同步備課套餐之物理教科3-2講義：模塊要點回眸 第15點

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第15點學習理想變壓器的“一二三四”1．一個原理根據(jù)電磁感應的原理來改變交變電流的電壓．原線圈上加上交變電壓(U1）→原線圈中產(chǎn)生交變電流(I1)→鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量（Φ）→副線圈中產(chǎn)生交變的電動勢(E）→副線圈負載上得到交變電壓（U2)→產(chǎn)生交變電流(I2)．其能量轉(zhuǎn)變方式為：原線圈電能→磁場能→副線圈電能．2．兩個特征(1)無漏磁．即交變電流經(jīng)過原線圈時，產(chǎn)生的磁通量將沿閉合鐵芯全部通過副線圈，沒有一條磁感線不通過副線圈．（2）無熱損．即原、副線圈沒有電阻，不產(chǎn)生焦耳熱．3．三個等式(1）功率：P入＝P出(2）電壓：eq\f(U1，n1)＝eq\f(U2,n2）＝……（3）電流：n1I1＝n2I2＋n3I3＋……4．四個決定（1)原線圈電壓U1由提供原線圈電壓的電源決定．(2）副線圈電壓U2由原線圈電壓及匝數(shù)比決定，與副線圈所接負載無關．(3）副線圈電流I2由副線圈電壓和副線圈所接負載決定．（4）原線圈電流I1由副線圈中的電流決定．對點例題如圖1所示，理想變壓器的交流輸入電壓U1＝220V，有兩個副線圈，其中n2＝36匝，標有“6V,9W"、“12V，12W"的燈泡分別接在兩副線圈上且都正常發(fā)光，求：圖1（1)原線圈的匝數(shù)n1和另一副線圈的匝數(shù)n3；(2)原線圈中電流I1.解題指導由于兩個副線圈上的兩個燈泡均正常發(fā)光,所以兩個副線圈輸出的電壓等于各自連接的燈泡的額定電壓,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比關系即可求出原線圈的匝數(shù)n1和另一副線圈的匝數(shù)n3；根據(jù)輸出功率與輸入功率相等的關系可計算出原線圈上的電流I1.(1)由于兩燈泡都正常發(fā)光,所以有U2＝6V，U3＝12V.根據(jù)原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系eq\f（U1，U2）＝eq\f(n1，n2）,eq\f(U2，U3)＝eq\f(n2,n3)得n1＝eq\f（U1,U2）n2＝eq\f(220,6）×36匝＝1320匝，n3＝eq\f（U3,U2)n2＝eq\f（12，6）×36匝＝72匝(2)由于P入＝P出，P出＝P2＋P3，所以P入＝P2＋P3即I1U1＝P2＋P3，則I1＝eq\f(P2＋P3,U1)＝eq\f(9＋12，220)A≈0.095A.答案(1）1320匝72匝（2）0。095A1．(多選)如圖2所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，原線圈的兩端a、b接正弦交流電源,電壓表的示數(shù)為220V，負載電阻R＝44Ω，電流表A1的示數(shù)為0。20A．下列判斷中正確的是（）圖2A．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2∶1B．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5∶1C．電流表A2的示數(shù)為1。0AD．電流表A2的示數(shù)為0.4A答案BC解析對于理想變壓器，P1＝U1I1＝220×0.20W＝44W，則負載電阻消耗的功率P2＝P1＝44W，據(jù)P2＝eq\f(U\o\al（2,2）,R)，得U2＝eq\r(P2R）＝eq\r(44×44）V＝44V，則eq\f（n1，n2）＝eq\f（U1，U2)＝eq\f（220V，44V）＝eq\f(5,1)，故B正確．A2的示數(shù)I2＝eq\f（U2，R)＝eq\f（44，44)A＝1。0A，故C正確．2．（多選)如圖3所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中定值電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R＝11R0，是理想電壓表，現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R＝5R0，保持變壓器輸入電流不變,此時電壓表的讀數(shù)為5V，則(）圖3A．此時原線圈兩端電壓的最大值約為34VB．此時原線圈兩端電壓的最大值約為24VC．原線圈兩端原來的電壓有效值為68VD．原線圈兩端原來的電壓有效值為48V答案AD解析當負載電阻的阻值減小為R＝5R0時，根據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律，R兩端電壓為R0兩端電壓的5倍，因為電壓表測量R兩端的電壓，所以UR0＝eq\f(1，5)×5V＝1V，故副線圈兩端電壓為U2＝6V,根據(jù)公式eq\f（U1,U2)＝eq\f（n1,n2)可得此時原線圈兩端電壓的有效值為U1＝24V，所以此時原線圈兩端電壓的最大值為24eq\r(2)V≈34V，A正確,B錯誤；因為變化過程中變壓器的輸入電流不變,所以對于副線圈中變化前、后電流也不變，則變化后電壓U2＝IR0＋5IR0＝6IR0,變化前，U2′＝IR0＋11IR0＝12IR0，所以U2′＝2U2＝12V，根據(jù)公式eq\f(U1,U2）＝eq\f（n1，n2)可得原線圈兩端原來的電壓有效值為48V，D正確，C錯誤．3．如圖4所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1,原線圈接正弦式交流電，副線圈接電動機，電動機線圈電阻為R，當輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I,電動機帶動一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升,若電動機因摩擦造成的能量損失不計,則圖中電壓表的讀數(shù)為（)圖4A．4IR＋eq\f(mgv,I） B.eq\f（mgv,I)C．4IR D。eq\f(1,4)IR＋eq\f(mgv,I)答案A解析電流與匝數(shù)成反比,副線圈的電流為2I，輸入功率等于副線圈消耗的功率：P＝（2I）2R＋mg