1、3.变 压 器必备知识自主学习一、变压器的原理【情境思考】生产生活中有各种各样的变压器，有的把低压升为高压，有的把高压降为低压。问题：变压器是如何改变电压的呢？提示：利用互感现象。1.变压器的构造：由_和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示。（1）原线圈：与_连接的线圈，也叫_。（2）副线圈：与_连接的线圈，也叫_。闭合铁芯交流电源初级线圈负载次级线圈2.原理：_现象是变压器的工作基础。原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的_也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生_。3.作用：改变交变电流的_，不改变交变电流的_和_。4.注意：（1）变压器不改变交变电流的周期和频率。（2）变压器只对变化
2、的电流起作用，对恒定电流不起作用。（3）变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的。互感磁场感应电动势电压周期频率二、电压与匝数的关系1.理想变压器：（1）定义：没有_损失的变压器。（2）特点变压器铁芯内无漏磁。原、副线圈不计内阻，即不产生焦耳热。铁芯中不产生涡流。能量2.原、副线圈的电压关系：（1）对理想变压器，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的t，根据法拉第电磁感应定律有 E1n1t，E2n2t，所以E1E2 _。（2）由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压 U1E1，副线圈两端的电压 U2E2，所以U1U2 n1n2。当有多组线圈时，则有U1n1 U2n2 U3n
3、3 12nn3.两类变压器：（1）降压变压器：_的电压比_电压低的变压器。（2）升压变压器：_的电压比_电压高的变压器。副线圈原线圈副线圈原线圈 关于变压器的原理和应用：解释符合科学实际的有：_。变压器是利用互感现象实现了电能向磁场能再到电能的转化。在理想变压器中原、副线圈的磁通量的变化率是一致的。理想变压器的输入功率和输出功率相等。输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。变压器能改变所有交变电流的电压。我们可以根据变压器线圈导线的粗细判断其匝数的多少。（1）变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流的电压。（）（2）实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。（）（3）理想变
4、压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率。（）（4）理想变压器是客观存在的。（）（5）U1U2 n1n2 适用于任何理想变压器。（）关键能力合作学习知识点一 理想变压器的基本关系1.理想变压器的特点：（1）变压器铁芯内无漏磁，无发热损失。（2）原、副线圈不计内阻，即无能量损失。2.电动势关系：由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的t，根据法拉第电磁感应定律有 E1n1t，E2n2t，所以E1E2 n1n2。3.电压关系：由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压 U1E1，副线圈两端的电压 U2E2，所以U1U2 n1n2。当有 n 组线圈
5、时，则有U1n1 U2n2 U3n3 4.功率关系：对于理想变压器，不考虑能量损失，有 P 入P 出。5.电流关系：由功率关系，当只有一个副线圈时，有 I1U1I2U2，得I1I2 U2U1 n2n1。当有多个副线圈时，I1U1I2U2I3U3，得 I1n1I2n2I3n36.变压器的分类：【典例】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比 n1n221，和 均为理想电表，灯泡电阻 RL6，A、B 两端电压 u112 2 sin（100t）V。下列说法正确的是（）A.电流频率为 100 Hz B的读数为 24 VC的读数为 0.5 A D变压器输入功率为 6 W【解题探究】变压器中提到的电压关系、电
6、流关系、电路中电表的示数是什么值？提示：都是交流电的有效值。【解析】选 D。根据 u112 2 sin（100t）V 及 UUm2 知，U112 V，f 2 50 Hz，选项 A 错误；根据U1U2 n1n2 得 U2n2n1 U112 12 V6 V，即 的读数为 6 V，选项 B 错误；又 I2U2RL 66 A1 A，即 的读数为 1 A，选项 C 错误；根据 P1P2及 P2U22RL 626 W6 W，选项 D 正确。1.（母题追问）在【典例】中，若在原线圈上串联一个相同阻值的灯泡，则 的示数、的示数、变压器输入功率各为多少？【解析】设原线圈中的电流为 I1，由I1I2 n2n1 得
7、，副线圈中的电流 I22I1，原线圈上的电压 U1U1I1RL，U2I2RL，由U1U2 n1n2 得，126I112I121，解得：I10.4 A。即 的示数为 0.8 A，U22I16 V4.8 V，即 的示数为 4.8 V。变压器的输入功率 P1P2U2I24.80.8 W3.84 W。答案：4.8 V 0.8 A 3.84 W2.（多选）如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数比 n1n212，U1220 2 sin（t）V，n11 100，以下说法中正确的是（）A.穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为 12B穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为 25 VC原、副线圈每一匝产生
8、的电动势有效值相等，均为 0.2 VD原、副线圈电压的最大值之比为 12【解析】选 B、C、D。对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量的变化率相同，A 错误；根据 E1n1t 得磁通量的变化率的最大值为每一匝线圈产生的电动势的最大值，即（t）max220 21 100 V 25 V，所以每一匝产生的电动势的有效值为 0.2 V，B、C 正确；由于匝数比为 12，所以原、副线圈电压最大值之比也为 12，D 正确。知识点二 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：（1）电压制约：输入电压 U1 决定输出电压 U2。当变压器原、副线圈的匝数比n
9、1n2一定时，输出电压 U2 由输入电压 U1 决定，即 U2n2U1n1。（2）电流制约：输出电流 I2 决定输入电流 I1。当变压器原、副线圈的匝数比n1n2 一定，且输入电压 U1确定时，原线圈中的电流 I1由副线圈中的输出电流 I2决定，即 I1n2I2n1。而变压器副线圈中的电流 I2 由用户负载及电压 U2 确定，即 I2P2U2。（3）功率制约：输出功率 P2 决定输入功率 P1。变压器副线圈中的功率 P2 由用户负载决定，即 P2P 负 1P 负 2。P2 增大，P1 增大；P2 减小，P1 减小；P2 为零，P1 为零。2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况：（1）原、副
10、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 RI2P 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、n2U2I2P 出P 入I1。（1）当副线圈空载时，变压器的输出功率为零，输入功率为多少？它们之间是什么关系？（2）在一个副线圈的情况下，为什么电流与匝数成反比？提示：（1）零，输出功率决定输入功率。（2）因为电压与匝数成正比，而输入功率与输出功率相等，所以得到电流与匝数成反比。【典例】（多选）如图所示，为一理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器触头，U1 为加在原线圈两端的电压，I1 为原线圈中
11、的电流强度，则以下说法正确的是（）A.保持U1及P的位置不变，S 由 a 合到 b 时，I1 将增大B保持 P 的位置及 U1 不变，S 由 b 合到 a 时，R 消耗的功率将减小C保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1 将增大D保持 P 的位置不变，S 合在 a 处，若 U1 增大，I1 将增大【审题关键】序号 解题依据信息提取三种制约关系 U2 随匝数的变化而变化三种制约关系 U2 保持不变【解析】选 A、B、D。S 由 a 合到 b 时，n1 减小，由U1U2 n1n2 可知 U2 增大，P2U22R，P2 随之增大，而 P2P1，又 P1U1I1，从而 I1 增大，A 正确；S 由
12、b 合到 a 时，与上述情况相反，P2 将减小，B 正确；P 上滑时，R 增大，因 P2U22R，所以 P2 减小，又 P1P2，P1U1I1，从而 I1 减小，C 错误；U1 增大，由U1U2 n1n2 可知 U2 增大，所以 P2 增大，因而 I2 增大，由I1I2 n2n1，所以 I1 也增大，D 正确。含有变压器的动态电路问题的解题思路1.（母题追问）上例中，若保持输送功率不变，S 合在 a 处，使 P 上滑时，则 U1、I1 如何变化？【解析】由 PI22 R 知，R 增大，I2 减小，故 I1 减小。又由 PU1I1 知，U1 增大。答案：见解析2.（多选）（2021湖北适应性测试
13、）如图（a）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 n1n215，定值电阻 R1 的阻值为 10，滑动变阻器 R2 的最大阻值为 50，定值电阻 R3 的阻值为 10，图中电表均为理想电表。原线圈输入如图（b）所示的交变电流，其有效值不随负载变化。当滑动变阻器接入电路的阻值由 50 减小到 0 的过程中（）A电流表的示数为 5 AB通过 R2 的电流减小C电压表的示数减小DR2 和 R3 的总电功率先增大后减小【解析】选 A、C。根据有效值的定义（Im2）2RT2（Im2）2RT2 I2RT，解得 I5 A，选项 A 正确；原线圈电流的有效值不随负载变化，因此当滑动变阻器接入电路的阻值由 50 减
14、小到 0 的过程中，副线圈的总电流不变，根据并联电路分流规律可知，通过 R2 的电流增大，选项 B 错误；负载电阻减小时，副线圈中的电流有效值不变，故电压表的示数减小，选项 C 正确；设副线圈中的总电流为 I，R2 和 R3 的总电功率 P（IR1R2R3R1）2（R2R3）I2R211（R2R3）R21R2R32R1，当 R2R3R21R2R3时，可得 R20 时，输出功率最大，滑动变阻器接入电路的阻值由 50 减小到 0 的过程中，R2 和 R3 的总电功率单调递减，选项 D 错误。【加固训练】（多选）如图所示的电路中，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
15、 S，下列说法正确的是（）A.P 向下滑动时，灯 L 变亮BP 向下滑动时，变压器的输出电压不变CP 向上滑动时，变压器的输入电流变小DP 向上滑动时，变压器的输出功率变大【解析】选 B、D。由于 U1 保持不变，由U1U2 n1n2 可知，副线圈的输出电压 U2 不变，B 正确；P 向下滑动时，灯泡 L 两端的电压为 U2，保持不变，灯泡的亮度不变，A错误；P 向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈电路的总电阻 R 总变小，根据 P2U22R总可知，变压器的输出功率变大，由 P1U1I1P2 可知，变压器的输入电流增大，C 错误，D 正确。知识点三 科学探究探究变压器原、副线圈电压
16、与匝数的关系1.实验目的：探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系。2.实验器材：可拆变压器、学生电源、多用电表、导线若干。3.实验原理：电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于交变电流的大小、方向在不断地变化，铁芯中的磁场强弱和方向也在不断地变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，尽管两个线圈之间没有导线相连，副线圈也能够输出电流。4.实验操作：（1）按图示电路连接电路。（2）保持原线圈匝数 n1 不变，副线圈的匝数 n2 逐渐增多，观察小灯泡亮度情况。（3）保持副线圈的匝数 n2 不变，原线圈的匝数 n1 逐渐增多，观察小灯泡亮度情况。（4）原线圈接 6 V 低压交流电源，保持原线圈匝数
17、 n1 不变，改变副线圈匝数 n2，用多用电表交流电压挡测出副线圈两端的电压，记入表格，重复三次。（5）原线圈接 6 V 低压交流电源，保持副线圈匝数 n2 不变，改变原线圈匝数 n1，用多用电表交流电压挡测出副线圈两端的电压，记入表格，重复三次。5.实验现象：小灯泡的亮度如表所示。（1）当原线圈匝数不变时，副线圈的匝数越多小灯泡越亮；当副线圈的匝数不变时，原线圈的匝数越多小灯泡越暗。（2）将不同的原线圈接入线路测出线圈当中的电压填入表中：原线圈匝数n1副线圈匝数n2原线圈电压U1副线圈电压U2n1n2U1U21002006 V12 V12121004006 V24 V14141006006
18、V36 V16162002006 V6 V11114002006 V3 V21216002006 V2 V31316.数据处理：（1）小灯泡越亮，表明其两端的电压越大；小灯泡越暗，表明其两端的电压越小。（2）计算u1u2 n1n2 的值。7.实验结论：在误差范围内，变压器原、副线圈两端电压与匝数成正比，数学表达式为u1u2 n1n2。【典例】某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。（1）下列说法正确的是 。A为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”C可以
19、先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响D测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量E变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈F变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用（2）如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是 。A与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力B若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变C若仅
20、增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起（3）理想变压器是一种理想化模型。请分析说明该模型应忽略哪些次要因素；并证明：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，即U1U2 n1n2。【解析】（1）为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故 A错误；变压器只能改变交流电的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故 B 错误；研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故 C 正确；为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最
21、大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故 D 正确；变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输电能，故 E 错误，F 正确。（2）与变压器未通电时相比较，通电时，线圈产生磁性，对横条铁芯具有吸引力，若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故 A 正确；增加原线圈绕制的圈数，根据变压比可知，输出电压减小，灯泡的亮度降低，故 B 错误；增加副线圈绕制的圈数，根据电压比可知，输出电压增大，根据欧姆定律可知，输出电流增大，根据电流比可知，输入电流增大，学生电源的过载指示灯可
22、能会亮起，故 C 正确。（3）理想变压器模型应忽略的次要因素如下：不计漏磁，即通过原副线圈每匝线圈的磁通量都相等，因而不计磁场能损失；不计原副线圈的电阻，因而不计线圈的热能损失；不计铁芯中产生的涡流，因而不计铁芯的热能损失。综上，理想变压器在传输能量时没有能量损失。根据法拉第电磁感应定律，原、副线圈产生的感应电动势分别为 E1n1t，E2n2t，因理想变压器不计原、副线圈的电阻，则线圈两端的电压等于它产生的感应电动势，即 U1E1，U2E2联立解得，U1U2 n1n2。答案：（1）C、D、F（2）A、C（3）见解析实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看作理想变压器。
23、某同学想测量它的初级、次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100 匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。（1）在次级线圈左、右两端的接线柱上输入 12 V 低压交流电压，理想交流电压表示数为 6.0 V，则次级线圈的匝数为 匝；在初级线圈左、右两端的接线柱上输入 12 V 低压交流电压，理想交流电压表示数为 3.0 V，则初级线圈的匝数为 匝。（2）若初级线圈左、右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为 u311sin（100t）V，则与次级线圈左、右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为 V。【解析】（1）在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕 100 匝漆包细铜线，
24、即上端铁轭处线圈匝数 n100 匝，在次级线圈左、右两端的接线柱上输入 U212 V 低压交流电压，理想交流电压表示数为 U6.0 V，由 UU2 nn2 可知，次级线圈的匝数 n2200 匝。在初级线圈左、右两端的接线柱上输入 U112 V 低压交流电压，理想交流电压表示数为 U3.0 V，由U1U n1n 可知，则初级线圈的匝数为 n1400 匝。（2）因交流电压表示数为电压有效值，该变压器初级、次级线圈的匝数比为 21，由表达式知 U1220 V，由U1U2 n1n2 可知，与次级线圈左、右两端接线柱直接相连的理想电压表的示数为 110 V。答案：（1）200 400（2）110 【加固
25、训练】1.某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，在实验时组装的变压器如图乙所示。在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为 n1800 和 n2200，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为 10 V 和 0.8 V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是（）A.副线圈的匝数太少B副线圈的电阻太小C原线圈的匝数太多，电阻过大D没有将铁芯 B 安装在铁芯 A 上【解析】选 D。理想变压器的铁芯必须构成闭合回路，这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是没有将铁芯 B 安装
26、在铁芯 A 上，导致通过副线圈 n2 的磁通量减少，副线圈两端的电压减小，选项 D 正确。2.在“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，实验需要的器材是（）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
27、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）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，需要的器材是：低压交流电源，可拆变压器和导线，多用电表。（2）实验操作中，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 V，实验通电时，不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，选项 A 正确B、C 错误。（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，根据变压器变压公式，副线圈两端的电压将增大。答案：（1）B、E、G
28、（2）A（3）增大 【拓展例题】考查内容：电压互感器和电流互感器【典例】（多选）如图所示，L1、L2 是高压输电线，图中两电表示数分别是 220 V 和10 A，已知甲图中原、副线圈匝数比为 1001，乙图中原、副线圈匝数比为 110，则（）A.甲图中的电表是电压表，输电电压为 22 000 VB甲图是电流互感器，输电电流是 100 AC乙图中的电表是电压表，输电电压为 22 000 VD图示高压输电电路输入的总功率为 2.2103 kW【解析】选 A、D。题图甲中的原线圈并联在电路中，是电压互感器，电表是电压表，故 B 错误；根据U1U2 n1n2，有 U1n1n2 U21001220 V2
29、2 000 V，故 A 正确；题图乙中的原线圈串联在电路中，是电流互感器，电表是电流表，故 C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I1I2 n4n3，有 I1n4n3 I2101 10 A100 A，根据 PUI 得输入的总功率 PU1I122 000100 W2.2103 kW，故 D 正确。情境模型素养 图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将干电池提供的直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。探
30、究：（1）图中开关闭合时电压表的示数是多少；（2）变压器原、副线圈的匝数满足怎样的关系才能实现点火？【解析】（1）电压表测量的是交流电压的有效值，从乙图可知，最大值为 5 V，因此交流电压的有效值为 UUm2 5 22 V3.54 V，因此开关闭合时，电压表的示数为3.54 V。（2）副线圈电压最大值为 5 000 V，根据n2n1 U2U1 5 00051 000，因此当变压器原、副线圈的匝数满足n2n1 1 000 时才能实现点火。答案：（1）3.54 V（2）n2n1 1 000 交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动。一小型发电机的线圈共 220 匝，
31、线圈面积 S0.05 m2，线圈转动的频率为 50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度 B 2 T。为用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V 11 kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端 a、b 与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示。探究：（1）从图示位置作为计时起点，写出此交流发电机的输出电压瞬时值的表达式；（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少？（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？【解析】（1）因为 2f100 rad/s，矩形线圈转动，产生感应电动势的最大值EmNBS1 100 2 V瞬时值表达式为 u1 100 2 cos（100t）V（2）因为 U1
32、1 100 22 V1 100 V，由 U2220 V 知n1n2 U1U2 51（3）根据 P 入P 出2.2104 W，又 P 入U1I1解得 I120 A，则与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为 20 A。答案：（1）u1 100 2 cos（100t）V（2）51（3）20 A课堂检测素养达标1.（教材二次开发P60【练习与应用】T1 改编）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1n241，变压器原线圈与电阻不计的导轨相连，导体棒的电阻不变，当长为 l 的导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表 A1 的示数是 12 mA，则电流表 A2 的示数为（）A3 mA
33、B0C48 mA D与负载 R 的值有关【解析】选 B。导体棒做匀速直线运动，产生的电动势：EBlv 是定值，穿过副线圈的磁通量不变，是定值，副线圈不产生感应电动势，副线圈电流为零，电流表 A2的示数为 0，故 B 正确。2.（多选）如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为 n11 100 匝，接电压 U1220 V的交变电流，副线圈接“20 V 10 W”的灯泡，灯泡正常发光，可知（）A.副线圈的匝数 n2200 匝B副线圈中的电流 I20.5 AC原线圈中的输入功率为 10 WD原线圈中的电流 I10.1 A【解析】选 B、C。由于理想变压器原、副线圈两端的电压比U1U2 n1n2，则副线圈匝
34、数 n2100 匝，A 错误；理想变压器的原、副线圈的功率相等，所以原线圈的输入功率为 10 W，C 正确；由功率 PUI 可得副线圈中的电流 I20.5 A，原线圈中的电流I1n2n1 I20.045 A，B 正确，D 错误。3.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（）A.当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，R1 消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电压表 V 示数变大C当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，电流表 A1 示数变大D若闭合开关 S，则电流表 A1 示数变大，A2 示数变大【解析】选 B。当滑动变阻器的滑动
35、触头 P 向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则 R1 消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项 A 错误，B 正确；当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表 A1 示数变小，选项 C 错误；若闭合开关 S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1 两端电压变大，R2 两端电压减小，电流表 A2 示数减小，原线圈中的电流也变大，电流表 A1 示数变大，选项 D 错误。4.（2021广东选择考）某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周
36、期为 0.2 s，电压最大值为 0.05 V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为 160。下列说法正确的是（）A.交流电的频率为 10 HzB副线圈两端电压最大值为 3 VC变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D充电电路的输入功率大于变压器的输入功率【解析】选 B。周期是 T0.2 s，频率是 f1T 5 Hz，故 A 错误；由理想变压器原理可知U1U2 n1n2，则副线圈两端的最大电压为 U2n2n1 U13 V，故 B 正确；根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场越强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故 C 错误；由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故 D 错误。【加固训练】一自耦变压器如图所示，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.U2U1，U2 降低 BU2U1，U2 升高CU2U1，U2 降低DU2n2 知 U2U1；滑动触头从 M 点顺时针旋转至 N 点的过程，n2 减小，n1 不变，U1 不变，则 U2 降低，C 项正确。