（浙江专版）2020学年高中物理 14 学习理想变压器的一二三四讲义 新人教版选修3-2 4页

第14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)→铁芯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芯全部通过副线圈，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：＝ ‎(3)电流：＝ ‎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　(多选)如图1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A1的示数为‎0.20 A．下列判断中正确的是(　　)‎ 图1‎ 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 解题指导　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＝，得U2＝＝ V＝44 V，则＝＝＝，故B正确．A2的示数I2＝＝ A＝‎1.0 A，故C正确．‎ ‎1．(多选)如图2所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中定值电阻的阻值为R0‎ ‎，负载电阻的阻值R＝11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R＝5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5 V，则(　　)‎ 图2‎ A．此时原线圈两端电压的最大值约为34 V B．此时原线圈两端电压的最大值约为24 V C．原线圈两端原来的电压有效值为68 V D．原线圈两端原来的电压有效值为48 V 答案　AD 解析　当负载电阻的阻值减小为R＝5R0时，根据串、并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的5倍，因为电压表测量R两端的电压，所以UR0＝×5 V＝1 V，故副线圈两端电压为U2＝6 V，根据公式＝可得此时原线圈两端电压的有效值为U1＝24 V，所以此时原线圈两端电压的最大值为24 V≈34 V，A正确，B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、后电流也不变，则变化后电压U2＝IR0＋5IR0＝6IR0，变化前，U2′＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2′＝2U2＝12 V，根据公式＝可得原线圈两端原来的电压有效值为48 V，D正确，C错误．‎ ‎2．如图3所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为(　　)‎ 图3‎ A．4IR＋ B. C．4IR D.IR＋ 答案　A 解析　电流与匝数成反比，副线圈的电流为2I，输入功率等于副线圈消耗的功率：P＝(2I)2R＋mgv＝UI，所以电压表的读数U＝4IR＋.‎