第十二章 第2讲 实验探究变压器原副线圈电压与匝数的关系文档格式.docx

1、（2）保持副线圈的匝数n2和原线圈两端的电压U1不变，研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响重复（1）中步骤4数据处理分析可知，理想变压器原、副线圈两端电压U1、U2之比等于原、副线圈的匝数n1、n2之比5误差分析（1）由于漏磁，通过原、副线圈的每一匝的磁通量不严格相等造成误差（2）原、副线圈有电阻，原、副线圈中的焦耳热损耗（铜损），造成误差（3）铁芯中有磁损耗，产生涡流，造成误差6注意事项（1）在改变学生电源电压、线圈匝数前均要先断开电源开关，再进行操作（2）为了人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱（3）为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最

2、大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量1在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1120匝、n2240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示实验序号原线圈两端的电压U1（V）副线圈两端的电压U2（V）13.98.212.125.911.812.037.815.2（1）实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中（2）本实验可得出结论：变压器线圈两端电压与匝数的关系为 （用题目中给出的字母表示）

3、（3）该变压器是 变压器（选填“升压”或“降压”）答案（1）11.9（2）（3）升压解析（1）第三组数据为：（2）线圈匝数之比，结合表格中的数据知，在误差允许的范围内线圈两端电压与匝数的关系为.（3）从表格中的数据可知副线圈匝数多、电压高，所以该变压器是升压变压器2（2017浙江4月选考21（1）为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，必须要选用的是 A有闭合铁芯的原、副线圈B无铁芯的原、副线圈C交流电源D直流电源E多用电表（交流电压挡）F多用电表（交流电流挡）用匝数na60匝和nb120匝的变压器，实验测量数据如下表Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.0

4、18.029.98根据测量数据可判断连接电源的线圈是 （选填“na”或“nb”）答案ACEnb解析为了完成实验探究，需要使用交流电源、变压器、多用电表（交流电压挡）为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原、副线圈，因此选用A、C、E.由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端考点二理想变压器的原理及应用基础回扣1构造和原理（1）构造：如图2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图2（2）原理：电磁感应的互感现象2基本关系式（1）功率关系：P入P出（2）电压关系：.（3）电流关系：只有一个副线圈时.（4）频率关系：f出f入技巧点拨1理想变压器的制约

5、关系电压原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2U1功率副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入P出电流副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1I22.含有多个副线圈的变压器计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系：电压关系：功率关系：P1P2P3P4Pn电流关系：n1I1n2I2n3I3n4I4nnIn 变压器基本物理量的分析与计算例1（2017北京卷16）如图3所示，理想变压器的原线圈接在u220sin（100t） V的交流电源上，副线圈接有R55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为21，电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是（）图3A原线圈的输入

6、功率为220 WB电流表的读数为1 AC电压表的读数为110 VD副线圈输出交流电的周期为50 s答案B解析由u220sin（100t） V可知，原线圈电压最大值为220 V，故原线圈电压的有效值为U1220 V，根据可知，U2U1110 V，故电压表的读数为110 V，选项C错误；副线圈电流有效值为I22 A，根据PUI可知，输出功率为220 W，则原线圈的输入功率为220 W，故选项A错误；原线圈中的电流I11 A，故选项B正确；因为，所以T s0.02 s，故选项D错误 原线圈接入用电器的变压器问题分析例2（2020全国卷20改编）在图4（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220

7、V，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R1、R2、R3均为固定电阻，R210 ，R320 ，各电表均为理想电表已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示下列说法正确的是（）图4A所用交流电的频率为100 Hz B电压表的示数为100 VC电流表的示数为1.0 AD变压器传输的电功率为15.0 W答案D解析根据i2t图像可知T0.02 s，则所用交流电的频率f50 Hz，故A错误；副线圈两端电压U2I2R210 V10 V，由得原线圈两端电压U1100 V，电压表的示数U220 V100 V120 V，故B错误；电流表的示数I A0.5 A，故C错误；变压器传输的电功率PI2

8、2R2I2R315.0 W，故D正确3（2020江苏徐淮连宿期末）如图5甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为21，电阻R55 ，电流表、电压表均为理想电表原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是（）图5A电流表的示数为4 AB电压表的示数为155.6 VC副线圈中交流电的频率为50 HzD穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为21答案C解析理想变压器的原线圈接入正弦交流电，由ut图像可知其最大值为U1max220 V，则有效值为U1220 V，根据理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，可得副线圈两端的电压：U2U1 V110 V，由欧姆定律可知流过电阻的电流I22 A，所以

9、电流表的示数为2 A，电压表的示数为110 V，故A、B错误；由题图乙可知，交流电的周期为0.02 s，频率为50 Hz，变压器不改变交流电的频率，则副线圈中交流电的频率也为50 Hz，故C正确；根据理想变压器原理可知，原、副线圈每一匝的磁通量相等，变化规律相同，则穿过原、副线圈磁通量的变化率相等，比值为11，故D错误4（原线圈上有用电器的变压器）如图6所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光下列说法正确的是（）图6A原、副线圈匝数比为101B原、副线圈匝数比为19C此时a和b的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比

10、为19解析设灯泡的额定电压为U0，两灯泡均能正常发光，所以原线圈两端电压为U19U0，副线圈两端电压为U2U0，故，A、B错误；根据公式可得，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式PUI可得，灯泡a和b的电功率之比为19，C错误，D正确考点三理想变压器的动态分析1匝数比不变的情况（1）U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2不变（2）当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化（3）I2变化引起P2变化，P1P2，故P1发生变化2负载电阻不变的情况（1）U1不变，发生变化时，U2变化（2）R不变，U2变化时，I2发生变化（3）根

11、据P2，P2发生变化，再根据P1P2，故P1变化，P1U1I1，U1不变，故I1发生变化例3（2020江苏苏锡常镇二模）如图7甲所示为一种自耦变压器（可视为理想变压器）的结构示意图线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头P在某一位置，在B、C间接一个理想交流电压表和一个电阻R.若A、B间输入图乙所示的交变电压，则（）图7At1102 s时，电压表的示数为零BA、B间输入电压的瞬时值表达式为u220sin 100t （V）C滑动触头P顺时针转动时，R两端的电压增大D滑动触头P逆时针转动时，A、B间输入功率减小解析电压表的读数为有效值，不为零，故A错误；由题图乙可知T2102 s，故f50 Hz，2f1

12、00 rad/s，所以A、B间输入电压的瞬时值表达式为u220sin 100t （V），故B正确；根据变压器变压规律知：，滑动触头P顺时针转动时，n2变小，所以R两端的电压减小，故C错误；滑动触头P逆时针转动时，n2变大，所以R两端的电压增大，因为是理想变压器，则输入功率等于输出功率，P入P出，所以滑动触头P逆时针转动时，A、B间输入功率增大，故D错误例4（2019四川达州市第二次诊断）如图8所示，一自耦变压器接在交流电源上，V1、V2为理想交流电压表下列说法正确的是（）图8A若P不动，滑片F向下滑动时，V1示数不变，V2示数变小B若P不动，滑片F向下滑动时，灯泡消耗的功率变大C若F不动，滑片P向上滑动时，V1示数不变，V2示数变大D若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡消耗的功率变小答案A解析设变压器的输入电压为U1，输出电压为U2；若P不动，滑片F向下滑动时，输入电压U1不变，V1示数不变，根据变压比公式，由于n2减小，故输出电压U2减小，故灯泡消耗的功率减小，V2的示数变小，故A正确，B错误；若F不动，根据变压比公式，输入电压U1不变，则输出电压U2也不变，V1示数不变；滑片P向上滑动时，滑动变阻器R接入电路的电阻值减小，则副线圈回路中的电流增大，灯泡中的电流、电压都增大，灯泡消耗的功率变大；由UV2U2UL可知电压表V2示数