高中物理专题：变压器问题分类精析
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
高中物理专题：变压器问题分类精析
1、 如图甲所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈M 和P ，线圈P 与电流表构成闭合回路。若在t 1至t 2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下（即为由c 经电流表至d ），则可以判断出线圈M 两端的电势差u ab 随时间t 的变化情况可能是如图乙所示中的（ ）
（静态）1.某变电站用原副线圈匝数比为n 1：n 2的变压器，将远距离输来的电能送到用户，如图所示。将变压器看作理想变压器，当正常工作时，下列说法正确的是（ ） A. 原副线圈电压比为n 2：n 1 B ．原副线圈电流比为n 1：n 2 C ．原副线圈电压比为n 1：n 2
D ．变压器的输入功率与输出功率的比为n 1：n 2
2．如图所示，理想变压器的原线圈接在u ＝
sin （100πt ）（V ）的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是 ( )
A ．原线圈中电流表的读数为1 A B
．原线圈中的输入功率为 C ．副线圈中电压表的读数为1102V D ．副线圈中输出交流电的周期为50s 3.(多选)如图1所示为理想变压器原线圈所接正弦交变电压的波形。原、副线圈匝数比n 1∶n 2=10：1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1A ，则 （ ）
A ．与副线圈并联的电压表在t =0.5?10-2s 时的示数为2202V
B ．副线圈所接用电器在1min 内消耗的电能为1.32?104J
C ．1s 内通过副线圈所接用电器的电量为60C
D ．副线圈中电流有效值为10A
4、 (多选)如图所示，理想变压器的初级线圈接交流电源，次级线圈接阻值
为R 的负载电阻。若与初级线圈连接的电压表V 1的示数为U 1，与次级线圈连接的电压表V 2的示数为U 2，且U 2
A. 该变压器输入电流与输出电流之比为U 1：U 2
B. 该变压器输入功率与输出功率之比为U 2：U 1
R
10-2s
图3
U 1 a b
S
I 1
P
R
5．如图3所示，理想变压器原线圈输入交变电流i =I m sin ωt ，副线圈接有一电流表、负载电阻R ，电流表的示数为0.10A 。在t =8
3
T 时，原线圈中的电流瞬时值为0.03A 。由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为（ A ）
A. 10:3
B. 3:102
C. 102:3
D. 3:10
（动态）1．如图所示，M 是一小型理想变压器，接线柱a 、b 接在电压u ＝311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A 2为值班室的显示器，显示通过R 1的电流，电压表V 2显示加在报警器上的电压(报警器未画
出)，R 3为一定值电阻。当传感器R 2所在处出现火警时，以下说法中正确的是
A ．A1的示数不变，A2的示数增大
B ．A1的示数增大，A2的示数增大
C ．V1的示数增大，V2的示数增大
D ．V1的示数不变，V2的示数减小
2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10 : 1,b 是原线圈的中心接头，电压表V 和电流表A 均为理想电表，除滑动变阻器电阻R 以外其余电阻均不计，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
t u π100sin 22201=(V)．下列说法中正确的是（ ）
A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22 V
B ．s t 600
1
=
时，点c 、d 间的电压瞬时值为110V C ．单刀双掷开关与a 连接，滑动变阻器触头P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表和电流表的示数均变小 3、(多选)一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q 调节，如右图所示。在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则 （ ）
A 、保持Q 位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大
B 、保持Q 位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小
C 、保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大
D 、保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小
4．如图是一个理想变压器的示意图，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器的滑
动触头，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1为原线圈中的电流（ ） Ａ．若保持P 的位置及U 1不变，S 由a 合到b 处，则I 1将减小
Ｂ．若保持P 的位置及U 1不变，S 由b 合到a 处，则R 上消耗的功率将增大 Ｃ．若保持U 1不变，S 置于b 处，将P 向上滑动，则I 1减小 Ｄ．若保持P 的位置不变，S 置于a 处，将U 1增大，则I 1减小 5．(多选)如图2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L 1和L 2；输电线的等效电阻为R ，开始时，开关S 断开。当S 接
通时，以下说法正确的是（ ）
A ．副线圈两端MN 输出电压减小
B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大
C ．通过灯泡L 1的电流减小
～
M
R L 1
A S
N L 2
D ．原线圈中的电流增大
6．在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示。当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P 1、P 2的位置，使输出电压稳定在220V 上。现发现输出电压低于220V ，下列措施不正确．．．
的是 （ ）
Ａ．P 1不动，将P 2向上移 Ｂ．P 2不动，将P 1向下移
Ｃ．将P 1向上移，同时P 2向下移 Ｄ．将P 1向下移，同时P 2向上移
7、(多选) 调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上。AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q 。则（ ）
A. 保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的读数变大
B. 保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的读数变小
C. 保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大
D. 保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小
（原线圈与某电阻串联）1．如图所示的电路中，理想变压器的两端共接有4只规格相同的灯泡，在开关S 闭合的情况下，4只灯泡的亮度相同，若将开关S 断开，灯泡都不会损坏，则（ ）
A ．灯泡L 1比S 闭合时暗一些
B ．灯泡L 1比S 闭合时亮一些
C ．灯泡L 2、L 3的亮度不变
D ．灯泡L 2、L 3比S 闭合时亮一些
2．如图所示，交流发电机电动势的有效值E=20 V,内阻不计，它通过一个R=6Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V 0. 25 W",灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：
(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比， (2)发电机的输出功率．
3．如图所示，灯泡L 1、L 2规格完全相同，原线圈匝数比副线圈匝数多，下列判断错误的．．．是：（ ） A .变压器工作时，两灯不可能同时正常发光 B .L 2正常工作时，L 1比L 2暗
C .L 2正常工作时，L 1可能已经烧毁
D .L 1正常工作时，L 2可能已经烧毁 4．如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2、L 3都标有“5V ，
5W ”，L 4标有“5V ，10W ”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈
匝数比n 1∶n 1和ab 间电压应为 A ．2∶1，25V B ．2∶1，20V
C ．1∶2，25V
D ．1∶2，20V
（电能输送）1．一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为为50 kW,输出电压为500 V ，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V ，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：(1)升压变压器副线圈的端电压；
(2)输电线上损耗的电功率；
输入
输出
P 1
P 2
n 1 n 2
L 1
L 2 L 4
a b
~
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比．
2、（18分）人们利用发电机把天然 存在的各种形式的能（水流能、风能、煤等燃烧的化学能……）转化为电能。为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方。但是，用电的地方往往很远。因此，需要高压输送线路把电能输送到远方。如果，某发电站将U =6000V 的电压直接地加在高压输电线的入端，向远方供电，且输送的电功率为P =800kW 。则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE =9600kW ·h （1 kW ·h=1度电）。求： ⑴此种情况下，高压线路的输电效率和终端电压。
⑵若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则在发电站处应安装一个变压比（n 1∶n 2）是多少的变
压器？
3、（16分）某水利发电站采用高压输电将电能输送到华北地区，输送电路如图所示，升压、降压变压器均为理想变压器。输送的总电功率为kW 105.4P 6
?=。发电机输出的电压为kV 18U 0=。输电电压为kV 500U =。要使输电线上损耗的功率等于输电功率的5%。求：
（1）发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比； （2）输电线路的总电阻R 。
4.某小型水电站中，水以3 m /s 的速度流入水轮机，而以1 m /s 的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m ，水流量为2 m 3/s .水流能量的75%供给发电机．
(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大？
(2)发电机的输出电压为240 V ，输电线路的电阻为19.2 Ω，许可损耗功率为2%，用户所需电压为220 V ，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数的比各是多少？
1．(多选)为了监测变电站向外输电的情况，要在变电站安装互感器，其接线如图所示，两变压器匝数分别为n 1、n 2和n 3、n 4，a 和b 是交流电表，则( )
A ．n 1＞n 2
B ．n 3＞n 4
C ．a 为交流电流表，b 为交流电压表
D ．a 为交流电压表，b 为交流电流表 2．如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 000 2sin 100πt(V )的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V 880 W ”的用电器R L 供电，该用电器正常工作．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100 Hz
C ．副线圈中电流的有效值为4 A
D ．变压器的输入功率为880 W
3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝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向右做切割磁感线运动时，电流表A 1的读数为12 mA ，那么电流表A 2的读数为( )
A ．0
B ．3 mA
C ．48 mA
D ．与R 大小有关
4．(多选)如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n 1＝600匝，n 2＝120匝，电源电压U 1＝220 V ，原线圈中串联
一个0.2 A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则( )
A ．负载功率不能超过44 W
B ．副线圈电流最大值不能超过1 A
C ．副线圈电流有效值不能超过1 A
D ．副线圈电流有效值不能超过0.2 A 5．一理想变压器原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 随时间变化的图像如图所示．副线圈仅接入一个10 Ω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100 2 V
C ．经过1 min 电阻产生的热量是6×103 J
D ．变压器的输入功率是1×103 W
6．(多选)如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L 1、L 2、L 3、L 4为四只规格均为“9 V 6 W ”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的u-t 图像如图乙所示．则以下说法中正
确的是
A ．电压表的示数为36 V
B ．电流表的示数为2 A
C ．四个灯泡均能正常发光
D ．变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz
（原线圈与某电阻串联）2.解：彩色小灯额定电流A U P I L 241==,次级线圈总电流I 2 = 24L I =1 A. 变压器输入功率等于I 1U 1= I 2U 2=6 W,
变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得11
1166
I I R I U E +=+=， 代人E 值解得A I 3
1
1=
(A I 31=应舍去，据题意是降压变压器，应I 1
31221==I I n n 。 (2)发电机输出功率P=I 1E=6.67 W 。 （电能输送）1解：(1)因为2121n n U U =，所以11
22U n n
U ==2 500 V. (2) P 2=P 1=50 kW. 输电线中电流A A U P I 202500
50000222===
， 则W W R I P 600015202
2
2=?==线损。 (3)用户得到功率P 4 =P 1 －损P =44 000 W, 所以降压变压器副线圈电流A A U P I 200220
44000
444===
。 故
1
10
20200243443====I I I I n n 。
2.⑴η=50% U /=3000V ⑵1∶5
3、 （16分）
解：（1）根据2
1
0n n U U =（4分） 求出
250
9n n 21=（2分） （2）根据IU P =（3分），R I P 2
=损（3分）
由题意可知P %5P =损（2分），求出)(8.2R Ω=（2分） 4.(1)24 000 W (2)1∶20 1176∶55
[解析] (1)每秒钟流过发电机的水的质量为m ＝ρV ＝2×103 kg ，每秒钟水流机械能的损失为ΔE ＝1
2m(v 21－v 22)＋mgh ＝4×104 J ，发电机的输出功率P 出＝75%×80%·ΔE ＝24 000 W .
(2)发电机经变压器到用户的供电线路如图所示．
图中T 1为升压变压器，T 2为降压变压器．输电线上损失的功率为P 线＝I 2线R 线，而P 线＝P 出·2%，所以I 线＝
P 出·2%
R 线
＝5 A . 因为I 2＝I 线＝5 A ，I 1＝
P 出
U 1
＝100 A ， 所以升压变压器原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝I 2I 1＝1
20
.
降压变压器T 2原线圈的电压U 3＝P
I 2－I 2R 线＝????240005－5×19.2 V ＝4704 V ， 所以降压变压器的原、副线圈的匝数比为n 3n 4＝U 3U 4＝1176
55
.
1．AD [解析] 由电路连接方式可知，左图是电压互感器，把高电压经过变压器降压后测量，所以n 1
＞n 2，a 为交流电压表．右图为电流互感器，把大电流经过变压器减为小电流再测量，所以n 3＜n 4 ，b 为交流电流表．
2．C [解析] 根据接入电压u ＝11 000 2sin 100πt(V )，输入电压有效值为11 000 V ，要使“220 V 880 W ”的用电器正常工作，则通过用电器的电流为I ＝P
U ＝4 A ，副线圈输出电压为U 出＝Ir ＋U ＝4×6 V ＋
220 V ＝244 V ，原、副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比，为2750∶61，A 错误，C 正确；交流电的频率f ＝100π
2π＝50 Hz ，B 错误；变压器的输入功率P 入＝P 出＝PR L ＋P r ＝880 W ＋42×6 W ＝976 W ，D 错
误．
3．A [解析] 导线AB 切割磁感线产生的感应电动势为E 感＝Blv.由于B 、l 、v 三个量均不变，故感应电动势为一定值，原线圈中电流恒为12 mA ，变压器原、副线圈中没有互感现象，副线圈输出电压应为
零，故电流表A 2的读数为0.
4．AC [解析] 由P 入＝P 出可知P 入＝U 1I 1＝44 W ．又因U 1U 2＝n 1
n 2
，故U 2＝44 V ，故I 2不能大于1 A ，负载功率不超过44 W .
5．D [解析] 设输入电压为U 1，输出电压为U 2，由
U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝100 V ，I ＝U 2R ＝100
10 A ＝10 A ，故选项A 、B 错误；1 min 内电阻产生的热量Q ＝I 2Rt ＝102×10×60 J ＝60 000 J ，故选项C 错误；P 输入＝P 输出＝U 22
R
＝1×103 W ，故选项D 正确． 6．BCD [解析] 输入电压等于灯泡L 1与原线圈电压之和，而电压表测量到的实际上是原线圈两端电压，故A 错误；原、副线圈的电压之比为3∶1，原、副线圈电流之比为1∶3，设副线圈电压为U ，则原线圈电压为3U ，灯泡L 1的电压也是U ，故4U ＝36 V ，U ＝9 V ，故四个灯泡均正常工作．电流表的示数为I ＝3×6
9 A ＝2 A ．副线圈两端交变电流的频率与原线圈中输入的交变电流频率相同，由图乙可知频率为
50 Hz .
三一文库（https://www.doczj.com/doc/c78916736.html,）/总结 〔变压器知识点总结〕 变压器是高中物理中的知识点，今天小编要给大家介绍的便是变压器知识点总结，欢迎阅读！ ▲变压器知识点总结 1.1 什么是变压器? 答：变压器是借助电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。 1.2 什么是局部放电? 答：局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高压电的作用下，发生在电极之间但未贯通的放电。 1.3 局放试验的目的是什么? 答：发现设备结构和制造工艺的缺陷，例如：绝缘内部局放电场过高，金属部件有尖角;绝缘混入杂质或局部带有缺陷，防止局部放电对绝缘造成损坏。 1.4 什么是铁损? 答：变压器的铁损又叫空载损耗，它属于励磁损耗而与负载无关，它不随负载大小而变化，只要加上励磁电压后就存在，它的大小仅随电压波动而略有变化。包括铁心材料的
磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗三部分。 1.5 什么是铜损? 答：负载损耗又称铜损，它是指在变压器一对绕组中，一个绕组流经额定电流，另一个绕组短路，其他绕组开路时，在额定频率及参考温度下，所汲取的功率。 1.6 什么是高压首端? 答：与高压中部出头连接的2至3个饼，及附近的纸板、相间隔板等叫做高压首端(强调电气连接)。 1.7 什么是高压首头? 答：普通220kV变压器高压线圈中部出头一直到高压佛手叫做高压首头(强调空间位置)。 1.8 什么是主绝缘?它包括哪些内容? 答：主绝缘是指绕组(或引线)对地(如对铁轭及芯柱)、对其他绕组(或引线)之间的绝缘。 它包括：同柱各线圈间绝缘、距铁心柱和铁轭的绝缘、各相之间的绝缘、线圈与油箱的绝缘、引线距接地部分的绝缘、引线与其他线圈的绝缘、分接开关距地或其他线圈的绝缘、异相触头间的绝缘。 1.9 什么是纵绝缘?它包括哪些内容? 答：纵绝缘是指同一绕组上各点(线匝、线饼、层间)之间或其相应引线之间以及分接开关各部分之间的绝缘。 它包括：桶式线圈的层间绝缘、饼式线圈的段间绝缘、
第四节变压器 【教学目标】 1、了解使用变压器的目的，知道变压器的基本构造，知道理想变压器和实际变压器的区别。 2、知道变压器的工作原理，会用法拉第电磁感应定律解释变压器的变比关系。 3、知道不同种类的变压器。 【教学重点】 变压器的工作原理，互感过程的理解及电压与匝数的关系。 【教学难点】 互感过程的理解，变比关系的推导和理解 【教学方法】 演示、推理、学生实验 【教具】 学生电源、可拆变压器、交流电压表、小灯泡、多用电表（交流电压档） 【教学过程】 引入新课 今天我们要学习的是变压器这一节，在进入新课前，我们来看这样一组数据。 投影：
提问：我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的，但是我国民用供电电压均为220V，怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工作呢？ 回答：用我们今天所要学习的设备――变压器。 演示实验：出示交流电源，用交流电压表（量程10V）测其电压为7V，若想用这个电源来使额定电压为3V的小灯泡正常发光，显然不能直接接电源，我们就可以利用变压器将电源电压降下来后再接灯泡。 现象：灯泡能够正常发光。 这说明变压器是能够改变交流电压的设备。 过渡：为什么变压器会有这样的功能呢？就让我们先从变压器的构造说起。 一、变压器的构造 最典型的变压器是由两个线圈和闭合铁芯构成。 展示可拆变压器，左右各有一个线圈套在铁芯上，其中一个与电源相连的称为原线圈（或初级线圈），另一个与用电器相连的称为副线圈（或次级线圈）。线圈是由绝缘的导线绕制的。闭合的铁芯是由涂有绝缘漆的薄硅钢片叠加而成的。线圈与铁芯彼此绝缘。 投影：变压器的示意图，原副线圈的匝数一般是不同的，n1和n2分别表示原线圈和副线圈的匝数，U1和U2表示原线圈和副线圈的端电压。 提出疑问：从前面的实验中看到灯泡能够发光，说明副线圈两端是有电压的，但是线圈和铁芯彼此绝缘，不可能将原线圈的电能直接传送到副线圈来，那么这个电压是如何产生的呢？ 其实变压器也是法拉第电磁感应现象的一种应用，我们可以具体来分析变压器是如何工作的。 二、变压器的工作原理 分析：把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流产生交变的磁场，将铁芯磁化并在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着用电器，副线圈中就会产生交变电流。这一
变压器、远距离输电 【知识回顾】 一、变压器 1．定义：用来改变交流电压的设备，称为变压器． 说明：变压器不仅能改变交变电流的电压，也能改变交变电流的电流，但是不能改变恒定电流． 2．构造： 变压器由一个闭合铁芯（是由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成的）和两个线圈（用绝缘导线绕制）组成的． 原线圈：和交流电源相连接的线圈（匝数为n1）． 副线圈：和负载相连接的线圈（匝数为n2）．许多情况副线圈不只一个． 二、理想变压器 1．理想变压器是一种理想模型．理想变压器是实际变压器的近似．理想变压器有三个特点： （1）铁芯封闭性好，无漏磁现象，即穿过原、副线圈两绕组每匝的磁通量Φ都一样．每匝线圈中所产生感应电动势相等． （2）线圈绕组的电阻不计，无能损现象． （3）铁芯中的电流不计，铁芯不发热，无能损现象． 说明：大型变压器能量损失都很小，可看作理想变压器，本章研究的变压器可当作理想变压器处理． 2．理想变压器的变压原理 变压器工作的原理是互感现象，互感现象即是变压器变压的成因．当变压器原线圈上加上交变电压，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．如果副线圈电路是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变磁通量．这个交变磁通量既穿过副线圈，也穿过原线圈，在原、副线圈中同样要引起感应电动势．在原、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． 在变压器工作时，由于原、副线圈使用同一个铁芯，因而穿过原、副线圈（每匝）的磁通量Φ及磁通量的变化率均相同，在原、副线圈产生的感应电动势与它们的匝数成正比． 3．能量转换：变压器是把电能转化为磁场能又把磁场能转化为电能的装置．
高中物理：变压器练习题 1.如图所示四个电路,能够实现升压的是( ) 【解析】选D。变压器只能对交变电流变压,不能对直流电变压,故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比,所以D项能实现升压。 2.一理想变压器的原、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220 V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.U=66V,k= B. U=22V,k= C.U=66V,k= D.U=22V,k= 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析： (1)掌握变压器的功率、电压、电流关系。 (2)根据变压器的匝数比推出原、副线圈的电流比,求得k值。 (3)根据变压器的电压关系和电路的特点求得电压。 【解析】选A。由于变压器的匝数比为3∶1,可得原、副线圈的电流比为1∶3,根据 P=I2R可知原、副线圈中电阻R的功率之比k=,由=,其中U 2=U,则U 1 =3U,结合原、 副线圈的电流比为1∶3,可得原线圈中电阻R上的电压为,所以有3U+=220V,得
U=66V,故选项A正确。 【补偿训练】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压—时间图 像。原、副线圈匝数比n 1∶n 2 =10∶1,串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为1A, 则( ) A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为311 V B.变压器输出端所接电压表的示数为22V C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz D.变压器的输出功率为220W 【解析】选C。变压器原线圈所接交流电压的有效值为U 1 =V=220 V,选项A错误； 变压器输出端所接电压表的示数为U 2=U 1 =×220V=22 V,选项B错误；变压器输 出端交变电流的频率为f=Hz=50 Hz,选项C正确；变压器的输出功率等于输入功 率,P=U 1I 1 =220×1W=220 W,选项D错误。故选C。 3.(多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )
高中物理-理想变压器的原理和制约关系练习一、选择题 1．如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2 、L 3 都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12W”，若它 们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1 ∶n2和ab间电压分别为 A．2 ∶1，24V B．2 ∶l，30V C．1 ∶2，24V D．1∶2，30V 【参考答案】B 【名师解析】L2、L3 并联后与 L4 串联，灯泡正常发光．说明副线圈电压为U2=12V；副线圈功率为P2=6W+6W+12W=24W，根据P2= U2 I2得I2=2A.。根据变压器的输入的功率和输出的功率相等，P2= P1=U1I1，而I2=2I1，所以U1=24V；根据变压器变压公式，电压与匝数成正比，得n1 ∶n2= U1 ∶U2=2 ∶l，所以Uab=U1+U L1=(24+6)V=30V，选项B正确。 2. 将u=2202sin100πt V的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数比为 n 1 ∶n2=55∶1，R=10Ω，则下列说法正确的是 A．该交流电的频率为100Hz B．闭合开关S后，电流表的读数为0.22A C．闭合开关S后，电阻消耗的电功率为1.6W D．断开开关S后，电流表的读数为0.22A
【参考答案】C 3．如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( ) A．变压器原、副线圈匝数比为102∶1 B．电流表示数为1 A C．电流表示数为10 A D．副线圈中电流的频率为5 Hz 【参考答案】B 【名师解析】由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V，交变电流的 频率f＝1 T ＝ ω 2π ＝50 Hz，D项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值为22 V， 由理想变压器变压规律可知，n 1 n 2 ＝ U 1 U 2 ＝10，A项错；由灯泡电功率P＝UI可知，通过每只灯泡 的电流为1 A，故副线圈输出电流为10 A，由理想变压器变流规律可知，I 2 I 1 ＝10，所以原线圈 中电流的有效值为1 A，B项正确，C项错。 4．(多选)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为11∶1，R＝1 Ω，原线圈允许通过电流的最大值为1 A，副线圈ab两端电压随时间变化图像如图乙所示。则下列说法正确的是( )
变压器专题练习题 1.对于理想变压器下，下列说法中正确的是 ( ) A.原线圈的输入功率，随副线圈输出功率增大而增大 B.原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大 C.原线圈的电压，不随副线圈输出电流变化而变化 D.当副线圈电流为零时，原线圈电压为零 2.一个正常工作的理想变压器原副线圈中，下列哪个物理量不一定相等 ( ) A.交流的频率 B.电流的有效值 C.电功率 D.磁通量的变化率 3.如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311 sin100 πt(V) ，原副线圈的匝数之比为:n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则 ( ) A.电压表读数为 220 V B.电压表读数为 22 V C.变压器输出功率为 44 W D.变压器输入功率为 440 W 4.如图所示， M 为理想变压器，电源电压不变，当变阻器的滑动头 P 向上移动时，读数发生变化的电表是 ( ) A.A1 B.A2 C.V1 D.V2 5.图所示，为理想变压器所接电源电压的波形，已知原，副线圈的匝数之比 n1: n2=10:1 ，串联在原线圈电路中的电流表的示数为1 A ，下列说法正确的为 ( ) A.变压器输出端所接电压表的示数为 222 V B.变压器的输出功率为 220 W
C.若 n1=100 匝，则穿过变压器每匝副线圈的磁通量的变化率的 最大值为 2.2 2Wb/s D.变压器输出的交流电的方向，每秒钟改变 100 次 6.如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为3:1，次级接 三个相同的灯泡，均能正常发光，初级线圈中串有一个相同的灯泡L， 则 ( ) A.灯L也能正常发光 B.灯L比另三灯都暗 C.灯L将会被烧坏 D.不能确定 7.图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压 器的铁芯的左右两个臂上，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，已知圈1、2的 匝数之比为N1:N2=2:1，在不接负载的情况下 ( ) A.当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为110V B.当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为55V C.当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为220V D.当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为110V 8.如图所示，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交流电，在其他条件不变的情况 下，为了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 9.一个理想变压器，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
高中物理之变压器知识点 理想变压器是高中物理中的一个理想模型，它指的是忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。实际生活中，利用各种各样的变压器，可以方便的把电能输送到较远的地区，实现能量的优化配置。在电能输送过程中，为了达到可靠、保质、经济的目的，变压器起到了重要的作用。 变压器 理想变压器的构造、作用、原理及特征 构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。 作用：在输送电能的过程中改变电压。 原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。 特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。 理想变压器的理想化条件及其规律 在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：
忽略原、副线圈内阻，有U1＝E1，U2＝E2 另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 ，由此便可得理想变压器的电压变化规律为。在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P1=P2 而P1=I1U1，P2=I2U2，于是又得理 想变压器的电流变化规律为 由此可见： （1）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，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别。） （2）理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。 规律小结 （1）熟记两个基本公式 即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数
【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加，则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变 [ ] A．I R不变、I C增大、I L减小 B．I R增大、I C增大、I L减小 C．I R增大、I C增大、I L不变 D．I R不变、I C增大、I L不变 解答：应选C． 点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比．纯电阻电路中，电阻R与频率无关，I R＝U/R，所以I R与频率成正比；纯电容电路中，容抗X C＝1/2πfC，I C＝U/X C＝2πfCU，与频率的二次方成正比；纯电感电路中，X L＝2πfL，I L＝U/X L＝U/2πfL，与频率无关． 【例2】图18－17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A． 解答：由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)； 因理想变压器的初、次级功率相等， 所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A． 点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系． 【例3】如图18－18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？
点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器，乙应是电容较小的电容器． 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流． 【例4】如图18－19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，通过初级线圈的电流之比． 点拨：关键是初、次级功率始终相等． 参考答案：1∶3． 跟踪反馈 1．如图18－20所示，一平行板电容器与一个灯泡串联，接到交流电源上，灯泡正常发光，下列哪种情况可使灯泡变暗 [ ] A．在电容器两极间插入电介质 B．将电容器两板间的距离增大 C．错开电容器两极的正对面积 D．在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2．关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是 [ ] A．扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的 B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过
变压器 【学习目标】 1．知道原线圈（初级线圈）、副线圈（次级线圈）的概念。 2．知道理想变压器的概念，记住电压与匝数的关系。 3．知道升压变压器、降压变压器概念。 4．会用1 122 U n U n =及1122I U I U =（理想变压器无能量损失）解题。 5．知道电能输送的基本要求及电网供电的优点。 6．分析论证：为什么在电能的输送过程中要采用高压输电。 7．会计算电能输送的有关问题。 8．了解科学技术与社会的关系。 【要点梳理】 要点一、 变压器的原理 1．构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。是用来改变交流电压的装置（单相变压器的构造示意图及电路图中的符号分别如图甲、乙所示）。 2．工作原理 变压器的变压原理是电磁感应。如图所示，当原线圈上加交流电压U 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。 要点诠释： （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。 要点二、 理想变压器的规律 1．理想变压器 没有漏磁（磁通量全部集中在铁芯内）和发热损失（原、副线圈及铁芯上的电流的热效应不计）的变压器，即没有能量损失的变压器叫做理想变压器。 要点诠释： （1）因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率。 （2）实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器。 2．电压关系 根据知识点一图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为12n n 、，原线圈两端加交变电压1U ，通过闭合铁芯的磁通量发生改变。由于穿过原、副线圈的磁通量变化率相同，在原、副线圈两端分别产生感应电动势12E E 、，由法拉第电磁感应定律得11ФE n t ?=?，22ФE n t ?=?，于是有1122E n E n =。 对于理想变压器，不考虑原、副线圈的电压损失，则11U E =，22U E =，即 1122U n U n =。同理，当有几组副线圈时，则有 312123U U U n n n ===L 要点诠释： （1）1122 U n U n =，无论副线圈一端是空载还是有负载，都是适用的。 （2）据 1122U n U n =知，当21n n ＞时，21U U ＞，这种变压器称为升压变压器；当21n n ＜时，21U U ＜，这种变压器称为降压变压器。 （3）变压器的电动势关系、电压关系是有效值（或最大值）间的关系。 3．功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，P P =入出。 4．电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时：1122I U I U =，得122211I U n I U n ==；
高中物理：变压器教学设计 设计思想 一、教学目标 知识技能 1. 知道变压器的构造。 2. 理解变压器的工作原理。 3. 理解变压器的变压比、变流比,并能解决有关变压器的基本问题。 4. 了解常见的几种变压器。 过程方法 通过让学生自己动手可拆变压器,激发学生对科学的兴趣和热情,使他们了解变压器在生活中的应用。 情感态度与价值观 1．在自主实验和逐步探究的学习过程中,培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。 2．培养学生实事求是的科学态度。 二、教学重点 变压器工作原理 三、教学难点 变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的 四、教学过程 1．创设问题情境,引入新课题 师：请同学们思考,若将额定电压为6Ｖ的小灯泡直接接到照明电源上,会出现什么现象？ 生：因为电源电压（220Ｖ）远大于小灯泡的额定电压（6Ｖ）,小灯泡会立即烧毁．
师：现在只有照明电源,根据以前所学的电路知识,你有办法使小灯泡正常工作吗？ 生：可以,拿一个适当阻值的电阻与小灯泡串联,接入照明电路中． 师：那么,你认为用这一办法时电源电能的利用率怎样？ 生：因为分压,电阻上的电压较大,消耗较大的电功率,所以这时电源电能的利用率并不高． 师：能否设计一种办法或装置,使电源损失较小的电能而又能使小灯泡正常工作呢？事实上,上述矛盾在现实中普遍存在．在日常生活、生产中使用的各种用电设备,需要的电压不是都一样的．在由统一的电源供电的情况下,为适应这些不同的电压需要,就要有一种能改变电压的电气设备——变压器,那么它是怎样实现改变电压的目的呢？今天我们就来研究这一课题． 2．变压器的构成 拆开可拆变压器的各组成部分,让学生观察并回答其基本组成．用投影显示出单相变压器的结构示意图及电路图符号 与交流电源连接的线圈叫原线圈,也叫初级线圈,匝数1n ；与负载相连接的线圈叫副线圈,也叫次级线圈,匝数2n 。1U 为输入电压,2U 为输出电压 3．探究变压器工作原理 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈连接到交流电源的两端,另一个线圈连接到小灯泡上,连通电路,发现小灯泡会亮。 若把原线圈与直流电源连接,发现在电路接通瞬间灯泡亮一下,然后熄灭, 铁芯 副线圈原线圈U 112n n U 2
1.如图所示,理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2.输电线的等效电阻 为R .开始时,电键S 断开,当S 闭合时,下列说法中正确的是( ). (A )副线圈两端的输出电压减小 (B )通过灯泡L 1的电流减小 (C )原线圈中的电流增大 (D )变压器的输入功率增大 答案:BCD 2.如图所示的理想变压器,两个副线圈陌数分别为n 1和n 2.,当把电热器接在ab ,使cd 空载时,电 流表的示数为I 1；当把电热器接在cd ,而使曲空载时,电流表的示数为I 2,则I 1：I 2等于( ). 【1】 (A )n 1﹕n 2 (B )n 21﹕n 22 (C )n 2﹕n 1 (D )n 22﹕n 12 答案:B 3．如图所示电路中的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，U 1为加在原线圈两端的交变电压，I 1、I 2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U 1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U 1不变，S 由a 切换到b ，则I 2减小 C ．保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a ，则I 1增大 D ．保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小 提示：保持P 的位置及U 1不变，S 由b 切换到a 时，由理想变压器电压比公式 1122U n U n =可知，副线圈两端电压U 2增大，22U I R =也增大，则R 上消耗的功率增大，1112P I U P ==增大，1I 增大，A 选项错误、C 选项正确；保持P 的位置及U 1不变，S 由a 切换到b 时，U 2减小，则22U I R =也减小，B 选项正确；保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动时，U 2不变，R 减小，则I 2增大，由电流比公式1221 I n I n =可知，I 1也增大，D 选项错误． 4．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为n l 和n 2，当负载电阻R 中流过的 电流为I 时，原线圈中流过的电流为_________；现减小负载电阻R 的阻值，则 变压器的输入功率将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）． 【答案】21 n I n ，增大 5．如图所示，变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电导线给用电器供电，当电键S 断开时，图中电压表示数 U 和电流表示数I 的变化是 A ．U 、I 均变大 B ．U 变大，I 变小 C ．U 、I 均变小 D ．U 变小，I 变大 6．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形 的铁芯上．AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q ．则 A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的读数变大 B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的读数变小 C ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大 D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小
高中物理-变压器、电能输送知识点基础知识 一、变压器 1．理想变压器的构造、作用、原理及特征 构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器． 作用：在输送电能的过程中改变电压． 原理：其工作原理是利用了电磁感应现象． 特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压． 2．理想变压器的理想化条件及其规律 在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有： ，
忽略原、副线圈内阻，有U1＝E1，U2＝E2 另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 由此便可得理想变压器的电压变化规律为 在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P1=P2 而P1=I1U1 P2=I2U2 于是又得理想变压器的电流变化规律为 由此可见： (1)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，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别．） (2)理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式．
3、规律小结 (1)熟记两个基本公式： 即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。 ②P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。 (2)原副线圈中过每匝线圈通量的变化率相等． (3)原副线圈中电流变化规律一样，电流的周期频率一样 (4)公式 中，原线圈中U1、I1代入有效值时，副线圈对应的U2、I2也是有效值，当原线圈中U1、I1为最大值或瞬时值时，副线圈中的U2、I2也对应最大值或瞬时值． (5)需要特别引起注意的是： ①只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有：
《2.6 变压器》教学设计 一、教材分析 《变压器》选自普通高中课程标准实验教科书物理选修3—2第五章交变电流的第四节。学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣，因此这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸；同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置．学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础． 教材对《变压器》这节课的设置是从学生的原有认知出发，通过实验手段，引导学生一步一步围绕变压器的原理及工作特性展开，让学生自己进行讨论、分析，逐步完成教学目标。 二、教学目标 1、知识与技能： １）知道变压器的基本构造 ２）理解变压器的工作原理 ３）探究并应用变压器的各种规律 2、过程与方法： １）能熟练应用控制变量法解决多变量问题 ２）进一步掌握科学探究的一般思路 3、情感态度与价值观： １）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣 ２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度 三、教学重难点 教学重点：通过实验探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系 教学难点：理想变压器及工作原理 四、设计理念 在这节物理规律课的教学中，我的设计理念是：以实验为基础，学生的思维拓展为中心，充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学、实验探究过程的教学、知识发展过程的教学；强调学以致用，联系生活实际，提高学生对知识的迁移和能力活化； “变压器”一课的教学围绕“什么是变压器？”“变压器副线圈为什么有电压？”“变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？”“变压器为什么能改变电压？”“变压器副线圈上的电压大小与什么因素有关？定量关系是怎样的?”等问题为线索展开教学过程。 五、教学方法 实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学 六、课前准备
变压器练习题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 一、单选题 1.如图所示，在图甲中是两根不平行导轨，图乙中是两根平行导轨，其他物理条件都相同，金属棒MN都在导轨上向右匀速平动，在棒的运动过程中，将观察到 A.两个小电珠都发光，只是亮度不同 B.两个小电珠都不发光 C.L2发光，L1不发光 D.L1发光，L2不发光 2、．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比不变， 副线圈上接有电阻不为零的负载，在原线圈上输入不变的电压Ｕ1，以 下不．正确的是 A．Ｕ1∶Ｕ2＝Ｎ1∶Ｎ2 B．Ｉ1∶Ｉ2＝Ｎ2∶Ｎ1 C．当Ｉ2减小时，Ｉ1增大 D．当Ｉ2减小时，Ｉ1减小 3、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随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一 个10 Ω的电阻. 则 A. 流过电阻的最大电流是20 A B. 与电阻并联的电压表的示数是141 V C. 变压器的输入功率是1×103 W D. 在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103 J 4、用电记峰期，电灯往往会变暗，其原理如图7所示，可简化为如下物理问题：在理想变压器的副线圈 上，通过输电线连接两只灯泡L1和L2，输电线的等效电阻R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是（） A．R两端的电压增大B．原线圈输入功率减小 C．副线圈输出电压减小D．原线圈中电流减小 5、如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的u－t图象。原、副线圈匝数比n1 ：n2＝10 ：1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1 A，则 A．变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V B．变压器输出端所接电压表的示数为222V C．变压器输出端交变电流的频率为50Hz D．变压器的输出功率为2202W 6．右图8所示变压器的n1∶n2＝3∶1，次级接3个相同的灯泡均能正常发光，初级线圈串有一个相同的灯泡那么 A．灯L也正常发光B．灯L比另3个暗 C．灯L将会烧毁D．不能确定
2.6 变压器》教学设计 一、教材分析 《变压器》选自普通高中课程标准实验教科书物理选修3—2 第五章交变电流的第四节。学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣，因此这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸；同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置．学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础．教材对《变压器》这节课的设置是从学生的原有认知出发，通过实验手段，引导学生一步一步围绕变压器的原理及工作特性展开，让学生自己进行讨论、分析，逐步完成教学目标。 二、教学目标 1、知识与技能： １）知道变压器的基本构造２）理解变压器的工作原理３）探究并应用变压器的各种规律 2、过程与方法： １）能熟练应用控制变量法解决多变量问题２）进一步掌握科学探究的一般思路 3、情感态度与价值观：１）通过实验探究，体会科学探索的过程，激发探究物理规律的兴趣２）通过真实操作和记录，获得团队合作精神的体验和实事求是的科学态度 三、教学重难点 教学重点：通过实验探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系教学难点：理想变压器及工作原理 四、设计理念 在这节物理规律课的教学中，我的设计理念是：以实验为基础，学生的思维拓展为中心，充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学、实验探究过程的教学、知识发展过程的教学；强调学以致用，联系生活实际，提高学生对知识的迁移和能力活化； “变压器”一课的教学围绕“什么是变压器？” “变压器副线圈为什么有电压？”“变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？” “变压器为什么能改变电压？”“变压器副线圈上的电压大小与什么因素有关？定量关系是怎样的?”等问题为线索展开教学过程。 五、教学方法 实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学 六、课前准备
资料篇：高二文科期中复习（选修1-1） 一、物理学史及物理学家 1、电闪雷鸣是自然界常见的现象，古人认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩罚，直 到1752年，伟大的科学家富兰克林冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的，才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。 2、伏打于1800年春发明了能够提供持续电流的“电堆”——最早的直流电源。他的发明 为科学家们由静电转入电流的研究创造了条件，揭开了电力应用的新篇章。 3、以美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺为代表的一批发明家，发明和改进了电灯，改变 了人类日出而作、日没而息的生活习惯。 4、1820年，丹麦物理学家奥斯特用实验展示了电与磁的联系，说明了电与磁之间存在着相 互作用，这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义，也预示了电力应用的可能性。 5、英国物理学家法拉第经过10年的艰苦探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，进一 步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系，奏响了电气化时代的序曲。 6、英国物理学家麦克斯韦建立完整的电磁场理论并预言电磁波的存在，他的理论，足以与 牛顿力学理论相媲美，是物理学发展史上的一个里程碑式的贡献。 7、德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，为无线电技术的发展开拓了道路，被誉 为无线电通信的先驱。后人为了纪念他，用他的名字命名了频率的单位。 二、基本原理及实际应用 1、避雷针利用_尖端放电_原理来避雷：带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷 会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。 2、各种各样的电热器如电饭锅、电热水器、电熨斗、电热毯等都是利用_电流的热效应_来 工作的。 3、在磁场中，通电导线要受到安培力的作用，我们使用的电动机就是利用这个原理来工作 的。 4、磁场对运动电荷有力的作用，这种力叫做洛伦兹力。电视机显象管就是利用了电子束磁 偏转_的原理。 5、利用电磁感应的原理，人们制造了改变交流电压的装置——变压器,在现代化生活中发挥 着极其重要的作用。 6、日光灯的电子镇流器是利用_自感现象_工作的；而电磁炉和金属探测器是利用_涡流_工 作的。 7、电磁波具有能量，人们利用电磁波中的某个波段制造了_微波炉_来加热食物。 8、电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传播，也可以实现无线传输。在进行无线电通 信时，需要发送和接受无线电波，_天线_是发射和接受无线电波的必要设备。 9、把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程，称为调制。信号的调制方式有调 幅信号和调频信号两种方式。其中调频信号由于抗干扰能力强，操作性强，因此高质量的音乐和语言节目，电视伴音采用这种信号调制方式。 10、下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象。请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上。 ⑴X光机D；⑵紫外线灯C；⑶理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好。这里的“神灯”是利用了E。 A．光的全反射；B．紫外线具有很强的荧光作用； C．紫外线具有杀菌消毒作用；D．X射线的很强的贯穿力；
变压器典型例题解析 【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加，则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变 [ ] A．I R不变、I C增大、I L减小 B．I R增大、I C增大、I L减小 C．I R增大、I C增大、I L不变 D．I R不变、I C增大、I L不变 解答：应选C． 点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比．纯电阻电路中，电阻R与频率无关，I R＝U/R，所以I R与频率成正比；纯电容电路中，容抗X C＝1/2πfC，I C＝U/X C＝2πfCU，与频率的二次方成正比；纯电感电路中，X L＝2πfL，I L＝U/X L＝U/2πfL，与频率无关． 【例2】图18－17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A． 解答：由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)； 因理想变压器的初、次级功率相等， 所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A． 点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系． 【例3】如图18－18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，
它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？ 点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器，乙应是电容较小的电容器． 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流． 【例4】如图18－19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，通过初级线圈的电流之比． 点拨：关键是初、次级功率始终相等． 参考答案：1∶3． 跟踪反馈 1．如图18－20所示，一平行板电容器与一个灯泡串联，接到交流电源上，灯泡正常发光，下列哪种情况可使灯泡变暗 [ ] A．在电容器两极间插入电介质 B．将电容器两板间的距离增大 C．错开电容器两极的正对面积 D．在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2．关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是
变压器知识点总结 一、自耦变压器 1.自耦变压器有哪些缺点 自耦变压器的缺点： 1）自耦变压器的中性点必须接地或经小电抗接地。当自耦变压器高压侧网络发生单相接地故障时，若中性点不接地，则在其中压绕组上将出现过电压，自耦变压器变比KA 越大，中压绕组的过电压倍数越高。为了防止这种情况发生，其中性点必须接地。中性点接地后，高压侧发生单相接地时，中压绕组的过电压便不会升高到危险的程度。 2）引起系统短路电流增加。由于自耦变压器有自耦联系，其电抗为同容量双绕组变压器的（1-1/KA），漏阻抗的标么值是等效的双绕组变压器的（1-1/KA）。所以自耦变压器电压变动小而短路电流较同容量双绕组变压器大。这就是自耦变压器使系统短路电流显著增加的原因。两侧过电压的相互影响。自耦变压器因其绕组有电的连接，当某一侧出现大气过电压或操作过电压时，另一侧的过电压可能超过其绝缘水平。 3）两侧过电压的相互影响。 4）使继电保护复杂。 5）调压困难。 2.变比选择 自耦变压器的变比通常接近于2 3.运行 自耦变压器的共用绕组导体流过的电流较小（公用绕组的电流比二次绕组电流小，二次电流有一部分直接流到了一次） 自耦变压器运行时,中性点必须接地。 自耦变压器一般用以联系两个中性点直接接地的电力系统。 二、呼吸器 1.更换变压器呼吸器内的吸潮剂时应注意什么 （1）应将气体保护改接信号。 （2）取下呼吸器时应将连管堵住，防止回吸空气。 （3）换上干燥的吸潮剂后，应使油封内的油没有呼气嘴并将呼吸器密封。
2.引起呼吸器硅胶变色的原因主要有哪些 正常干燥时呼吸器硅胶为蓝色。当硅胶颜色变为粉红色时，表明硅胶已受潮而且失效。 一般已变色硅胶达2/3时，值班人员应通知检修人员更换。硅胶变色过快的原因主要有： （1）长时期天气阴雨，空气湿度较大，因吸湿量大而过快变色。 （2）呼吸器容量过小。 （3）硅胶玻璃罩罐有裂纹、破损。 （4）呼吸器下部油封罩内无油或油位太低，起不到良好的油封作用，使湿空气未经油封过滤而直接进入硅胶罐内。 （5）呼吸器安装不当。如胶垫龟裂不合格、螺丝松动、安装不密封而受潮。 3.变压器的呼吸器中的硅胶受潮后影变成粉红色。 4.变压器呼吸器的作用是用以清除吸入空气中的杂质和水分。 5.运行中的变压器呼吸器上层硅胶先变色，说明密封不好。 三、油 1.变压器的净油器是根据什么原理工作的 答：运行中的变压器因上层油温与下层油温的温差，使油在净油器内循环。油中的有害物质如：水分、游离碳、氧化物等随油的循环被净油器内的硅胶吸收，使油净化而保持良好的电气及化学性能，起到对变压器油再生的作用。 2.油浸变压器有哪些主要部件 答：油浸变压器的主要部件有：铁心、绕组、油箱、油枕、呼吸器、防爆管、散热器、绝缘套管、分接开关、气体继电器、温度计、净油器等。 3.运行中的变压器缺油有何危害 答：（1）变压器油面过低会使轻瓦斯保护动作；甚至还会造成重瓦斯保护跳闸。（2）变压器严重缺油时，铁心和绕组暴露在空气中会使其绝缘降低、散热不良而引起损坏事故。 110kV变压器在投产5年以内，油色谱检测周期宜为6个月1次，投产5年以后按DL/T596—1996《电力设备预防性试验规程》规定执行 25号变压器油中25号表示油的凝固点是-25℃. 变压器油闪点指油加热到某一温度油蒸气与空气混合物用火一点就闪火的温度。