(共67张PPT)
1.理解远距离输电线上的能量损失与哪些因素有关.
2.应用理想变压器、电路知识对简单的远距离输电线路进行定量计算.
3.了解交变电流从发电站到用户的输电过程.
学习目标
知识梳理
重点探究
随堂演练
课时对点练
内容索引
NEIRONGSUOYIN
1.可靠：指
可靠地工作，故障少.
2.保质：保证电能的质量——
和
稳定.
3.经济：指输电线路建造和运行的费用
，电能损耗
.
一、输送电能的基本要求
知识梳理
供电线路
电压
频率
低
少
1.输电线上的功率损失：P＝
，I为输电电流，r为输电线的电阻.
2.降低输电损耗的两个途径
(1)减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率
的金属材料，还要尽可能
导线的横截面积.
(2)减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要
输电电压.
二、降低输电损耗的两个途径
I2r
小
增加
提高
1.远距离输电的基本原理：在发电站内用
变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过
变压器降到所需的电压.
2.电网：通过网状的输电线、
，将许多电厂和广大用户连接起来，形成全国性或地区性的输电
.
3.电网输电的优点
(1)降低一次能源的运输成本，获得最大的
.
(2)减小断电的风险，调剂不同地区
的平衡.
(3)合理调度电力，使
的供应更加可靠，质量更高.
三、电网供电
升压
降压
变电站
网络
经济效益
电力供需
电力
(3)使用变压器进行远距离输电，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压.( )
(4)远距离输电时，若升压变压器匝数比为1∶n，降压变压器匝数比为n∶1，则升压变压器的输入电压和降压变压器的输出电压相等.( )
1.判断下列说法的正误.
(1)输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比.( )
即学即用
×
√
×
√
2.输电线的总电阻为R，输送电功率为P.现用电压U来输电，输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________.如果用2U电压来输电，则输电线上的电流为________，输电线上损失的功率为________.两次损失的功率之比为________.
4∶1
导学探究 如图1所示，假定发电厂输出的电压为U，输送功率为P，输电线路中的电流是I，两条导线的总电阻是r(在图中把导线电阻集中画为r).
那么：
(1)用户两端的电压是多大？
一、输电线上的电压和功率损失
重点探究
图1
(2)用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？
答案 不相等，由能量守恒知，发电厂输出的电能等于用户得到的电能与输电线上损失的电能之和.
(3)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？
答案 由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因.
所以降低功率损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r；
②减小输电电流I，即提高输送电压U.
知识深化
1.输电线上的电压损失(如图2)
图2
2.输电线上的功率损失(如图2)
(1)ΔP＝I2r，其中I为输电线上的电流，r为输电线的电阻.
例1 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.
(1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？
答案 2
500
A
(2)在(1)情况下，某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它与输出功率的比值是多少？
解析 输电线上损失的功率ΔP＝I2·2r＝2
5002×2×10
W＝1.25×108
W
(3)若将输出电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它与输出功率的比值是多少？
输电线上损失的功率ΔP′＝I′2·2r＝1
0002×2×10
W＝2×107
W
针对训练1 (多选)(2020·全国卷Ⅱ)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采用550
kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU.在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1
100
kV特高压输电.输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′.不考虑其他因素的影响，则
√
√
输电线上损失电压为ΔU＝Ir，即输电电压加倍，
图3
二、远距离高压输电过程的分析与计算
导学探究 某发电站向远处输电的示意图如图3所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路.
(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计).
(2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？
答案 第一个回路：P1＝U1I1
第二个回路：U2＝ΔU＋U3，P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
第三个回路：P4＝U4I4
(2)若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？
2.理清三个回路：
回路1：P1＝U1I1
回路2：U2＝ΔU＋U3，
P2＝ΔP＋P3＝I22R线＋P3，I2＝I3
回路3：P4＝U4I4.
解决远距离高压输电问题的基本方法
1.首先应画出远距离输电的电路图(如图4)，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置.
知识深化
图4
3.常用关系
(1)功率关系：P1＝P2，P2＝ΔP＋P3，P3＝P4.
(6)输电线上的电压损失：ΔU＝I线R线＝U2－U3.
例2 发电机两端的电压为220
V，输出功率为44
kW，输电导线的总电阻为0.2
Ω，如果用原、副线圈匝数比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，两个变压器均为理想变压器.
(1)画出全过程的线路示意图；
答案 见解析图
解析 线路示意图如图所示：
(2)求用户得到的电压和功率；
答案 219.6
V 4.392×104
W
根据理想变压器P入＝P出，
输电线上的功率损耗和电压损失分别为
P损＝IR线＝202×0.2
W＝80
W，
U损＝I2R线＝20×0.2
V＝4
V.
所以降压变压器原线圈的输入电压和电流分别为
U3＝U2－U损＝2
200
V－4
V＝2
196
V，
I3＝I2＝20
A.
降压变压器副线圈的输出电压和电流分别为
用户得到的功率为
P4＝U4I4＝219.6×200
W＝4.392×104
W.
(3)若不经过变压而直接送给用户，求用户得到的电压和功率.
答案 180
V 3.6×104
W
解析 若直接给用户供电，
线路示意图如图所示
输电线路上的电压损失
ΔU′＝I′R线＝200×0.2
V＝40
V.
所以用户得到的电压
U2′＝U1－ΔU′＝220
V－40
V＝180
V.
用户得到的功率为
P′＝U2′I′＝180×200
W＝3.6×104
W.
针对训练2 (多选)如图5所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500
V，输出的电功率为50
kW，用总电阻为3
Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220
V供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程，下列说法正确的是
A.输电线上的损失功率为300
W
B.升压变压器的匝数比为1∶100
C.降压变压器的输入电压为4
970
V
D.降压变压器的匝数比为100∶1
图5
√
√
解析 输电线上的损失功率为P损＝P×0.6%＝50
kW×0.6%＝300
W，A项正确；
输电线上损失的电压为U损＝I2R＝10×3
V＝30
V，降压变压器输入电压为U3＝5
000
V－30
V＝4
970
V，C项正确；
1.(输电线上的功率损失)(2019·南京市学情调研卷)“西电东送”是实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证，它将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区.为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电，在保持输送功率及输电线路电阻不变的情况下，将输送电压提高到原来的10倍，则输电线路中电阻损耗的功率将减少到原来的
1
2
3
随堂演练
√
4
1
2
3
4
2.(输电线上的功率损失)(多选)在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所有输电导线的电阻率均为ρ，横截面积均为S，两地的距离为L，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2.下列关于P1和P2的表达式中正确的是
1
2
3
√
√
4
1
2
3
4
3.(远距离高压输电的分析与计算)(多选)如图6为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的总电阻r、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3.当用户用电器的总功率增大时
A.U1∶U2＝U4∶U3
B.用户的电压U4增加
C.输电线上的损失功率增大
D.输电线上损耗的功率占总输送功率的比例增大
1
2
3
图6
√
4
√
√
1
2
3
4
可知U1∶U2＝U4∶U3，故A正确；
当用户用电器的总功率增大时，输送功
率变大，输电线上的电流增大，根据P损
＝I2r可知，输电线上的损失功率增大，根据ΔU＝Ir可知，输电线上的电压损失变大；
发电机的输出电压U1不变，则升压变压器的输出电压U2不变，降压变压器的输入电压U3变小，用户的电压U4减小，故B错误，C正确；
1
2
3
4.(远距离高压输电的分析与计算)一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500
kW，升压变压器原线圈两端的电压为500
V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5
Ω，降压变压器的输出电压为220
V，不计变压器能量损耗，求：
(1)升压变压器副线圈两端的电压；
4
答案 2
500
V
解析 输电线路原理图如图所示
1
2
3
4
1
2
3
4
解析 输电导线上的电流
输电导线上的功率损失
P损＝I22r线＝60
kW
用户得到的功率P用＝P1－P损＝440
kW
答案 60
kW 440
kW
(2)输电导线上的功率损失及用户得到的功率；
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比.
1
2
3
4
解析 输电导线上损失的电压
ΔU＝I2r线＝300
V
降压变压器原线圈两端的电压
U3＝U2－ΔU＝2
200
V
答案 10∶1
考点一 输电线路的电压损失和功率损失
1.远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高到原来的n(n>1)倍，则
A.输电线上的电压损失增大
B.输电线上的功率损失增大
C.输电线上的电压损失不变
√
基础对点练
课时对点练
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2.(多选)(2019·湖北沙市中学月考)供电电路电源的输出电压为U1，线路导线上的电压为U2，用电器得到的电压为U3，导线中电流为I，线路导线的总电阻为R，若要计算线路上的损失功率，可用的公式有
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
√
√
解析 U1不等于线路导线上的电压，A错误；
线路导线上的电压为U2＝U1－U3，导线中电流为I，线路上的损失功率P＝U2I＝I(U1－U3)，B正确；
导线中电流为I，线路导线的总电阻为R，线路上的损失功率P＝I2R，C正确；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3.(多选)陕西神木750
kV输变电工程投入运行后，对同一输电线路，相比原来的250
kV输电，下列说法正确的是
A.输电线上的电流频率将变为原来的三分之一
B.输电线上的电流将变为原来的三分之一
C.输电线上损失的电功率将变为原来的三分之一
D.输电线上损失的电功率将变为原来的九分之一
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
√
4.用户与发电厂相距L，输电线上的电流为I，为使输电线上的电压损失不超过U，已知输电线的电阻率为ρ，那么输电线的横截面积最小值应是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
故B项正确，A、C、D项错误.
5.(2019·日照市期末)降雪很大时，高压线上冻起厚厚的冰霜，导致部分电线负重增大而断裂，有人想出了通过增大输电线上损耗功率来融冰的方案.假设输电电压是220
kV，当输送功率保持不变时，为使输电线上损耗的功率增大为原来的4倍，输电电压应变为
A.55
kV
B.110
kV
C.440
kV
D.880
kV
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
可以看出，要使ΔP增大为原来的4倍，
所以输电电压应变为110
kV，故B正确，A、C、D错误.
6.(多选)如图1所示为远距离交流输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2.则
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图1
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
理想变压器的输入功率为U1I1＝UI1－I12r；
输电线路上损失的电功率为I12r，B、C错误；
当用户消耗的功率增大时，输电线上的电流增大，发电厂的输出功率P增大，η减小，D正确.
考点二 远距离高压输电过程的分析与计算
7.(多选)(2019·河南八市高二下测评)如图2所示为实验室内设计的远距离输电线路示意图，变压器为理想变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，R是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定.当K由2改接到1时，下列说法正确的是
A.输电线上损失的功率减小
B.电流表的示数一定增大
C.电压表的示数减小
D.灯泡的亮度增大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图2
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 由于交流电源的输出电压不变，当K由
2改接到1时，升压变压器副线圈匝数增加，
根据理想变压器电压与匝数的关系可知升压变压器副线圈电压增大，所以最终降压变压器的输出电压也变大，所以电压表的示数变大，
通过灯泡的电流变大，灯泡的亮度变大，由于降压变压器原、副线圈匝数比不变，
所以输电线上电流变大，电流表的示数变大，输电线上损失的功率变大，故B、D正确.
8.(多选)(2019·德州市高二下期末)如图3所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I1、I2、I3，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U1，输出电压为U2；右侧变压器输入电压为U3，输出电压为U4，以下选项正确的是
A.若用户消耗的功率增大，I2随之增大
B.若用户消耗的功率增大，U4随之增大
C.U2＝U3＋I2r
D.U1I1＝I22r＋U4I3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图3
√
√
√
解析 若用户消耗的功率增大，则I3会
变大，由变压器匝数比等于电流比的倒
数可知，I2随之增大，输电线电阻r上的电压变大，则U3减小，U4减小，选项A正确，B错误；
由串联电路的特点可知：U2＝U3＋I2r，选项C正确；
由能量关系可知：U1I1＝I22r＋U3I2＝I22r＋U4I3，选项D正确.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9.(多选)如图4所示，有一台交流发电机通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有
A.P2变大，P3变大
B.P1变小，P2变小
C.U2不变，U3变小
D.U2变小，U4变大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
图4
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 因为P3＝P4，当用户消耗的电功率P4变大时，则P3变大，
根据P＝UI可知T2副线圈中电流变大，T2原线圈中电流也变大，
设输电线上的电流为I，由ΔP＝I2R可知ΔP变大，
因为P1＝P2＝ΔP＋P3，则P1、P2均变大，选项A正确，B错误；
因U3＝U2－IR，IR变大，所以U3变小，
选项C正确，D错误.
10.(多选)(2019·临夏中学月考)图5为某小型电站高压输电示意图.发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2.下列说法正确的是
A.采用高压输电可以增大输电线中的电流
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
图5
能力综合练
√
解析 发电机输出功率恒定，根据P＝UI
可知，采用高压输电可以减小输电线中的
电流，故A错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
U2等于输电线路上损耗的电压与降压变压器输入电压之和，故C错误；
将P上移，降压变压器的原线圈匝数减少，由变压器的电压与匝数的关系可知，用户获得的电压将增大，故D正确.
11.(多选)如图6所示为某小型电站输电示意图，发电厂发出U1＝
311sin
100πt(V)的交流电通过升压变压器进行高压输电，接近用户时再通过降压变压器给用户供电，图中输电线的总电阻为r，负载端的电压表是理想交流电表，下列说法正确的是
A.若开关S1、S2都断开，则电压表示数为零
B.负载端所接收到交流电的频率为25
Hz
C.用户增多时，高压输电线上损失的功率会变大
D.可通过增加升压变压器副线圈的匝数来提高输电效率
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 电压表测量的是降压变压器副线圈两端
的电压，无论是否有负载，电压表都有示数，
故A错误；
用户增多时，负载端总电流增大，输电线上的电流增大，故高压输电线上损失的功率会变大，故C正确；
增加升压变压器副线圈匝数可提高输电电压，减少输电损失，故D正确.
12.北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念，作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位，其扇形屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感，还隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统.假设该发电系统在有太阳照射时的直接输出功率为1×105
W，该发电系统的输出电压为250
V，现向远处输电，示意图如图7，所用输电线的总电阻为8
Ω，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶16，不计变压器能量损耗，求：
(1)输电线损耗的电功率；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图7
答案 5
000
W
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
可得I1＝400
A
升压变压器副线圈中的电流I2＝25
A
输电线上损耗的电功率为ΔP＝I22r＝5
000
W；
(2)若用户获得220
V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 升压变压器副线圈两端的功率P2＝U2I2
又P1＝P2，可得U2＝4
000
V
输电线上损失的电压ΔU＝I2r＝200
V
降压变压器原线圈两端的电压
U3＝U2－ΔU＝3
800
V
13.风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图8所示的风车阵中发电机输出功率为100
kW，输出电压是250
V，用户需要的电压是220
V，输电线总电阻为10
Ω.若输电线因
发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)画出此输电线路的示意图；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图8
答案 见解析图
解析 如图所示
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
答案 1∶20 240∶11
输电线上电压损失U损＝I2R线＝20×10
V＝200
V.
降压变压器原线圈两端电压
U3＝U2－U损＝4
800
V.
降压变压器原、副线圈匝数比：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 输电线因发热而损失的功率为P损＝P×4%＝100
kW×4%＝4
kW.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(3)用户得到的电功率.
答案 96
kW
解析 用户得到的电功率P用＝P－P损＝96
kW.(共66张PPT)
1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.
2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.
3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系.
学习目标
知识梳理
重点探究
随堂演练
课时对点练
内容索引
NEIRONGSUOYIN
训练1 变压器的工作原理及基本规律
训练2 变压器的动态分析
1.构造：由
和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作
，与负载连接的线圈叫作
.
2.原理：
现象是变压器工作的基础.原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的
也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生
.
一、变压器的原理
知识梳理
闭合铁芯
原线圈
副线圈
互感
磁场
感应电动势
二、电压与匝数的关系
1.理想变压器：没有
的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型.
2.电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的
，即
＝_____.
3.两类变压器
副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作
变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作
变压器.
能量损失
匝数之比
降压
升压
三、变压器中的能量转化
原线圈中电场的能量转变成
的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了
的能量.
磁场
电场
1.判断下列说法的正误.
(1)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比.
( )
(2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高.( )
(3)变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压.( )
(4)理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率.( )
(5)理想变压器的输入和输出功率相等.( )
即学即用
√
×
√
×
×
2.一台理想降压变压器从10
kV的线路中降压并提供200
A的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40∶1，则副线圈中的输出电压为________，输出功率为________，变压器原线圈中的电流为________.
5
A
250
V
50
kW
由理想变压器功率关系，得P入＝P出＝U1I1＝U2I2＝250×200
W＝50
kW，
一、变压器的原理 电压与匝数的关系
重点探究
1.变压器的构造
变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图1甲、乙所示.
图1
2.变压器的工作原理
(1)原理
互感现象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，所以铁芯中的磁场也在不断变化.变化的磁场在副线圈中产生了感应电动势，副线圈也能够输出电流.
(2)原理图解
3.变压器原、副线圈中的电压关系
4.自耦变压器
铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图2所示.
图2
C.原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2
V
D.原、副线圈电压的最大值之比为1∶2
例1 (多选)如图3所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶2，U1＝220
sin
ωt
(V)，n1＝1
100匝，以下说法正确的是
A.穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为1∶2
√
√
图3
√
解析 对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过原、副线圈的磁通量的大小相等，磁通量的变化率相等，A错误.
由于原、副线圈的匝数比为1∶2，所以原、副线圈电压的最大值之比也为1∶2，D正确.
例2 一自耦变压器如图4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点顺时针转到N点的过程中
A.U2>U1，U2降低
B.U2>U1，U2升高
C.U2D.U2√
图4
滑动触头从M点顺时针旋转至N点的过程中，n2减小，n1不变，U1不变，则U2降低，C项正确.
二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系
导学探究 阅读教材回答下列三个问题：
(1)什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？
答案 理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器铁芯中涡流造成能量损耗.所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出.
(2)根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.
(3)根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.
答案 由能量守恒有P入＝P出，即U1I1＝U2I2.
答案 若有多个副线圈，则P1＝P2＋P3＋…，
即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…
将U1∶U2∶U3∶…＝n1∶n2∶n3∶…代入得
n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
1.功率关系
从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出.
2.电流关系
知识深化
(2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
C.电流表的示数为1.0
A
D.变压器输入功率为27.5
W
例3 (2019·广州外国语学校期中)如图5，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻RL＝110
Ω，A、B端电压u1＝220
sin
100πt(V).下列说法正确的是
A.副线圈输出的交流电的频率为25
Hz
√
图5
解析 由题可知，交流电的频率f＝50
Hz，故A错误；
变压器的输入功率等于输出功率，大小为0.5×55
W＝27.5
W，故D正确.
三、理想变压器的制约关系和动态分析
1.电压、电流、功率的制约关系
(2)功率制约：P出决定P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0，P入为0.
2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况
(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P出→P入→I1.
(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.
例4 (多选)(2019·孝感市八校联盟高二下期末联考)理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图6所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片.原线圈两端接在电压为U的交流电源上.则
A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的
读数变小
B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的
读数变大
C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
√
图6
√
解析 在原、副线圈匝数比一定的情况下，变
压器的输出电压由输入电压决定.因此保持Q的
位置不动，输出电压不变，将P向上滑动时，副
线圈电路总电阻增大，则输出电流减小，输入电流也减小，则电流表的读数变小，故A正确，B错误；
保持P的位置不动，将Q向上滑动时，则输出电压变大，输出电流变大，输入电流也变大，则电流表的读数变大，故C正确，D错误.
针对训练 (2019·三明市高二下期末联考)如图7所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是
A.副线圈两端M、N的输出电压减小
B.副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
C.通过灯泡L1的电流增大
D.原线圈中的电流增大
图7
√
解析 输入电压和原、副线圈的匝数比不变，
当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，B、C错误；
1.(变压器的工作原理)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是
A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等
C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
1
2
3
4
随堂演练
√
解析 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A错误；
因理想变压器无漏磁，故穿过原、副线圈的磁通量始终相等，B错误；
由互感现象知，C正确；
原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，D错误.
1
2
3
4
2.(理想变压器基本关系的应用)(多选)如图8所示，一理想变压器的原线圈匝数n1＝1
100匝，副线圈匝数n2＝220匝.交流电源的电压u＝
220
sin
100πt(V)，
电阻R＝44
Ω，电压表、电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是
A.副线圈中交变电流的频率为50
Hz
B.电压表的示数为44
V
C.电流表A1的示数为0.2
A
D.电流表A2的示数为1.4
A
1
2
3
4
图8
√
√
√
1
2
3
4
电压的有效值为220
V，频率为50
Hz.变压器可以改变交变电压和交变电流的大小，但不改变交变电流的频率，故副线圈中交变电流的频率为50
Hz，选项A正确；
得U2＝44
V，即电压表的示数为44
V，
1
2
3
4
即电流表A1的示数为0.2
A，选项B、C正确，D错误.
3.(理想变压器的动态分析)(多选)如图9所示，是通过变压器给用户供电的示意图，变压器的输入电压是电网电压，基本稳定，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的总电阻用R0表示，用变阻器的电阻R表示用户用电器的总电阻，当变阻器的滑动触头P向上移动时，以下说法正确的是
A.相当于增加用电器的个数
B.V1的示数随V2示数的增大而增大
C.A1的示数随A2示数的减小而减小
D.变压器的输入功率减小
图9
1
2
3
4
√
√
1
2
3
4
解析 当变阻器的滑动触头P向上移动时，用电器的总电阻增大，相当于并联时的用电器数目减少，同时变压器的输入功率减小，由于电网输入电压不变，所以输出电压不变，两个电压表的示数不变，故选项A、B错误，D正确；
4.(理想变压器的动态分析)(多选)(2020·济南二中模拟)图10甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电.图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表.则下列说法正确的是
A.图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝
51sin
50πt(V)
B.变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4
C.变压器输入、输出功率之比为1∶4
D.RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大
1
2
3
4
图10
√
√
解析 原线圈接题图乙所示的正弦交变电流，
1
2
3
4
则电压的瞬时值表达式为u＝51sin
100πt(V)，故A错误；
根据变压器的工作原理可知，理想变压器的输入、输出功率之比应为1∶1，故C错误；
电压表测得是原线圈的输入电压，恒定不变，则副线圈的输出电压不变，RT处温度升高时，阻值减小，根据欧姆定律可知，电流表的示数变大，故D正确.
由题图乙知最大电压为51
V，周期为0.02
s，
考点一 对变压器原理的理解
1.(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相等的物理量是
A.每匝线圈中磁通量的变化率
B.交变电流的频率
C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率
D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势
基础对点练
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
训练1 变压器的工作原理及基本规律
课时对点练
√
√
√
2.如图1所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，当导体棒在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表
的示数是12
mA，则副线圈中电流表
的示数是
A.3
mA
B.48
mA
C.0
D.与R的阻值有关
图1
√
解析 当导体棒在平行导轨上匀速切割磁感线时，产生的电流是恒定的，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C正确.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
考点二 变压器的基本规律
3.(2019·江苏卷)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20
V时，输出电压
A.降低2
V
B.增加2
V
C.降低200
V
D.增加200
V
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4.(2019·济南市期末)用有效值为220
V的正弦交流电通过理想变压器对一灯泡供电，变压器输出电压的有效值是110
V，通过灯泡的电流随时间变化的规律如图2所示，则
A.变压器的输入功率为110
W
B.输出电压的最大值是110
V
C.变压器原、副线圈匝数比是1∶2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
图2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
因此变压器的输入功率为P＝110×1
W＝110
W，A正确；
5.(多选)如图3所示，将额定电压为60
V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交流电源上.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220
V和2.2
A.以下判断正确的是
A.变压器输入功率为484
W
B.通过原线圈的电流的有效值为0.6
A
C.通过副线圈的电流的最大值为2.2
A
D.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3
√
图3
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析 理想变压器的输入功率等于输出功率，P1＝P2＝I2U2＝2.2×60
W＝132
W，选项A错误；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6.(多选)如图4所示，Q是熔断电流为1
A的保险丝，R为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1.原线圈的电压为u＝220
sin
(100πt)
V.
要使保险丝不熔断，则
A.副线圈中电流最大值不超过2
A
B.副线圈中电流有效值不超过2
A
C.R的阻值一定不能小于55
Ω
D.R的阻值一定不能小于77
Ω
图4
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析 保险丝的原理是电流的热效应，应该用电流的有效值进行计算.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
7.自耦变压器的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5所示，其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1
900匝，原线圈为1
100匝，接在电压有效值为220
V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2.0
kW，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，且变压器是理想变压器，则
U2和I1分别约为
A.380
V和5.3
A
B.380
V和9.1
A
C.240
V和5.3
A
D.240
V和9.1
A
图5
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析 由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率
关系可得：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大，为n2＝1
900匝，负载R上的功率也最大，为2.0
kW，
8.在如图6甲、乙所示的电路中，当A、B接10
V交流电压时，C、D间电压为4
V；当M、N接10
V直流电压时，P、Q间电压也为4
V.现把C、D接4
V交流电压，P、Q接4
V直流电压，则A、B间和
M、N间的电压分别是
A.10
V 10
V
B.10
V 4
V
C.4
V 10
V
D.10
V 0
图6
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
能力综合练
解析 题图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比.当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，两边的电压比也等于两边线圈的匝数之比，所以C、D接4
V交流电压时，A、B间将得到10
V交流电压.
题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比.但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面的电阻，上面的电阻中没有电流，M、P两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等，所以当P、Q接4
V直流电压时，M、N两端电压也是4
V，故B正确.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
9.(2018·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图7所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的
，则
图7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10.(2019·天津宝坻区第一中学期末)一理想变压器原、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220
V的正弦交流电源上，如图8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
图8
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析 原、副线圈两端电压比等于线圈匝数比，根据副线圈回路中负载电阻两端的电压为U，
可知副线圈两端电压为U，原线圈两端电压为3U，
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
整理可得U＝66
V；
根据P＝I2R，又因为电阻相等，I1∶I2＝1∶3，可得原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为
1.(多选)(2019·湖南长郡中学高二上月考)如图1所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R(阻值随光照强度增强而减小)、理想交流电流表A，下列说法正确的是
A.当U增大时，变压器的输入功率增大
B.当f减小时，变压器的输入功率减小
C.当光照增强时，交流电流表A的示数减小
D.当滑动触头P向下滑动时，交流电流表A的示数增大
基础对点练
1
2
3
4
5
6
7
训练2 变压器的动态分析
课时对点练
图1
√
√
所以副线圈消耗的电功率增大，则变压器的输入功率增
大，A正确；
变压器的输入功率与交流电频率无关，B错误；
当光照增强时，R减小，电流增大，交流电流表A的示数增大，C错误；
1
2
3
4
5
6
7
2.如图2所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表.当滑动变阻器R的滑动触头向下移动时
A.灯L变亮
B.各个电表读数均变大
C.因为U1不变，所以P1不变
D.P1变大，且始终有P1＝P2
图2
√
1
2
3
4
5
6
7
解析 理想变压器的输出电压由输入电压和原、
副线圈的匝数比决定，输入电压和原、副线圈的
匝数比均不变，
所以输出电压也不变，输入功率和输出功率始终相等，当滑动变阻器R的滑动触头向下移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，副线圈电路的总电阻减小，
所以总电流变大，消耗的功率将变大，R0两端的电压变大，所以灯L两端的电压变小，电压表的示数变小，灯L变暗，
由于总的电流变大，而通过灯L的电流变小，
则通过滑动变阻器的电流变大，所以电流表的示数变大，D正确.
1
2
3
4
5
6
7
3.(多选)如图3所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是
A.P向下滑动时，灯L变亮
B.P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C.P向下滑动时，变压器的输入电流变小
D.P向下滑动时，变压器的输出功率变大
√
1
2
3
4
5
6
7
图3
√
解析 由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线
圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L的亮度不
随P的滑动而改变，故选项A错误，B正确.
P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈负载总电阻R总变大，
1
2
3
4
5
6
7
A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22
V
B.当单刀双掷开关与b连接时，电压表的示数为11
V
C.单刀双掷开关与a连接，将滑动变阻器滑片P向上移动，则电压表的示数不
变，电流表的示数变小
D.单刀双掷开关与a连接，将滑动变阻器滑片P向上移动，则电压表和电流表
的示数都变大
4.(多选)如图4所示，理想变压器接在接头a时，原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表和电流表均为理想电表，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u＝220
sin
100πt
V，则
图4
√
√
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
解析 当单刀双掷开关与a连接时，根据电压与匝数成正比可知，
当单刀双掷开关与b连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比由10∶1变为5∶1，
根据电压与匝数成正比可知，此时副线圈的电压有效值为44
V，即电压表的示数为44
V，B错误；
1
2
3
4
5
6
7
单刀双掷开关与a连接，将滑动变阻器滑片P向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈电路的总电阻变大，
由于电压是由变压器决定的，则电流表的示数变小，电压表的示数不变，C正确，D错误.
5.如图5所示为原、副线圈的匝数均可调节的理想变压器，原线圈两端接一正弦交变电流，一小灯泡L和滑动变阻器串联于副线圈两端，滑动触头P置于中间，小灯泡正常发光.为了使小灯泡亮度变暗，可以采取的措施有
A.仅减少原线圈的匝数n1
B.仅增加副线圈的匝数n2
C.仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动
D.仅增大原线圈中交流电的电压
图5
√
1
2
3
4
5
6
7
解析 仅减少原线圈的匝数使得副线圈中的电压增
大，输出功率增大，小灯泡亮度变亮，A错误；
仅增加副线圈的匝数，输出电压增大，故输出功率增大，小灯泡亮度变亮，B错误；
仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动的过程中滑动变阻器接入电路的阻值增大，所以副线圈上的电流减小，通过灯泡的电流减小，所以灯泡亮度变暗，C正确；
仅增大原线圈中交流电的电压，则副线圈中的电压增大，通过小灯泡的电流增大，小灯泡亮度变亮，D错误.
1
2
3
4
5
6
7
D.若S1换接到2后，电阻R消耗的电功率为0.8
W
A.输入电压u的表达式为u＝20
sin
50πt(V)
B.只断开S2后，L1、L2均正常发光
C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大
6.如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20
Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交流电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1接1，S2闭合，此时L2正常发光.下列说法正确的是
√
图6
1
2
3
4
5
6
7
能力综合练
1
2
3
4
5
6
7
原本L2正常发光，只断开S2后，两灯泡串联，总电阻增大，电流减小，输入功率也减小，L1、L2均不能正常发光，选项B、C错误；
解析 由题图乙可知交变电流的周期T＝0.02
s，
流表都为理想电表.则下列判断正确的是
A.输入电压有效值为220
V，电流频率为50
Hz
B.S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，
两电压表示数都增大
C.S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D.若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的
示数都减小
7.(多选)(2019·开封市模拟)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1
400座.变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图7所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220
sin
100πt(V)，电压表、电
图7
√
1
2
3
4
5
6
7
√
1
2
3
4
5
6
7
S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，
所以电流表A2的示数变大，故B、C错误；
若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V2的示数减小，
1
2
3
4
5
6
7
根据输入功率等于输出功率，可知P1＝U1I1减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确.(共25张PPT)
学会探究在变压器输入电压一定时，副线圈上的电压与线圈匝数之间的关系.
学习目标
技能储备
精析典题
随堂演练
内容索引
NEIRONGSUOYIN
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.
二、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)
一、实验思路
技能储备
图1
三、物理量的测量
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n2对副线圈电压U2的影响.实物接线如图2所示.
图2
表格一 U1＝5
V，n1＝400匝
实验次数
1
2
3
n2/匝
?
?
?
U2/V
?
?
?
(1)选择n1＝400匝，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)将多用电表与副线圈n2＝200匝的接线柱相连接，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匝，U1＝5
V不变.将多用电表与副线圈n2＝800匝的接线柱相连接，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匝，U1＝5
V不变.将多用电表与副线圈n2＝1
400匝的接线柱相连接，如图丁所示，重复上述实验，将结果记录到表格一中.
实验次数
1
2
3
n2/匝
?
?
?
U2/V
?
?
?
2.保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数n1对副线圈电压U2的影响.
表格二 U1＝5
V，n2＝400匝
实验次数
1
2
3
n1/匝
?
?
?
U2/V
?
?
?
(1)将1中的原线圈作为副线圈，副线圈作为原线圈.
(2)选择n2＝400匝，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.
(3)将选择开关拨至5
V挡.
(4)将多用电表与副线圈n2＝400匝的接线柱相连接，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匝，U1＝5
V不变，将连接电源的两根导线先后与原线圈n1＝800匝和n1＝1
400匝的接线柱相连接，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
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
比.
正
反
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.
精析典题
例1 (多选)如图3所示，在用可拆变压器“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是
图3
一、实验原理与操作
A.用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈
B.测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和
内阻”实验中的直流电压表
C.原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱时，副线
圈电压大于原线圈电压
D.为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副
线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响
√
√
解析 变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈
匝数之比都有关，因此需要用可拆变压器研究，选项
A、D正确.
变压器只对交流电压有作用，故不能用直流电压表测量原、副线圈的电压，选项B错误.
根据输入、输出电压之比等于原、副线圈匝数之比可知，原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱时，副线圈电压小于原线圈电压，选项C错误.
二、探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
例2 如果把一个可拆变压器看成理想变压器，两个线圈分别为A、B，现要测量A线圈的匝数，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，请简要叙述实验步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)：
_______________________________________________________________
A线圈的匝数为nA＝____________.(用所测物理量符号表示)
答案 见解析
解析 ①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈.
②把低压交流电源接B线圈，用多用电表交流电压挡测得绕制的线圈的输出电压U.
③用A线圈换下绕制的线圈，用多用电表交流电压挡测得A线圈的输出电压UA.
例3 为完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验.必须要选用的是________.
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
E.多用电表(交流电压挡)
F.多用电表(交流电流挡)
ACE
用匝数na＝60匝和nb＝120匝的变压器，实验测量数据如下表，
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是________(选填“na”或“nb”).
nb
解析 为了完成实验，需要使用交流电源变压，故选用多用电表的交流电压挡.为了让变压效果明显，需要带闭合铁芯的原、副线圈.
由于存在漏磁，所以副线圈测量电压值应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端.
1.如图4所示是“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验示意图，a线圈接交流电源，b线圈接交流电压表，在实验过程中
A.只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大
B.只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定增大
C.同时增加a、b两线圈的匝数，电压表的示数一
定增大
D.只改变a线圈两端的电压，电压表的示数不变
1
2
3
随堂演练
图4
√
4
1
2
3
所以只增加nb，Ub一定增大，A正确；
而只增加na，Ub一定减小，B错误；
na、nb都增加，Ub不一定增大，C错误；
只改变Ua，Ub一定改变，D错误.
4
1
2
3
2.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：
A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B.条形磁体
C.直流电源
D.多用电表
E.开关、导线若干
上述器材在本实验中不必用到的是________(填器材前的序号)，本实验中还需用到的器材有______________.
BC
低压交流电源
4
1
2
3
解析 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，需要知道原、副线圈的匝数，可拆变压器就能满足条件，故A必用到.
变压器的原理是互感现象，是原线圈磁场的变化引起副线圈产生感应电动势，所以不需要外界的磁场，故B不必用到.
如果原线圈中接的是直流电源，则副线圈中不会有感应电动势产生，故C不必用到，
需要用到低压交流电源.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，需要测电压，所以需要一个测电压的仪器，故D必用到.
做电学实验，需要用到开关、导线，故E必用到.
4
1
2
3
3.有一个教学用的可拆变压器，如图5甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，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
圈的匝数较多.
图5
A
解析 匝数多的导线横截面积小，长度大，故电阻大，A线圈电阻大，故A线圈匝数较多.
4
1
2
3
(2)该实验中输入端所接电源最适合的是________.
A.220
V交流电源
B.12
V以内低压直流电源
C.36
V安全电压
D.12
V以内低压交流电源
解析 为保证学生安全，应用12
V以内低压交流电源.
D
4
1
2
3
4.理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器.现有一个理想变压器、一个原线圈(匝数为n1)和一个副线圈(匝数为n2).甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系.
(1)甲同学的猜想是U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是U1∶U2＝n2∶n1.你认为猜想合理的同学是________，你做出上述判断所依据的物理规律是_______________________.
甲
法拉第电磁感应定律
解析 由变压器的工作原理可知，猜想合理的同学是甲同学.做出上述判断依据的物理规律是法拉第电磁感应定律.
4
1
2
3
(2)为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究.为保证实验安全、有效地进行，应选用_______________________电源.
解析 为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压(一般低于12
V)交流电源.
低压(一般低于12
V)交流
4
1
2
3
(3)在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用________量程进行试测，大致确定被测数据后，再先用适当的量程进行测量.
解析 使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并先用最大量程进行试测.
交流电压
最大
4
