2022年高考物理 双基突破（二）专题36 理想变压器精讲.doc
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2022年高考物理 双基突破（二）专题36 理想变压器精讲 一、理想变压器1．构造：如图所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的1）原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈2）副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈2．原理：电流磁效应、电磁感应3．基本关系式（1）功率关系：P入＝P出；（2）电压关系：＝；有多个副线圈时＝＝＝….；（3）电流关系：只有一个副线圈时＝由P入＝P出及P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn 二、变压器基本规律的应用1．理想变压器的规律理想变压器①没有能量损失（绕线无电阻、铁芯无涡流）；②没有磁通量损失（磁通量全部集中在铁芯中）基本关系功率原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出，当变压器有多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋….电压原、副线圈的电压比等于匝数比，即＝，与负载情况、副线圈个数的多少无关；当变压器有多个副线圈时，＝….电流①只有一个副线圈：电流和匝数成反比，即＝；②多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定③电流关系，即n1I1＝n2I2＋n3I3＋…频率原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即U2＝U1（原制约副）功率副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1＝P2（副制约原）电流原线圈电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定，即I1＝I2（副制约原）2．关于理想变压器的四点说明（1）变压器不能改变直流电压。
2）变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率3）理想变压器本身不消耗能量4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值题1】如图所示，理想变压器的原线圈接入u＝11 000 sin 100πt（V）的交变电压，副线圈通过电阻r＝6Ω的导线对“220 V，880 W”的电器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100 HzC．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【答案】C【题2】（多选）如图，一理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈两端假设该二极管正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则A．Uab：Ucd＝n1：n2 B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍 【答案】BD【解析】若变压器初级电压为Uab，则次级电压为U2＝Uab；由于二极管的单向导电性使得副线圈中的反向电流为零，由有效值的定义可得T＝·解得Ucd＝U2，故＝，选项A错误；增大负载的阻值R，则变压器次级电流减小，则初级电流也减小，即电流表的读数减小，选项B正确；cd间的电压由变压器的初级电压决定，与负载电阻R的大小无关，选项C错误；若二极管短路则Ucd′＝U2＝Ucd，故此时R消耗的功率P′＝为原来的2倍，则次级电流会加倍，则初级电流也加倍，选项D正确。
题3】如图甲所示电路，已知电阻R1＝R2＝R和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（电压为正值时，UAB>0）由此可知A．在A、B之间所加的交变电压的周期为2 s B．在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝20sin 100πtVC．在A、B之间所加的交变电压的最大值为20 V D．加在R2上电压的有效值为20 V【答案】B【题4】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．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝【答案】A 三、变压器模型1．自耦变压器：自耦变压器（称调压器）它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用如图所示题5】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，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1 100匝，接在有效值为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，且变压器是理想的，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【答案】B【题6】（多选）如图甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个理想的交流电压表（图甲中未画出），则A．AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u＝220sin（100πt）VB．该交流电的频率为100 Hz C．t＝1×10－2s时电压表读数为零 D．BC间输出的电功率为零【答案】AD【解析】由乙图可读出交流电的最大值为Um＝220 V，周期T＝2×10－2s，ω＝＝100π rad/s.则交流电的电压瞬时值u＝Umsin ωt＝220sin(100πt)V，A正确．由f＝＝50 Hz，知B错．因电压表测交流电电压时，读数为交流电的有效值，不能读出瞬时值，所以读数为220 V，则C错．由于BC间接理想电压表，RV无穷大，则P＝＝0，D正确。
2．互感器：分为电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈连接并联在高压电路中串联在交流电路中副线圈连接连接电压表连接电流表互感器作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式＝I1n1＝I2n2【题7】（多选）电流互感器和电压互感器如图其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则A．A为电流互感器，且n1
【13题】（多选）一理想变压器如图，其原线圈电压一定，副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2输电线的等效电阻为R开始时电键K断开当K接通后，以下说法正确的是A．副线圈两端MN的输出电压减小B．通过灯泡L1的电流减小C．原线圈中的电流增大 D．变压器的输入功率变小【答案】BC。
