第2课时 变压器的原理及应用
知识点一 变压器的原理
1.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝4∶1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12 mA，则电流表A2的示数为（ ）
A.3 mA B.0
C.48 mA D.与负载R的值有关
2.手机无线充电是比较新颖的充电方式。电磁感应式无线充电的原理图如图所示，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通入按正弦规律变化的电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中，下列说法错误的是（ ）
A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D.手机和基座不需要导线连接
知识点二 理想变压器的基本关系
3.（2022·北京高考）某理想变压器的原线圈接在220 V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22 000 V，输出电流为300 mA。该变压器（ ）
A.原、副线圈的匝数之比为100∶1
B.输入电流为30 A
C.输入电流的最大值为15 A
D.原、副线圈交流电的频率之比为1∶100
4.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，两个标有“12 V 6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表（可视为理想的电表）的示数分别是（ ）
A.120 V，0.10 A B.240 V，0.025 A
C.120 V，0.05 A D.240 V，0.05 A
5.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 2 W”的小灯泡，L2是“12 V 4 W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，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
知识点三 自耦变压器与互感器
6.图甲为教室的挂扇，图乙为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上。若在A、B端输入电压按u＝220sin（100πt）V规律变化的交流电，在B、C间接风扇。下列表述正确的是（ ）
A.接入风扇的交流电频率为100 Hz
B.触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为110 V
C.触头P顺时针旋转时，A、B间输入电流增大
D.触头P顺时针旋转时，风扇的转速加快
7.如图所示，l1和l2是输电线，所接入的电压互感器变压比为100∶1，电流互感器变流比为100∶1，在图中空圈内应接入何种电表？若所接入的电压表示数为220 V，电流表示数为1 000 A，则输电线路中的功率为多少（ ）
A.1应接入电压表，输电线路中的功率为2.2×109 W
B.1应接入电流表，输电线路中的功率为2.2×109 W
C.2应接入电压表，输电线路中的功率为2.2×105 W
D.2应接入电流表，输电线路中的功率为2.2×105 W
8.〔多选〕如图所示，理想变压器的原线圈接入u＝110sin 100πt（V）的交变电压，电阻r＝6 Ω，电器RL的规格为“220 V，880 W”，该电器正常工作。由此可知（ ）
A.交变电压的频率为50 Hz B.原、副线圈的匝数比为1∶2
C.变压器的输入功率为880 W D.副线圈中电流的有效值为4 A
9.〔多选〕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（滑片向下移）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各电表（可视为理想电表）的读数变化判断正确的是（ ）
A.A2读数变小 B.A1读数变大
C.V1读数变大 D.V3读数变小
10.〔多选〕（2025·广东汕尾期末）如图所示为某电吹风的电路图，扇形金属触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风、吹冷风三种工作状态。变压器为理想变压器，当P使b、c接触时，标有“6 V 6 W”的小风扇正常工作，下列说法正确的是（ ）
A.该时刻电吹风吹的是冷风
B.该时刻小风扇两端电压最大值为6 V
C.该时刻流过小风扇的电流小于1 A
D.变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝110∶3
11. 〔多选〕自耦变压器供电方式非常适用于大容量负荷的供电，对通信线路的干扰较小，因而被客运专线以及重载货运铁路广泛应用。如图所示，一自耦变压器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c、d间接定值电阻R。该变压器为理想变压器，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，以下说法正确的是（ ）
A.U2＜U1，U2降低 B.变压器输入功率减小
C.变压器输出功率增大 D.流过R的电流增大
3 / 3第1课时 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中：
（1）下列器材在实验中不需要用到的有 。
（2）通过理论分析可得理想变压器两端的电压与匝数关系为＝，若在实验中用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，下列说法正确的是 。
实验次数 电压 1 2 3 4
U1/V 0.90 1.40 1.90 2.40
U2/V 2.00 3.01 4.02 5.02
A.N1一定是原线圈 B.N2一定是原线圈
C.N1可能是副线圈 D.N2可能是副线圈
2.在“探究变压器线圈两端电压与匝数关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1＝120匝、n2＝240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示。
实验 序号 原线圈两端的电压U1/V 副线圈两端的电压U2/V
1 3.9 8.2 1∶2.1
2 5.9 11.8 1∶2.0
3 7.8 15.2
（1）实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中。
（2）本实验可得出结论：变压器线圈两端电压与匝数关系近似为 （用题目中给出的字母表示）。
（3）该变压器是 （选填“升压”或“降压”）变压器。
3.（2025·河北邯郸期末）在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。
（1）对于实验过程，下列说法正确的有 ；
A.本探究实验采用了控制变量法
B.测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C.使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量
D.因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱
（2）已知理想变压器＝，电源接变压器原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，此变压器可看作理想变压器，当副线圈所接电表的示数为6.0 V，则原线圈的输入电压应为 ；
A.18.0 V B.12.0 V C.5.0 V D.3.0 V
（3）该同学组装变压器时忘记将铁芯闭合进行实验，当原副线圈匝数比为8∶1，原线圈接12.0 V交流电压，则测量副线圈的交流电压表的实际读数可能是 ；
A.0 V B.9.60 V C.1.50 V D.0.65 V
4.在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，小明同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究。
（1）本实验中，除可拆变压器外，下列器材中还需要的有 。
A.低压直流电源 B.交流电压表
C.刻度尺 D.开关、导线若干
（2）小明同学将图中变压器的原线圈接线柱0、8与低压直流电源的输出端相连，选择开关置于12 V挡，则与副线圈0、2接线柱相连的电压表示数可能是 。
A.48.0 V B.4.0 V C.3.6 V D.0 V
（3）小明正确选材并接线后，记录如表所示四组实验数据。
N1/匝 100 100 200 200
N2/匝 200 400 400 800
U1/V 2.10 1.95 5.22 2.35
U2/V 4.28 8.00 10.60 9.64
分析表中数据可知，N1一定是 （选填“原”或“副”）线圈的匝数。
5.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈中“0，14”“0，4”的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断 （选填“A”或“B”）线圈的总匝数较多。
（2）如果把它看作理想变压器，且理想变压器满足＝，现要测量A线圈的总匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请完成实验步骤的填空：
①用绝缘导线在B线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；
②将 （选填“A”或“B”）全部线圈与低压交流电源相连接；
③用多用电表的 挡分别测量A线圈中“0，14”间的电压UA和绕制线圈的电压U。
④则A线圈的总匝数为 。（用题中所给字母表示）
6.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，操作步骤如下：
①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；
②闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；
③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；
④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。
（1）以上操作的合理顺序是 （只填步骤前数字序号）。
（2）如图所示，在实验中，两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400。当将n1作为原线圈时，U1＝16 V，副线圈两端电压U2＝4 V；原线圈与副线圈对调后，当U1'＝8 V时，U2'＝32 V。那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是 。
7.如图用可拆变压器探究“变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：
（1）下列说法正确的是 。
A.为了人身安全，只能使用不超过12 V的低压直流电源
B.穿过副线圈的磁通量大于原线圈的磁通量
C.测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”
D.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
（2）通过实验已得出结论＝，本实验想采用控制变量法重新研究，原线圈的匝数为n1，电压为U1，副线圈的匝数为n2，电压为U2，下列三幅图中，能正确反应本实验结果的有 。
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