中灯泡两端电压大于题图乙中灯泡两端电压，则题图甲中灯泡功率比题图乙中灯泡功率大，故B错误；当P滑到R最左端时，题图甲中只有灯泡，题图乙中R与灯泡并联，总电阻更小，输出功率更大，题图甲所示电路比题图乙更节能，故C正确；题图乙中的灯泡两端电压在0到6 V间变化，题图甲中的灯泡两端电压最高为6 V，最低达不到0，则题图乙中灯泡两端电压可调范围大，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 13.(10分)如图甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入的正弦式交变电流的uab⁃t图像如图乙所示。若只在c、e间接一个Rce=400 Ω的电阻，或只在d、e间接一个Rde=225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 (1)请写出原线圈输入电压的瞬时值uab的表达式；(3分) 答案：uab=400sin 200πt(V)　 解析：由题图乙知ω=200π rad/s，原线圈输入电压的瞬时值表达式uab=400sin 200πt(V)。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 (2)求只在c、e间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；(3分) 答案： A　 解析：输入电压的有效值U1=200 V，对理想变压器，有P1=P2，原线圈中的电流I1=，解得I1= A。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 (3)求c、e和d、e间线圈的匝数比。(4分) 答案： 解析：设a、b间线圈的匝数为n1，则有=，同理，有=。由题意知=，解得=，代入数据解得=。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 14.(10分)黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”。如图所示是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿场强为6 220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少? 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 答案：10∶1 解析：电网两极间电场可看作匀强电场且Um=Emd，由题意知空气被击穿时Em=6 220 V/cm，已知理想变压器电压关系为=，峰值与有效值关系为U1m=U1，由以上各式得≈，所以变压器次、初级线圈匝数比不得超过10∶1。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 15.(10分)如图所示，一台有两个副线圈的变压器， 原线圈匝数n1=1 100，接入电压U1=220 V的电路中。 (1)要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6 V， U3=110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少?(4分) 答案：n2=30，n3=550　 解析：变压器电压比等于匝数比==， 有==，所以n2=30，n3=550。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 (2)若在两副线圈上分别接上“6 V，20 W”“110 V，60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少?(6分) 答案：0.36 A 解析：两组副线圈上电压分别为U2=6 V，U3=110 V，在两副线圈上分别接上“6 V，20 W”“110 V，60 W”的两个用电器时，这两个用电器都能正常工作，所以这两个用电器实际消耗的功率就为20 W和60 W。 又因为理想变压器的输入功率等于输出功率，所以P1=P2+P3。 即I1·U1=20 W+60 W=80 W，因为U1=220 V，所以I1≈0.36 A。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 16.(12分)如图所示，100匝矩形导线框处于磁感应强度大小B= T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5 m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=100π rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈中接一只“220 V，60 W”的灯泡。若电流表为理想交流电表。求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 (1)线圈从图示位置开始计时，产生感应电动势瞬时值的表达式。(4分) 答案：e=500cos 100πt V　 解析：由Em=NBSω，得：Em=500 V e=500cos 100πt V。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 (2)为使灯泡正常发光，理想变压器的匝数比。(4分) 答案：25∶11 解析：U1==500 V，U2=220 V 根据=，解得：=。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 3 4 (3)灯泡正常发光时，理想交流电流表的示数。(4分) 答案：0.12 A 解析：根据理想变压器原副线圈的功率关系： P1=P2=U1I1，解得：I1= A=0.12 A。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $