第3章 第3节 第1课时 变压器的工作原理及应用（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

该高中物理课件聚焦变压器原理及规律，通过“线圈套铁芯接交流电源使灯泡发光”的情境实验导入，引导学生用电磁感应分析现象，衔接互感知识，为理想变压器电压与匝数关系等规律学习搭建认知支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过实验探究总结电压匝数关系，任务驱动问题链（如“原副线圈是否相连”）深化理解，结合高考真题典例强化应用，帮助学生构建物理观念，教师可高效开展分层教学，提升学生分析解决问题能力。

变压器 第 3 节 课标要求 学习目标 通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 1.知道理想变压器的概念和规律。 2.掌握变压器的动态变化问题的分析。 3.通过实验探究总结电压与匝数的关系。 变压器的工作原理及应用 (赋能课——精细培优科学思维) 第1课时 课前预知教材 课堂精析重难 01 02 CONTENTS 目录 课时跟踪检测 03 课前预知教材 一、变压器的原理 1.变压器的构造:由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。一个线圈与交流电源连接,叫作_________,也叫___________;另一个线圈与负载连接,叫作_________,也叫____________。 原线圈 初级线圈 副线圈 次级线圈 2.变压器的原理:_______现象是变压器工作的基础,原线圈中的电流的大小、方向在不断变化,铁芯中的________也在不断变化,变化的磁场在副线圈中产生_______________,所以副线圈能够输出电流。 [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。 互感 磁场 感应电动势 [情境思考] 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)通过开关连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上。接通电源，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? 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可知，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)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：不发光。因为原线圈接恒定的直流电源时无法在副线圈中产生感应电动势。 二、电压与匝数的关系 1.理想变压器 (1)实际变压器的能量损耗： ①变压器线圈通过电流时发热； ②变压器铁芯在交变磁场作用下因涡流产生热量； ③交变电流产生的磁场也不可能完全局限在铁芯内。 (2)理想变压器：没有____________的变压器，是一种理想化模型。 能量损耗 2.原、副线圈电压和电流与匝数的关系 对理想变压器：= 当只有一个副线圈时，P1=P2， 又P1=I1U1，P2=I2U2，可推出：=。 3.变压器的分类 (1)降压变压器：副线圈电压比原线圈电压_______的变压器。 (2)升压变压器：副线圈电压比原线圈电压_______的变压器。 低 高 [微点拨] 电流关系=只适用于一个副线圈的情况，而=既适用于一个副线圈的情况，也适用于多个副线圈的情况。 [质疑辨析]　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与对应副线圈匝数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。 ( ) √ × × 课堂精析重难 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，如图所示是一个变压器通过降压给用户供电的示意图。 任务驱动 强化点(一)　理想变压器的工作原理 (1)理想变压器实际存在吗?为什么? 提示：理想变压器实际不存在，因为原副线圈中的电流产生电热、变压器铁芯中的涡流产生电热、变压器铁芯漏磁等引起的能量损失均不可避免。 (2)变压器的原、副线圈连在一起吗? 提示：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。 (3)是原线圈中的电流跑到副线圈中去了吗? 提示：变压器是利用互感现象在副线圈上感应出电流的，并不是原线圈的电流直接跑到副线圈中去了。 1.变压器原理图解 要点释解明 2.三点注意 (1)变压器不改变交变电流的周期和频率。 (2)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。 (3)变压器的两个线圈通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。 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产生的磁通量不变 B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C.穿过副线圈的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 题点全练清 √ 解析：通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，故磁通量Φ变化，A错误；理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量相等，故B错误；由互感现象知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，电流不通过铁芯，故D错误。 2.(2025·浙江舟山阶段练习)无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈两端通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。则关于受电线圈中产生的感应电动势情况，下列说法正确的是 (　　) A.受电线圈中的感应电动势恒定不变 B.受电线圈中的感应电动势周期性变化 C.受电线圈中的感应电动势大小不变、极性不断变化 D.受电线圈中的感应电动势极性不变、大小不断变化 √ 解析：由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据麦克斯韦电磁场理论可知送电线圈中电流产生的磁场按正弦规律周期性变化，所以受电线圈中感应电流仍是正弦式交变电流，可知受电线圈中的感应电动势周期性变化。故选B。 如图是变压器的结构图： 任务驱动 强化点(二)　理想变压器的基本关系 (1)原线圈的输入功率与副线圈的输出功率满足什么关系? 提示：由能量守恒定律知，输入功率等于输出功率。 (2)原、副线圈的电压与匝数的正比关系始终成立吗? 提示：原、副线圈间电压与匝数的正比关系始终成立。 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，所以=。 当有n组线圈时，则有===…。 要点释解明 3.功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，有P入=P出。 4.电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时，有I1U1=I2U2，得==。 [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 (　　) 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。 1.(2025·天津期末)理想变压器原线圈匝数为1 400匝，副线圈匝数为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 题点全练清 √ 解析：理想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；理想变压器没有能量损失，因此P入=P出，即原、副线圈中电功率之比为1∶1，故B错误；根据理想变压器原、副线圈的电流与匝数的关系可得，== =，故C错误；根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系可得，===，故D正确。 2.(2024·北京高考)如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6 V　3 W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是 (　　) A.原线圈两端电压的有效值为24 V B.副线圈中电流的有效值为0.5 A C.原、副线圈匝数之比为1∶4 D.原线圈的输入功率为12 W √ 解析：由题图乙知，原线圈两端电压的最大值为Um=24 V，则原线圈两端电压的有效值为U1==24 V，故A错误；灯泡正常发光，副线圈中电流的有效值为I===0.5 A，故B正确；由理想变压器电压与匝数关系可知，==，故C错误；理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率为P1=PL=3 W，故D错误。 3.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 √ 解析：原线圈两端电压的有效值为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为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.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。如果把整个线圈作为原线圈，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为原线圈，整个线圈作为副线圈，就可以升高电压。 要点释解明 强化点(三)　三种特殊变压器 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。 2.两类互感器 分类 电压互感器 电流互感器 原理图 分类 电压互感器 电流互感器 原线圈 的连接 并联在高压电路中，接在火线和零线间 串联在待测电路中，接在火线上 副线圈 的连接 连接电压表 连接电流表 互感器 的作用 测高电压，将高电压变为低电压(降压变压器) 测大电流，将大电流变成小电流(升压变压器) 利用的 关系式 =(n1>n2) I1n1=I2n2(n1<n2) 3.多个副线圈的变压器：计算具有两个(或两个以上)副线圈的变压器问题时，应注意三个关系： (1)电压关系：===…。 (2)电流关系：n1I1=n2I2+n3I3+…。 (3)功率关系：P1=P2+P3+…。 [典例]　如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1 000，两个副线圈的匝数分别为n2=50和n3=100，L1是“6 V　2W”的小灯泡，L2是“12 V　4 W”的小灯泡，当原线圈接入交流电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为 (　　) A. A B. A C. A D. A √ [解析]　两灯泡正常发光，则U2=6 V，原线圈两端电压U1=U2= ×6 V=120 V，副线圈上总的输出功率P出=PL1+PL2=2 W+4 W= 6 W，原线圈上输入功率P入=P出=6 W，原线圈中的电流I1== A= A，故C正确。 1.(2025·山东泰安期末)如图所示为钳形电流表的结构图和外形图，据图判断下列说法正确的是 (　　) 题点全练清 A.钳形电流表的变压器是一个降压变压器 B.通过钳形电流表的导线增加为两圈，所测得的电流将会加倍 C.读数时要使铁芯保持张开 D.载流导线中的电流在铁芯中产生了稳定的磁场 √ 解析：钳形电流表的变压器的作用是“降流”，属于升压变压器，故A错误；根据n1I1=n2I2，通过钳形电流表的导线增加为两圈，即n1加倍，因I1和n2不变，则所测得的电流I2将会加倍，故B正确；若钳形部分铁芯没有完全闭合，则铁芯漏磁增多，在二次绕组磁通量变化率减小，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，故C错误；载流导线中的电流为周期性变化的电流，在铁芯中产生了周期性变化的磁场，故D错误。 2.(2025·福建福州期末)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，则以下说法正确的是 (　　) A.适当调节变压器上的滑动触头P， 该自耦变压器既可升压也可降压 B.滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，电流表读数变大 C.图示位置，U2>U1 D.滑动触头P不动，滑片Q缓慢向下滑动时，U2一直在减小 √ 解析：调节变压器上的滑动触头P，可改变副线圈的匝数，但副线圈匝数一直不大于原线圈匝数，故该自耦变压器只能降压不能升压，A错误；滑片Q不动，滑动触头P逆时针转动，副线圈匝数增大，根据=，可知副线圈两端电压增大，则电流增大，电流表读数变大，B正确；题图所示位置，原线圈匝数大于副线圈匝数，则有U1>U2，C错误；滑动触头P不动，副线圈匝数不变，则U2不变，D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相等的物理量是 (　　) A.每匝线圈中磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 √ √ √ 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 解析：理想变压器的原线圈中磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同；变压器不改变交变电流的频率；理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻，二是没有出现漏磁，所以原、副线圈的功率相等；原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势由输入电压和匝数比决定，当原、副线圈匝数不同时，电动势不同。故选A、B、C。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 2.如图，可以将电压升高供给电灯的变压器是 (　　) √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：只有交流电才能通过变压器实现变压，且升压变压器的原线圈匝数比副线圈的匝数要少，满足上面两个条件的只有选项B。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 3.(2025·广西河池期末)实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12 Ω的电阻R0供电，电路如图所示，交流发电机的线圈内阻为4 Ω，导线电阻不计，当理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3时，R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.1∶1 B.3∶1 C.1∶3 D.1∶4 √ 解析：原、副线圈的电流之比为==，根据P=I2R，得R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为==×=，故选C。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 4.(2025·广东高考)如图所示，某光伏电站输出功率1 000 kW、电压400 V的交流电，经理想变压器升压至10 kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5 Ω。下列说法正确的是 (　　) A.变压器原、副线圈匝数比为1∶100 B.输电线上由R造成的电压损失为500 V C.变压器原线圈中的电流为100 A D.变压器原、副线圈中电流的频率不同 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得= ==，A错误；理想变压器原副线圈的功率相等，流过副线圈的电流I2==100 A，输电线上由R造成的电压损失为ΔU=I2R= 100×5 V=500 V，B正确；变压器原线圈中的电流为I1==2 500 A，C错误；变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 5.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 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.k1U，k2I　　　　　　 B.k1U， C.，k2I D. 解析：题图甲是电压互感器，是降压变压器，电压表的读数是变压器的输出电压，根据原、副线圈的电压比等于匝数比可以得出输入电压，即U1=k1U；题图乙是电流互感器，是升压变压器，电流表的读数是输出电流，根据变流比可以得出输入电流为I1=，故B正确，A、C、D错误。 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 6.(2025·广东韶关期末)如图甲所示是可拆变压器的实验装置图，已知小灯泡额定电压为2 V，调节学生电源，使小灯泡正常发光，此时原线圈上的电压随时间变化的图像如图乙所示，变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.此时变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1 B.若拆走可拆卸铁芯，则小灯泡两端没有电压 C.若原线圈接学生电源直流输出端，则小灯泡仍能正常发光 D.此时通过小灯泡的交变电流周期为0.02 s √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由题图乙可知，原线圈电压的有效值为U1== V=10 V，根据原、副线圈电压与匝数的关系可知，此时变压器的原、副线圈匝数之比为===，故A错误；若拆走可拆卸铁芯，还是有互感现象，灯泡两端仍然有电压，故B错误；若原线圈接学生电源直流输出端，不能发生电磁感应现象，副线圈两端无电压，则灯泡不能发光，故C错误；变压器不改变交变电流的周期，由题图乙可知，周期为T=0.02 s，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7.(2025·福建莆田期末)(多选)如图所示是一种调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，A、B端加上u=220sin 100πt(V)的交流电压，通过移动滑动触头P来调节C、D端输出电压。当P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1。现将一个“12 V　6 W”的灯泡接到输出端C、D，下列操作可使灯泡正常发光的是(　　) A.仅将P顺时针旋转到合适位置 B.仅将P逆时针旋转到合适位置 C.仅让灯泡串联一个阻值为196 Ω的电阻 D.仅让灯泡并联一个阻值为196 Ω的电阻 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：输入电压的有效值为U1== V=220 V，根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系=，可知U2=U1=110 V，灯泡的额定电压为12 V，可知要想让灯泡正常发光，可以将P顺时针旋转到合适的位置，减小副线圈的匝数，故A正确，B错误；也可以让灯泡串联一个电阻，起到分压的作用，因为副线圈中的电流为I== A=0.5 A，则串联的电阻阻值为R== Ω=196 Ω，故C正确，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 8.(2025·福建三明阶段检测)如图甲所示为半波整流电路，在理想变压器的输出电路中有一只理想整流二极管，已知原、副线圈的匝数比为22∶1，电阻R=10 Ω，原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示，电表均为理想交流电表，则 (　　) A.电压表V1的示数为7 V B.电压表V2的示数为10 V C.电流表A的示数约为0.05 A D.原线圈的输入功率为5 W √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为U0=220 V，根据原、副线圈匝数与电压的关系=，解得U1=10 V，所以电压表V1的示数为10 V，A错误；由于二极管具有单向导电性，只有半个周期能通过电流，故有×=×T，解得U2=5 V≈7.07 V，即电压表V2的示数约为7.07 V，B错误；副线圈的输出功率为P1==5 W，理想变压器输入功率等于输出功率，则有P0=P1=5 W，则原线圈电流I0=≈0.02 A，即电流表A的示数约为0.02 A，C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9.如图甲、乙所示电路中，当A、B间接10 V交流电压时，C、D间电压为4 V；M、N间接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 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：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间接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、下两个电阻两端的电压跟它们的阻值的大小成正比，但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面的电阻，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间接 4 V直流电压时，M、N两端的电压也是4 V。故B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10.(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 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 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 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11.(2025·广东中山期末)在图(a)所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈串联电阻R1后接交流电源，R1、R2均为固定电阻，R1=200 Ω，R2=20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.电流表的示数为 A B.原线圈中交流电的频率为500 Hz C.交流电源输出电压为200 V D.电压表的示数为20 V √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由题图(b)可知，电流表的示数I2= A=1 A，故A错误；由题图(b)可知，交流电的周期T=0.02 s，交流电的频率f==50 Hz，故B错误；由理想变压器的电流比=，可得通过原线圈的电流I1=I2=×1 A=0.1 A，由理想变压器的电压比=，可得原线圈电压U1=U2=·I2·R2=10×1×20 V=200 V，交流电源输出电压E=I1R1+U1=220 V，故C错误；电压表的示数U=I1R1=20 V，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12.(14分)(2025·江苏徐州阶段练习)如图是某同学设计的给电风扇切换挡位的电路示意图，a、c是理想变压器原线圈两端的接点，b是原线圈之间抽头的接点。开关S用来改变电风扇的工作挡位，1挡时电风扇的输入功率为44 W，输出功率为36 W；2挡时电风扇的输入功率为88 W，输出功率为70 W。理想变压器原线圈输入的交流电压为220 V，开关S接a时变压器原、副线圈的匝数比为10∶1。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)1挡时，开关S应该接a还是接b?通过原线圈的电流多大?(4分) 答案：接a　0.2 A　 解析：接1挡时，电风扇的输入功率较小，则电风扇两端的电压较小，变压器副线圈的输出电压较小，故开关接a处。 根据功率公式有P1入=U1I1 解得通过原线圈的电流为I1=0.2 A。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)求电风扇的内阻；(4分) 答案： 2 Ω　 解析：接1挡时变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，可知I1∶I2=n2∶n1=1∶10 解得I2=2 A 根据能量守恒定律，可知电风扇的热功率为Pr=P1入-P1出=r 解得电风扇的内阻为r=2 Ω。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)bc间匝数与副线圈匝数的比为多少?(6分) 答案： 15∶2 解析：开关接b时为2挡，可知此时电风扇的热功率为Pr'=P2入-P2出=I2'2r 解得I2'=3 A 变压器的输出功率为P2入=U2'I2' 解得U2'= V 根据变压器原、副线圈电压与匝数的关系可知U1∶U2'=nb∶n2 解得nb∶n2=15∶2。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $