1、科学探究：变压器(建议用时：25分钟)考点一理想变压器的原理1如图可以将电压升高后供给家用电灯的变压器是()ABCDCAD.两图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故AD错误；B.图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B错误；C.图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C正确。2.(多选)如图是一个理想变压器的示意图，在它正常工作时关于其说法正确的是()A副线圈中的电动势是因为电磁感应而产生的B输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能C输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能D输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去AB变压器的原理是原线圈的电流发生变化，从
2、而引起副线圈中磁通量变化，产生电动势，故A正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能输送到副线圈电路中，故B正确，C、D错误。3.(多选)如图所示为汽油机中点火装置的示意图，它使用的是12 V直流电源，在变压器的输出端却可得到高达10 000 V的高压，开关是自动控制的，欲使副线圈两端得到一个高压，应使()A开关总处于接通状态B开关在接通时断开C开关在断开时接通D开关总处于断开状态BC欲使副线圈两端得到一个高压，必须使变压器铁芯中的磁通量发生变化，即原线圈中的电流必须发生变化，只有在开关闭合、断开瞬间原线圈中电流才有变化，故选B、C。考点二探究变压器电压与匝数的关系4在“
3、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。(1)下列器材中，实验需要的器材有_。A干电池B低压交流电源C220 V交流电源D条形磁铁E可拆变压器和导线F直流电压表G多用电表(2)关于实验操作，下列说法正确的是_。A为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 VB实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路C使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量(3)在实验中，某同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将_(选填“增大”“减小”或“不变”)。解析(1)“
4、探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要的器材是低压交流电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，故选BEG。(2)变压器是为了改变电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A正确；实验通电时，若用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，就将人体并联电路中，会导致所测数据不准确，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。(3)根据电压比公式：，保持原线圈两端的电压和副线圈的匝数不变，减小原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大。答案(1)BEG(2)A(3)增大5.某研究性
5、学习小组的同学想用220 V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台220 V/6 V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。(1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是a、d端接_(选填“220 V”或“6 V”)。(2)这台220 V/6 V的理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是_匝。(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数Na80匝和Nb160匝的一个变压器重新接在电源上，测
6、量结果记录如下，则接电源的是_(选填“Na”或“Nb”)。Ua/V1.802.803.80Ub/V4.006.018.02解析(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据PUI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R知，引线要粗，故a、d接6 V。(2)根据变压器工作原理知：，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。(3)根据变压器工作原理知：，本题采用的是降压变压器，所以接电源的应该是匝数多的线圈，所以接电源的是Nb。答案(1)6 V(2)11 000(3)Nb考点三理想变压器的基本规
7、律6如图所示，一只理想变压器，原线圈中有一个抽头B，使n1n2，副线圈中接有定值电阻R。当原线圈从AC端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I，当原线圈从AB端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I。那么I与I的比值等于()A41 B14C21 D12C当电压由AC端输入改为由AB端输入后，副线圈上的电压加倍，电阻R是定值电阻，所以副线圈中的电流加倍。7如图所示，理想变压器的原线圈接在u220sin 100t(V)的交流电源上，副线圈接有R55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()A原线圈的输入功率为220 WB电流表的读数为1
8、 AC电压表的读数为110 VD副线圈输出交流电的周期为50 sB由题知，变压器的输入电压U1 V220 V，所以U2U1110 V；副线圈电流I22 A，原线圈电流I1I21 A。本题中电压表、电流表的读数为有效值，故B项正确，C项错误；原线圈输入功率P1U1I1220 W，故A项错误；交流电的周期T s0.02 s，故D项错误。8如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“5 V5 W”字样，L4标有“5 V10 W”字样，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1n2和ab间电压应为()A21,25 VB21,20 VC12,25 V D12,20 VA要使得L1、L2、
9、L3和L4都正常发光，副线圈的电压应为10 V。若L1也能正常发光，则原线圈的电流应是副线圈的，所以由可知n1n221，再由可知原线圈的电压为20 V，UabU1UL125 V，所以选项A正确。9(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是()A原、副线圈匝数之比为91B原、副线圈匝数之比为19C此时a和b的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比为19AD设灯泡的额定电压为U0，两灯均能正常发光，所以原线圈输出端电压为U19U0，副线圈两端电压为U2U0，故，A正确，B错误；根据公式可得，由于小
10、灯泡两端的电压相等，所以根据公式PUI可得两者的电功率之比为19，C错误，D正确。(建议用时：15分钟)10.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31 ，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()AU66 V，kBU22 V，kCU66 V，kDU22 V，kA设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则，故k。设原线圈两端的电压为U1，则，故U13U，而原线圈上电阻分担的电压为U，故3U220 V，解得U66 V，选项A正确。11如图所示，理想变压器原线圈接
11、交流电源，副线圈接热水器和抽油烟机，原副线圈的匝数比为51，副线圈上电源的瞬时值u220sin 100t(V)，开关S断开时，电流表示数是1 A，开关S闭合时，电流表示数是1.2 A，下列说法正确的是()AS闭合时，抽油烟机消耗的功率是220 WB交流电源输出电压的最大值是1 100 VCS闭合时，热水器消耗的功率减小DS闭合时，热水器消耗的功率是220 WA开关S断开时，电流表示数是I11 A，则通过热水器的电流为5I15 A，S闭合时，电流表示数是1.2 A，则副线圈的电流为51.2 A6 A，则抽油烟机的电流为6 A5 A1 A，则抽油烟机消耗的功率PUI2201 W220 W，故选项A
12、正确；根据可以知道，交流电源输出电压的最大值是U11 100 V，故选项B错误；S闭合前后，热水器两端的电压不变，故其消耗的功率不变，为PUI2205 W1 100 W，故选项C、D错误。12一台理想变压器，其原线圈的匝数为2 200匝，副线圈的匝数为440匝，副线圈中接入一个100 的负载电阻，如图所示。(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？(2)当原线圈接在220 V交流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？此时输入功率为多少？变压器效率为多大？解析(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线
13、圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零。(2)由得：电压表示数为U2U1220 V44 V。电流表示数为I2 A0.44 A。P入P出I2U20.4444 W19.36 W。效率100%100%。答案(1)00(2)44 V0.44 A19.36 W100%13如图所示，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比是31。初级线圈的输入电压是660 V，次级线圈的电阻为0.2 ，这台变压器供给100盏“220 V60 W”的电灯用电。求：(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率；(2)接通电路时次级线圈的端电压；(3)每盏灯的实际功率。解析(1)设空载时次级线圈的端电压为U2，则解得U2U1220 V因为空载，次级线圈的负载电阻R2，电流I20，则PI2U20。(2)接通电路后，100盏电灯并联的总电阻为R外8.07 次级线圈中的电流I2 A26.6 A次级线圈的端电压U2I2R外214.66 V。(3)每盏灯的实际功率PU2214.66 W57.1 W。答案(1)220 V0(2)214.66 V(3)57.1 W