2019年高考物理 双基突破（二）专题36 理想变压器精讲

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1、专题36理想变压器一、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P＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。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①没有能量损失（绕线无电阻、铁芯无涡流）；②没有磁通量

2、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，当变压器有多个副线圈时，P1＝P2＋P3＋….。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①只有一个副线圈：电流和匝数成反比，即＝；②多个副线圈：由输入功率和输出功率相等确定③电流关系，即n1I1＝n2I2＋n3I3＋…。频率原、副线圈中电流的频率相等制电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即U2＝U1（原制约副）约关系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

3、P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1＝P2（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I1＝I2（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u＝11000sin100πt（V）的交变电压，副线圈通过电阻r＝6Ω的导线对“220V，880W”的电器RL供电，该电器正常工作．由此可知A．原、副线圈的匝

4、数比为50∶1B．交变电压的频率为100HzC．副线圈中电流的有效值为4AD．变压器的输入功率为880W【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A．Uab：Ucd＝n1：n2B．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

5、析】若变压器初级电压为Uab，则次级电压为U2＝Uab；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Ucd＝U2，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错误；若二极管短路则Ucd′＝U2＝Ucd，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R1＝R2＝R。和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，

6、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，UAB>0）。由此可知A．在A、B之间所加的交变电压的周期为2sB．在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πtVC．在A、B之间所加的交变电压的最大值为20VD．加在R2上电压的有效值为20V【答案】B【题4】一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，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A．U＝66V，k

7、＝B．U＝22V，k＝C．U＝66V，k＝D．U＝22V，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1100匝，接在有效值为220V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2.0kW。设此时原线圈中电流

8、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A．380V和5.3AB．380V和9.1AC．240V和5.3AD．240V和9.1A【答案】B