3.3 变压器 课件-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册
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摘要:
该高中物理课件聚焦变压器的构造、互感原理及电压与匝数关系,通过实验探究导入,引导学生用可拆变压器改变匝数测量电压,形成“实验操作→数据分析→结论推导→理论深化”的学习支架,衔接实验与原理教学。
其亮点是以科学探究为核心,通过多用电表使用、匝数改变等实验步骤培养科学探究能力,结合理想变压器模型建构与动态分析发展科学思维,实例丰富(如无线充电、互感器)助学生形成物理观念。学生能提升探究与应用能力,教师可获得系统教学资源,提高教学效率。
内容正文:
第三章
3 第1课时 实验:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
学习
目标 1.知道变压器的构造。(物理观念)
2.了解互感现象,理解变压器的工作原理。(科学思维)
3.通过实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。(科学探究)
4.理解理想变压器原、副线圈电压比及电流比与匝数比的关系,能应用这些关系来解决基本问题。(科学思维)
基础落实·必备知识全过关
一、实验目的
探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
二、实验方案
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。
三、实验器材
多用电表、可拆变压器、学生电源、开关、导线若干(如图1所示)。
图1
1.保持原线圈的匝数n1和电压U1不变,改变副线圈的匝数n2,研究副线圈的匝数n2对副线圈电压U2的影响。实物接线如图2所示。
表格一
U1=5 V,n1=400
实验次数 1 2 3
n2
U2/V
(1)原线圈选择匝数n1=400,用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上。
(2)将选择开关调至使原线圈两端电压为5 V,如图甲所示。
(3)将多用电表的两表笔与匝数n2=200的副线圈的接线柱相连接,如图乙所示。读出副线圈两端的电压U2。
(4)将n2、U2、n1、U1记录在表格一中。
(5)保持n1=400,U1=5 V不变。将多用电表的两表笔与匝数n2=800的副线圈的接线柱相连接,如图丙所示,重复上述实验,将结果记录到表格一中。
(6)保持n1=400,U1=5 V不变。将多用电表的两表笔与匝数n2=1 400的副线圈的接线柱相连接,如图丁所示,重复上述实验,将结果记录到表格一中。
表格二
U1=5 V,n2=400
实验次数 1 2 3
n1
U2/V
(1)将1中的原线圈作为副线圈,副线圈作为原线圈。
(2)副线圈选择匝数n2=400,用导线将变压器匝数n1=200的原线圈的接线柱与学生电源的交流输出接线柱连接。
(3)将选择开关拨至5 V挡。
(4)将多用电表的两表笔与匝数n2=400的副线圈的接线柱相连接,读出副线圈两端的电压U2。
(5)将n2、U2、n1、U1记录在表格二中。
(6)保持n2=400,U1=5 V不变,将连接电源的两根导线先后与匝数为800和1 400的原线圈的接线柱相连接,重复上述实验,将结果记录到表格二中。
(7)拆除实验线路,整理好实验器材。
四、数据分析与结论
分析表格一和表格二中记录的数据,可得以下结论:
1.当原线圈电压、原线圈匝数不变时,副线圈电压与副线圈匝数成正比。当原线圈电压、副线圈匝数不变时,副线圈电压与原线圈匝数成反比。
2.原、副线圈的电压之比等于匝数之比。
五、注意事项
1.为了人身安全,只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 V,即使这样,通电时也不要用手接触裸露的导线、接线柱。
2.为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测,大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量。
重难探究·能力素养全提升
(1)为了完成该实验,已选用多用电表,还需选择的器材是 ;
A.有闭合铁芯的原、副线圈 B.无铁芯的原、副线圈
C.交流电源 D.直流电源
例题1(2026福建宁德高二期末)在探究变压器电压与线圈匝数的关系的实验中,实验室采用了如图所示的可拆式变压器进行研究。
AC
(2)对于实验过程,下列说法正确的是 ;
A.变压器原线圈可接入220 V的家庭电路
B.变压器副线圈不接负载时,副线圈两端仍有电压
C.实验中测电压的仪器是多用电表,且选择开关置于直流电压挡
(3)已知实验中所用到的变压器两组线圈的匝数分别为Na=400和Nb=800,有关测量数据如下表:
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据表中数据可得到的实验结论:__________________________________。
B
见解析
解析 (1)为了尽量减小漏磁,变压器的原、副线圈需要绕在闭合铁芯上,故A正确,B错误;变压器正常工作需要交流电源,故C正确,D错误。
(2)为了确保安全,变压器原线圈应接到低压学生交流电源上,故A错误;根据原、副线圈电压与匝数关系可知,变压器副线圈不接负载时,副线圈两端仍有电压,由于负载电路断开,负载电路中没有电流,故B正确;实验中测电压的仪器是多用电表,由于原、副线圈中是交变电流,实验中应将选择开关置于交流电压挡,故C错误。
(3)根据表格中的数据有,可得到的实验结论:在误差允许的范围内,变压器原、副线圈的电压之比等于匝数比。
(1)当原线圈接入10 V交流电源时,先用电压表V2的 (选填“大量程”或“小量程”)试测,然后选择合适的量程继续测量。
(2)该同学在研究过程中,第一次铁芯上方有横挡铁芯,第二次无横挡铁芯,其他条件均相同,电压表V2第一次的读数 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次读数。
(3)另一同学在做实验时,发现电压表V2没有示数,可能的原因是 。
A.原线圈接入直流电
B.电压表V2断路
C.原线圈匝数过少
例题2某同学在研究变压器电压与线圈匝数的定量关系实验中,按照如图所示的电路图连接电路并进行实验,已知左边是原线圈,右边是副线圈。
大量程
大于
AB
解析 (1)当原线圈接入10 V交流电源时,先用电压表V2的大量程试测,然后选择合适的量程继续测量,理由是用小量程挡测量可能损坏交流电压表。
(2)第一次铁芯上方有横挡铁芯,则变压器磁损较少,电压表V2所测电压较大。
(3)发现电压表V2没有示数,则可能为原线圈接入直流电或者电压表V2断路,若原线圈匝数过少,则V2示数较大,故选A、B。
第三章
3 第2课时 变压器
基础落实·必备知识全过关
一、变压器的原理
1.构造:变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的,一个线圈与 __________连接,叫作原线圈,也叫 ;另一个线圈与___________ 连接,叫作副线圈,也叫 (如图所示)。
形成闭合磁路,防止漏磁
交流电源
初级线圈
负载
次级线圈
2.原理: 是变压器工作的基础。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 也在不断变化。变化的 在副线圈中产生感应电动势。
【要点提示】 变压器只对交变电流起作用,对恒定电流不起作用。
互感现象
磁场
磁场
3.示意图
二、电压与匝数的关系
1.理想变压器
把没有 的变压器叫作理想变压器。许多大型变压器工作时,能量损失很小,可看作理想变压器。
2.基本关系式(假设只有一个副线圈)
(1)电压比:。
(2)能量关系:P入=P出。
(3)电流关系:。
【要点提示】 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。
理想变压器没有能量损失
只适用于一个原线圈和一个副线圈
能量损失
3.理想变压器的六个决定
(1)原线圈电压U1由提供原线圈电压的电源决定。
(2)副线圈电压U2由原线圈电压U1及匝数比决定,与副线圈所接负载无关。
(3)副线圈电流I2由副线圈电压U2和副线圈负载决定。
(4)原线圈电流I1由副线圈电流I2决定。
(5)输出功率P出由输出电压和负载决定。
(6)输入功率P入由输出功率P出决定。
微思考·情境探究
情境1某理想变压器,原线圈匝数n1=2 200,接在U1=220 V的交变电源上,副线圈匝数n2=220。副线圈输出的电压U2是多少?该变压器属于升压变压器还是降压变压器?
提示 U2=22 V;属于降压变压器。根据理想变压器电压比,代入数据计算即可;副线圈匝数少于原线圈,输出电压低于输入电压,为降压变压器。
情境2只有一个副线圈的理想变压器,原线圈匝数n1=100,副线圈匝数n2=500,原线圈电流I1=10 A。求副线圈中的电流I2大小。
提示 I2=2 A。理想变压器电流比(单副线圈),电流与匝数成反比;注意电流比仅适用于单副线圈,多副线圈需用功率关系计算。
情境3某实际变压器,原线圈输入电压220 V,输出电压110 V,输入功率100 W,输出功率90 W。该变压器的效率是多少?与理想变压器相比,实际变压器存在能量损耗的主要原因是什么?
提示 效率为90%;主要原因是铁芯涡流发热和线圈电阻发热。变压器效率η=×100%,代入数据计算即可;实际损耗主要来自涡流(铁芯)和焦耳热(线圈电阻),理想变压器忽略所有损耗。
基础转化·夯实基础提能力
基础转化点1 变压器的原理
AI解读基于互感现象工作,原线圈变化磁场在副线圈感应出电动势,是交变电流远距离输电的核心装置,常结合线圈绕向、铁芯结构考查工作条件。
1.某理想变压器原线圈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
解析 变压器可以改变电压、电流大小,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。
D
2.(2025江苏卷)用图示可拆变压器进行探究实验,当变压器左侧的输入电压为2 V时,若右侧接线柱选取“0”和“4”,右侧获得4 V输出电压,则左侧接线柱选取的是( )
A.“0”和“2” B.“2”和“8”
C.“2”和“14” D.“8”和“14”
A
解析 根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数关系可知,根据题中数据可知U1=2 V,U2=4 V,n2=4,代入可得n1=2,故A正确。
基础转化点2 理想变压器的基本关系
AI解读电压与匝数成正比、电流与匝数成反比,是本节核心公式。多用于匝数比、电压、电流计算,是变压器题型的基础突破口。
3.如图所示,某理想变压器的原线圈、副线圈匝数比为n1∶n2=10∶1,电阻R=10 Ω,电压表为理想交流电压表,原线圈的交流电压瞬时值表达式为u1=220sin 10πt(V),下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为22 V
B.原线圈中的电流有效值为2.2 A
C.电流的频率为10 Hz
D.电阻R的电功率为48.4 W
D
解析 由u1=220sin 10πt(V)可知,原线圈两端电压最大值为Um=220 V,则有效值为U1==220 V,根据电压与匝数比的关系,则有,解得副线圈两端的电压有效值为U2=22 V,因电压表显示的示数是有效值,故电压表的示数为22 V,A错误;副线圈的电流I2==2.2 A,根据,代入数据解得I1=0.22 A,B错误;根据f=,解得f==5 Hz,C错误;根据电功率公式有P==48.4 W,D正确。
4.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=3∶1,R1和R2为完全相同的定值电阻,电压表为理想电表,原线圈两端加电压u=300sin 100πt(V),则电压表的示数为( )
A.300 V B.100 V
C.50 V D.50 V
D
解析 由题知,原线圈电压的有效值为U1= V=300 V,根据理想变压器电压关系,解得U2=100 V,又R1=R2,所以电压表示数为50 V,D正确。
基础转化点3 理想变压器两端的功率计算
AI解读理想模型输入功率等于输出功率,是解题关键约束。常出现在副线圈带负载、多副线圈、动态电路分析,直接决定功率与电流关系。
5.(2026陕西榆林期末)某理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接,已知变压器的原、副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1,电阻R=10 Ω,图乙是R两端电压U随时间t变化的图像,Um=20 V。则下列说法正确的是( )
A.通过R的电流IR随时间t变化的规律是IR=2cos(100πt) A
B.变压器的输入功率为40 W
C.电压表V的读数为20 V
D.电流表A的读数为2 A
B
解析 通过R的电流IR随时间t变化的规律是IR=cost=2cos(100πt) A,故A错误;变压器的输入功率等于输出功率,为P1=P2==40 W,故B正确;电压表V的读数为有效值U2= V=20 V,故C错误;变压器初级电压U1=U2=200 V,电流表A的读数即初级电流有效值I1= A=0.20 A,故D错误。
6.(2026北京大兴期末)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sin(100πt) V的交流电源上,副线圈接R=11 Ω的电阻。原、副线圈的匝数比为20∶1,电压表为理想电表。下列说法正确的是( )
A.电流的频率为100 Hz
B.电压表的示数为22 V
C.原线圈电流的有效值为1 A
D.原线圈的输入功率为11 W
D
解析 电流的频率为f= Hz=50 Hz,故A错误。电压表的示数为副线圈两端电压的有效值,原线圈的电压有效值为220 V,根据电压与匝数成正比,可得副线圈的电压为U2=11 V,所以电压表的读数为11 V,故B错误。根据欧姆定律可得副线圈的电流的大小为I2==1 A,根据电流与匝数成反比,可得原线圈电流的大小为I1=0.05 A,由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为P=U2I2=11 W,故C错误,D正确。
重难探究·能力素养全提升
命题角度 理想变压器的动态分析
1.理想变压器动态分析常见的两种情况
(1)匝数比不变的情况(如图甲所示)。
甲
①U1不变,根据,输入电压U1决定输出电压U2,
不论负载电阻R如何变化,U2不变。
②当负载电阻发生变化时,I2变化,输出电流I2决定输
入电流I1,故I1发生变化。
③I2变化引起P2变化,P1=P2,故P1发生变化。
(2)负载电阻不变的情况(如图乙所示)。
①U1不变,发生变化,故U2变化。
②R不变,U2变化,故I2发生变化。
③根据P2=和P1=P2,可以判断P2变化时,P1发生变化。根据P1=U1I1,U1不变,故I1发生变化。
乙
2.解决理想变压器动态分析问题的规律方法
处理变压器的动态分析问题,首先应明确不变量和变化量,对变化量要把握它们之间的制约关系,依据逐步分析的思想,从主动变化量开始,根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况。
(1)首先明确变压器各物理量间的制约关系。
(2)分清动态变化中哪个物理量变化,结合串、并联电路的特点,欧姆定律及变压器各物理量间因果关系依次确定。
例题1一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1①,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示②,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )
A.副线圈输出电压的频率为原来的
B.副线圈输出电压的有效值为31 V
C.P向右移动③时,原、副线圈的电流比减小
D.P向右移动③时,变压器的输入功率增加
乙
甲
D
解析 由图甲可知,原线圈输入电压的周期为T=2×10-2 s,频率f==50 Hz,变压器不改变交变电流的频率,所以副线圈输出电压的频率为50 Hz,A错误;由图甲可知,原线圈输入电压的最大值为310 V,其有效值为U1= V=220 V,根据电压与匝数成正比可知,副线圈输出电压的有效值U2=U1= V=22 V,B错误;P向右移动时,滑动变阻器的电阻变小,而副线圈的电压不变,则副线圈中的电流变大,变压器的输出功率增加,根据变压器原理,变压器的输入功率增加,原线圈中的电流也随之变大,但电流之比仍然等于匝数的反比,恒定不变,C错误,D正确。
教你析题
读取题干 获取信息
① 副线圈两端输出交流电压的最大值
② 原线圈两端输入正弦式交流电压的最大值和周期
③ 滑动变阻器接入电路的电阻变小
教你破题
例题2(2025安徽卷)某理想变压器的实验电路如图所示,原、副线圈总匝数之比n1∶n2=1∶3,○A为理想交流电流表。初始时,输入端a、b间接入电压u=12sin(100πt) V的正弦式交变电流,变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间,电阻箱R的阻值调为6 Ω。要使电流表的示数变为2.0 A,下列操作正确的是( )
A.电阻箱R的阻值调为18 Ω
B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的
C.输入端电压调为u=12sin(50πt) V
D.输入端电压调为u=6sin(100πt) V
B
解析 输入电压峰值为Um=12 V,则输入电压有效值为U1==12 V,滑动触头在正中间,根据变压比可知,输出电压U2=U1=18 V,若将电阻箱阻值调为18 Ω,则理想交流电流表的示数为1.0 A,故A错误;若将副线圈匝数调为总匝数的,根据变压比可知,输出电压U2'=U1=12 V,则副线圈电流变为I2'==2.0 A,故B正确;输入端电压调为u=12sin(50πt) V时,其有效值不变,不会导致电流的变化,故C错误;将输入电压峰值减小一半,则输入电压有效值变为U1″==6 V,输出电压U2″=U1″=9 V,副线圈电流变为I2″==1.5 A,故D错误。
教考衔接
试题情境 学习探索问题情境
必备知识 理想变压器、交变电流
关键能力 理解能力、推理能力、应用数学知识解决物理问题的能力
教材衔接 与人教版教材选择性必修第二册第62页第5题考查的知识点相似
思维方法 利用理想变压器变压比、变流比,辅助对于交流电的理解以及欧姆定律
学以致用·随堂检测全达标
知识点1 变压器的原理
1.如图为某一设备中变压器的实物图与原理示意图,下列说法正确的是
( )
C
A.变压器的工作原理是自感现象
B.该变压器为升压变压器
C.该变压器的原线圈导线比副线圈导线更细
D.使用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯是为了增大涡流
55
【解析】 变压器的工作原理是互感现象,故A错误;该变压器副线圈匝
数比原线圈匝数少,故该变压器为降压变压器,故B错误;根据 可
知,原线圈电流较小,所需导线较细,故C正确;使用相互绝缘的硅钢片
叠成的铁芯是为了减小涡流,故D错误。
56
2.[2026浙江杭州期末考试]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。
57
(1)除图中所示器材外,还需要的器材有_____。
BD
A.干电池 B.低压交流电源 C.直流电压表 D.交流电压表
【解析】 变压器利用互感现象工作,只有输入交流电才能产生变化的磁
通量,使副线圈感应出电动势,因此需要低压交流电源,不能用直流干电
池,故A错误,B正确;原线圈输入交流电压,副线圈输出交流电压,故
应用交流电压表测量输入电压和输出电压,故C错误,D正确。
58
(2)下列说法正确的是_____。
BC
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为磁场能,在副线圈上将磁场能转
化为电能
C.理想变压器输入功率等于输出功率,没有能量损失
D.变压器副线圈上不接负载时,原线圈两端电压为零
59
【解析】 变压器的铁芯作用是导磁,依靠互感现象传输能量,不是通过
铁芯导电输送电能,故A错误;变压器工作时,原线圈将电能转化为磁场
能,副线圈通过电磁感应将磁场能转化为电能,故B正确;理想变压器不
漏磁、无能量损失,输入功率等于输出功率,故C正确;原线圈两端电压
由外接电源决定,和副线圈是否接负载无关,故D错误。
60
(3)实验中,图中变压器的原线圈接“0,800匝”接线柱,所接电源电压
为交流 ,副线圈接“0,400匝”接线柱,则副线圈两端电压可能是___。
D
A. B. C. D.
【解析】 对理想变压器,根据 得理想副线圈电压
,实际实验中变压器不是理想变压器,
存在漏磁、铁芯发热等能量损失,副线圈实际电压一定小于理想值 ,
只有 符合,故选D。
61
(4)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 。
大于
【解析】 实际变压器存在漏磁,副线圈的磁通量变化小于原线圈的,因
此实际副线圈电压,整理可得 。
62
知识点2 理想变压器的基本规律
3.[2026福建福州一中期末考试]如图所示是
某课本插图,介绍了火花塞点火原理,一同
学课本存在污渍,看不清完整原理图。他根
据所学知识,利用一直流电源、变压器、开
关及若干导线设计点火电路,则以下原理图
可行的是( )
C
A. B. C. D.
63
【解析】 因为要点火,根据 ,可知副线圈匝数应远大于原线圈匝
数,因为是直流电源,为了使副线圈产生感应电动势,需要把开关接在原
线圈。故选C。
64
4.[2026山东济南期末考试]如图甲所示,某理想变压器原线圈与副线圈的
匝数比,原线圈、两端接入的交流电压随时间 的变化关
系图像如图乙所示。已知 ,所有电表均为理想电表,下列说法正
确的是( )
B
A.时,电压表 的示数为0
B.电压表与的示数之比为
C.电流表与的示数之比为
D.副线圈电流的频率为
65
【解析】 由题图乙可知,原线圈输入电压的峰值为 ,电压表
测量的是交流电的有效值,不随时间变化,原线圈电压的有效值
,故A错误;根据理想变压器电压与匝数的关系 ,
可得副线圈两端的电压,电压表测量的是电阻 两端的电
压,,电压表与的示数之比为 ,故B正确;
根据理想变压器电流与匝数的关系,可得电流表与 的示数之比
为 ,故C错误;变压器不改变交流电的频率,由题图乙可知,输入交
流电的周期,所以频率 ,因此副线圈电流的频率
也为 ,故D错误。
66
5.[2026山东日照一中期中考试]如图甲所示为某
电动车的充电装置,理想变压器原、副线圈的匝
A
A.图乙所示交流电压的瞬时值表达式为
B.原线圈中的电流方向每秒改变50次
C.原线圈与副线圈中磁通量的变化率之比为
D.充电桩两端电压的有效值为
数比 ,副线圈通过理想二极管(正向电阻为零,反向电阻无
穷大)整流后充电。原线圈输入如图乙所示的交流电时,充电桩正常工作。
下列判断正确的是( )
67
【解析】 正弦式交流电压的表达式的一般形式为 ,由
题图乙可知,, ,
故题图乙所示交流电压的瞬时值表达式为 ,故A
正确;该交流电压的周期为, 包含50个周期,一个周期内电流方
向改变2次,故原线圈中的电流方向每秒改变100次,故B错误;因该变压
器为理想变压器,则原线圈与副线圈中磁通量的变化率相等,故C错误;
原线圈两端电压的有效值为,根据 ,可
得副线圈两端电压的有效值为 ,设充电桩
68
两端电压的有效值为 ,因二极管的单向导电性,并根据有效值的定义
有,解得 ,故D错误。
6.[2026江西师大附中期中考试]如图所示,、 是测量高压交流电的两
种互感器(均视为理想变压器),假设、 都接在交流高压输电线的前
端,原、副线圈匝数的比值为,原、副线圈匝数的比值为 ,电
表的示数与电表的示数乘积为 ,则下列说法正确的是( )
D
A. 是电压互感器,且为升压变压器
B. 是电流互感器,且为降压变压器
C.若的示数为 ,则交流高压输电
线的输送电流为
D.交流高压输电线的输送功率为
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【解析】 串联在高压电线上测量电流,是电流互感器,原线圈匝数小
于副线圈匝数,则变压器为升压变压器,故A错误; 并联在高压电线
上测量电压,是电压互感器,原线圈匝数大于副线圈匝数,所以变压器
为降压变压器,故B错误;若的示数为 ,根据变压器电流比等于匝数比
的反比可得,解得交流高压输电线的输送电流为 ,故C错误;
设的示数为,根据变压器电压比等于匝数比可得 ,可得交流高
压输电线的输送电压为 ,则交流高压输电线的输送功率为
,故D正确。
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7.高考变式 [2026河南濮阳油田一中期中考试]近年
来,我国的无线充电技术已经日趋完善并得到广泛
应用,其简化的充电原理图如图所示。已知发射线
D
A.当发射线圈接电压为 的稳恒直流电源时也可以正常无线充电
B.接收线圈的输出电压为
C.接收线圈与发射线圈中电流之比约为
D.穿过发射线圈的磁通量变化率大于穿过接收线圈的磁通量变化率
圈的输入电压为,匝数为 ,接收线圈的匝数
为50。若正常工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的
,忽略其他损耗,下列说法正确的是( )
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【解析】 无线充电的原理是电磁感应,变化的磁场才能在接收线圈中产
生感应电动势,如果发射线圈接稳恒直流电源,电流恒定,产生的磁场也
恒定,接收线圈不会产生感应电动势,无法正常充电,故A错误;由题知,
发射线圈的输入电压为 ,则发射线圈输入电压的
最大值为,有效值为 ,根据法拉第电磁感
应定律有,,其中 ,联立可得
,故B错误;由于存在漏磁现象,电流比不再与匝
数比成反比,故C错误;由上述知 ,即穿过发射线
圈的磁通量变化率大于穿过接收线圈的磁通量变化率,故D正确。
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8.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比 ,原线
圈通入正弦式交流电,副线圈连接有光敏电阻、小灯泡和定值电阻 。
已知光敏电阻 所受光照变强时,电阻值变小,电流表和电压表均为理想
交流电表。则( )
BD
A.电压表、示数之比为
B.电流表、示数之比为
C.所受光照变强,小灯泡 将变亮
D.所受光照变强,电流表 示数变大
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【解析】 第一步:理清电路。
理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于匝数之比,即,电压表
的示数等于原线圈两端电压的有效值,由于分压,电压表 的示数小
于副线圈两端电压的有效值,则电压表、示数之比大于 ,故A错
误;由题图可知,电流表、 的示数分别等于理想变压器原、副线圈
中电流的有效值,故电流表、示数之比等于匝数比的反比,即 ,
故B正确。
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第二步:分析电路中的动态变化。
理想变压器原线圈两端电压恒定,匝数比一定,则副线圈两端电压也恒定,
当所受光照变强,电阻值变小,光敏电阻与小灯泡 并联的电阻减小,
分得的电压也减小,故小灯泡将变暗,电流表示数变大,电流表 示
数也变大,故C错误,D正确。
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