【物理】2018届二轮复习学习理想变压器的“一二三四”学案（全国通用） 3页

第 18 点　学习理想变压器的“一二三四” 1．一个原理 根据电磁感应的原理来改变交变电流的电压． 原线圈上加上交变电压(U1)→原线圈中产生交变电流(I1)→铁心中产生交变的磁通量(Φ)→副 线圈中产生交变的电动势(E)→副线圈负载上得到交变电压(U2)→产生交变电流(I2)． 其能量转变方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能． 2．两个特征 (1)无漏磁．即交变电流经过原线圈时，产生的磁通量将沿闭合铁心全部通过副线圈，没有一 条磁感线不通过副线圈． (2)无热损．即原、副线圈没有电阻，不产生焦耳热． 3．三个等式 (1)功率：P 入＝P 出 (2)电压：U1 n1 ＝U2 n2 ＝… (3)电流：n1I1＝n2I2＋n3I3＋… 4．四个决定 (1)原线圈电压 U1 由提供原线圈电压的电源决定． (2)副线圈电压 U2 由原线圈电压及匝数比决定，与副线圈所接负载无关． (3)副线圈电流 I2 由副线圈电压和副线圈所接负载决定． (4)原线圈电流 I1 由副线圈中的电流决定． 对点例题 　如图 1 所示，理想变压器的交流输入电压 U1＝220 V，有两个副线圈，其中 n2＝ 36 匝，标有“6 V，9 W”、“12 V，12 W”的灯泡分别接在两副线圈上且都正常发光，求： 图 1 (1)原线圈的匝数 n1 和另一副线圈的匝数 n3； (2)原线圈中电流 I1. 解题指导　由于两个副线圈上的两个灯泡均正常发光，所以两个副线圈输出的电压等于各自 连接的灯泡的额定电压，根据电压与匝数成正比关系即可求出原线圈的匝数 n1 和另一副线圈 的匝数 n3；根据输出功率与输入功率相等的关系可计算出原线圈上的电流 I1. (1)由于两灯泡都正常发光，所以有 U2＝6 V，U3＝12 V. 根据原、副线圈电压与匝数的关系U1 U2＝n1 n2，U2 U3＝n2 n3得 n1＝U1 U2n2＝220 6 ×36＝1 320(匝)，n3＝U3 U2 n2＝12 6 ×36＝72(匝) (2)由于 P 入＝P 出，P 出＝P2＋P3，所以 P 入＝P2＋P3 即 I1U1＝P2＋P3，则 I1＝P2＋P3 U1 ＝9＋12 220 A≈0.095 A 答案　(1)1 320 匝　72 匝　(2)0.095 A 规律总结　1.灯泡正常发光，意味着副线圈的电压、电流、功率均已知． 2．副线圈为多个时，变压比仍成立，而变流比不再适用． 3．副线圈为多个时，用原、副线圈上的功率相等来求往往较简单． (多选)如图 2 所示，理想变压器原线圈的匝数为 n1，副线圈的匝数为 n2，原线圈的两端 a、b 接正弦交流电源，电压表 的示数为 220 V，负载电阻 R＝44 Ω，电流表 A 1 的示数为 0.20 A．下列判断中正确的是(　　) 图 2 A．原线圈和副线圈的匝数比为 2∶1 B．原线圈和副线圈的匝数比为 5∶1 C．电流表 A2 的示数为 1.0 A D．电流表 A2 的示数为 0.4 A 答案　BC 解析　对于理想变压器，P1＝U1I1＝220×0.20 W＝44 W，则负载电阻消耗的功率 P2＝P1＝44 W，据 P2＝U22 R ，得 U2＝ P2R＝ 44 × 44 V＝44 V，则n1 n2＝U1 U2＝220 44 ＝5 1，故 B 正确．A2 的示 数 I2＝U2 R ＝44 44 A＝1.0 A，故 C 正确．