專題36+理想變壓器精講-高考物理雙基突破二+版含解析

1、專氟三十總理急變4器，精稀J一、理想變壓器1 .構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的。(1)原線圈：與交流.電源連接的線圈，也叫初級(jí)線圈。(2)副線圈：與負(fù)載連接的線圈，也叫次級(jí)線圈。2 .原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)。3 .基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入=P出；(2)電壓關(guān)系：匕=U2;有多個(gè)副線圈時(shí)匕=匕=U3=.：；nin2nin2n3(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)F=空。I2ni由P入=P出及P=UI推出有多個(gè)副線圈時(shí)，UiIi=U2l2+U3l3+UnIn。二、變壓器基本規(guī)律的應(yīng)用1 .理想變壓器的規(guī)律沒有能量損失(繞線無電阻、鐵芯無渦流)；沒有磁通量損失(

2、磁通量理想變壓器全部集中在鐵芯中)。功率原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率P入一P出，當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)，R=F2+R+：?；⒏本€圈的電壓比等于匝數(shù)比，即為=小,與負(fù)載情況、副線圈個(gè)數(shù)的多少無關(guān)；U2n2本電壓_U:_V.關(guān)當(dāng)變壓器有多個(gè)副線圈時(shí)，石%叫=:。系電流只個(gè)副線圈：電流和匝數(shù)成反比，即步：；多個(gè)副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關(guān)系，即nili=g|2+必b+。頻率原、副線圈中電流的頻率相等制電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓Ui和匝數(shù)比決定，即U2=“Ui(原制約副)ni約關(guān)系功率副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1

3、=P2(副制約原)電流原線圈電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即11=*12(副制約原)2 .關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明(1)變壓器不能改變直流電壓。(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率。(3)理想變壓器本身不消耗能量。(4)理想變壓器基本關(guān)系中的Ui、U2、Ii、I2均為有效值?！绢}1】如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u=11000<2sin100tr(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r=6Q的導(dǎo)線對(duì)“220V,880W”的電器Rl供電，該電器正常工作.由此可知A.原、副線圈的匝數(shù)比為50：1B.交變電壓的頻率為100HzC.副線圈中電流的有效值為4AD.

4、變壓器的輸入功率為880W【答案】C【解析】由電器&正常工作，可得通過副線圈的電流為1=*=鏢A=4A,故C對(duì)f副線圈導(dǎo)線所分電壓為a=4x5V=24V,副線圈兩端電壓5=220V+24V=244V,因此原、副線圈的匝數(shù)比*=?=今罌二富，故A錯(cuò)*又尸尸凸故D錯(cuò)夕交變電壓的頻率戶含=50Hz,故B錯(cuò)【題2(多選)如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為1、n2。原線圈通過一理想電流表接正弦交流電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈兩端。假設(shè)該二極.管正向電阻為零，反向電阻為無窮大。用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd,則A.Uab：Ucd=n1：n2

5、B.增大負(fù)載電阻的阻值R,電流表的讀數(shù)變小C.負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D.將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍【答案】BD【解析】若變壓器初級(jí)電壓為Uab,則次級(jí)電壓為U2=n2Uab；由于二極管的單向?qū)щ娦允沟酶本€圈中ni的反向電流為零，由有效值的定義可得11=11解得Ucd=*U2,故Ub=曲,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大負(fù)載RR22Ucdn2的阻值R,則變壓器次級(jí)電流減小，則初級(jí)電流也減小，即電流表的讀數(shù)減小，選項(xiàng)B正確；cd間的電壓由變壓器的初級(jí)電壓決定，與負(fù)載電阻R的大小無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若二極管短路則Ucd=U2=V2Ucd,故2此時(shí)R消耗的功率P'=等為原來的2倍，則次級(jí)

6、電流會(huì)加倍，則初級(jí)電流也加倍，選項(xiàng)D正確。R【題3】如圖甲所示電路，已知電阻Ri=R2=R。和Ri并聯(lián)的D是理想二極管（正向電阻可視為零，反向電阻為無窮大），在A、B之間加一個(gè)如圖乙所示的交變電壓（電壓為正值時(shí)，Uab>0）。由此可知*y.工：協(xié)工廣»|舄廠LA.在A、B之間所加的交變電壓的周期為2sB.在A、B之間所加的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=20V2sin100tVC.在A、B之間所加的交變電壓的最大值為20VD,加在R2上電壓的有效值為20V【答案】B【解析】由圖乙可知交變電壓的周期7二002一選哽A錯(cuò)誤;小E間所加交變電壓的短時(shí)值表達(dá)式m二20/sinLCKM%選項(xiàng)

7、B正確；在&B之間所加的交變電壓的最大值為20/V,有效值為20%選項(xiàng)C錯(cuò)誤J由于電阻通和后串聯(lián)，電壓為正值的半個(gè)周期電阻為被二極管短路，處上電壓的有效值為20V.電壓為負(fù)值的半個(gè)周期，二極管中無電流通過，電阻義和此串聯(lián)，心上電壓的有效值為10V,根據(jù)有效值的定義可得二梟坐。Vn解得加在史上電壓的有效值為25版V,選項(xiàng)D錯(cuò)誤“題4一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1,在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電U,原、阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k,則1A. U=66V,k=-91B. U=

8、22V,k=-9-1C. U=66V,k=-31D. U=22V,k=-3【答案】A【解析】軍，副線圈電壓比等于匝數(shù)比，根據(jù)副線圈負(fù)載電阻的電壓G可知副線圈電壓為U,原線圈電壓為3,副線圈電流產(chǎn)器根據(jù)"僚導(dǎo)原線圈電流尸白,那么原線圈輸入電壓220V=3'4-圣心/I祖J/1整理可得U=66Vn原、副線圈電阻消耗的功率可根據(jù)尸=尸夫求得，電阻相等,九：人二1：3,可得功率之防馬f=1：%即比=上根據(jù)以上分析可知選項(xiàng)A正確。三、變壓器模型1 .自耦變壓器：自耦變壓器（稱調(diào)壓器）它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本

9、關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用如圖所示。題5自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0kWo設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1,負(fù)載兩端電壓的有效值為U2,且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為B.380V和9.1AC. 240V和5.3AD. 240V和9.1A【答案】B【解析】根據(jù)理想變壓器電壓比關(guān)系*二?,代入數(shù)據(jù)解得副線圈兩端的電壓有效值5=380V,因理想變壓器原、副線圈輸入和輸出的功率

10、相等，即P=F，尸解得a=aM.1A,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤口【題6】（多選）如圖甲所示，為一種可調(diào)壓自耦變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上,P到如圖甲中所示位置，在BC間接一個(gè)理想的交流電若AB間輸入如圖乙所示的交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭A.AB間輸入的交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u=22072sin(100大)VB.該交流電的頻率為100Hz一2C. t=1M0s時(shí)電壓表讀數(shù)為零D. BC間輸出的電功率為零【解析】由乙圖可讀出交流電的最大值為Um=2202V,周期T=2X10-2s,o=2兀一，、一=100%ad/s.貝U父流電的電壓瞬時(shí)值u=Umsino220'j2s

11、in(100t)V,A正確.1f=T=50Hz,知B錯(cuò).因電壓表測交流電電壓時(shí)，讀數(shù)為交流電的有效值，不能讀出瞬時(shí)值,U2Rv無否大，則P=-=0,D正確。R所以讀數(shù)為220V,則C錯(cuò).由于BC間接理想電壓表,【答案】AD2.互感器：分為電壓互感器和電流互感器，比較如下:電壓互感器電流互感器原理圖%原線圈連接并聯(lián)在茴壓電路中串聯(lián)在交流電路中副線圈連接連接電壓表連接電流表互感器作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏骼玫墓経ini=-U2n2Iini=12n2【題7】（多選）電流互感器和電壓互感器如圖。其中ni、及、出、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表，則A.A為電流互感器，且

12、B. A為電壓互感器，且ni>n2,a是電壓表C. B為電流互感器，且n3<n4,b是電流表D. B為電壓互感器，且n3>n4,b是電壓表n1<n2,a是電流表【答案】AD【解析】由題圖可知）為電流互感器，月為電壓互感器，因此也是電流表，力是電壓表口在/中，有和n二五他，要把大電流變?yōu)樾‰娏?，有封科在B中，有|二容要把高電壓變成低電壓，則有心即綜上所述可知，選項(xiàng)A、D正確。【題8】（多選）圖中甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖，利用互感器可以實(shí)現(xiàn)用普通的電表測高壓或大電流，以下說法正確的是A.線圈Ni兩端電壓高于線圈N2兩端電壓B.線圈N3中電流小于線圈N4中電流C

13、.甲圖中的電表是電壓表，乙圖中的電表是電流表D.甲圖中的電表是電流表，乙圖中的電表是電壓表【答案】AC【解析】甲并聯(lián)在電路中是電壓互感器，電路中是強(qiáng)電壓，通過變壓器變成弱電壓，用電壓表測量,因?yàn)殡妷褐鹊扔诰€圈匝數(shù)比，所以Ui>U2,由圖可知，乙串聯(lián)在電路中是電流互感器，電路中是強(qiáng)電流，通過變壓器變成弱電流，用電流表測量，因?yàn)殡娏髦鹊扔诰€圈匝數(shù)的倒數(shù)比，所以I3>"綜上所述，AC正確，故BD錯(cuò)誤?！?3題】（多選）一理想變壓器如圖，其原線圈電壓一定，副線圈上通過輸電線接兩個(gè)相同的燈泡Li和L2。輸電線的等效電阻為R。開始日電鍵K斷開。當(dāng)K接通后，以下說法正確的是A.副線

14、圈兩端MN的輸出電壓減小B.通過燈泡Li的電流減小C.原線圈中的電流增大D.變壓器的輸入功率變小【答案】BC【解析】理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的,由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以副線圈的輸出電壓也不變削故A錯(cuò)誤？當(dāng)K接通后，兩個(gè)燈泡并聯(lián)，電路的電阻減小，副線圈的電流變大，所以通過電阻式的電流變大,電壓變大，那么并聯(lián)部分的電壓減小，所以通過燈泡L的電流減小，故B正確$變壓器的輸入功率和輸出功率相等，由于副線圈的負(fù)載電阻減小了，輸出功率變大，所以原線圈的輸入功率也要變大，因?yàn)檩斎氲碾妷翰蛔?，所以原線圈中的電流要變大，故C正確，D錯(cuò)誤口情感語錄1 .愛情合適就好，不要委屈將就，只要隨

15、意，彼此之間不要太大壓力2 .時(shí)間會(huì)把最正確的人帶到你身邊，在此之前，你要做的，是好好的照顧自己3 .女人的眼淚是最無用的液體，但你讓女人流淚說明你很無用4 .總有一天，你會(huì)遇上那個(gè)人，陪你看日出，直到你的人生落幕5 .最美的感動(dòng)是我以為人去樓空的時(shí)候你依然在6 .我莫名其妙的地笑了，原來只因?yàn)橄氲搅四? .會(huì)離開的都是廢品，能搶走的都是垃圾8 .其實(shí)你不知道，如果可以，我愿意把整顆心都刻滿你的名字9 .女人誰不愿意青春永駐，但我愿意用來換一個(gè)疼我的你10 .我們和好吧，我想和你拌嘴吵架，想鬧小脾氣，想為了你哭鼻子，我想你了11 .如此情深，卻難以啟齒。其實(shí)你若真愛一個(gè)人，內(nèi)心酸澀，反而會(huì)說不出話來12 .生命中有一些人與我們擦肩了，卻來不及遇見；遇見了，卻來不及相識(shí)；相識(shí)了，卻來不及熟悉，卻還要是再見13 .對(duì)自己好點(diǎn)，因?yàn)橐惠呑硬婚L；對(duì)身邊的人好點(diǎn)，因?yàn)橄螺呑硬灰欢苡鲆?4 .世上總有