安徽省芜湖市第一中学高考物理一轮复习 第十二章 第2讲 变压器教案（通用）

安徽省芜湖市第一中学高考物理一轮复习 第十二章 第2讲 变压器教案（通用）

变压器 ‎ 一、知识清单 ‎1． 理想变压器 ‎（1）构造：如图所示，理想变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成。‎ ‎（2）原理：线圈的互感现象。‎ ‎（3）基本关系式 ‎①电压关系：＝。‎ ‎②功率关系：P入＝P出。‎ ‎③电流关系：只有一个副线圈时：＝。‎ ‎④频率关系：原、副线圈中电流的频率相等。‎ ‎2． 几种常用的变压器 ‎(1)自耦变压器——调压变压器 线圈甲中把整个线圈作原线圈，取一部分为副线圈，可以降低电压；图乙中把一部分作原线圈，把整个线圈作副线圈，可以升高电压。‎ ‎ ‎ ‎(2)互感器 ‎3． 原线圈串联电阻问题 电压关系：U0=U1+U2 ;＝ 电流关系：＝ 电压与电流：U1=I1R1;U2=I2R2‎ 联立可得U0=I1R1+I1()2R2‎ ‎4． 变压器的等效电阻法 ‎5． 变压器的动态分析 常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：线圈不变负载变化的情况和负载不变线圈变化的情况。‎ 线圈不变，负载变化 负载不变，线圈变化 U1不变，根据＝，输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。‎ U1不变，发生变化，U2变化。‎ 当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1‎ R不变，U2变化，I2发生变化。‎ 的变化。‎ I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1变化。‎ 根据P2＝和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。‎ ‎6． 变压器动态问题分析的思路流程 U1U2I2I1P1‎ ‎7． 理想变压器及其原、副线圈物理量的制约关系 理想变压器 ‎①没有能量损失 ‎②没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)‎ 制约关系 原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2‎ 副线圈的输出功率P2决定原线圈的输入功率P1‎ 副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1‎ 二、经典习题 ‎8． 如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则( )‎ A．线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流 B．线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零 C．线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 D．线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场 ‎9． （多选）如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD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＝200‎ ‎ rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V　60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为‎10 A，下列说法正确的是（ ）‎ A．图示位置穿过线框的磁通量为零 B．线框中产生交变电压的有效值为500V C．变压器原、副线圈匝数之比为25:11‎ D．允许变压器输出的最大功率为5000W ‎10． 一自耦变压器如图1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．U2n4，b是电压表 C．B为电流互感器，且n3n2，a是电压表 ‎12．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin 100πt(V).下列说法中正确的是 (　　)‎ A.t＝ s时刻，c、d两点间的电压瞬时值为110 V B.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V C.单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D.当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大 ‎13． 如图1所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是(　　)‎ A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 ‎14．（多选）如图1所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是(　　)‎ A．原、副线圈匝数比为9∶1‎ B．原、副线圈匝数比为1∶9‎ C．此时a和b的电功率之比为9∶1‎ D．此时a和b的电功率之比为1∶9‎ ‎15． 一含有理想变压器的电路如图1所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω 和4 Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为(　　)‎ A．2‎ B．3‎ C．4‎ D．5‎ ‎16．‎ 心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻R0串联，如图所示。心电图仪与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接。在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，将可变电阻R的阻值调大的过程中(　　)‎ A．通过原线圈的电流不变，通过副线圈的电流不变 B．通过原线圈的电流不变，通过副线圈的电流变小 C．通过原线圈的电流变小，通过副线圈的电流变小 D．通过原线圈的电流变大，通过副线圈的电流变大