第三章 四
知识点一 变压器原理
1．(2019年宜宾学业水平模拟)电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备．以下电器中，哪些利用了电磁感应原理( )
A．变压器 B．白炽灯泡
C．电饭煲 D．电吹风
【答案】A
2．理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( )
A．交流电的频率 B．磁通量的变化率
C．功率 D．交流电的峰值
【答案】ABC
【解析】理想变压器原、副线圈的功率相等，频率相同，磁通量相同，磁通量变化率相同．
3．把直流电源接到变压器的原线圈上，变压器却不能改变直流电压．其原因是( )
A．没有磁通量通过原线圈
B．没有磁通量通过副线圈
C．通过原、副线圈的磁通量没有变化
D．通过原、副线圈的磁通量不相等
【答案】C
【解析】直流电的磁场是不变的，所以通过原、副线圈的磁通量就不变，也就没有在副线圈上产生感应电动势，故C选项正确．
4．如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是( )
A．甲图 B．乙图
C．丙图 D．丁图
【答案】C
【解析】变压器不改变直流的电压，A、D错误；升压变压器的原线圈比副线圈的匝数少，B错误，C正确．
知识点二 变压器规律
5．(2019年荆州学业水平模拟)关于理想变压器，下面说法中正确的是( )
A．它的输出功率等于它的输入功率
B．它的输出功率可以大于它的输入功率
C．原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比
D．原、副线圈的电流与它们的匝数成正比
【答案】AC
6．(2019年佛山学业水平模拟)一台变压器的原线圈匝数为600匝，副线圈为6 000匝，将原线圈两端接在输出电压为10 V的电池组上，则在副线圈两端的输出电压为( )
A．0 B．10 V
C．100 V D．600 V
【答案】A
【解析】根据题意可知，原线圈接直流电，变压器不能工作，所以副线圈的输出电压为0，故A正确，B、C、D错误．
7．(2019年蚌埠学业水平模拟)理想变压器的原线圈匝数不变．原线圈接入电压有效值恒定的交流电，则副线圈的( )
A．匝数越少，输出电压越高 B．匝数越多，输出电压越高
C．输出功率比输入功率小 D．输出功率比输入功率大
【答案】B
【解析】副线圈匝数越多，输出电压越高，A错，B对；理想变压器的输入功率等于输出功率，C、D错误．
8．(2019年十堰期中)如图所示，两个相同的灯泡(电阻不随温度变化)，分别接在理想变压器的原、副线圈上，已知原、副线圈的匝数比＝，电源电压为U，电流为I.则( )
A．通过灯泡B的电流为 B．灯泡B两端的电压为
C．灯泡A、B的电功率之比为2∶1 D．两灯泡A、B的电压之比为1∶2
【答案】D
【解析】通过电灯的电流分别为变压器原、副线圈的电流，根据电流之比等于匝数的反比可知＝＝，通过灯泡B的电流为IB＝2IA＝2I，故A错误；因为是相同的两只灯泡，所以两端的电压比等于电流比，故两灯泡A、B的电压之比为＝，故D正确；因为是相同的两只灯泡，消耗的功率比等于电流的平方比＝＝，故C错误；因为B灯电压为副线圈输出电压，则原线圈电压是U1＝UB＝2UB，而A灯电压UA＝UB，由于A灯跟原线圈串联在电源电压U上，即UB＋2UB＝U，所以UB＝U，故B错误．
9．(2019年佛山学业水平模拟)一台理想变压器的原线圈匝数为500匝，副线圈为5 000匝，将原线圈两端接在10 V交流电源上，则在副线圈两端的输出电压为( )
A．0 B．10 V
C．100 V D．500 V
【答案】C
【解析】根据交流电电压和匝数规律可知＝，解得U2＝U1＝×10 V＝100 V．故选C．
10．(2019年锦州学业水平模拟)一台理想变压器的原线圈匝数为2 000匝，副线圈为200匝，将原线圈两端接在220 V交流电源上，则在副线圈两端的输出电压为( )
A．0 B．22 V
C．220 V D．2 200 V
【答案】B
【解析】根据交流电电压和匝数规律可知＝，解得U2＝U1＝×220 V＝22 V．故选B．
11．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接入一电压为U＝U0sin ω t的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻．若U0＝220 V，ω＝100π rad/s，则下述结论正确的是( )
A．副线圈中电压表的读数为55 V
B．副线圈中输出交流电的周期为 s
C．原线圈中电流表的读数为0.5 A
D．原线圈中输入功率为110 W
【答案】AC
【解析】副线圈中电压表的读数为副线圈电压的有效值U2＝＝55 V，A对；副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T＝＝ s，B错；原线圈中的电流I1＝＝＝0.5 A，C对；原线圈中的输入功率P＝＝110 W，D错．
12．用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率的变化情况的描述正确的是( )
A．V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大
B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大
C．V1、V2不变，A1、A2减小，P减小
D．V1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小
【答案】C
【解析】在匝数比一定的情况下，输出电压取决于输入电压，输入电压U1不变，则输出电压U2不变；在匝数比一定、输入电压不变的情况下，输入电流I1决定于输出电流I2，故应先分析输出电流I2，而I2＝，滑片上移R变大，I2变小，又I1＝I2，故I1变小；输入功率P决定于输出功率，P＝U1I1＝U2I2，U2不变，I2变小，所以P变小．
课件29张PPT。四 变压器1．了解变压器的基本结构．
2．知道变压器为什么能改变交流的电压．
3．能通过探究知道变压器原、副线圈的匝数和电压的关系．一、变压器的结构
1．变压器由________和绕在_________________组成．
2．线圈
(1)与电源(或电路的上一级)连接的线圈叫________(或叫初级线圈)．
(2)与负载(或电路的下一级)连接的线圈叫________(也叫次级线圈)．铁芯铁芯上的线圈原线圈副线圈3．变压器组成如图3－4－1所示：二、变压器的工作原理
1．变压器工作的基本原理和发电机一样，也是________规律．
2．当原线圈上加交变电压U1时，原线圈中就有交变电流，铁芯中产生交变的________，在原、副线圈中都要引起___________，如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生_________．
3．穿过每匝线圈中的磁通量的________是一样的，因此每匝线圈中产生的感应电动势大小相等，匝数越多，______________越大．
温馨提示 变压器不能改变直流电的电压．电磁感应 磁通量 感应电动势 感应电流 变化率 总感应电动势 一、变压器的工作原理变压器的变压原理是电磁感应．如图3－4－2所示，当原线圈上加交流电压U1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势．如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生交变磁通量，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．由于这种互相感应的互感现象，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈．其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能．特别提醒 (1)在变压器原副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫做互感现象．
(2)互感现象是变压器工作的基础：变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化．
(3)变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，如果变压器接入直流电路，原线圈中的电流不变，在铁芯中不引起磁通量的变化，没有互感现象出现，变压器起不到变压作用．变压器的原理和理解图3－4－3A．图中M是闭合的铁芯
B．发电机应与线圈 Ⅰ 相连，升高后的电压由c、d两端输出
C．电流以铁芯为通路从一个线圈流到另一个线圈
D．变压器是根据电磁感应原理工作的
解析 由题知该变压器为升压变压器，所以原线圈匝数小于副线圈匝数，故Ⅱ为输入端即接发电机，Ⅰ为输出端，B错；铁芯提供闭合的磁路，使电能先变成磁场能再在副线圈中变成电能，所以C项错，故选A、D.
答案 AD1．对一正在工作中的变压器，下列说法正确的是( )
A．副线圈中的电流是从原线圈中传过来的
B．铁芯是用来导电的
C．副线圈中电流变小，原线圈中的电流也一定减小
D．副线圈相当于一个电源
【答案】CD
【解析】原、副线圈及铁芯间都是彼此绝缘的，铁芯是用来导磁的，故A、B错；由能量守恒知C正确；副线圈把磁场能转化为电能，给用电器提供电压电流，相当于一个电源．变压器的规律及应用 (1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为________A.
(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为________V，电流表示数为________A，此时输入功率为________W.
解析 (1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．答案 (1)0 0 (2)44 0.44 19.36
借题发挥 (1)变压器只改变交流电的电压，不改变直流电的电压．
(2)理想变压器的输入功率等于输出功率．输出功率决定输入功率大小．2．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( )
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1
【答案】BD
【解析】对理想变压器，无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．B、D正确．1．下列说法中不正确的是( )
A．变压器也可能改变恒定电压
B．变压器的原理是一种电磁感应现象，副线圈输出的电流是原线圈电流的感应电流
C．变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈构成
D．变压器原线圈相对电源而言起负载作用，而副线圈相对负载而言起电源作用变压器的原理和理解
【答案】A
【解析】变压器可以改变交变电流的电压、电流，其工作原理是电磁感应现象．
2．(2017年佛山学业水平模拟)若一台理想变压器的原、副线圈的匝数、电压、电流和电功率分别用n1、n2、U1、U2、I1、I2和P1、P2表示，则下列关系式正确的是( )
A．U1：U2＝n1：n2 B．U1：U2＝n2：n1
C．I1：I2＝n1：n2 D．P1：P2＝n1：n2
【答案】A
【解析】理想变压器输入电压和输出电压之比为U1∶U2＝n1∶n2，故A正确，B错误；对于单个原、副线圈的变压器，电流之比等于匝数的反比，故I1∶I2＝n2∶n1，故C错误；理想变压器不能改变功率，即输出功率和输入功率相等，故D错误．故选A.3．如图3－4－5所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表 的读数为12 mA，那么安培表 的读数为( )
A．0
B．3 mA
C．48 Ma
D．与R大小有关变压器的规律及应用图3－4－5【答案】A4．如图3－4－6所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电压，在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，可使( )
A．原线圈匝数n1增加
B．副线圈匝数n2增加
C．负载电阻R的阻值增大
D．负载电阻R的阻值减小
【答案】BD图3－4－6
