江苏省黄埭中学高三物理一轮学案62 交变电流2 变压器 2页

交变电流2 变压器 ‎【学习目的】1、知道变压器的工作原理是电磁感应，知道理想变压器原、副线圈中各个物理量的关系特点（磁通量关系、磁通量的变化率关系、单匝线圈的感应电动势关系、原副线圈的电动势关系、原副线圈的功率关系、原副线圈的电流关系）‎ ‎2、领会理想变压器只是改变了原副线圈电路的电压与电流，原线圈的电压决定副线圈电压，副线圈的输出功率决定原线圈的输入功率，原副线圈交流电的频率是一样的 ‎【新课教学】‎ 磁通量关系 ‎ 磁通量的变化率关系 ‎ 单匝线圈的感应电动势关系 ‎ 原副线圈的电动势关系 ‎ 原副线圈的功率关系 ‎ 原副线圈的电流关系 ‎ ‎【例1】如图所示，一理想变压器的原副线圈匝数比为5∶1，正弦交流电源的内阻不计，电阻R2＝4 Ω，其消耗的功率为P2＝100 W，则 A．R2上通过的电流为 A B．副线圈两端电压的有效值为 V C．原线圈两端电压的有效值为100 V D．R1消耗的功率为 W E．R1、R2中的电流之比为 ‎ F．交流电源的输出功率 变压器的输出功率（填“大于”、“等于”或“小于“）‎ ‎【例2】如甲图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头．原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如乙图所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W．　‎ ‎(1) 请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式； ‎ ‎(2) 求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；‎ ‎(3) 求ce和de间线圈的匝数比.‎ ‎【例3】一理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，且保持该规律不变，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头 A. 副线圈输出电压的频率为 Hz B. 副线圈输出电压的有效值为 V C. P向右移动时，原、副线圈的电流之比变 ‎ D. P向右移动时，电阻R上消耗的功率变 ‎ V R ‎~‎ u 第6题图 ‎【课堂作业】1、如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比n1:n2＝1:10，‎ 副线圈与阻值R＝20Ω的电阻相连．原线圈两端所加的电压 u＝20sin20πt（V），则（ ）‎ A．交流电压表的示数为20V B．副线圈输出交流电的频率为10Hz C．电阻R上消耗的电功率为2kW D．原线圈中电流的最大值为‎100A A R0‎ R L V ‎~‎ ‎2、如图所示的交流电路中，理想变压器原线圈输入电压为 U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想 电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时（ ）‎ A．灯L变亮 B．各个电表读数均变大 C．因为U1不变，所以P1不变 D．P1变大，且始终有P1= P2‎ ‎3、如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计，线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，图中熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是(　　)‎ A. 图示位置穿过线框的磁通量为零 B. 线框中产生交变电压的有效值为500 V C. 变压器原、副线圈匝数之比为25∶11‎ D. 允许变压器输出的最大功率为5 000 W ‎4、 如图所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡L1、L2、L3都标有“5 V　5 W”字样，L4标有“5 V　10 W”字样，若它们都正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率Pab和输入电压Uab应为(　　)‎ A. 20 W　25 V B. 20 W　20 V C. 25 W　25 V D. 25 W　20 V ‎5、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为k，输出端接有一交流电动机，其线圈的电阻为R.将原线圈接在正弦交流电源两端，变压器的输入功率为P0时，电动机恰好能带动质量为m的物体以速度v匀速上升，此时理想电流表A的示数为I.若不计电动机摩擦带来的能量损耗，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 电动机输出的机械功率为P0 B. 变压器的输出功率为mgv C. 副线圈两端电压的有效值为 D. 整个装置的效率为 ‎6、如图所示，匀强磁场竖直向下，磁感应强度大小为B，一边长为L的刚性正方形金属框，其ab边质量为m，其他边质量不计，总电阻为R，可绕cd边无摩擦转动．将ab边由水平位置静止释放，经时间t，ab边恰好以速度v第一次通过最低点．求：‎ ‎(1) ab边转到最低点时棒中电流I的大小及方向；‎ ‎(2) 在t时间内金属框中产生感应电流的平均值I1及通过ab边的电量q；‎ ‎(3) 在t时间内金属框中产生感应电流的有效值I2.‎