人教 高中物理选修3-2-第五章交流电-4.变压器 课件(70张PPT)

(共70张PPT)
变压器
变压器
教学目标
引入新课
一、变压器的原理
1、变压器的构成
2、变压器的结构示意图和符号
3、变压器原理
二、电压与匝数的关系
三、理想变压器的功率关系和电流关系
四、几种常见的变压器
小结
例1
例2
例3
A组能力训练题1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
B组能力训练题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
教学目标
1.知道变压器的构造.
2.理解互感现象，理解变压器的工作原理.
3.理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题.
4.理解理想变压器原、副线圈中电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题.
5.知道课本中介绍的几种常见的变压器.
教学重点：
变压器工作原理.
教学难点：
变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的.
引入新课
在实际应用中，常常需要改变交流的电压。大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。各种用电设备所需的电压也各不相同。电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220
V的电压，机床上的照明灯需要36
V的安全电压。一般半导体收音机的电源电压不超过10
V，而电视机显像管却需要1万伏以上的高电压。交流便于改变电压，以适应各种不同需要。变压器就是改变交流电压的设备。这节课我们学习变压器的有关知识.
一、变压器的原理
1、变压器的构成
一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）.两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成
图5.4-3
教学用可拆变压器
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成.
2、变压器的结构示意图和符号
如下图所示：
原线圈
副线圈
U2
U1
铁芯
n2
n1
图5.4-2
变压器示意图
变压器符号
3、变压器原理
［演示］将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数？
电压表有示数且示数不同。
变压器原、副线圈的电路并不相同，副线圈两端的交流电压是如何产生的？
在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交变的磁通量。这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势。如副线圈是闭合的，在副线圈中就产生交变电流,它也在铁芯中产生交变的磁通量,在原、副线圈中同样引起感应电动势.副线圈两端的电压就是这样产生的。
一、
物理上把原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象.
变压器的铁芯起什么作用？
如果无铁芯，并排放置的原副线圈也发生互感现象，但原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能。如有铁芯，由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率.
互感现象是变压器工作的基础。
一、
2、
二、电压与匝数的关系
原副线圈中，感应电动势大小跟什么有关系？
与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比。
下面推导理想变压器的变压比公式：
设原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，穿过铁芯的磁通量为Φ，则原副线圈中产生的感应电动势分别为
在忽略漏磁的情况下，ΔΦ1=ΔΦ2，由此可得
在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U1与感应电动势E1相等，则有U1=E1；
副线圈两端的电压U2与感应电动势E2相等，则有U2=E2.
于是得到
即理想变压器的电压与匝数成正比。
（4）电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器？
阅读教材，回答下列问题：
（1）什么叫理想变压器？
（2）什么叫升压变压器？
（3）什么叫降压变压器？
忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，叫做理想变压器.
当n2＞n1时,
U2＞U1,
这样的变压器叫升压变压器
当n2＜n1时,
U2＜U1,
这样的变压器叫降压变压器
电视机里的变压器将220
V电压升高到1
万伏以上属升压变压器；复读机的变压器将220
V电压降到6
V，属于降压变压器.
二、
三、理想变压器的功率关系和电流关系
1、理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？
根据能量守恒定律
P出=P入
2、理想变压器原线圈的电流与副线圈的电流有什么关系?
（1）若理想变压器只有一个副线圈：
据P出=U2I2，P入=U1I1及P出=P入
则：
即当理想变压器只有一个副线圈时，原、副线圈的电流与匝数成反比。
得：U2I2=U1I1
（2）若理想变压器有几个副线圈时：
根据P出=P入，
绕制原副线圈的导线粗细一样吗？
粗细不一样。高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线.
U1I1=
U2I2+
U3I3+U4I4+……
再根据U2=n2U1/n1
U3=n3U1/n1
U4=n4U1/n1……
可得出：
n1I1=n2I2+
n3I3+
n4I4+……
四、几种常见的变压器
阅读教材，了解几种常见的变压器，并回答下列问题：
（1）自耦变压器有何特点？
（2）自耦变压器如何作升压变压器？又如何作降压变压器？
自耦变压器只有一个线圈，滑动头位置变化时，输出电压会连续发生变化.
若把整个线圈作副线圈，线圈的一部分作原线圈,为升压变压器；若把线圈的一部分作副线圈，整个线圈作原线圈，为降压变压器.
（3）互感器分为哪几类？
电压互感器用来把高电压变成低电压.它的原线圈并联在高压电路中，副线圈上接入交流电压表，根据电压表测得的电压U2和变压比，就可以算出高压电路中的电压.
电流互感器用来把大电流变成小电流.它的原线圈串联在被测电路中，副线圈上接入交流电流表。根据电流表测得的电流I2和变流比,可以算出被测电路中的电流.
小结
本节课主要学习了以下内容：
1.变压器主要由铁芯和线圈组成.
2.变压器可改变交变电的电压和电流，利用了原副线圈的互感现象.
3.理想变压器：忽略一切电磁损耗，有
P输出=P输入
4.日常生活和生产中使用各种类型的变压器，但它们遵循同样的原理.
例1、
一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则
（
）
A．U1＞U2，P1＜P2
B．P1＝P2
，I1＜I2，
C．I1＜I2，U1＞U2
D．P1＞P2，I1＞I2
理想变压器正常工作时输入和输出的电压关系为U1/U2=
n1/n2＞1，输入和输出的电流关系为I1/I2=
n2/n1＜1，输入和输出的功率关系为P1=P2，所以选项B、C正确。
解：
BC
例2、
一台理想变压器，当原线圈接220V交流电源时,副线圈的输出电压是11V，如果保持原线圈的电压不变，将副线圈拆去18匝后，副线圈两电压降为8V，则原线圈的匝数为多少？
本题根据理想变压器电压与匝数的关系进行求解.因理想变压器电压与匝数的成正比关系，
解析：
现副线圈电压下降3V，故U1:n1=3:18，
解得：n1=1320匝。
有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原副线圈电路中，如图所示，若将该电路与交流电源接通,且电键接到1位置，发现
5个灯亮度相同；若将电
键接到2位置，且在变化
中灯泡都不会烧毁，则
可能的是
（
）
A.该变压器是降压变压器，线圈匝数比为4:1
B.该变压器是升压变压器，线圈匝数比为1:4
C.副线圈电路中的灯泡仍发光，只是更亮些
D.副线圈电路中的灯泡仍发光，只是更暗些
例3、
AC
I1
I2
n1
n2
1
2
I'2
解见下页
电键接1时，灯均正常发光，表明
I1=I2',
解析：
这时电源电压不等于输入电压：
U=U灯+U1>U1
U灯=U2
电键接2时，U1'=U变大，由电压变比关系可知U2变大，灯均变亮。
I1
I2
n1
n2
1
2
I'2
I2=4I1，n1/n2=I2/I1=4,
变压器为降压变压器
拓展：解决变压器问题要注意以下几点：
（1）当变压器原线圈回路有除变压器之外的其它用电器时，变压器的输入电压以及变压比公式中的U1并不是电源的电压。
（2）当变压器本身不变，输出端负载不变时，由于输入回路结构的变化，可能导致输入功率的变化.如本例，电键从1到2，P出增加，P入增加。
（3）当原线圈输入电压一定，变压器一定时，由于负载的变化同样会导致输出、输入功率的变化，但仍有
P出=P入。
题目
A组能力训练题1
1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等：（
）
A、交变电流的频率
B、电流的有效值
C、电功率
D、磁通量的变化率
B
A组能力训练题2
2、变压器在使用中，下列说法中正确的是（
）
A.原线圈中输入的电流，随着副线圈中的输出电流的增大而增大
B.原线圈输入的电压，随着副线圈中的输出电流的增大而增大
C.当副线圈空载（断路）时，原线圈中无电流
D.当副线圈空载时，原线圈上电压为零
AC
A组能力训练题3
3、有一负载电阻为R，当它接到30V直流电源上时,消耗的功率为P，现有一台理想变压器,它的输入电压U=300sinωtV，若把上述负载接到此变压器副线圈的两端，消耗的功率为
0.5P，则变压器原、副线圈的匝数比为（
）
A.
10:1
B.
14.1:1
C.
17.3:1
D.
7.07:1
A
A组能力训练题4
4、有一个理想变压器，原线圈1200匝，副线圈400匝，现在副线圈上接一个变阻器R，如图所示,则下列说法中正确的是
（
）
A、安培表A1与A2的?示数之比为3:1
B、伏特表V1与V2的示数之比为3:1
C、当变阻器滑动头向下移动时，原线圈的输入功率将增加
D、原、副线圈的功率之比为3:1
BC
R
V2
A2
V1
A1
A组能力训练题5
5.
理想变压器的原线圈的匝数为110匝，副线圈匝数为660匝，若原线圈接在6
V的电池上，则副线圈两端电压为（???
）
A.
36
V????
?B.
6
V????
?
C.
1
V??
???
D.
0
V
解析：
因为电池是稳恒直流电源,
变压器不能改变直流电压。
D
A组能力训练题6
6.
理想变压器原、副线圈的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们的关系，正确的是（??
）
A.
I2由I1决定
B.
U2与负载有关
C.
P1由P2决定
????????
D.
U1由U2决定
解析：
对于一定的变压器来说，U2由U1决定，I1由I2决定，P1由P2决定。
C
A组能力训练题7
7.
利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电流,若互感器原副线圈的匝数比n1:n2=1:100,
交流电流表A的示数是50mA，则被测电路的电流为（
）
A.
0.5A
B.
5A
C.
0.5mA
D.
50mA
副线圈
A
原线圈
被测电路
B
A组能力训练题8
8．某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是
(
)
A．输出电压的最大值为36V
B．原、副线圈中电流之比为55：9
C．变压器输入、输出功率之比为55：9
D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz
0
t/10-2
s
U/V
1
2
D
解见下页
该交流电的周期为0.02s，则频率为50Hz，最大值为
由I1/
I2=
U2/
U1
=
n2/
n1，
解：
则有效值为220V，选项D正确；
由U2/
U1
=
n2/
n1，输出电压的有效值为36V,选项A错;
变压器不能改变功率，变压器输入、输出功率之比为1：1，选项C错；
原、副线圈中电流之比
为9：55，选项B错；
0
t/10-2
s
U/V
1
2
A组能力训练题9
9．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R。设原线圈的电流为I1，输入功率为P1,副线圈的电流为I2，输出功率为P2。当R增大时
（
）
A．I1减小，P1增大
B．I1减小，P1减小
D．I2增大，P2减小
D．I2增大，P2增大
B
解见下页
解：
理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，
当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流I2减小，导致输出功率P2减小，所以输入功率P1减小；
输入的电压不变，所以输入的电流I1减小，
B正确
A组能力训练题10
10．一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流。已知两个线圈的匝数比为40:1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是
（
）
A．
5A，250V，50kW
B．
5A、10kV，50kW
C．
200A，250V，50kW
D．
200A，10kV，2×103
kW
A
解见下页
变压器不能改变功率，输出功率仍为50kW，选项A正确。
解：
由
I1/
I2=
n2/
n1，
变压器的原线圈电流为
I1
=
I2
n2/
n1=5A；
由
U2/
U1
=
n2/
n1，
输出电压为
U2=
U1n2/
n1=250V；
输入功率为
P1
=I1
U1
=5
A×10kV=50kW，
A组能力训练题11
11．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V,60
W”灯泡一只，且灯泡正常发光。则
(
)
A.
电流表的示数为
A
B.
电源输出功率为
1200W
C.
电流表的示数为
A
D.
原线圈端电压为
11
V
A
C
解见下页
U1
=
U2n1/n2
=4400V，选项D错，
选项A错C正确。
解：
副线圈灯泡正常发光，则副线圈端电压为220
V,副线圈消耗的功率为
P2=60W，
变压器不能改变功率，所以电源输出功率为P1=60W,选项B错；
由U1/
U2
=
n1/
n2
，得原线圈端电压为
电流表的示数为
A组能力训练题12
12．一输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圈绕环，为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈。如题17图所示,然后将原来线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线匝数分别为（
）
A．1100,
360
B．1100，
180
C．2200,
180
D．2200,
360
B
解见下页
对新绕线的理想变压器，根据变压比公式得
【解析】
变压器烧坏前，同理
B正确。
A组能力训练题13
13．如题13图所示，理想变压器的原线圈接入
的交变电压，副线圈通过电阻r=6Ω导线对“220V/880W”电器RL供电，该电器正常工作。由此可知
（
）
A.
原、副线圈的匝数比为50
:
1
B.
交变电压的频率为100HZ
C.
副线圈中电流的有效值为4A
D.
变压器的输入功率为880W
C
题13图
u
r
RL
K
电器RL的额定电流为4A，该电器正常工作，所以副线圈中电流的有效值为4A，
选项C正确，由于是单选题，排除其它选项。
解析：
A组能力训练题14
14.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是R理想的，则U2和I1分别约为
（
）
A.
380V和5.3A
B.
380V和9.1A
C.
240V和5.3A
D.
240V和9.1A
B
R
解见下页
负载R上的功率就是变压器的输出功率，因为是理想变压器，故输入功率U1I1等于输出功率
故B选项正确.
由公式
【解析】
得
A组能力训练题15.（2015年江苏卷1）
一电器中的变压器可视为理想变压器,它将
220
V
交变电流改变为
110
V.
已知变压器原线圈匝数为
800，则副线圈匝数为
（
）
(A)200　　　
(B)400
(C)1600
　
　(D)3200
根据变压器的变压规律
解析：
可求得副线圈匝数为400，所以B正确。
B
A组能力训练题16
理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为
（
）
A．1
:
2
B．2
:
1
C．2
:
3
D．3
:
2
B
三个灯泡都相同，并且都正常发光，可知三个灯泡此时的电流都相同，
即原线圈中的电流是副线圈中电流的一半，
可知该变压器原、副线圈的匝数之比为2
:
l
解析：
和
由
B组能力训练题1
1.
在图所示的电路中，理想变压器的变压比为
2∶1，四个灯泡完全相同，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么（???
）
A.
L1和L2都能正常工作
B.
L1和L2都不能正常工作
C.
L1和L2中只有一个能正常工作
D.
条件不足，无法判断
L1
L2
L3
L4
A
解见下页
由于副线圈两端并联着两个相同的灯泡L3、L4,每个灯泡正常工作时的实际电流都等于额定电流，因此副线圈
中的电流等于一个灯泡额定电流的两倍；
解析：
根据电流与线圈匝数的关系进行分析，
根据原、副线圈的电流与匝数成反比，可知原线圈中的电流等于副线圈中电流的二分之一，即恰好等于灯泡L1、L2的额定电流，
从而判定：L1、L2都能正常发光。
L1
L2
L3
L4
B组能力训练题2
2.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:
n2=11:
5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10Ω
的电阻。则
（
）
A.流过电阻的电流是20
A
B.与电阻并联的电压表的示数是
C.经过1分钟电阻发出的热量是6×103
J
D.变压器的输入功率是1×103
W
0
u/V
1
2
3
D
解见下页
解析：由图象：
得：
故B错。
故A错。
故C错。
故D正确。
0
u/V
1
2
3
B组能力训练题3
图3是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1:n2=1:20
,加在原线圈的电压为
（V），霓虹灯正常工作的电阻R=440kΩ，I1、I2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是
(
)
A.副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14.1mA
B.
副线圈两端电压4400V，
副线圈中的电流10.0mA
C.
I1D.
I1>I2
图3
u1
n1
n2
U1
U2
霓虹灯
B
D
解见下页
解：
原线圈的电压有效值为U1=220V，
I1/I2=
n2/n1=20，I1＞I2，
原线圈的电压为
∴U2=4400V，
I2=
U2/R=4.400kV/440
kΩ=0.01A=10.0mA，
选项A错B正确；
选项C错D正确。
B组能力训练题4
4、如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2
和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是
（
）
A．U2变小、I3变小
B．U2不变、I3变大
C．I1变小、I2变小
D．I1变大、I2变大
R2
V1
V2
A1
A2
A3
S
R1
R3
R4
B
C
解见下页
因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确．
解析：
因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变．
当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，
由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，
C正确
R2
V1
V2
A1
A2
A3
S
R1
R3
R4
B组能力训练题5
V1
V2
A2
L2
L1
S
A1
5.
为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2,
电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后
（
）
A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
AD
解见下页
解：
当开关S闭合后,
原、副线圈的匝数比不变,
所以V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，D正确；
当S闭合后,
副线圈电路中的外电阻变小,
副线圈中的电流I2变大，
原副线圈中的电流I1也变大，原、副线圈的匝数比不变，所以A1与A2示数的比值不变，A正确；
B组能力训练题6
6、如图，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＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻．
若
,
ω＝100π
Hz，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
C.
原线圈中电流表的读数为0.5
A
D.
原线圈中的输入功率为
V
A
R
A
C
解见下页
输入功率为P=220×0.5W=110W，D错；
解:
原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；
电阻R上的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，
C对；
周期T=
=0.02s，B错。
B组能力训练题7
7、如图所示,理想变压器铁芯上绕有Ll、L2、L3三个线圈,匝数比为n1:n2:n3=4:2:1，在线圈L2和L3的两端各接―个相同的电阻R，当线圈L1与交变电流源连通时，交变电流表A2的示数为I0，则交变电流表Al的读数为
。
L1
L2
L3
R
R
A2
A1
0.625
I0
解见下页
U1:U2:U3=n1:n2:n3=4:2:1，
解：
由理想变压器的电压关系
由欧姆定律I2=
U2/R，I3=
U3/R，
故
I2:I3=
2:1，I3=0.5I0
由理想变压器的功率关系P入=P出，
I1U1=
I2U2+
I3U3，
即
4I1U3=
2I0U3+
0.5I0U3，
所以
I1=0.625
I0
点评:当有两个以上副线圈时,不能盲目套用公式，只能根据理想变压器的两个基本关系求解,
L1
L2
L3
R
R
A2
A1
B组能力训练题8
8.
如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈的匝数比
为n1∶n2=2∶1，电源电压为U，
求B灯两端的电压UB为多少?
由串联电路分压原理可知
解析：
U=UA+U1
?
①
由变压器原理可知：
U1∶U2=2∶1
②??
I1∶I2=1∶2
?
③
由欧姆定律可知：
UA=I1R?
④??
UB=
U2=I2R
⑤
联立①~⑤式，得
UB=2
U
/5
U
B
n2
n1
A
B组能力训练题9
如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为nl:
n2
=4:1，原线圈回路中的电阻RA与副线圈回路中的负载电阻RB的阻值相等。a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA:PB=
；两电阻两端
的电压之比UA:UB=
.
1:16
1:4
原、副线圈的电流之比为
解：
a
b
n1
n2
RA
U
RB
B组能力训练题10
10．如图所示电路中变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法正确的是
(
)
A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小
B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小
C．保持P的位置及U1不变，
S由b切换到a，则I1增大
D．保持U1不变，S接在b端，
将P向上滑动，则I1减小
B
C
U1
I1
I2
P
R
S
a
b
解见下页
保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，R减小则I2增大，输出功率增大，输入功率也增大，I1增大，选项D错。
解：
保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则副线圈两端电压增大，R上消耗的功率增大，选项A错。
保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则副线圈两端电压减小，则I2减小，选项B正确；
保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则副线圈两端电压增大，则
I2增大，输出功率增大，输入功率也增大，I1增大，选项C正确；
U1
I1
I2
P
R
S
a
b
B组能力训练题11
11.
如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断．
（1）熔丝的熔断电流是多大?
（2）当副线圈电路
中电流为10mA时．
变压器的输入功率
是多大?
霓虹灯
熔断器
(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为
U1、U2、I1、I2．
根据理想变压器的输入功率等于输出功率，
有
I1
U1=
I2U2．
当I2=12
mA时，I1
即为熔断电流．代入数据,
得
I1
=0.98
A
(2)
设副线圈中电流为
I2'
=10
mA时，变压器的输入功率为P1
根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有
P1=
I2'
U2
代入数据，得
P1
=180
W
解：
B组能力训练题12
12.在绕制变压器时,将两个线圈绕在如图变压器铁芯的左右两臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，
另一半通过中间的臂。已知
线圈1、2的匝数比n1:n2=2:1,
在不接负载情况下（
）
A.当线圈1输入电压220
V时,线圈2输出110
V
B.当线圈1输入电压220
V时,线圈2输出电压55
V
C.当线圈2输入电压110
V时,线圈1输出电压220
V
D.当线圈2输入电压110
V时,线圈1输出电压110
V
1
2
B
D
解见下页
若代常规公式将发生差错，原因是原副线圈的磁通量不再相等。原有公式不再适用。可以这样考虑，由于不接负载输出端无电流，该端的线圈本身不产生磁通量，通过输出端线圈每匝的磁通量只有通过输入端线圈每匝磁通量的一半。
解：
设线圈1为输入端：则
①
②
联立①②则
U2=U1/4，
B正确。
1
2
同理，若线圈2为输入端，则
所以
U1=U2，
D正确.
1
2
题目
B组能力训练题13
如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表
（均为理想电表）的示数分
别为220V和2.2A。以下判断
正确的是（
）
A、变压器输入功率为484W
B、通过原线圈的电流的有效值为6.6A
C、通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D、变压器原、副线圈匝数比
A
V
n1
n2
S
用电器
BD
解见下页
解析：
由于变压器为理想变压器，因此输入功率等于输出功率，即P入=U2I2=60×2.2=132W，A错误；
A
V
n1
n2
S
用电器
变压器的匝数比为n1：n2=220：60=11：3，
D正确；
根据n1：n2=
I2：I1可得：通过原线圈的电流的有效值为I1=0.6A，选项B正确；
通过副线圈的电流的最大值为
选项C错误。
B组能力训练题14.（2015年理综新课标I卷16）
一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源
上，如图所示。设副线圈回路
中电阻两端的电压为U，原、
副线圈回路中电阻消耗的
功率的比值为k，则
（
）
A.
B.
C.
D.
R
R
A
解见下页
解析：
原副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压为U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为3U，
副线圈电流
原副线圈电流与匝数成反比，
那么原线圈输入电压
整理可得
U=66V；
原副线圈电阻消耗的功率根据P=I2R，电阻相等，电流比为1:3，
可得功率比为1:9，
所以原线圈电流