高中物理复习课件118个C051.变压器.ppt

变压器 庞留根吕叔湘中学2007年7月email dyszplg 1 变压器的构造2 变压器的变压比3 变压器的变流比4 理想变压器的输入功率由输出功率决定5 几种常用的变压器例1例207年物理海南卷1207年广东普宁市华侨中学三模卷4广东茂名市2007年第一次模考807年1月海淀区期末练习807届南京市第一次调研测试306年5月深圳市第二次调研考试707学年南京市期末质量调研9合肥市2007年教学质量检测一9苏北五市07届调研考试707年扬州市期末调研测试1007届南京市综合检测 一 507年苏锡常镇四市二模92007年高考广东卷72007年理综山东卷1807年江苏省扬州市一模507年4月苏州中学调研试卷407年佛山市教学质量检测14 变压器 1 变压器的构造 一 变压器原理 变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的 一个线圈跟电源连接 叫原线圈 也叫初级线圈 另一个线圈跟负载连接 叫副线圈 也叫次级线圈 两个线圈都是用绝缘导线绕制成的 铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成 2 变压器的变压比 u1 u2 n1 n2 u1 n1 u2 n2 u3 n3 u n k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比 当n2 n1时 u2 u1 变压器使电压升高 这种变压器叫做升压变压器 当n2 n1时 u2 u1 变压器使电压降低 这种变压器叫做降压变压器 3 变压器的变流比 当变压器只有一个副线圈工作时 有 可见 变压器工作时 原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比 有多个副线圈时 有p入 p出 即无论有几个副线圈在工作 变压器的输入功率总等于所有输出功率之和 由u1i1 u2i2 u3i3 得到n1i1 n2i2 n3i3 有多个副线圈时满足n1i1 n2i2 n3i3 变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小 可用较细的导线绕制 变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大 应用较粗的导线绕制 4 理想变压器的输入功率由输出功率决定 即在输入电压确定以后 输入功率和原线圈电压与副线圈匝数的平方成正比 与原线圈匝数的平方成反比 与副线圈电路的电阻值成反比 式中的r2表示负载电阻的阻值 而不是 负载 负载 表示副线圈所接的用电器的实际功率 实际上 r2越大 负载越小 r2越小 负载越大 这一点在审题时要特别注意 理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式 5 几种常用的变压器 a 自耦变压器 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 图甲 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 图乙 b 调压变压器 就是一种自耦变压器 它的构造如图所示 线圈ab绕在一个圆环形的铁芯上 ab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 例1 在绕制变压器时 某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁心的左右两个臂上 当通以交变电流时 每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈 另一半通过中间的臂 已知线圈1 2的匝数之比n1 n2 2 1 在不接负载的情况下 a 当线圈1输入电压220v时 线圈2输出电压为110vb 当线圈1输入电压220v时 线圈2输出电压为55vc 当线圈2输入电压110v时 线圈1输出电压为220vd 当线圈2输入电压110v时 线圈1输出电压为110v bd 分析 该题考查的是变压器的原理 若不去深入研究变压器的变压原理 只死记公式 很容易错选 该题给出的变压器的铁心为日字形 与考生熟知的口字形变压器不同 且通过交变电流时 每个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈 故电压比不再成立 所以只能利用电磁感应定律 从变压器的原理入手 才能解出该题 解 当线圈1作为输入端时 因为u1 220v 所以u2 55v 所以选项b对 当线圈2作为输入端时 因为u2 110v 所以u1 110v 所以选项d对 题目 例2 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数之比为n1 n2 4 1 原线圈回路中的电阻a与副线圈回路中的负载电阻b的阻值相等 a b端加一定交变电流电压后 两电阻消耗的电功率之比pa pb 和电阻两端的电压之比ua ub 1 16 1 4 解见下页 分析 抓住理想变压器 图中的虚线框内的部分 原 副线圈的电流关系 a b两电阻消耗的电功率关系及电压关系均可求得 解答 对理想变压器 有 又ua i1r ub i2r 07年物理海南卷12 12 某发电厂用2 2kv的电压将电能输出到远处的用户 后改为用22kv的电压 在既有输电线路上输送同样的电功率 前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为 要将2 2kv的电压升高到22kv 若变压器原线圈的匝数为180匝 则副线圈的匝数应该是 匝 100 1800 07年广东普宁市华侨中学三模卷4 4 如图所示 一个理想变压器 原副线圈匝数之比为n1 n2 10 1 在原线圈ab两端加上电压220v的正弦交流电 当原线圈中电流为零的瞬间 副线圈两端c d之间的瞬时电压大小为 a 22vb 220vc 31 1vd 0 c 广东茂名市2007年第一次模考8 8 如图所示 一理想变压器原线圈匝数n1 1100匝 副线圈匝数n2 220匝 交流电源的电压 电阻r 50 电压表 电流表均为理想电表 则 a 交流电的频率为50hzb v的示数约为44vc a2的示数约为1 4ad a1的示数约为0 176a bd 07年1月海淀区期末练习8 8 某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压 它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压 然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器 经降低电压后再输送至村寨中各用户 设变压器都是理想的 那么随着村寨中接入电路的电器消耗的总功率的增加 则 a 通过升压变压器初级线圈中的电流变大b 升压变压器次级线圈两端的电压变小c 高压输电线路上的电压损失变大d 降压变压器次级线圈两端的电压变小 acd 07届南京市第一次调研测试3 3 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数之比为20 1 原线圈接正弦交流电源 副线圈接入 220v 40w 灯泡一只 且灯泡正常发光 则 a 电源输出功率为800w郝b 电流表的示数为ac 电流表的示数为a郝d 原线圈端电压为11v c 06年5月深圳市第二次调研考试7 7 下图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图 变压器输入电压是市电网的电压 不会有很大的波动 输出电压通过输电线输送给用户 输电线的电阻用r0表示 变阻器r表示用户用电器的总电阻 当滑动变阻器触头p向下移时 a 相当于在增加用电器的数目b v1表的示数随v2表的示数的增大而增大c a1表的示数随a2表的示数的增大而增大d 变压器的输入功率在增大 acd 07学年南京市期末质量调研9 9 如图所示 某理想变压器的原副线圈的匝数均可调节 原线圈两端的电压为一最大值不变的正弦交流电 在其他条件不变的情况下 为了使变压器输入功率增大 可使 a 原线圈匝数n1增加b 副线圈匝数n2增加c 负载电阻的阻值r增大d 负载电阻的阻值r减小 bd 合肥市2007年教学质量检测一9 9 如图所示的电路中 交流电源电压为u0 接在理想变压器初级和次级电路中的4只规格相同的灯泡均在正常发光 则变压器原 副线圈的匝数之比为 灯泡l2两端电压为 解 设灯泡正常发光的电流为i 则原 副线圈的电流分别为i和3i 所以原 副线圈的匝数比为3 1 设灯泡正常发光的电压为u 则原线圈的电压为3u u0 u 3u u u0 4 3 1 u0 4 苏北五市07届调研考试7 7 某农村水力发电站发电机的输出电压 先通过电站附近的升压变压器升压后 再用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器 降压后 再用线路接到各用户 设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器 在用电高峰期 白炽灯不够亮 但用电总功率却增加 这时与用电低谷时比较 a 升压变压器的副线圈两端的电压变大b 高压输电线路的电压损失变大c 降压变压器的副线圈两端的电压变大d 降压变压器的副线圈中的电流变大 bd 07年扬州市期末调研测试10 10 调压变压器是一种自耦变压器 它的构造如图所示 线圈ab绕在一个圆环形的铁芯上 ab间加上正弦交流电压u 移动滑动触头p的位置 就可以调节输出电压 在输出端连接了滑动变阻器r和理想交流电流表 变阻器的滑动触头为q 则 a 保持p的位置不动 将q向下移动时 电流表的读数变大b 保持p的位置不动 将q向下移动时 电流表的读数变小c 保持q的位置不动 将p沿逆时针方向移动时 电流表的读数变大d 保持q的位置不动 将p沿逆时针方向移动时 电流表的读数变小 bc 07届南京市综合检测 一 5 5 汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油 柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的 而汽油机做功冲程开始时 汽缸中的汽油 空气混合气是靠火花塞点燃的 但是汽车蓄电池的电压只有12v 不能在火花塞中产生火花 因此 要使用如图所示的点火装置 此装置的核心是一个变压器 该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上 次级线圈接到火花塞的两端 开关由机械控制 做功冲程开始时 开关由闭合变为断开 从而在次级线圈中产生10000v以上的电压 这样就能在火花塞中产生火花了 下列说法正确的是 ad a 柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的b 汽油机点火装置的开关若始终闭合 次级线圈的两端也会有高压c 接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源 否则就不能在次级产生高压d 汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必须远大于初级线圈的匝数 07年苏锡常镇四市二模9 9如图所示为一理想变压器 原副线圈的匝数比为n 原线圈接正弦交流电压u 输出端接有一个交流电流表和一个电动机 电动机线圈电阻为r 当输入端接通电源后 电流表的示数为i 电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升 下列判断正确的是 a 电动机两端电压为irb 电动机消耗的电功率为i2r mgvc 原线圈中的电流为nid 变压器的输人功率为ui n bd 2007年高考广东卷7 7 图5是霓虹灯的供电电路 电路中的变压器可视为理想变压器 已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1 n2 1 20 加在原线圈的电压为 v 霓虹灯正常工作的电阻r 440k i1 i2表示原 副线圈中的电流 下列判断正确的是 a 副线圈两端电压6220v 副线圈中的电流14 1mab 副线圈两端电压4400v 副线圈中的电流10 0mac i1i2 bd 2007年理综山东卷18 18 某变压器原 副线圈匝数比为55 9 原线圈所接电源电压按图示规律变化 副线圈接有负载 下列判断正确的是 a 输出电压的最大值为36vb 原 副线圈中电流之比为55 9c 变压器输入 输出功率之比为55 9d 交流电源有效值为220v 频率为50hz d 07年江苏省扬州市一模5 5 如图所示 一个有两个不同副线圈的理想变压器 原线圈匝数为nl 1100匝 两副线圈的匝数分别为n2 20匝和n3 70匝 原线圈接入220v交变电压 今将一额定电压为10v的用电器接入变压器的副线圈输出端后能正常工作 则两个副线圈连接方式应是 a 只用一个副线圈 l 2作为输出端b 只用一个副线圈 3 4作为输出端c 将2 4连接 1 3作为输出端d 将2 3连接 1 4作为输出端 c 07年4月苏州中学调研试卷4 4 如图甲所示 在变压器的输入端串接上一只整流二极管d 在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1 um1sin t 设t 0时刻为a b 则副线圈输出的电压的波形 设c端电势高于d端电势时的电压为正 是下图中的 b 07年佛山市教学质量检测14 14 水利发电具有防洪 防旱 减少污染多项功能 是功在当代 利在千秋的大事 现在水力发电已经成为我国的重要能源之