1、专题提升 变压器的综合问题模块一 知识掌握 知识点一几种常见的变压器【重难诠释】1自耦变压器图甲所示是自耦变压器的示意图这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，A、B之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2.2互感器分类电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在待测电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用
2、的关系式I1n1I2n2注意(1)电压互感器是降压变压器，据，知n1n2.电流互感器是升压变压器，据，知n1n2.(2)区分电压互感器与电流互感器的三个标志测量仪器不同，电压互感器用电压表，电流互感器用电流表原、副线圈匝数关系不同原线圈接线方式不同，前者接在火线和零线间，后者接在火线上(3)使用互感器时，一定要将互感器的外壳和副线圈接地例题1 （2023春海安市校级期中）一电吹风电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点：可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态，输入电压220V保持不变，n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的
3、匝数，小风扇的额定电压为60V，正常工作时小风扇输出功率为36W。下列说法正确的有（）A小风扇的内阻是100B触片同时与a、b接触时吹冷风C理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n211：3D吹热风时和吹冷风时通过电吹风的总电流相等例题2 （2022春新会区校级月考）如图甲为教室的挂扇，图乙为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上。若在A、B端输入电压按u2202sin100t（V）规律变化的交流电，在B、C间接风扇。下列表述正确的是（）A接入风扇的交流电频率为100HzB触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为110VC触头P顺时针旋转时，A、B间输入电流增大D触头P顺时针旋转时，
4、风扇的转速加快例题3 （2023春南昌县校级月考）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为10：1，灯泡L的额定功率为6W，电表均为理想电表。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，开关S闭合后灯泡L恰正常发光。下列说法正确的是（）A副线圈交变电流的频率为5HzB电压表的示数为4.24VC电流表的示数为0.20AD灯泡正常发光时的电阻为1.5知识点二理想变压器的制约关系和动态分析【重难诠释】1电压、电流、功率的制约关系(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输入电压U1决定输出电压U2，即U2.(2)功率制约：P出决定P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0，P入为0
5、.(3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1(只有一个副线圈时)2对理想变压器进行动态分析的两种常见情况(1)原、副线圈匝数比不变，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.例题4 （多选）（2023春河池期末）如图所示，理想变压器原线圈的a、b两端接正弦交变电源，副线圈电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想交流电表。已知滑动变阻器的总阻值小于R
6、0，下列说法正确的是（）A若滑片P向上滑动，则电压表的示数变大B若滑片P向上滑动，则电流表的示数变小C若滑片P向下滑动，则R消耗的功率变小D若滑片P向下滑动，则电压表的示数变化U和电流表的示数变化I的比值变大例题5 （2023春宁河区期末）如图所示，理想变压器原线圈的a、b两端接正弦交变电源，副线圈电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。已知滑动变阻器的总阻值小于R0，下列说法正确的是（）A若滑片P向上滑动，则R0消耗的功率变大B若滑片P向上滑动，电压表的示数变大，电流表的示数变小C若滑片P向下滑动，则R消耗的功率变小D若滑片P向下滑动，则电压表的示数变化U和电流表的
7、示数变化I的比值变小例题6 （2023春滨海新区期末）如图，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2；输电线的等效电阻为R，开始时，电键K断开，当K断通时，以下说法正确的是（）A副线圈两端M、N的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R上的电压降减小C通过灯泡L1的电流增大D原线圈中的电流增大例题7 （2023春重庆期中）如图，理想变压器原线圈接入交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，则（）AU2不变、I3变大BU2变小
8、、I3变大CI1不变、I2变小DI1变大、I2变大知识点三有多个副线圈的变压器【重难诠释】如图，S1、S2都闭合(1)电压关系：.(2)电流关系：n1I1n2I2n3I3.(3)功率关系：P1P2P3.例题8 （2023春怀化期末）在如图所示的电路中，交流电源输出50Hz、电压有效值为220V的正弦式交流电，通过副线圈n2、n3分别向10只标称为“12V、1.5A”的灯泡和“36V、5A”的电动机供电，原线圈所接灯泡L的额定电压为40V，副线圈n2的匝数为60匝。电路接通后，各用电器都恰好正常工作。则下列说法中正确的是（）A交流电源的输出功率为360WB灯泡L的额定电流为2.0AC副线圈n2所
9、接灯泡中的电流方向每秒钟改变50次D原线圈n1的匝数为1100匝，副线圈n3的匝数为180匝例题9 （2023湖北模拟）如图，理想变压器输入端电压随时间变化为u=2202sin(100t)V，在原线圈回路中串联阻值为R的电阻，a、b、c为副线圈上的3个抽头。若仅在抽头a、b间接入阻值为R的电阻，原线圈回路中电阻R消耗的功率为P；若仅在抽头b、c间接入阻值为4R的电阻，原线圈回路中电阻R消耗的功率也为P。已知原线圈匝数n1与a、b间线圈匝数n2之比为5：1，下列说法正确的是（）Aa、b间线圈匝数n2与b、c间线圈匝数n3之比为2：1B原线圈匝数n1与b、c间线圈匝数n3之比为5：2C仅在抽头a、
10、b间接入电阻R时，a、b两端电压为44VD仅在抽头b、c间接入电阻R时，b、c两端电压为88V例题10 （2023春潍坊期中）如图所示，理想变压器铁芯上绕有三组线圈，其中线圈c匝数为1100匝，线圈e匝数为330匝，电阻R22，电表均为理想电表。在a、b间接入交流电压u2202sin100t（V），当单刀双掷开关与1接触时，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是（）A线圈d匝数为110匝B电压表示数为110VC若开关与2接触，电流表示数为2.5AD若开关与2接触，电压表示数为22V例题11 （2023天津模拟）如图所示，理想变压器原线圈所在电路的输入端接有电压有效值为220V的正弦交变电流，匝
11、数为30的副线圈2与规格为“12V，36W”的灯泡L1连接，副线圈3与规格为“18V，54W”的灯泡L2连接，原线圈与额定电压为40V的灯泡L连接。若电路接通时，三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（）A原线圈1两端的电压为220VB原线圈1的匝数为450C副线圈3的匝数为50D通过灯泡L的电流有效值为1A知识点四变压器原线圈有负载的电路分析【重难诠释】原线圈接有负载的理想变压器问题分析方法分析理想变压器原线圈接有负载的问题时，要明确原线圈所在的电路结构，从而确定各物理量之间的关系(1)负载与原线圈串联，如图甲所示，负载会分担一部分电压，原线圈两端的电压U1UUR，流过负载的电流等于原线圈中
12、的电流，有，. 甲 乙(2)负载与原线圈并联，如图乙所示负载会分流，原线圈两端的电压U1U，流过原线圈的电流I1IIR，有，.例题12 （2023春武汉期中）智能电网对某精密实验室精准供电，如图所示为实验室外的理想变压器，其原、副线圈匝数比为k，电源输出电压uUmsint。原线圈与滑动变阻器R1串联，通过调节R1使用户端工作电压恒定不变。副线圈接精密仪器组，仪器并联连接，简称用户组，连接副线圈与用户间的输电线电阻为R2，电压表、电流表均为理想交流电表，工作时，电表示数分别为U1、U2、I1、I2，下列说法正确的是（）AU1、U2、I1、I2为瞬时值，等式U1I1U2I2恒成立B若仅增加用户数，
13、U1、U2的值不变C当用户数增加时，为保证仪器正常工作，R1连入电路的阻值减小D若仅增大R1连入电路的阻值，变压器输入功率增大例题13 （2023春杨浦区校级期中）如图为理想变压器初、次级匝数比为3：1，图中四个灯泡规格相同，若L3、L4恰能正常发光，则（）AL1、L2正常发光BL1、L2比正常发光时暗些CL1、L2比正常发光时亮些D条件不足，无法判断例题14 （2023春海门市校级期中）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，输入端所加正弦交流电的电压U202sin（100t）V，已知电阻R110，R220，滑动变阻器R3最大阻值为40，电压表为理想电压表。开始时，滑片P处于滑动变阻
14、器正中间位置，下列说法正确的是（）A通过R1的电流为2AB电压表读数为40VC副线圈电流方向每秒钟改变50次D若将滑片P向下滑动，电压表读数将变大例题15 （2023龙华区校级学业考试）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2k，电阻R1R2R。当A、B两接线柱接正弦交变电源时，流过R2的电流为I，则正弦交变电源AB端的输出功率为（）Ak2I2RB1k2I2RCkI2RDk2+1k2I2R模块二 巩固提高 1. （2023春成都期末）如图，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度大小为B的匀强磁场中以角速度匀速转动，从图示位置（矩形线圈水平）开始计时。
15、理想变压器原、副线圈的匝数比为1：4，理想电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，理想电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。下列说法正确的是（）A当矩形线圈处于图示位置时，线圈产生的感应电动势的瞬时值为0BU24NBSC滑动变阻器的滑片向c端移动的过程中，I2变大D滑动变阻器的滑片向d端移动的过程中，I1变小2. （2023春杭州期末）如图所示的电路中，理想变压器的原线圈的匝数n1800匝，副线圈的匝数n2200匝，交流电源的电动势e2202sin（100t）V，负载电阻R110，电压表和电流表均是理想电表。下列说法正确的是（）AV1的示数约为311VBA1的示数为2AC交流电源的输出功率为
16、27.5WD交流电源的频率为100Hz3. （2023春兴庆区校级期末）在如图所示的电路中，三个定值电阻R1、R2、R3的阻值相同，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2：1。在a、b端加上有效值为U的正弦交流电，开关S断开时，电流表示数为I。下列说法正确的是（）A定值电阻的阻值均为4U5IB开关S断开时，原线圈的输入功率为UIC开关S断开时，R1、R2消耗的功率之比为4：1D开关S闭合后，原线圈电路中电流表示数为53I4. （2023菏泽二模）在离变压器较远的地方，用户电压会明显低于正常值220V，甚至家用电器不能正常工作。该地居民常常会用调压器来调整电压，其原理图如图所示。交变电压从ab端输入
17、，由cd端输出连接到家用电器R，滑片P可以上、下滑动。调压器视为理想变压器，匝数n2n1n3，下列说法正确的是（）A此调压器既能升压也能降压B此调压器只能升压C若滑片P向上滑动，则家用电器R两端的电压减小D若滑片P向下滑动，则家用电器R的功率会增大5. （2023渝中区模拟）手机无线充电技术越来越普及，其工作原理如图所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比n1：n25：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（）AR的值为187.5B快速充电时
18、，cd间电压U244.5VC快速充电时，送电线圈的输入电压U1214.5VD快速充电时，送电线圈的输入功率为85W6. （2023春渝中区校级期末）一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，电阻R1和R2的阻值分别为3和10，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端的电流如图乙所示，下列说法正确的是（）A0.03s时，通过电阻R1的电流为22AB电流表的示数为62AC电压表的示数为6VD00.04s内，电阻R1产生的焦耳热为0.48J7. （2023长春模拟）如图，a、b两端接电压稳定的正弦交变电源，理想变压器的原、副线圈的匝数之比为n，且n1，定值电阻的
19、阻值R1R2，电流表、电压表均为理想交流电表，其示数分别用I和U表示。当向下调节滑动变阻器R3的滑片P时，电流表、电压表的示数变化量的绝对值分别用I和U表示。则以下说法正确的是（）AUI=R1BUI=nR1C变压器的输出功率一定减小D变压器的输出功率可能先增大后减小8. （2023潍坊三模）如图所示，理想变压器的原线圈接在u2202sint（V）的交流电源上，原、副线圈匝数之比为1：2，电阻R110、R2400，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A副线圈输出交流电的频率为5HzB电流表的示数为1AC电压表的示数为400VD电阻R1消耗的功率为20W9. （2023西城区校级模拟）如图所示，理想变压器原线圈串联一个定值电阻R0之后接到交流电源上，电压表V1的示数U1恒定不变，电压表V2和V3的示数分别用U2和U3表示，电流表A的示数用表示，所有电表都可视为理想电表。当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是（）AU1和U2的比值不变B电流表A的示数增大C电压表V2的示数U2减小D电阻R0和滑动变阻器R消耗的功率的比值总是等于U1U2-1
