《专题36 理想变压器（精讲）-2019年高考物理双基突破（二） word版含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题36 理想变压器（精讲）-2019年高考物理双基突破（二） word版含解析（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 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PUI推出有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn。 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没有能量损失（绕线无电阻、铁芯无涡流）；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
2、线圈时，P1P2P3.。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，.。电流只有一个副线圈：电流和匝数成反比，即；多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定电流关系，即n1I1n2I2n3I3。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U2U1（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P1P2（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I1I2（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
3、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u11 000 sin 100t（V）的交变电压，副线圈通过电阻r6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501 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
4、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AUab：Ucdn1：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U2Uab；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UcdU2，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
5、错误；若二极管短路则UcdU2Ucd，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R1R2R。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，UAB0）。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u20sin 100tVC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31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，
6、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 AU66 V，k BU22 V，kCU66 V，k DU22 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
7、 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A380 V和5.3 AB380 V和9.1 A C240 V和5.3 AD240 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AAB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u220sin（100t）VB该交流电的频率为100 Hz Ct110
8、2s时电压表读数为零 DBC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Um220 V，周期T2102s，100 rad/s.则交流电的电压瞬时值uUmsin t220sin(100t)V，A正确由f50 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P0，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I1n1I2n
9、2【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AA为电流互感器，且n1n2，a是电压表CB为电流互感器，且n3n4，b是电压表【答案】AD【题8】（多选）图中甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，利用互感器可以实现用普通的电表测高压或大电流，以下说法正确的是A线圈N1两端电压高于线圈N2两端电压B线圈N3中电流小于线圈N4中电流C甲图中的电表是电压表，乙图中的电表是电流表D甲图中的电表是电流表，乙图中的电表是电压表【答案】AC【解析】甲并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比，所以U1U2，由图可知，乙串联在电路中是电流互感器，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，所以I3I4，综上所述，AC正确，故BD错误。 【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
