人教2019选择性必修第二册高二物理备课必备讲义3.3变压器(原卷版+解析)

第三章交变电流第3节变压器【核心素养目标】物理观念了解变压器的构造及工作原理.科学思维掌握理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系．科学探究通过实验探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系.3科学态度与责任通过变压器知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。知识点一变压器的原理【情境导入】1．把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起，原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的？2．探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么？【知识梳理】1．构造：由和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作，与负载连接的线圈叫作．2．原理：现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生．【重难诠释】1．变压器的构造变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示．2．变压器的工作原理图注意(1)变压器不改变交变电流的周期和频率．(2)变压器只对交变电流起作用，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．【典例精析】例1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈知识点二实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系【重难诠释】1．实验思路交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系．2．实验器材多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干3．实验步骤(1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数．(2)接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中．(3)保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值．(4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值．4．实验结论实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).5．注意事项(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．(2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱．(3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量．【典例精析】例2．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中．(1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是____________________________________．A．为了保证人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12VB．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱D．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测(2)某实验小组通过实验，记录的数据如下表：原线圈匝数n1100200400400副线圈匝数n2400400200800原线圈两端的电压U1(V)1.964.908.004.86副线圈两端的电压U2(V)7.809.763.909.64通过分析实验数据可得出的实验结论是____________________________________．知识点三理想变压器的基本关系【情境导入】变压器线圈两端的电压与匝数的关系可以通过实验来探究。器材：可拆变压器、学生电源、多用电表、导线若干实验步骤：(1)按图示电路连接电路。(2)原线圈接6V低压交流电源，保持原线圈匝数n1不变，分别取副线圈匝数n2＝eq\f(1,2)n1、n1、2n1，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。(3)原线圈接6V低压交流电源，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n1＝eq\f(1,2)n2、n2、2n2，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。总结实验现象，得出什么结论？【知识梳理】1．理想变压器：没有的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型．(1)原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，即无“漏磁”．(2)原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热，即无“铜损”．(3)闭合铁芯中的涡流为零，即无“铁损”．2．电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).3．两类变压器副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作变压器．4.原线圈中电场的能量转变成的能量，通过铁芯使变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了的能量．【重难诠释】1．电压关系(1)只有一个副线圈时，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).当n2>n1时，U2>U1，变压器使电压升高，是升压变压器．当n2<n1时，U2<U1，变压器使电压降低，是降压变压器．(2)有多个副线圈时，eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…2．功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．3．电流关系(1)只有一个副线圈时，U1I1＝U2I2或eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…【典例精析】例3．如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220eq\r(2)·sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是()A．电流表的示数为1AB．原线圈的输入功率为220eq\r(2)WC．电压表的示数为110eq\r(2)VD．副线圈输出交流电的周期为50s针对训练一、单选题1．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（）A．2 B．3 C．4 D．52．如图所示的电路中，a、b接在内阻不计的交流发电机上，发电机有N匝矩形线圈，线圈面积为S，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕线圈平面内与磁场垂直的轴以角速度ω匀速转动。T为理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n1和n2，A1、A2为理想交流电流表，R为定值电阻。当线圈转动的角速度变为后，下列说法正确的是（）A．A1的示数变为原来的 B．A2的示数变为原来的C．R中电流的频率变为原来的2倍 D．R消耗的电功率变为原来的3．如图所示，小型发电机的矩形线圈（电阻不计）在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，通过电刷与副线圈匝数可调的理想变压器相连，副线圈上接有定值电阻R1、滑动变阻器R2和理想电压表。下列措施可以增大电压表示数的是（）A．增大线圈转动的周期 B．减小磁场的磁感应强度C．向上移动副线圈的滑片P2 D．向右移动滑动变阻器的滑片P14．如图所示的自耦变压器为理想变压器，R为定值电阻，在ab两端输入正弦交流电，将滑片P向下移动，使原线圈的匝数减少为原来的80%，则变压器副线圈输出电压将会是原来的（）A．1.2倍 B．1.25倍 C．0.8倍 D．0.75倍5．若在实验中用匝数匝和匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，下列说法正确的是（

）实验次数1234U1/V0.901.401.902.40U2/V2.003.014.025.02A．一定是原线圈B．一定是原线圈C．可能是原线圈D．可能是副线圈6．如图所示，为某学习小组设计的浴室用电安全原理图，用原、副线圈匝数比为5:1的理想变压器给浴室降压供电，原线圈输入交变电压u=311sin100πt(V)，已知照明灯额定功率为44W，排气扇电动机内阻为2Ω，电流表示数为2A，各用电器均正常工作，保险丝电阻不计，电表均为理想电表。则（）A．副线圈输出电压的有效值为40VB．变压器的输入功率为88WC．排气扇输出功率为44WD．若关掉排气扇，变压器输入功率不变7．手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比N1：N2＝5：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视同为理想变压器，则下列说法正确的是（）A．若送电线圈中通以恒定电流，则受电线圈中将产生恒定电流B．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5：1C．快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为42.5VD．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加8．理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1∶2。在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（）A．R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶2B．R1、R2、R3消耗的功率之比为4∶1∶4C．a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2D．a、b间输入电压与变压器输入电压之比为3∶1二、多选题9．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是（）A．原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能B．铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险C．变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小D．当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出10．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，电流表、电压表均为理想电表，是光敏电阻（其阻值随照射光强度增大而减小）。原线圈接入电压随时间按变化的交流电，下列说法正确的是（）A．交流电的频率为100HzB．电压表的示数为110VC．照射的光强度增大时，电流表的示数变大D．照射的光强度增大时，电压表示数变大，灯泡变得更亮11．如图所示，甲是一固定的水平放置内阻不计的圆形导体线圈，线圈匝数N=100匝，面积，线圈的两端P、Q与原、副线圈匝数比n1∶n2=3∶2的理想变压器原线圈相连接，变压器的副线圈连接一额定电压为8V的小灯泡L和滑动变阻器R。在线圈所在的空间存在着与线圈平面垂直的磁场，磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。规定垂直于线圈平面向上为B的正方向，则下列说法中正确的是（）A．在1.57×10-2~4.71×10-2s时间内，P点的电势高于Q点的电势B．线圈中产生的感应电动势的有效值为12VC．小灯泡能正常发光D．滑动变阻器的滑动端向上滑动时，小灯泡的亮度将减小12．如图所示的理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶2，U1=220sinωt（V），n1=1100匝，以下说法中正确的是（）A．穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶2B．穿过原、副线圈的磁通量变化率的最大值相等，均为VC．原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2VD．原、副线圈的电压最大值之比为1∶213．如图所示，一理想变压器原线圈连接正弦交流电源、电阻R1和电流表A1，副线圈连接电压表V、电流表A2和滑动变阻器R2，电路中电表均为理想电表，将滑动变阻器R2的滑片向下滑动过程中，下列说法正确的是（）A．电压表V示数不变B．电流表A1示数变小C．电流表A2示数变大D．电流表A1与电流表A2示数比值不变14．如图所示为一理想变压器，n1为原线圈，接一正弦交流电，n2=n3，在n2、n3两个线圈上分别获得35V电压。要想得到70V电压，c、d、e、f连接方式为（）A．d、e连在一起，c、f为输出端B．c、f连在一起，e、d为输出端C．e、c连在一起，f、d为输出端D．f、d连在一起，e、c为输出端第三章交变电流第3节变压器【核心素养目标】物理观念了解变压器的构造及工作原理.科学思维掌握理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系．科学探究通过实验探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系.3科学态度与责任通过变压器知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。知识点一变压器的原理【情境导入】1．把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起，原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的？2．探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么？【答案】1.变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上，但两线圈是彼此绝缘的，原线圈是利用了互感现象在副线圈中感应出电流的，并不是原线圈的电流直接流到副线圈中去。2．变压器的铁芯为闭合铁芯，形成一个闭合磁路，使副线圈中的磁通量变化与原线圈中的磁通量变化基本相同。【知识梳理】1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作副线圈．2．原理：互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．【重难诠释】1．变压器的构造变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示．2．变压器的工作原理图注意(1)变压器不改变交变电流的周期和频率．(2)变压器只对交变电流起作用，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．【典例精析】例1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈【答案】C【解析】通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量Φ是变化的，A错误；因理想变压器无漏磁，穿过原、副线圈的磁通量相等，故B错误；由互感现象知，C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，电流不通过铁芯，故D错误．知识点二实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系【重难诠释】1．实验思路交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系．2．实验器材多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干3．实验步骤(1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数．(2)接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中．(3)保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值．(4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值．4．实验结论实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).5．注意事项(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．(2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱．(3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量．【典例精析】例2．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中．(1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是____________________________________．A．为了保证人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12VB．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱D．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测(2)某实验小组通过实验，记录的数据如下表：原线圈匝数n1100200400400副线圈匝数n2400400200800原线圈两端的电压U1(V)1.964.908.004.86副线圈两端的电压U2(V)7.809.763.909.64通过分析实验数据可得出的实验结论是____________________________________．【答案】(1)D(2)在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比【解析】(1)变压器使用的是交流电压，因此为了保证人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12V，A错误；实验通电前必须要先检查电路是否正确，通电时用手接触裸露的导线、接线柱等，会将人体并联入电路中，导致所测数据不准确，同时也有安全隐患，B、C错误；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，D正确．(2)分析每组实验数据，可知eq\f(U1,U2)与eq\f(n1,n2)的值近似相等，可得出的实验结论是，在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比．知识点三理想变压器的基本关系【情境导入】变压器线圈两端的电压与匝数的关系可以通过实验来探究。器材：可拆变压器、学生电源、多用电表、导线若干实验步骤：(1)按图示电路连接电路。(2)原线圈接6V低压交流电源，保持原线圈匝数n1不变，分别取副线圈匝数n2＝eq\f(1,2)n1、n1、2n1，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。(3)原线圈接6V低压交流电源，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n1＝eq\f(1,2)n2、n2、2n2，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。总结实验现象，得出什么结论？【答案】电压与匝数成正比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)。【知识梳理】1．理想变压器：没有能量损耗的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型．(1)原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，即无“漏磁”．(2)原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热，即无“铜损”．(3)闭合铁芯中的涡流为零，即无“铁损”．2．电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).3．两类变压器副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器．4.原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，通过铁芯使变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量．【重难诠释】1．电压关系(1)只有一个副线圈时，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).当n2>n1时，U2>U1，变压器使电压升高，是升压变压器．当n2<n1时，U2<U1，变压器使电压降低，是降压变压器．(2)有多个副线圈时，eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…2．功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．3．电流关系(1)只有一个副线圈时，U1I1＝U2I2或eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…【典例精析】例3．如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220eq\r(2)·sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是()A．电流表的示数为1AB．原线圈的输入功率为220eq\r(2)WC．电压表的示数为110eq\r(2)VD．副线圈输出交流电的周期为50s【答案】A【解析】原线圈中电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得，副线圈中电压的有效值为110V，则电压表的示数为110V，故C错误；因为电阻R＝55Ω，故副线圈中的电流为I2＝eq\f(U2,R)＝2A，则原线圈中的电流为I1＝eq\f(n2,n1)I2＝1A，电流表的示数为1A，故A正确；由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为P＝I22R＝(2A)2×55Ω＝220W，故Bs，故D错误．针对训练一、单选题1．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（）A．2 B．3 C．4 D．5【答案】B【解析】设原、副线圈的匝数比为k，原线圈的电流为，则有副线圈的电流为原线圈的电压因为电源电压的有效值恒定，所以有代入数据则有解得故选B。2．如图所示的电路中，a、b接在内阻不计的交流发电机上，发电机有N匝矩形线圈，线圈面积为S，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕线圈平面内与磁场垂直的轴以角速度ω匀速转动。T为理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n1和n2，A1、A2为理想交流电流表，R为定值电阻。当线圈转动的角速度变为后，下列说法正确的是（）A．A1的示数变为原来的 B．A2的示数变为原来的C．R中电流的频率变为原来的2倍 D．R消耗的电功率变为原来的【答案】D【解析】AB．发电机产生电压的有效值即原线圈电压根据变压比可知，副线圈电压副线圈电流即A2的示数根据变流比，原线圈电流即A1的示数当线圈转动的角速度变为后，两电流表的示数均变为原来的一半，故AB错误；C．变压器不改变电流频率，通过R中电流的频率当线圈转动的角速度变为后，电流的频率变为原来的一半，故C错误；D．R消耗的电功率当线圈转动的角速度变为后，R消耗的电功率变为原来的，故D正确。故选D。3．如图所示，小型发电机的矩形线圈（电阻不计）在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，通过电刷与副线圈匝数可调的理想变压器相连，副线圈上接有定值电阻R1、滑动变阻器R2和理想电压表。下列措施可以增大电压表示数的是（）A．增大线圈转动的周期 B．减小磁场的磁感应强度C．向上移动副线圈的滑片P2 D．向右移动滑动变阻器的滑片P1【答案】C【解析】A．根据感应电动势计算公式可知，增大线圈转动的周期，线圈产生的感应电动势减小，则副线圈两端的电压减小，通过定值电阻的电流减小，电压表的示数减小，故A错误；B．根据感应电动势计算公式可知，减小磁场的磁感应强度，线圈产生的感应电动势减小，则副线圈两端的电压减小，通过定值电阻的电流减小，电压表的示数减小，故B错误；C．向上移动副线圈的滑片，n2增大，则副线圈两端的电压增大，通过定值电阻的电流增大，电压表的示数增大，故C正确；D．向右移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的阻值增大，通过定值电阻的电流减小，电压表的示数减小，故D错误。故选C。4．如图所示的自耦变压器为理想变压器，R为定值电阻，在ab两端输入正弦交流电，将滑片P向下移动，使原线圈的匝数减少为原来的80%，则变压器副线圈输出电压将会是原来的（）A．1.2倍 B．1.25倍 C．0.8倍 D．0.75倍【答案】B【解析】由知所以当时，变压器副线圈输出电压即变压器副线圈输出电压将会是原来的1.25倍。故选B。5．若在实验中用匝数匝和匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，下列说法正确的是（

）实验次数1234U1/V0.901.401.902.40U2/V2.003.014.025.02A．一定是原线圈B．一定是原线圈C．可能是原线圈D．可能是副线圈【答案】B【解析】表格中每组数据都可以看出电压之比略大于匝数之比，结合有一定的能量损失，可知一定为原线圈输入电压，一定是原线圈，B正确，ACD错误。故选B。6．如图所示，为某学习小组设计的浴室用电安全原理图，用原、副线圈匝数比为5:1的理想变压器给浴室降压供电，原线圈输入交变电压u=311sin100πt(V)，已知照明灯额定功率为44W，排气扇电动机内阻为2Ω，电流表示数为2A，各用电器均正常工作，保险丝电阻不计，电表均为理想电表。则（）A．副线圈输出电压的有效值为40VB．变压器的输入功率为88WC．排气扇输出功率为44WD．若关掉排气扇，变压器输入功率不变【答案】B【解析】A．原线圈输入电压的最大值为Um=311V有效值为U1=220V根据理想变压器电压与匝数的关系得U1∶U2=n1∶n2=5∶1可知副线圈输出电压的有效值U2=44VA错误；B．变压器的输出功率为P出=U2I=44×2W=88W根据理想变压器的输入功率等于输出功率，可知变压器输入功率为P入=88WB正确；C．由P出=P灯＋P扇=44W＋P扇=88W可得P扇=44W照明灯中电流排气扇中电流I扇=I-I灯=1A排气扇内阻发热功率为由P扇=P热＋P′出可得排气扇输出功率为P′出＝42WC错误；D．关掉排气扇，变压器输出功率减小，所以输入功率减小，D错误。故选B。7．手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比N1：N2＝5：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视同为理想变压器，则下列说法正确的是（）A．若送电线圈中通以恒定电流，则受电线圈中将产生恒定电流B．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5：1C．快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为42.5VD．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加【答案】C【解析】A．若送电线圈中通以恒定电流，不会产生电磁感应，则受电线圈中将不会产生电流，故A错误；B．根据理想变压器的工作原理，原、副线圈的电流与匝数成反比，则流过送电线圈与受电线圈的电流之比为1：5，故B错误；C．根据理想变压器电压与匝数关系有U2＝U1＝U1I1＝I2＝×2A＝AUab＝U1＋I1RU2＝I2R＋U手机整理可得220＝5U2＋RU2＝2R＋5联立解得Ucd＝U2＝42.5V故C正确；D．若送电线圈中电流均匀增加，则两线圈中的磁通量均匀变化，受电线圈中电流为恒定电流，故D错误。故选C。8．理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1∶2。在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（）A．R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶2B．R1、R2、R3消耗的功率之比为4∶1∶4C．a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2D．a、b间输入电压与变压器输入电压之比为3∶1【答案】C【解析】A．设R3的电流为I，电压为U，则有根据理想变压器原理可得原线圈两端电压电流为，R2与原线圈是并联关系，则有，R1两端的电压与电流为，所以R1、R2、R3两端的电压之比为5∶1∶2，A错误；D．a、b间输入电压为所以a、b间输入电压与变压器输入电压之比为D错误；B．由可得，R1、R2、R3消耗的功率与其电压的平方成正比，则有P1∶P2∶P3＝25∶1∶4B错误；C．a、b间输入功率为变压器输入功率为所以a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2，C正确。故选C。二、多选题9．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是（）A．原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能B．铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险C．变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小D．当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出【答案】AC【解析】A．原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，原线圈产生的磁场几乎全部沿铁芯通过副线圈，漏磁很少，因此可以减少能量损失，故A正确；B．铁芯不用整块金属做成是为了防止涡流产生较多的热量从而烧坏变压器，故B错误；C．变压器原副线圈中的磁通量的变化率相同，变化周期相同，匝数不同，所以原副线圈中的交流电的频率相同，电压不同，故C正确；D．由电磁感应定律可知，只要输入原线圈的电流发生变化，副线圈中就会产生感应电动势，当原线圈接入恒定电流时，副线圈没有电压输出，故D错误。故选AC。10．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，电流表、电压表均为理想电表，是光敏电阻（其阻值随照射光强度增大而减小）。原线圈接入电压随时间按变化的交流电，下列说法正确的是（）A．交流电的频率为100HzB．电压表的示数为110VC．照射的光强度增大时，电流表的示数变大D．照射的光强度增大时，电压表示数变大，灯泡变得更亮【答案】BC【解析】A．根据原线圈接入电压表达式可知，交流电的周期为交流电的频率为故A错误；B．根据原线圈接入电压表达式可知，原线圈输入电压有效值为，根据原、副线圈电压比等于匝数比，可得可知电压表的示数为110V，故B正确；CD．照射的光强度增大时，可知阻值减小，由于原线圈输入电压不变，匝数不变，可知副线圈的输出电压不变，电压表示数不变；根据欧姆定律可知，副线圈的电流增大，灯泡的功率变大，灯泡变得更亮，根据原副线圈电流与匝数关系可知原线圈电流增大，电流表示数变大，故C正确，D错误。故选BC。11．如图所示，甲是一固定的水平放置内阻不计的圆形导体线圈，线圈匝数N=100匝，面积，线圈的两端P、Q与原、副线圈匝数比n1∶n2=3∶2的理想变压器原线圈相连接，变压器的副线圈连接一额定电压为8V的小灯泡L和滑动变阻器R。在线圈所在的空间存在着与线圈平面垂直的磁场，磁场的