資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
3.3 變壓器
目錄
模塊一 知己知彼 1
模塊二 知識掌握 1
知識點一　變壓器的原理 1
知識點二　實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系 3
知識點三　理想變壓器的基本關系 5
模塊三 鞏固提高 9
模塊一 知己知彼
考點分布 命題趨勢
1.知道變壓器的構造,理解變壓器的工作原理.( 2.會用變壓器原、副線圈電壓、電流的關系解決相關實際問題. 3.了解幾種常見變壓器 本講是高考對交變電流部分考查的重點和難點所在，再現率高，多以選擇題形式呈現，涉及變壓器基本規律的運用、動態分析等主干知識點.平均難度中等及以下，與新情境相結合將成為趨勢，分值為4~10分
模塊二 知識掌握
知識點一　變壓器的原理
【情境導入】
1．把兩個沒有用導線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈連到交流電源的兩端，另一個線圈連到小燈泡上。接通電源，我們會看到小燈泡發光，結合實驗現象思考變壓器的原、副線圈沒有連在一起，原線圈中的電流是如何“流到”副線圈中去的？
2．探究分析變壓器中閉合鐵芯的作用是什么？
【知識梳理】
1．構造：由 和繞在鐵芯上的兩個線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作 ，與負載連接的線圈叫作 ．
2．原理： 現象是變壓器工作的基礎．原線圈中電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中激發的 也不斷變化，變化的磁場在副線圈中產生 ．
【重難詮釋】
1．變壓器的構造
變壓器由閉合鐵芯、原線圈、副線圈組成，其構造示意圖與電路中的符號分別如圖甲、乙所示．
2．變壓器的工作原理圖
注意　(1)變壓器不改變交變電流的周期和頻率．(2)變壓器只對交變電流起作用，對恒定電流不起作用．(3)變壓器的兩個線圈之間通過磁場聯系在一起，兩個線圈間是絕緣的．
知識點二　實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系
【重難詮釋】
1．實驗思路
交變電流通過原線圈時在鐵芯中產生變化的磁場，副線圈中產生感應電動勢，其兩端有輸出電壓．線圈匝數不同時輸出電壓不同，實驗通過改變原、副線圈匝數，探究原、副線圈的電壓與匝數的關系．
2．實驗器材
多用電表、可拆變壓器(如圖甲)、學生電源、開關、導線若干
3．實驗步驟
(1)按圖乙所示連接好電路，將兩個多用電表調到交流電壓擋，并記錄兩個線圈的匝數．
(2)接通學生電源，讀出電壓值，并記錄在表格中．
(3)保持匝數不變，多次改變輸入電壓，記錄每次改變后原、副線圈的電壓值．
(4)保持輸入電壓、原線圈的匝數不變，多次改變副線圈的匝數，記錄下每次的副線圈匝數和對應的電壓值．
4．實驗結論
實驗分析表明，在誤差允許范圍內，原、副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數之比，即＝.
5．注意事項
(1)在改變學生電源的電壓、線圈匝數前均要先斷開開關，再進行操作．
(2)為了保證人身安全，學生電源的電壓不能超過12 V，通電時不能用手接觸裸露的導線和接線柱．
(3)為了保證多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當的擋位進行測量．
（2023春 如皋市校級月考）利用如圖所示的可拆變壓器可以探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數的關系，下列說法中正確的是（　　）
A．為了保證人身安全，可以用4～6節干電池作為電源
B．使用電壓表測電壓時，要先用最小量程擋試測
C．變壓器工作時通過鐵芯導電把電能由原線圈輸送到副線圈
D．由于漏磁，實際測得變壓器原、副線圈的電壓比會比原、副線圈的匝數比略大
（2022秋 海淀區校級期末）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗中，某小組按如圖所示組裝變壓器并進行研究。實驗時，原線圈接“0”“8”接線柱，副線圈接“0”“1”接線柱，原線圈兩端連接低壓交流電源10V擋，用交流電壓表測得副線圈兩端的電壓為0.4V，這與其他小組的正確實驗結論明顯不一致。對于這個小組實驗結論出現明顯偏差的原因，最有可能的是（　　）
A．原線圈匝數太多，電阻過大
B．鐵芯沒有閉合，漏磁過多
C．副線圈匝數太少，增加實驗誤差
D．副線圈的電阻太小
（2023春 安徽期中）某實驗小組，利用實驗室中的器材完成“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”的實驗。實驗器材包括：學生電源一個、可拆變壓器一個、多用電表一個、導線若干。其中可拆變壓器如圖：
（1）學生電源應選用 　低壓　（選填“低壓”或“高壓”）交流電源；
（2）下列關于本實驗的說法正確的是 　D　；
A．通電時，可用手接觸裸露的導線、接線柱等檢查電路
B．測量原、副線圈的電壓時，可以使用大量程的直流電壓擋
C．若原線圈接0、8接線柱（800匝線圈），副線圈接0、4接線柱（400匝線圈），副線圈電壓大于原線圈電壓
D．保持原線圈匝數和電壓不變，改變副線圈匝數，可探究副線圈上電壓與匝數的關系
（3）若變壓器的匝數分別是na＝400匝和nb＝800匝，實驗測量數據如表：
Ua/V 1.8 2.9 3.8 4.9
Ub/V 4.0 6.0 8.0 10.0
根據測量數據可判斷連接電源的線圈是 　nb　。（選填“na”或“nb”）
知識點三　理想變壓器的基本關系
【情境導入】
變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系可以通過實驗來探究。
器材：可拆變壓器、學生電源、多用電表、導線若干
實驗步驟：(1)按圖示電路連接電路。
(2)原線圈接6 V低壓交流電源，保持原線圈匝數n1不變，分別取副線圈匝數n2＝n1、n1、2n1，用多用電表交流電壓擋分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。
(3)原線圈接6 V低壓交流電源，保持副線圈匝數n2不變，分別取原線圈匝數n1＝n2、n2、2n2，用多用電表交流電壓擋分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。
總結實驗現象，得出什么結論？
【知識梳理】
1．理想變壓器：沒有 的變壓器叫作理想變壓器，它是一個理想化模型．
(1)原、副線圈中的電流產生的磁場完全束縛在閉合鐵芯內，即無“漏磁”．
(2)原、副線圈不計電阻，電流通過時不產生焦耳熱，即無“銅損”．
(3)閉合鐵芯中的渦流為零，即無“鐵損”．
2．電壓與匝數的關系
理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的 ，即＝.
3．兩類變壓器
副線圈的電壓比原線圈的電壓低的變壓器叫作 變壓器；副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器叫作 變壓器．
4. 原線圈中電場的能量轉變成 的能量，通過鐵芯使變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈，在副線圈中產生了感應電流，磁場的能量轉化成了 的能量．
【重難詮釋】
1．電壓關系
(1)只有一個副線圈時，＝.
當n2>n1時，U2>U1，變壓器使電壓升高，是升壓變壓器．
當n2(2)有多個副線圈時，＝＝＝…
2．功率關系
從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出．
3．電流關系
(1)只有一個副線圈時，U1I1＝U2I2或＝.
(2)當有多個副線圈時，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
（2023 萊陽市校級模擬）如圖甲所示的電路，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為100和50，定值電阻R1＝R2＝20Ω，電源兩端電壓隨時間變化的關系圖像如圖乙所示，已知電壓表和電流表為理想電表，則（　　）
A．副線圈中電流頻率為50Hz
B．電流表示數為1A
C．電壓表示數為50V
D．電阻R2的功率為70W
（2023春 南寧期末）電吹風是常用的家用電器，一種電吹風的內部電路如圖所示，圖中a、b、c、d為四個固定點。可動的扇形金屬觸片P可同時接觸兩個觸點。已知電吹風吹冷風時的輸入功率為60W，小風扇的額定電壓為60V，正常工作時小風扇的輸出功率為52W，變壓器為理想變壓器，則（　　）
A．小風扇的內阻為8Ω
B．變壓器原、副線圈的匝數比為
C．當扇形金屬觸片P與觸點c、d接觸時，電吹風吹熱風
D．當扇形金屬觸片P與觸點a、b接觸時，電吹風吹冷風
（2023 杭州一模）近年，無線充電技術得到了廣泛應用，其簡化的充電原理圖如圖所示。發射線圈所加電壓為U＝220V的家用交流電、匝數為1100匝，接收線圈的匝數為50匝。若工作狀態下，穿過接收線圈的磁通量約為發射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是（　　）
A．接收線圈的輸出電壓的有效值約為8V
B．發射線圈與接收線圈中電流之比約為1：22
C．發射線圈與接收線圈中交變電流的頻率之比約為22：1
D．發射線圈中的磁通量變化率與接收線圈的磁通量變化率相同
（2023 海淀區校級三模）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數比為1：2，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W，原線圈電路中接有電壓表和電流表。已知燈泡正常發光，若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數，則（　　）
A．V
B．I＝0.05A
C．原線圈輸入功率為W
D．流過燈泡電流的最大值可達A
（2023春 福州期末）如圖，理想變壓器輸入端電壓隨時間變化為u＝220sin（100πt）V，在原線圈回路中串聯阻值為R的電阻，a、b、c為副線圈上的3個抽頭。若僅在抽頭a、b間接入阻值為R的電阻，原線圈回路中電阻R消耗的功率為P；若僅在抽頭b、c間接入阻值為4R的電阻，原線圈回路中電阻R消耗的功率也為P。已知原線圈匝數n1與a、b間線圈匝數n2之比為5：1，下列說法正確的是（　　）
A．a、b間線圈匝數n2與b、c間線圈匝數n3之比為1：2
B．原線圈匝數n1與b、c間線圈匝數n3之比為5：3
C．僅在抽頭a、b間接入電阻R時，a、b兩端電壓為44V
D．僅在抽頭b、c間接入電阻R時，b、c兩端電壓為88V
模塊三 鞏固提高
（2023 延慶區一模）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變，副線圈接有兩個燈泡和一個定值電阻R，電流表、電壓表均為理想電表。開關S原來是斷開的，現將開關S閉合，則（　　）
A．電流表的示數減小
B．電壓表的示數增大
C．原線圈輸入功率減小
D．電阻R消耗的電功率增大
（2023 歷下區校級模擬）理想變壓器原副線圈匝數之比為1：3，原線圈上有一電阻R1＝R，副線圈上電阻箱R2的阻值調整范圍是0～2R，使原線圈接在一交流電源上，若使R2的功率最大，則R2的阻值應調節為（　　）
A．0.5R B．R C．1.5R D．2R
（2023春 常熟市校級月考）如圖甲所示為某鉗形電流表的工作原理圖。當通有交流電的導線從環形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表G指針會發生偏轉，不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知n2＝1000匝，下列說法正確的是（　　）
A．用該表測交流電時，G中通過的是恒定電流
B．若G中通過的電流為50mA，則導線中的被測電流為50A
C．若導線中通過的是圖乙所示矩形脈沖交流電，G無示數
D．當用該表測量400Hz的電流時，測量值比真實值偏小
（2023 馬鞍山二模）近些年我國手機閃充功能發展迅速，已經處于國際領先水平。圖甲是某國產超級快速無線充電器CP62R，可提供最大50W的無線充電功率。其工作原理近似為一個理想變壓器如圖乙所示，當送電線圈接上220V、50Hz的正弦交變電流時，受電線圈中會產生交變電流。送電線圈的匝數為n1，受電線圈的匝數為n2，且n1：n2＝5：1。當該裝置給手機快速充電時，下列判斷正確的是（　　）
A．送電線圈和受電線圈通過互感實現能量傳遞
B．流過送電線圈的電流大于受電線圈的電流
C．受電線圈的輸出電壓大于送電線圈的輸入電壓
D．每秒鐘通過受電線圈的電流方向改變50次
（2022秋 瀏陽市期末）某同學自己繞制了兩個線圖套在可拆變壓器的鐵芯上，組成了一個新變壓器，如圖甲所示，線圈a作為原線圈連接到學生電源的交流輸出端，原、副線圈的匝數比為4：1，電源輸出的電壓如圖乙所示，線圈b接小燈泡。若他組成的新變壓器可視為理想變壓器，則（　　）
A．電源輸出電壓的頻率為100Hz
B．若小燈泡兩端并聯交流電壓表，則此電壓表示數為9V
C．若小燈泡兩端并聯一個電阻，電源的輸出功率減小
D．將線圈a改接在學生電源的直流輸出端，小燈泡也能發光
（2023 雁塔區校級模擬）如圖所示為理想變壓器，原線圈的匝數為1000匝，兩個副線圈的匝數分別為50匝和100匝，L1是“6V，2W”的小燈泡，L2是“12V，4W”的小燈泡，當原線圈接上交變電壓時，L1、L2都正常發光，那么，原線圈中的電流（　　）
A． A B． A C． A D． A
（2023 北京）自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發光的是（　　）
A．僅增加原線圈匝數
B．僅增加副線圈匝數
C．將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍
D．將兩個3.8V小燈泡并聯起來接入副線圈
（2023 日照一模）某電動牙刷的充電裝置含有變壓器，原、副線圈匝數之比為50：1，用正弦交流電給此電動牙刷充電時，原線圈兩端電壓的有效值為220V，副線圈電流的有效值為2.0A，若將該變壓器視為理想變壓器，則（　　）
A．副線圈兩端電壓的有效值約為6.2V
B．原線圈電流的有效值為100A
C．副線圈兩端電壓的最大值約為6.2V
D．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為50：1
（2023春 硚口區校級月考）如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器，V1和V2是理想交流電壓表，示數分別用U1和U2表示；A1和A2是理想交流電流表，示數分別用I1和I2表示，變壓器原副線圈匝數分別為n1和n2。下列說法正確的是（　　）
A．
B．
C．滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大
D．滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小
（2023 南寧模擬）如圖所示是手機無線充電器原理圖，通過充電器的發射線圈和手機上的接收線圈傳遞能量。在發射線圈接上220V、50Hz的正弦交變電流，手機的接收線圈就會產生交變電流，該電流經過整流電路轉化為直流電給手機充電。兩線圈均可看作理想線圈，且無漏磁，接收線圈兩端電壓的峰值為10V，手機充電功率為30W，不計整流電路手機電池整流消耗的功率，則（　　）
A．原、副線圈的匝數比為22：1
B．接收線圈中的電流方向每秒變化50次
C．發射線圈中電流的有效值為
D．接收線圈電流的峰值為3A
（2023 長春模擬）如圖甲所示的電路中，變壓器為理想變壓器，原、副線圈的匝數比為2：1，電壓表和電流表均為理想電表，定值電阻R1＝R2＝10Ω，M、N輸入如圖乙所示的電壓，時間內為正弦曲線，則電壓表和電流表的示數分別為（　　）
A．、 B．16V、0.8A C．16V、0.2A D．、
（2023 河東區二模）近年來，我國環形變壓器從無到有，已形成相當大的生產規模，廣泛應用于計算機、醫療設備、家電設備和燈光照明等方面，如圖甲所示。環形變壓器與傳統方形變壓器相比，漏磁和能量損耗都很小，可視為理想變壓器。如圖乙所示的環形變壓器原線圈匝數n1＝880匝，副線圈接一個“12V 22W”的照明電燈，電壓表與電流表均為理想交流電表。原線圈兩端的交流電壓隨時間變化的關系圖像如圖丙所示，最大值為Um，此時照明電燈恰好正常發光。則（　　）
A．副線圈匝數為n2＝34匝
B．該交流電的方向每秒改變50次
C．此時電流表的讀數為0.1A
D．在t＝1.5×10﹣2s時刻，電壓表的示數為零
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3.3 變壓器
目錄
模塊一 知己知彼 1
模塊二 知識掌握 1
知識點一　變壓器的原理 1
知識點二　實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系 3
知識點三　理想變壓器的基本關系 6
模塊三 鞏固提高 12
模塊一 知己知彼
考點分布 命題趨勢
1.知道變壓器的構造,理解變壓器的工作原理.( 2.會用變壓器原、副線圈電壓、電流的關系解決相關實際問題. 3.了解幾種常見變壓器 本講是高考對交變電流部分考查的重點和難點所在，再現率高，多以選擇題形式呈現，涉及變壓器基本規律的運用、動態分析等主干知識點.平均難度中等及以下，與新情境相結合將成為趨勢，分值為4~10分
模塊二 知識掌握
知識點一　變壓器的原理
【情境導入】
1．把兩個沒有用導線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈連到交流電源的兩端，另一個線圈連到小燈泡上。接通電源，我們會看到小燈泡發光，結合實驗現象思考變壓器的原、副線圈沒有連在一起，原線圈中的電流是如何“流到”副線圈中去的？
2．探究分析變壓器中閉合鐵芯的作用是什么？
【答案】
　1.變壓器的原、副線圈雖然都套在同一個鐵芯上，但兩線圈是彼此絕緣的，原線圈是利用了互感現象在副線圈中感應出電流的，并不是原線圈的電流直接流到副線圈中去。
2．變壓器的鐵芯為閉合鐵芯，形成一個閉合磁路，使副線圈中的磁通量變化與原線圈中的磁通量變化基本相同。
【知識梳理】
1．構造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作原線圈，與負載連接的線圈叫作副線圈．
2．原理：互感現象是變壓器工作的基礎．原線圈中電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中激發的磁場也不斷變化，變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢．
【重難詮釋】
1．變壓器的構造
變壓器由閉合鐵芯、原線圈、副線圈組成，其構造示意圖與電路中的符號分別如圖甲、乙所示．
2．變壓器的工作原理圖
注意　(1)變壓器不改變交變電流的周期和頻率．(2)變壓器只對交變電流起作用，對恒定電流不起作用．(3)變壓器的兩個線圈之間通過磁場聯系在一起，兩個線圈間是絕緣的．
知識點二　實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系
【重難詮釋】
1．實驗思路
交變電流通過原線圈時在鐵芯中產生變化的磁場，副線圈中產生感應電動勢，其兩端有輸出電壓．線圈匝數不同時輸出電壓不同，實驗通過改變原、副線圈匝數，探究原、副線圈的電壓與匝數的關系．
2．實驗器材
多用電表、可拆變壓器(如圖甲)、學生電源、開關、導線若干
3．實驗步驟
(1)按圖乙所示連接好電路，將兩個多用電表調到交流電壓擋，并記錄兩個線圈的匝數．
(2)接通學生電源，讀出電壓值，并記錄在表格中．
(3)保持匝數不變，多次改變輸入電壓，記錄每次改變后原、副線圈的電壓值．
(4)保持輸入電壓、原線圈的匝數不變，多次改變副線圈的匝數，記錄下每次的副線圈匝數和對應的電壓值．
4．實驗結論
實驗分析表明，在誤差允許范圍內，原、副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數之比，即＝.
5．注意事項
(1)在改變學生電源的電壓、線圈匝數前均要先斷開開關，再進行操作．
(2)為了保證人身安全，學生電源的電壓不能超過12 V，通電時不能用手接觸裸露的導線和接線柱．
(3)為了保證多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當的擋位進行測量．
（2023春 如皋市校級月考）利用如圖所示的可拆變壓器可以探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數的關系，下列說法中正確的是（　　）
A．為了保證人身安全，可以用4～6節干電池作為電源
B．使用電壓表測電壓時，要先用最小量程擋試測
C．變壓器工作時通過鐵芯導電把電能由原線圈輸送到副線圈
D．由于漏磁，實際測得變壓器原、副線圈的電壓比會比原、副線圈的匝數比略大
【解答】解：A．干電池為直流電源，變壓器只能改變交流電源的電壓、電流，故A錯誤；
B．使用電壓表測電壓時，為確保電壓表安全，要先用最大量程擋試測，故B錯誤；
C．變壓器工作時通過鐵芯導磁，利用互感的原理把電能由原線圈輸送到副線圈，故C錯誤；
D．由于漏磁，實際測得變壓器原、副線圈的電壓比會比原、副線圈的匝數比略大，故D正確。
故選：D。
（2022秋 海淀區校級期末）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗中，某小組按如圖所示組裝變壓器并進行研究。實驗時，原線圈接“0”“8”接線柱，副線圈接“0”“1”接線柱，原線圈兩端連接低壓交流電源10V擋，用交流電壓表測得副線圈兩端的電壓為0.4V，這與其他小組的正確實驗結論明顯不一致。對于這個小組實驗結論出現明顯偏差的原因，最有可能的是（　　）
A．原線圈匝數太多，電阻過大
B．鐵芯沒有閉合，漏磁過多
C．副線圈匝數太少，增加實驗誤差
D．副線圈的電阻太小
【解答】解：根據變壓器的工作原理可知，若通過原、副線圈的磁通量相同，則原、副線圈的電壓表等于匝數比，則有：U2：U1＝n2：n1＝1：8
實際結果為
實驗結論與理論結論出現明顯的偏差，最有可能的是：鐵芯沒有閉合，漏磁過多，使得通過副線圈的磁通量明顯小于通過原線圈的磁通量，使得副線圈兩端的電壓很小，故B正確、ACD錯誤。
故選：B。
（2023春 安徽期中）某實驗小組，利用實驗室中的器材完成“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”的實驗。實驗器材包括：學生電源一個、可拆變壓器一個、多用電表一個、導線若干。其中可拆變壓器如圖：
（1）學生電源應選用 　低壓　（選填“低壓”或“高壓”）交流電源；
（2）下列關于本實驗的說法正確的是 　D　；
A．通電時，可用手接觸裸露的導線、接線柱等檢查電路
B．測量原、副線圈的電壓時，可以使用大量程的直流電壓擋
C．若原線圈接0、8接線柱（800匝線圈），副線圈接0、4接線柱（400匝線圈），副線圈電壓大于原線圈電壓
D．保持原線圈匝數和電壓不變，改變副線圈匝數，可探究副線圈上電壓與匝數的關系
（3）若變壓器的匝數分別是na＝400匝和nb＝800匝，實驗測量數據如表：
Ua/V 1.8 2.9 3.8 4.9
Ub/V 4.0 6.0 8.0 10.0
根據測量數據可判斷連接電源的線圈是 　nb　。（選填“na”或“nb”）
【解答】解：（1）變壓器只能改變交流電的電壓，為保證安全，本實驗的電源使用低壓交流電源，電壓不超過12V；
（2）A．為保證安全，實驗通電時，不可用手接觸裸露的導線、接線柱等檢查電路，故A錯誤；
B．測量原、副線圈的電壓時，必須使用交流電壓擋，故B錯誤；
C．若原線圈接0、8接線柱，副線圈接0、4接線柱，原線圈匝數大于副線圈匝數，根據變壓規律，副線圈電壓小于原線圈電壓，故C錯誤；
D．本實驗采用控制變量法，為便于研究，先保持原線圈匝數和電壓不變，改變副線圈匝數，探究副線圈上電壓與匝數的關系，故D正確。
故選：D。
（3）由于有漏磁，所以副線圈測量電壓應該小于理論電壓值，即nb為輸入端，na為輸出端。
故答案為：（1）低壓；（2）D；（3）nb。
知識點三　理想變壓器的基本關系
【情境導入】
變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系可以通過實驗來探究。
器材：可拆變壓器、學生電源、多用電表、導線若干
實驗步驟：(1)按圖示電路連接電路。
(2)原線圈接6 V低壓交流電源，保持原線圈匝數n1不變，分別取副線圈匝數n2＝n1、n1、2n1，用多用電表交流電壓擋分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。
(3)原線圈接6 V低壓交流電源，保持副線圈匝數n2不變，分別取原線圈匝數n1＝n2、n2、2n2，用多用電表交流電壓擋分別測出副線圈兩端的電壓，記入表格。
總結實驗現象，得出什么結論？
【答案】
電壓與匝數成正比，即 ＝。
【知識梳理】
1．理想變壓器：沒有能量損耗的變壓器叫作理想變壓器，它是一個理想化模型．
(1)原、副線圈中的電流產生的磁場完全束縛在閉合鐵芯內，即無“漏磁”．
(2)原、副線圈不計電阻，電流通過時不產生焦耳熱，即無“銅損”．
(3)閉合鐵芯中的渦流為零，即無“鐵損”．
2．電壓與匝數的關系
理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數之比，即＝.
3．兩類變壓器
副線圈的電壓比原線圈的電壓低的變壓器叫作降壓變壓器；副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器叫作升壓變壓器．
4. 原線圈中電場的能量轉變成磁場的能量，通過鐵芯使變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈，在副線圈中產生了感應電流，磁場的能量轉化成了電場的能量．
【重難詮釋】
1．電壓關系
(1)只有一個副線圈時，＝.
當n2>n1時，U2>U1，變壓器使電壓升高，是升壓變壓器．
當n2(2)有多個副線圈時，＝＝＝…
2．功率關系
從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出．
3．電流關系
(1)只有一個副線圈時，U1I1＝U2I2或＝.
(2)當有多個副線圈時，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
（2023 萊陽市校級模擬）如圖甲所示的電路，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為100和50，定值電阻R1＝R2＝20Ω，電源兩端電壓隨時間變化的關系圖像如圖乙所示，已知電壓表和電流表為理想電表，則（　　）
A．副線圈中電流頻率為50Hz
B．電流表示數為1A
C．電壓表示數為50V
D．電阻R2的功率為70W
【解答】解：A、變壓器不改變交流電的頻率，所以副線圈中電流頻率為，故A錯誤；
BC、由圖乙可知，電源電壓的峰值為，有效值為100V，則有100V＝U1+I1R1，U2＝I2R2
設原、副線圈兩端的電壓有效值分別為U1、U2，原、副線圈中的電流有效值分別為I1、I2。
又有
且R1＝R2＝20Ω
聯立可得原線圈U1＝80V，I1＝1A，U2＝40V，I2＝2A
即電壓表示數為40V，電流表的示數為1A，故B正確，C錯誤；
D、電阻R2的功率22×20W＝80W，故D錯誤。
故選：B。
（2023春 南寧期末）電吹風是常用的家用電器，一種電吹風的內部電路如圖所示，圖中a、b、c、d為四個固定點。可動的扇形金屬觸片P可同時接觸兩個觸點。已知電吹風吹冷風時的輸入功率為60W，小風扇的額定電壓為60V，正常工作時小風扇的輸出功率為52W，變壓器為理想變壓器，則（　　）
A．小風扇的內阻為8Ω
B．變壓器原、副線圈的匝數比為
C．當扇形金屬觸片P與觸點c、d接觸時，電吹風吹熱風
D．當扇形金屬觸片P與觸點a、b接觸時，電吹風吹冷風
【解答】解：A、小風扇的工作電流為IA＝1A，小風扇內阻消耗的電功率為P熱＝P輸入﹣P輸出＝（60﹣52）W＝8W，發熱功率P熱＝I2r，代入數據解得r＝8Ω，故A正確；
B、變壓器原線圈兩端電壓為U1＝220V，副線圈兩端電壓為U2＝U額＝60V，根據變壓器原理可得：U1：U2＝n1：n2，代入數據解得：n1：n2＝11：3，故B錯誤。
C、當扇形金屬觸片P與觸點c、d接觸時，電吹風的加熱電路和小風扇電路均未接通，所以此時電吹風處于停機狀態，故C錯誤；
D、當扇形金屬觸片P與觸點a、b接觸時，電吹風的加熱電路和小風扇所在的電路均處于接通狀態，此時電吹風吹熱風，故D錯誤。
故選：A。
（2023 杭州一模）近年，無線充電技術得到了廣泛應用，其簡化的充電原理圖如圖所示。發射線圈所加電壓為U＝220V的家用交流電、匝數為1100匝，接收線圈的匝數為50匝。若工作狀態下，穿過接收線圈的磁通量約為發射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是（　　）
A．接收線圈的輸出電壓的有效值約為8V
B．發射線圈與接收線圈中電流之比約為1：22
C．發射線圈與接收線圈中交變電流的頻率之比約為22：1
D．發射線圈中的磁通量變化率與接收線圈的磁通量變化率相同
【解答】解：A、發射線圈的電壓：U1＝n1
穿過接收線圈的磁通量約為發射線圈的80%，則有：U2＝n2 80%
代入數據聯立解得：U2＝8V
故A正確；
B、由于漏磁，接收線圈與發射線圈的功率不相等，接收線圈與發射線圈中電流之比I1：I2≠n2：n1＝50：1100＝1：22
故B錯誤；
C、發射線圈與接收線圈中磁通量變化的頻率相等，則發射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同，故C錯誤；
D、穿過接收線圈的磁通量約為發射線圈的80%，則穿過發射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的磁通量變化率不相同，故D錯誤。
故選：A。
（2023 海淀區校級三模）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數比為1：2，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W，原線圈電路中接有電壓表和電流表。已知燈泡正常發光，若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數，則（　　）
A．V
B．I＝0.05A
C．原線圈輸入功率為W
D．流過燈泡電流的最大值可達A
【解答】解：AB、燈泡正常發光，所以副線圈電壓和電流大小為燈泡的額定電壓和電流，即U2＝220V，
根據理想變壓器的變流比與變壓比可知，原線圈中電壓和電流大小分別為，
所以U＝U1＝110V，I＝I1＝0.2A
故AB錯誤；
C、原線圈輸入功率等于副線圈輸出功率，等于燈泡的功率22W，故C錯誤；
D．流過燈泡電流的最大值為，故D正確。
故選：D。
（2023春 福州期末）如圖，理想變壓器輸入端電壓隨時間變化為u＝220sin（100πt）V，在原線圈回路中串聯阻值為R的電阻，a、b、c為副線圈上的3個抽頭。若僅在抽頭a、b間接入阻值為R的電阻，原線圈回路中電阻R消耗的功率為P；若僅在抽頭b、c間接入阻值為4R的電阻，原線圈回路中電阻R消耗的功率也為P。已知原線圈匝數n1與a、b間線圈匝數n2之比為5：1，下列說法正確的是（　　）
A．a、b間線圈匝數n2與b、c間線圈匝數n3之比為1：2
B．原線圈匝數n1與b、c間線圈匝數n3之比為5：3
C．僅在抽頭a、b間接入電阻R時，a、b兩端電壓為44V
D．僅在抽頭b、c間接入電阻R時，b、c兩端電壓為88V
【解答】解：AB.當僅在抽頭a、b間接入阻值為R的電阻時，原線圈中的電流為I0，線圈n2中的電流為I2，根據理想變壓器的功率關系，其中；
當僅在抽頭b、c間接入阻值為4R的電阻時，原線圈中的電流為I1，線圈n2中的電流為I3，根據理想變壓器的功率關系，其中；
聯立得I0＝I1；，解得I2＝2I3；
根據理想變壓器電流與變比的關系，僅在抽頭a、b間接入阻值為R的電阻時，有，得I2＝5I1；
僅在抽頭b、c間接入阻值為4R的電阻時，有，聯立得：；，故A正確，B錯誤。
C.輸入端的電壓U＝220V，僅在抽頭a、b間接入阻值為R的電阻時，根據理想變壓器電壓與變比的關系，又I2＝5I1，U2＝I2R，代入數據解得42.3V，故C錯誤。
D.輸入端的電壓U＝220V，僅在抽頭b、c間接入阻值為4R的電阻時，根據理想變壓器電壓與變比的關系，又，U3＝4I3R，代入數據解得，故D錯誤。
故選：A。
模塊三 鞏固提高
（2023 延慶區一模）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變，副線圈接有兩個燈泡和一個定值電阻R，電流表、電壓表均為理想電表。開關S原來是斷開的，現將開關S閉合，則（　　）
A．電流表的示數減小
B．電壓表的示數增大
C．原線圈輸入功率減小
D．電阻R消耗的電功率增大
【解答】解：A、開關S閉合后，總電阻減小，根據歐姆定律可知，副線圈輸出電流增大，根據變流比可知，原線圈輸入電流增大，即電流表A1的示數增大，故A錯誤。
B、副線圈輸出電壓由原線圈的輸入電壓和原、副線圈匝數比決定，原線圈輸入電壓和原、副線圈匝數比不變，則副線圈輸出電壓不變，電壓表V1的示數不變，故B錯誤；
C、原線圈的輸入功率P入＝U1I1，其中U1不變，I1增大，所以輸入功率增大，故C錯誤；
D、電阻R消耗的功率，因為副線圈的總電流增大，所以電阻R消耗的電功率增大，故D正確；
故選：D。
（2023 歷下區校級模擬）理想變壓器原副線圈匝數之比為1：3，原線圈上有一電阻R1＝R，副線圈上電阻箱R2的阻值調整范圍是0～2R，使原線圈接在一交流電源上，若使R2的功率最大，則R2的阻值應調節為（　　）
A．0.5R B．R C．1.5R D．2R
【解答】解：理想變壓器原副線圈電流比等于匝數的反比，I1：I2＝n2：n1＝3：1
原副線圈電壓比等于匝數比，U1：U2＝n1：n2＝1：3
電阻R2
將變壓器和電阻R2等效為原線圈回路的電阻，等效電阻為R′R2
把電阻R1看作電源內阻，則電阻R2的功率為電源的輸出功率，當電源內阻等于外電路電阻時，電源的輸出功率最大，當外電路電阻小于電源內阻時，隨外電路電阻阻值增大，電源的輸出功率增大。等效電阻R′R2＜R，則當R′最大時，即R2最大時，電源的輸出功率最大，即R2的功率最大，則R2的阻值應調節為2R，故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
（2023春 常熟市校級月考）如圖甲所示為某鉗形電流表的工作原理圖。當通有交流電的導線從環形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表G指針會發生偏轉，不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知n2＝1000匝，下列說法正確的是（　　）
A．用該表測交流電時，G中通過的是恒定電流
B．若G中通過的電流為50mA，則導線中的被測電流為50A
C．若導線中通過的是圖乙所示矩形脈沖交流電，G無示數
D．當用該表測量400Hz的電流時，測量值比真實值偏小
【解答】解：A、變壓器只能改變交流電電壓，不改變交流電的頻率，則電流表G中通過的仍是交變電流，故A錯誤；
B、理想變壓器原副線圈電流比等于匝數的反比：
若G中通過的電流為50mA，則導線中的被測電流為I1I250mA＝50000mA＝50A，故B正確；
C、若導線中通過的是圖乙所示矩形脈沖交流電，電流方向有周期性變化，穿過線圈的磁通量發生變化，有感應電流產生，故C錯誤；
D、根據法拉第電磁感應定律和變壓器互感原理，可知改變交流電頻率，不影響測量值的準確性，故D錯誤。
故選：B。
（2023 馬鞍山二模）近些年我國手機閃充功能發展迅速，已經處于國際領先水平。圖甲是某國產超級快速無線充電器CP62R，可提供最大50W的無線充電功率。其工作原理近似為一個理想變壓器如圖乙所示，當送電線圈接上220V、50Hz的正弦交變電流時，受電線圈中會產生交變電流。送電線圈的匝數為n1，受電線圈的匝數為n2，且n1：n2＝5：1。當該裝置給手機快速充電時，下列判斷正確的是（　　）
A．送電線圈和受電線圈通過互感實現能量傳遞
B．流過送電線圈的電流大于受電線圈的電流
C．受電線圈的輸出電壓大于送電線圈的輸入電壓
D．每秒鐘通過受電線圈的電流方向改變50次
【解答】解：A．該無線充電器的工作原理近似為一個理想變壓器，送電線圈和受電線圈通過互感實現能量傳遞，故A正確；
B．根據理想變壓器原、副線圈電流與匝數成反比可知，流過送電線圈的電流與流過受電線圈的電流之比為1：5，即流過送電線圈的電流小于受電線圈的電流，故B錯誤；
C．根據理想變壓器原、副線圈電壓與匝數成正比可知，受電線圈的輸出電壓與送電線圈的輸入電壓之比為1：5，即受電線圈的輸出電壓小于送電線圈的輸入電壓，故C錯誤；
D．電壓頻率為50Hz，周期為Ts＝0.02s，一個周期電流方向改變2次，所以每秒鐘電流方向改變100次，故D錯誤。
故選：A。
（2022秋 瀏陽市期末）某同學自己繞制了兩個線圖套在可拆變壓器的鐵芯上，組成了一個新變壓器，如圖甲所示，線圈a作為原線圈連接到學生電源的交流輸出端，原、副線圈的匝數比為4：1，電源輸出的電壓如圖乙所示，線圈b接小燈泡。若他組成的新變壓器可視為理想變壓器，則（　　）
A．電源輸出電壓的頻率為100Hz
B．若小燈泡兩端并聯交流電壓表，則此電壓表示數為9V
C．若小燈泡兩端并聯一個電阻，電源的輸出功率減小
D．將線圈a改接在學生電源的直流輸出端，小燈泡也能發光
【解答】A.由乙圖可知，周期T＝0.02s，頻率f＝50Hz，變壓器不改變頻率，所以電源輸出電壓的頻率為50Hz，故A錯誤。
B.原線圈輸入電壓的有效值為36V，副線圈輸出電壓，故B正確。
C.理想變壓器原副線圈的電壓比等于匝數比，在輸入電壓不變時，匝數比不變，副線圈輸出的電壓不變，燈泡兩端并聯一個電阻后，副線圈消耗功率變大，電源輸出功率變大，故B錯誤。
D.變壓器是利用了電磁感應的互感原理，直流電流通過線圈的磁通量不隨時間變化，不會產生感應電動勢，小燈泡不會發光，故D錯誤。
故選：B。
（2023 雁塔區校級模擬）如圖所示為理想變壓器，原線圈的匝數為1000匝，兩個副線圈的匝數分別為50匝和100匝，L1是“6V，2W”的小燈泡，L2是“12V，4W”的小燈泡，當原線圈接上交變電壓時，L1、L2都正常發光，那么，原線圈中的電流（　　）
A． A B． A C． A D． A
【解答】解：燈泡正常發光，可知副線圈2的電壓為6V，
根據電壓與匝數成正比知原線圈兩端電壓為：U16＝120V，
根據輸入功率等于輸出功率知：120I＝2+4 可得：IA，故C正確，ABD錯誤；
故選：C。
（2023 北京）自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發光的是（　　）
A．僅增加原線圈匝數
B．僅增加副線圈匝數
C．將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍
D．將兩個3.8V小燈泡并聯起來接入副線圈
【解答】解：若變壓器為理想變壓器，根據U1：U2＝n1：n2可得：U2，則輸出電壓為：U21V＝3.8V；實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V，說明變壓器漏磁。
A、僅增加原線圈匝數，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發光，故A錯誤；
B、僅增加副線圈匝數，線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發光，故B正確；
C、將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發光，故C錯誤；
D、將兩個3.8V小燈泡并聯，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，更不能使小燈泡正常發光，故D錯誤。
故選：B。
（2023 日照一模）某電動牙刷的充電裝置含有變壓器，原、副線圈匝數之比為50：1，用正弦交流電給此電動牙刷充電時，原線圈兩端電壓的有效值為220V，副線圈電流的有效值為2.0A，若將該變壓器視為理想變壓器，則（　　）
A．副線圈兩端電壓的有效值約為6.2V
B．原線圈電流的有效值為100A
C．副線圈兩端電壓的最大值約為6.2V
D．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為50：1
【解答】解：A．根據理想變壓器電壓與匝數比的關系
副線圈兩端電壓的有效值為，故A錯誤；
B．根據理想變壓器電流與匝數比的關系
原線圈電流的有效值為，故B錯誤；
C．副線圈兩端電壓的最大值約為，故C正確；
D．理想變壓器變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1：1，故D錯誤。
故選：C。
（2023春 硚口區校級月考）如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器，V1和V2是理想交流電壓表，示數分別用U1和U2表示；A1和A2是理想交流電流表，示數分別用I1和I2表示，變壓器原副線圈匝數分別為n1和n2。下列說法正確的是（　　）
A．
B．
C．滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大
D．滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小
【解答】解：A、由圖可知，原副線圈兩端電壓滿足電壓之比為匝數之比，而U2不是副線圈兩端電壓，為變阻器兩端電壓，即，故A錯誤；
B、A1和A2是原副線圈電路中電流，滿足，故B正確；
CD、滑片P向下滑動過程中，變阻器接入電路電阻減小，所以副線圈所在回路電流I2變大，則由；可知I1變大，又因為U1不變，即副線圈兩端電壓不變，定值電阻兩端電壓增大，所以U2變小，故CD錯誤。
故選：B。
（2023 南寧模擬）如圖所示是手機無線充電器原理圖，通過充電器的發射線圈和手機上的接收線圈傳遞能量。在發射線圈接上220V、50Hz的正弦交變電流，手機的接收線圈就會產生交變電流，該電流經過整流電路轉化為直流電給手機充電。兩線圈均可看作理想線圈，且無漏磁，接收線圈兩端電壓的峰值為10V，手機充電功率為30W，不計整流電路手機電池整流消耗的功率，則（　　）
A．原、副線圈的匝數比為22：1
B．接收線圈中的電流方向每秒變化50次
C．發射線圈中電流的有效值為
D．接收線圈電流的峰值為3A
【解答】解：A．根據題意可知，發射線圈兩端的電壓的最大值為，則原、副線圈的匝數比為，故A錯誤；
B．正弦式交變電流的方向每個周期變化兩次，電流的頻率為50Hz，則接收線圈中的電流方向每秒變化100次，故B錯誤；
C．根據題意，由公式P＝UI可得，發射線圈中電流的有效值為，故C錯誤；
D．由電流與線圈匝數關系有，解得，則接收線圈電流的峰值為A＝6A，故D錯誤。
故選：C。
（2023 長春模擬）如圖甲所示的電路中，變壓器為理想變壓器，原、副線圈的匝數比為2：1，電壓表和電流表均為理想電表，定值電阻R1＝R2＝10Ω，M、N輸入如圖乙所示的電壓，時間內為正弦曲線，則電壓表和電流表的示數分別為（　　）
A．、 B．16V、0.8A C．16V、0.2A D．、
【解答】解：將副線圈上的電阻作為等效電阻，畫出等效電路如圖所示：
副線圈的等效電阻為
由于變壓器只能改變交流電壓，則解得
解得UMN＝20V
原線圈中的電流為
則電流表的示數為0.8A，電壓表的示數為，故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
（2023 河東區二模）近年來，我國環形變壓器從無到有，已形成相當大的生產規模，廣泛應用于計算機、醫療設備、家電設備和燈光照明等方面，如圖甲所示。環形變壓器與傳統方形變壓器相比，漏磁和能量損耗都很小，可視為理想變壓器。如圖乙所示的環形變壓器原線圈匝數n1＝880匝，副線圈接一個“12V 22W”的照明電燈，電壓表與電流表均為理想交流電表。原線圈兩端的交流電壓隨時間變化的關系圖像如圖丙所示，最大值為Um，此時照明電燈恰好正常發光。則（　　）
A．副線圈匝數為n2＝34匝
B．該交流電的方向每秒改變50次
C．此時電流表的讀數為0.1A
D．在t＝1.5×10﹣2s時刻，電壓表的示數為零
【解答】解：B．交流電周期為T＝2×10﹣2s，由此可知1s內包含50個周期，方向改變100次，故B錯誤；
A．根據正弦式交流電中峰值和有效值的關系可知，輸入電壓的有效值為：
照明電燈正常發光，副線圈的電壓為：
U2＝12V
根據
可知n2＝48匝，故A錯誤；
C．根據P＝U2I＝U1I1
解得：I1＝0.1A，故C正確；
D．電壓表示數為有效值，恒為12V，故D錯誤。
故選：C。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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