1、3.3.变压器变压器 学习目标：学习目标：1.科学态度与责任科学态度与责任了解变压器的构造及几种常见的变压器。了解变压器的构造及几种常见的变压器。 2.物理观念物理观念理解互感现象和变压器的工作原理理解互感现象和变压器的工作原理。 3.科学探究科学探究掌握理想变压器掌握理想变压器 的电压与匝数的关系及应用。的电压与匝数的关系及应用。4.科学思维科学思维掌握理想变压器的功率关系，并导掌握理想变压器的功率关系，并导 出原、副线圈中的电流关系及应用。出原、副线圈中的电流关系及应用。 一、变压器的原理一、变压器的原理 1变压器的构造变压器的构造 由由闭合铁芯闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成和绕在铁芯
2、上的两个线圈组成，如图所示如图所示。 (1)原线圈：与原线圈：与交流电源交流电源连接的线圈连接的线圈，也叫也叫初级线圈初级线圈。 (2)副线圈：与副线圈：与负载负载连接的线圈连接的线圈，也叫也叫次级线圈次级线圈。 2原理原理：互感互感现象是变压器的工作基础现象是变压器的工作基础。原线圈中电流的大小原线圈中电流的大小、方向不断方向不断 变化变化，在铁芯中激发的在铁芯中激发的磁场磁场也不断变化也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生变化的磁场在副线圈中产生感应电动感应电动 势势。 3作用：改变交变电流的作用：改变交变电流的电压电压，不改变交变电流的不改变交变电流的周期 周期和和频率频率。 4注意注意
3、(1)变压器不改变交变电流的周期和频率变压器不改变交变电流的周期和频率。 (2)变压器只对变化的电流起作用变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用对恒定电流不起作用。 (3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的两个线圈间是绝缘的。 二、二、 电压与匝数的关系电压与匝数的关系 1理想变压器理想变压器 (1)定义：没有定义：没有能量能量损失的变压器损失的变压器。 (2)特点特点 变压器铁芯内无漏磁变压器铁芯内无漏磁。 原原、副线圈不计内阻副线圈不计内阻，即不产生焦耳热即不产生焦耳热。 铁芯中不产生涡流铁芯中不产生涡流。 2原、副线圈
4、的电压关系原、副线圈的电压关系 (1)对理想变压器对理想变压器，原原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的副线圈中每一匝线圈都具有相同的 t ，根据法拉第根据法拉第 电磁感应定律有电磁感应定律有 E1n1 t ，E2n2 t ，所以所以E1 E2 n1 n2。 。 (2)由于不计原由于不计原、副线圈的电阻副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压因此原线圈两端的电压 U1E1，副线圈两副线圈两 端的电压端的电压 U2E2，所以所以U1 U2 n1 n2。 。当有多组线圈时当有多组线圈时，则有则有U1 n1 U2 n2 U3 n3 3两类变压器两类变压器 (1)降压变压器：降压变压器：副线圈副线圈的电压比的电
5、压比原线圈原线圈电压低的变压器电压低的变压器。 (2)升压变压器：升压变压器：副线圈副线圈的电压比的电压比原线圈原线圈电压高的变压器电压高的变压器。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的打“”“”) (1)变压器只能改变交变电流的电压变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压不能改变直流电的电压。( () ) (2)实际生活中实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。 ( () ) (3)理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流还可以改变交变电流 的功率和
6、频率的功率和频率。( () ) (4)理想变压器是客观存在的理想变压器是客观存在的。( () ) (5)U1 U2 n1 n2适用于任何理想变压器 适用于任何理想变压器。( () ) 2理想变压器原理想变压器原、副线圈匝数比为副线圈匝数比为 10 1，下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A穿过原穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是副线圈每一匝磁通量之比是 101 B穿过原穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量但穿过每匝线圈的磁通量 并不相等并不相等 C原原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为 10 1
7、 D正常工作时正常工作时，原原、副线圈的输入副线圈的输入、输出功率之比为输出功率之比为 11 D对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁 通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成 正比正比，选项选项 A、B、C 错误错误；理想变压器可以忽略各种损耗理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输故输入功率等于输 出功率，选项出功率，选项 D 正确。正确。 3如图所示如图所示，理想变压器原理想变压器原、副线圈的匝数比为副线圈的
8、匝数比为 n1n241，当导体棒当导体棒 在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表电流表 A1的示数是的示数是 12 mA， 则电流表则电流表 A2的示数为的示数为() A3 mAB0 C48 mAD与负载与负载 R 的值有关的值有关 B导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈 n1中通过的是恒定电流中通过的是恒定电流， 不能引起穿过副线圈的磁通量变化，在副线圈上无感应电动势，所以不能引起穿过副线圈的磁通量变化，在副线圈上无感应电动势，所以 A2中无电中无电 流通过。流通过。 理想变压器的基本关系理想变压器的基本关
9、系 如图所示如图所示， 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上， 一个线圈一个线圈(原原 线圈线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈另一个线圈(副线圈副线圈)连到小灯泡连到小灯泡 上连接电路上连接电路，接通电源接通电源，小灯泡能发光小灯泡能发光。 (1)两个线圈并没有连接两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？小灯泡为什么会发光？ (2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？如果不相等小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？如果不相等，与什么与什么 因素有关？因素有关？ (3)若将原线圈接在
10、恒定的直流电源上小灯泡发光吗？为什么？若将原线圈接在恒定的直流电源上小灯泡发光吗？为什么？ 提示：提示：(1)当左侧线圈加上交流电压时，左侧线圈中就有交变电流，它在铁当左侧线圈加上交流电压时，左侧线圈中就有交变电流，它在铁 芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右侧线圈中会产芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右侧线圈中会产 生感应电动势，右侧线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光。生感应电动势，右侧线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光。 (2)左左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率右线圈中每一圈上磁通量的变化率 t 都相同都相同，若左边匝数为若左边匝数为
11、 n1，则则 U1E1n1 t 。若右边匝数为若右边匝数为 n2，则则 U2E2n2 t ，故有故有E1 E2 n1 n2； ；若忽略左边若忽略左边 线圈的电阻则有线圈的电阻则有 U1U电源 电源，这样看来只要 ，这样看来只要 n1n2，小灯泡两端的电压与学生电，小灯泡两端的电压与学生电 源的输出电压就不相等。小灯泡两端的电压，即副线圈两端的电压与原、副线源的输出电压就不相等。小灯泡两端的电压，即副线圈两端的电压与原、副线 圈匝数比有关。圈匝数比有关。 (3)不发光，因为无法在副线圈中产生感应电动势。不发光，因为无法在副线圈中产生感应电动势。 1电压关系电压关系 U1U2U3n1n2n3或或U
12、1 n1 U2 n2 U3 n3 2功率关系功率关系 输入功率等于输出功率输入功率等于输出功率，即即 P入 入 P 出出， ，U1I1U2I2。 3电流关系电流关系 由功率关系可知由功率关系可知，当只有一个副线圈时当只有一个副线圈时，I1 I2 U2 U1 n2 n1； ； 当有多个副线圈时当有多个副线圈时，I1U1I2U2I3U3，I1n1I2n2I3n3 4原原、副线圈的交变电流的周期副线圈的交变电流的周期 T 和频率和频率 f 相同 相同。 【例【例 1】如图所示如图所示，理想变压器原理想变压器原、副线圈匝数比副线圈匝数比 n1n221，和和 均为理想电表均为理想电表，灯泡电阻灯泡电阻
13、RL6 ，A、B 两端电压两端电压 u112 2sin 100t(V)。下列下列 说法正确的是说法正确的是() A电流频率为电流频率为 100 Hz B的读数为的读数为 24 V C的读数为的读数为 0.5A D变压器输入功率为变压器输入功率为 6 W D根据根据 u112 2sin 100t(V)及及 UUm 2知 知 U112 V，f 2 50 Hz，选选项项 A 错误错误；根据根据U1 U2 n1 n2得 得 U2n2 n1U 11 2 12 V6 V，即即的读数为的读数为 6 V，选项选项 B 错错 误；又误；又 I2U2 RL 6 6 A1 A，即，即的读数为的读数为 1 A，选项，
14、选项 C 错误；根据错误；根据 P1P2及及 P2 U 2 2 RL 6 2 6 W6 W，选项，选项 D 正确。正确。 变压器中提到的电压关系、电流关系、电路中电表的示数等，指的都是交变压器中提到的电压关系、电流关系、电路中电表的示数等，指的都是交 流电的有效值。流电的有效值。 跟进训练跟进训练 1(多选多选)如图所示如图所示，将额定电压为将额定电压为 60 V 的用电器的用电器，通过一理想变压器接在通过一理想变压器接在 正弦交变电源上正弦交变电源上。 闭合开关闭合开关 S 后后， 用电器正常工作用电器正常工作， 交流电压表和交流电流表交流电压表和交流电流表(均均 为理想电表为理想电表)的示
15、数分别为的示数分别为 220 V 和和 2.2A。以下判断正确的是以下判断正确的是() A变压器输入功率为变压器输入功率为 484 W B通过原线圈的电流的有效值为通过原线圈的电流的有效值为 0.6A C通过副线圈的电流的最大值为通过副线圈的电流的最大值为 2.2 A D变压器原变压器原、副线圈匝数比副线圈匝数比 n1n2113 BD变压器的输入功率变压器的输入功率 P1P2I2U22.260 W132 W，选项，选项 A 错误错误； 由由U1 U2 n1 n2得 得n1 n2 U1 U2 220 60 11 3 ， 选项选项 D 正确正确； 由由I1 I2 n2 n1得 得 I1n2 n1I
16、 2 3 11 2.2A0.6 A， 选项选项 B 正确正确； 根据根据 I Im 2得通过副线圈的电流的最大值 得通过副线圈的电流的最大值 I2m 2I211 5 2 A， 选项选项 C 错误。错误。 理想变压器工作时的制约关系理想变压器工作时的制约关系 1当副线圈空载时当副线圈空载时，变压器的输出功率为零变压器的输出功率为零，输入功率为多少？它们之间输入功率为多少？它们之间 是什么关系？是什么关系？ 2在一个副线圈的情况下在一个副线圈的情况下，为什么电流与匝数成反比？为什么电流与匝数成反比？ 提示：提示：1.零，输出功率决定输入功率。零，输出功率决定输入功率。 2因为电压与匝数成正比因为电
17、压与匝数成正比，而输入功率与输出功率相等而输入功率与输出功率相等， ，所示得到电流与所示得到电流与 匝数成反比。匝数成反比。 1电压制约电压制约 输入电压输入电压 U1决定输出电压决定输出电压 U2。当变压器原当变压器原、副线圈的匝数比副线圈的匝数比n1 n2一定时 一定时，输输 出电压出电压 U2由输入电压由输入电压 U1决定决定，即即 U2n2U1 n1 。 2电流制约电流制约 输出电流输出电流 I2决定输入电流决定输入电流 I1。当变压器原当变压器原、副线圈的匝数比副线圈的匝数比n1 n2一定 一定，且输入且输入 电压电压 U1确定时确定时，原线圈中的电流原线圈中的电流 I1由副线圈中的
18、输出电流由副线圈中的输出电流 I2决定决定，即即 I1n2I2 n1 。 而变压器副线圈中的电流而变压器副线圈中的电流 I2由用户负载及电压由用户负载及电压 U2确定确定，即即 I2P2 U2。 。 3功率制约功率制约 输出功率输出功率 P2决定输入功率决定输入功率 P1。变压器副线圈中的功率变压器副线圈中的功率 P2由用户负载决定由用户负载决定， 即即 P2P负 负1 P 负负2 。P2增大增大，P1增大；增大；P2减小减小，P1减小；减小；P2为零为零，P1为零为零。 【例【例 2】如图所示如图所示，理想变压器的原线圈接在理想变压器的原线圈接在 u110 2sin 60t(V)的交流的交流
19、 电源上电源上，副线圈接有阻值为副线圈接有阻值为 55 的负载电阻的负载电阻 R，原原、副线圈匝数之比为副线圈匝数之比为 12， 电流表电流表、电压表均为理想电表电压表均为理想电表。下列说法正确的是下列说法正确的是() A电压表的示数为电压表的示数为 55 V B原线圈的输入功率为原线圈的输入功率为 880 W C副线圈输出交流电的频率为副线圈输出交流电的频率为 60 Hz D若在副线圈上电阻若在副线圈上电阻 R 的两端再并联一个阻值为的两端再并联一个阻值为 55 的定值电阻 的定值电阻，则电则电 流表的示数为流表的示数为 8A B根据原线圈的输入电压根据原线圈的输入电压： u110 2sin
20、 60t(V)可知原线圈电压有效值可知原线圈电压有效值为为 110 V，原、副线圈匝数之比为，原、副线圈匝数之比为 12，所以有：，所以有：n1 n2 U1 U2，解得电压表的示数 ，解得电压表的示数 U2 220 V，故，故 A 错误；因副线圈的功率为错误；因副线圈的功率为 PU 2 R 220 2 55 W880 W，故，故 B 正确正确； 根据原线圈的输入电压可知该交流电的频率为根据原线圈的输入电压可知该交流电的频率为 30Hz，故故 C 错误错误；若在副线圈上若在副线圈上 电阻电阻 R 的两端再并联一个阻值为的两端再并联一个阻值为 55 的定值电阻的定值电阻， 可知总电阻为可知总电阻为
21、： R总 总 R 2 2R 55 2 27.5 ，所以副线圈电流为所以副线圈电流为：I2 U2 R 总总 220 27.5 A8A，根据根据：n1 n2 I2 I1， ，可知原可知原 线圈电流，即电流表示数为线圈电流，即电流表示数为 I116A，故，故 D 错误。错误。 两类理想变压器的动态分析问题两类理想变压器的动态分析问题 (1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况， 进行动态分析的顺序是进行动态分析的顺序是 RI2P2P1I1。 (2)负载电阻不变负载电阻不变，分析各物理量随原分析各物理量随原、副线圈匝
22、数比的变化而变化的情况副线圈匝数比的变化而变化的情况， 进行动态分析的顺序是进行动态分析的顺序是 n1、n2U2I2P2P1I1。 跟进训练跟进训练 2如图甲所示如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁 场中匀速转动场中匀速转动，输出交流电的电动势图像如图乙所示输出交流电的电动势图像如图乙所示，经原经原、副线圈匝数比副线圈匝数比为为 110 的理想变压器给一灯泡供电的理想变压器给一灯泡供电，灯泡上标有灯泡上标有“220 V22 W”字样字样，如图丙如图丙 所示所示，则则() At0.01 s 时刻穿过线框回路的磁通量为零时
23、刻穿过线框回路的磁通量为零 B灯泡中的电流方向每秒钟改变灯泡中的电流方向每秒钟改变 50 次次 C灯泡不能正常发光灯泡不能正常发光 D电流表示数为电流表示数为 1A D由图乙可知由图乙可知，当当 0.01 s 时时，感应电动势为零感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁则此时穿过线框回路的磁 通量最大通量最大，故故 A 错误错误；由图可知由图可知，交流电的周期为交流电的周期为 0.02 s，在一个周期内电流改在一个周期内电流改 变变 2 次次，故每秒钟电流改变的次数为故每秒钟电流改变的次数为：n2 1 0.02次 次100 次次，故故 B 错误错误；原线原线 圈输入电压的有效值为圈输入电压的有效
24、值为 22 V， 则副线圈的电压为则副线圈的电压为 2210220 V， 灯泡正常发光灯泡正常发光， 故故 C 错误；由错误；由 PUI 可知，副线圈电流为：可知，副线圈电流为：I2P U 0.1 A，则由，则由I1 I2 n2 n1求得 求得 I1 1 A，故，故 D 正确。正确。 变压器和分压器变压器和分压器 如图如图 用变阻器调节灯泡亮度与用变压器调节灯泡亮度用变阻器调节灯泡亮度与用变压器调节灯泡亮度，哪个更省电？哪个更省电？ 提示：提示：变压器，因为用变压器调，只有一个灯泡消耗能量。变压器，因为用变压器调，只有一个灯泡消耗能量。 变压器和分压器都能起到改变电压的作用变压器和分压器都能起
25、到改变电压的作用，但二者有着本质区别但二者有着本质区别，如图所如图所 示示。 1变压器是一种电感性仪器变压器是一种电感性仪器，是根据电磁感应原理工作的是根据电磁感应原理工作的；而分压器是一而分压器是一 种电阻性仪器种电阻性仪器，是根据电阻串联分压原理工作的是根据电阻串联分压原理工作的。 2变压器只能改变交流电压变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压不能改变直流电压；而分压器既可改变交流而分压器既可改变交流 电压电压，也可改变直流电压也可改变直流电压。 3变压器可以使交流电压升高或降低；而分压器不能使电压升高变压器可以使交流电压升高或降低；而分压器不能使电压升高。 4对于理想变压器对于理想变压
26、器，电压与线圈匝数成正比电压与线圈匝数成正比， ，即即 UabUcdn1n2；而对；而对 于分压器于分压器，电压与电阻成正比电压与电阻成正比，即即 UefUghRefRgh。 5若在若在 cd 间间、gh 间分别接入负载电阻间分别接入负载电阻 R0后 后，对于变压器对于变压器，Ucd不随不随 R0的的 变化而变化；而对于分压器变化而变化；而对于分压器，Ugh将随将随 R0的增大而增大的增大而增大，随随 R0的减小而减小的减小而减小。 6理想变压器工作时理想变压器工作时，穿过铁芯的磁通量是一定的穿过铁芯的磁通量是一定的，线圈两端的电压遵循线圈两端的电压遵循 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律，
27、两线圈中存在两线圈中存在 E1n1 t ，E2n2 t ；而分压器工作时；而分压器工作时， 回路电流为定值回路电流为定值，遵循欧姆定律遵循欧姆定律，即即 UefIRef，UghIRgh。 7理想变压器的输入功率随输出功率的变化而变化理想变压器的输入功率随输出功率的变化而变化， ，且始终相等且始终相等，即即 P入 入 P出 出；而分压器空载时 ；而分压器空载时，输入功率输入功率 P入 入 I2Ref不变不变。 【例【例 3】如图甲如图甲、乙所示电路中乙所示电路中，当当 A、B 接接 10 V 交变电压时交变电压时，C、D 间间 电压为电压为 4 V，M、N 接接 10 V 直流电压时直流电压时，
28、P、Q 间电压也为间电压也为 4 V。现把现把 C、D 间间 接接 4 V 交流交流，P、Q 间接间接 4 V 直流直流，下面哪个选项可表示下面哪个选项可表示 A、B 间和间和 M、N 间的间的 电压电压() A10 V10 VB10 V 4 V C4 V10 VD10 V0 B对于题图甲，当对于题图甲，当 A、B 作为输入端，作为输入端，C、D 作为输出端时，相当于一个作为输出端时，相当于一个 降压变压器降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当当 C、D 作为输入端作为输入端，A、 B 作为输出端时作为输出端时，相当于一个升压变压器相当于一个升压变
29、压器，电压比也等于匝数比电压比也等于匝数比，所以所以 C、D 接接 4 V 交流时交流时，A、B 间将得到间将得到 10 V 交流交流。题图乙是一个分压电路题图乙是一个分压电路，当当 M、N 作为作为 输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比。但是当把电输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比。但是当把电 压加在压加在 P、Q 两端时两端时，电流只经过下面那个电阻电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流上面的电阻中没有电流，两端两端 也就没有电势差，即也就没有电势差，即 M、P 两点的电势相等。所以当两点的电势相等。所以当 P、Q 接接 4 V 直流时，直流
30、时，M、 N 两端的电压也是两端的电压也是 4 V。 跟进训练跟进训练 3自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原原、副线圈都只取该线圈的某部分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所示一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调其副线圈匝数可调。已知变压器线已知变压器线 圈总匝数为圈总匝数为 1 900 匝；原线圈为匝；原线圈为 1 100 匝匝，接在有效值为接在有效值为 220 V 的交流电源上的交流电源上。 当变压器输出电压调至最大时当变压器输出电压调至最大时，负载负载 R 上的功率为上的功率为 2.0 kW。设此时原线圈中电设此
31、时原线圈中电 流有效值为流有效值为 I1，负载两端电压的有效值为负载两端电压的有效值为 U2，且变压器是理想的且变压器是理想的，则则 U2和和 I1 分别约为分别约为() A380 V 和和 5.3AB380 V 和和 9.1A C240 V 和和 5.3AD240 V 和 和 9.1A B对理想变压器对理想变压器， 原原、 副线圈功率相同副线圈功率相同， 故通过原线圈的电流故通过原线圈的电流 I1 P U1 2 000 220 A9.1 A，负载两端电压即为副线圈电压负载两端电压即为副线圈电压，由由U 1 n1 U2 n2， ，即即220 V 1 100 U2 1 900， ， 可得可得 U
32、2380 V，故选项，故选项 B 正确正确 1对理想变压器作出的判断正确的是对理想变压器作出的判断正确的是( ) A高压线圈匝数多高压线圈匝数多、电流大电流大、导线粗导线粗 B低压线圈匝数少低压线圈匝数少、电流小电流小、导线细导线细 C高压线圈匝数多高压线圈匝数多、电流大电流大、导线细导线细 D低压线圈匝数少低压线圈匝数少、电流大电流大、导线粗导线粗 D电压高的匝数多，电流小，用细线。电压低的匝数少，电流大，用粗电压高的匝数多，电流小，用细线。电压低的匝数少，电流大，用粗 线。线。 2关于理想变压器的工作原理关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是以下说法正确的是( ) A通有正弦交变电流的
33、原线圈产生的磁通量不变通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B穿过原穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 C通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积 S 不变，不变， 故磁通量故磁通量变化，变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故错误；因理想变压器无漏磁，故 B 错误；由互感现象知错误；由互感现象知 C 正确；线圈中的电能转化为
34、磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在正确；线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在 一起，故一起，故 D 错误。错误。 3(多选多选)理想变压器正常工作时理想变压器正常工作时，原原、副线圈中的电流为副线圈中的电流为 I1、I2，电压电压为为 U1、U2，功率为功率为 P1、P2，关于它们之间的关系关于它们之间的关系，下列说法中正确的是下列说法中正确的是() AI1由由 I2决定决定 BU2与负载有关与负载有关 CP1由由 P2决定决定 D以上说法都不正确以上说法都不正确 AC对理想变压器的电流关系可写成对理想变压器的电流关系可写成 I1n2 n1I 2，即原线圈中
35、的电流由副线，即原线圈中的电流由副线 圈中的电流决定；同理，由圈中的电流决定；同理，由U1 U2 n1 n2知，副线圈中的电压由原线圈中的电压决定 知，副线圈中的电压由原线圈中的电压决定； 功率关系为功率关系为： 负载用多少负载用多少， 原线圈端就输入多少原线圈端就输入多少， 因此选项因此选项 A、 C 正确正确， B 错误错误。 4(多选多选)如图是一个理想变压器的示意图如图是一个理想变压器的示意图，在它正常工作时关于其说法正在它正常工作时关于其说法正 确的是确的是() A副线圈中的电动势是因为电磁感应而产生的副线圈中的电动势是因为电磁感应而产生的 B输送的电能经变压器先转化为磁场能输送的电
36、能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能 再转化为电能 C输送的电能经变压器先转化为电场能输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能再转化为电能 D输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去 AB变压器的原理是原线圈的电流发生变化变压器的原理是原线圈的电流发生变化， 从而引起副线圈中磁通量变从而引起副线圈中磁通量变 化，产生电动势，故化，产生电动势，故 A 正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场 能，再转化为电能输送到副线圈电路中，故能，再转化为电能输送到副线圈电路中，故 B 正确，正确，C、D 错误。错
37、误。 5如图如图(a)所示为一理想变压器所示为一理想变压器，ab 为原线圈的输入端为原线圈的输入端，cd 为副线圈的输为副线圈的输 出端出端。ab 端接入正弦式交变电流端接入正弦式交变电流，其电压其电压 u 随时间随时间 t 变化的图像如图变化的图像如图(b)所示所示， 电压有效值电压有效值 U1200 V。 图图(a)图图(b) (1)写出该交变电流电压瞬时值写出该交变电流电压瞬时值 u 的表达式；的表达式； (2)已知已知 cd 两端的输出电压两端的输出电压 U240 V，求原副线圈的匝数比求原副线圈的匝数比n1 n2； ； (3)当变压器的输出功率为当变压器的输出功率为 80 W 时时，求原线圈中的电流求原线圈中的电流 I1。 解析解析(1)最大值最大值 Um 2U1200 2 V， 由题图由题图(b)可知，可知，200 rad/s， 电压瞬时值电压瞬时值 u200 2sin 200t(V)。 (2)根据电压和匝数的关系可知，根据电压和匝数的关系可知，n1 n2 U1 U2， ， 代入数据解得代入数据解得n1 n2 5。 (3)理想变压器的输入功率等于输出功率，理想变压器的输入功率等于输出功率，P1P2， 原线圈的电流原线圈的电流 I1P1 U1 ， 代入数据解得，代入数据解得，I10.4A。 答案答案(1)u200 2sin 200t(V)(2)51(3)0.4 A
