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2019-2020年高中物理第二章交变电流第6节变压器教学案教科版选修3
一、变压器的结构与原理1.变压器的结构变压器由闭合铁芯和绕在铁芯上的线圈组成,变压器的模型与符号如图261所示图2611原线圈与电源相连接的线圈,也叫初级线圈2副线圈与负载相连接的线圈,也叫次级线圈2.变压器的原理变压器的工作原理是电磁感应当原线圈加上交变电压时,原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量,交变的磁通量穿过副线圈产生感应电动势当副线圈闭合时,就会有交流电通过3.能量传递电能从原线圈通过磁场传输给副线圈
二、变压器的电压与匝数的关系1.实验探究1实验目的探究变压器原、副线圈匝数与电压的关系2实验器材原线圈、副线圈、变压器铁芯3实验过程如图262所示,连接好电路可先保持原线圈的匝数不变,改变副线圈的匝数,研究其对副线圈电压的影响,然后再保持副线圈匝数不变,研究原线圈的匝数对副线圈电压的影响为了人身安全,只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12V图2624实验结论理想变压器原、副线圈两端的电压跟它们的匝数成正比即=2.升压变压器与降压变压器1升压变压器当n2n1时,U2U1,变压器使电压升高2降压变压器当n2n1时,U2U1,变压器使电压降低
三、电流与匝数的关系1.能量关系对理想变压器,时间t内输入端输入的电能等于从输出端输出的电能,故有I1U1t=I2U2t2.电流关系=
四、电压互感器和电流互感器1.电压互感器用来把高电压变成低电压副线圈比原线圈匝数少,如图263甲所示,根据已知的变压比可以计算出原线路中的电压2.电流互感器用来把大电流变成小电流,副线圈比原线圈匝数多,如图乙,根据已知的变流比可以计算出原线路中的电流图2633.两种互感器的比较1两种互感器的连接方式电压互感器原线圈并联在被测的高压线路上,电流互感器原线圈串联在被测的电路中2两种互感器的特点电压互感器是一种降压变压器,原线圈匝数多,电流互感器是一种升压变压器,副线圈匝数多3使用互感器时,一定要将互感器的外壳和副线圈接地此外,电流互感器在使用时绝对不允许副线圈开路1.自主思考——判一判1理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比√2学校中用的变压器工作时没有能量损失×3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的功率和频率×4电压互感器是一种降压变压器√5电压互感器的原线圈应串联在被测电路中×6在使用互感器时,互感器的外壳和副线圈应接地√2.合作探究——议一议1如图264所示,一蓄电池连接在低压交流变压器上,闭合电键会观察到什么现象?你能解释这种现象发生的原因吗?图264提示可以观察到闭合电键瞬间灯泡发光,然后熄灭原因是恒定电压加在原线圈上瞬间,线圈内的磁通量发生变化,因而副线圈中的磁通量也发生变化,所以由E=n知,副线圈中有感应电动势,灯泡闪亮,之后原线圈中电流恒定,线圈内的磁通量恒定不变,副线圈中无电动势,因而灯泡闪亮后熄灭2怎样区分升压变压器和降压变压器?提示根据=知,当n2n1时,U2U1,这种变压器称为升压变压器;当n2n1时,U2U1,这种变压器称为降压变压器3变压器原、副线圈匝数不同,对应的电流也不同,两线圈所用导线粗细也不相同,对降压变压器而言,哪个线圈所用导线粗些可以减少热损耗?为什么?提示副线圈所用导线较粗,对降压变压器n1>n2,由=可知,I2>I1,副线圈中电流大,用粗导线可以降低损耗理想变压器中基本关系的理解与应用1.工作原理变压器的变压原理是电磁感应如图265所示,当原线圈上加交流电压U1时,原线圈中就有交变电流,它在铁芯中产生交变的磁通量,在原、副线圈中都要产生感应电动势如果副线圈是闭合的,则副线圈中将产生交变的感应电流,它也在铁芯中产生交变磁通量,在原、副线圈中同样要引起感应电动势由于互感现象,原、副线圈间虽然不相连,电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈其能量转换方式为原线圈电能→磁场能→副线圈电能图2652.理想变压器的理想化条件1忽略原、副线圈的内阻即线圈不产生焦耳热无能量损失;2忽略原、副线圈磁通量的差别即变压器铁芯内无漏磁磁通量全部集中在铁芯内;3忽略变压器铁芯内的涡流,即铁芯不发热3.理想变压器的基本关系1电动势关系由于互感现象,且没有漏磁,所以穿过原副线圈的磁通量的变化率相同,即原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的,由法拉第电磁感应定律得E1=n1,E2=n2,所以=2电压关系由于理想变压器不计原、副线圈的电阻,因此线圈两端的电压U1=E1,U2=E2,所以=当有多个副线圈时,则有===…3功率关系对于理想变压器,不考虑能量损失P1=P2当有多个副线圈时,有P1=P2+P3+…4电流关系由功率关系知,当只有一个副线圈时,I1U1=I2U2,得=当有多个副线圈时I1U1=I2U2+I3U3+…得I1n1=I2n2+I3n3+…[典例] 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压在220V的正弦交流电源上,如图266所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则 图266A.U=66V,k= B.U=22V,k=C.U=66V,k=D.U=22V,k=[思路点拨]解答本题应注意以下两点1变压器的输入电压不等于电源电压220V2原、副线圈中的电阻相同[解析] 设原、副线圈中的电流分别为I
1、I2,则==,故k==设原线圈两端的电压为U1,则==,故U1=3U,而原线圈回路中电阻分担的电压为U,故+3U=220V,解得U=66V选项A正确[答案] A公式=及=中的电压和电流一般指有效值,但也可以是最大值,但必须要对应 1.一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220V交变电流改变为110V已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为 A.200 B.400C.1600D.3200解析选B 根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系=,得n2===400,选项B正确
2.用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110V,通过负载的电流图像如图267所示,则 图267A.变压器输入功率约为
3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i=
0.05sin100πt+A解析选A 根据理想变压器的输入功率等于输出功率,则P入=P出=P负=110×W≈
3.9W,故A选项正确;由于题干中变压器输出电压的数值是有效值,则变压器的输出电压的最大值应是110V,故B选项错误;根据理想变压器的变压比关系式=可得,变压器原、副线圈匝数比==,故C选项错误;根据题图可得,负载电流的函数表达式为i=Imsin,解得i=
0.05sin100πtA,故D选项错误
3.多选如图268所示,一理想变压器原线圈匝数n1=1000,副线圈匝数n2=200,交流电源电动势为E=311sin100πtV,电阻R=88Ω,电流表和电压表对电路的影响可忽略不计,则 图268A.A1的示数约为
0.10A B.V1的示数约为311VC.A2的示数约为
0.75A D.V2的示数约为44V解析选AD 交流电的有效值即原线圈两端的电压为U1=V=220V,即V1的示数约为220V,根据公式=可得副线圈两端电压,即V2的示数U2==44V,B错误,D正确;副线圈中的电流为I2==
0.5A,根据公式=,解得I1=
0.1A,即A1的示数约为
0.10A,A正确,C错误理想变压器动态问题分析1.理想变压器工作时的制约关系1电压当变压器的原、副线圈的匝数比n1∶n2一定时,输出电压U2由输入电压U1决定,即U2=U12电流当变压器的原、副线圈的匝数比n1∶n2一定,且输入电压U1一定时,原线圈中的电流I1由副线圈中的电流I2决定,即I1=I23功率理想变压器的输入功率和输出功率相等,即P1=P2,输出功率P2决定输入功率P12.含有变压器的动态电路分析变压器的动态电路分析,一是要符合变压器的基本规律电压、电流、功率关系;二是要遵循电路规律首先确定是哪些量在变,哪些量不变,然后根据相应的规律判断,具体问题具体分析一般分为以下两种情况1原、副线圈匝数比不变分析原、副线圈的电压U
1、U2,电流I
1、I2,输出和输入功率P
2、P1随负载电阻变化而变化的情况将变压器接到交流电源上,原线圈的输入电压为U1,副线圈两端电压U2为定值,流过副线圈的电流I2随负载电阻的减小而增大,变压器输出功率P2P2=U2I2也随着增大,不计变压器损失的能量,则变压器输入功率P1P1=P2也增大,流过原线圈的电流I1也增大进行动态分析的顺序是U1→U2=U1→I2=→P2=I2U2P1=P2→I1=2负载不变上述物理量随原、副线圈匝数比的变化而变化的情况一般情况下,如果原线圈输入电压U1和匝数n1不变,当副线圈匝数n2增大时,副线圈两端电压U2增大,流过副线圈的电流I2增大,变压器输出功率P2P2=U2I2增大,则变压器的输入功率P1增大,流过原线圈的电流I1增大,反之,变化情况则相反[典例] 多选如图269所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则 图269A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小[思路点拨] 解答本题要明确以下两点1保持Q的位置不动,则原、副线圈匝数比不变2保持P的位置不动,则负载电阻不变[解析] 保持Q的位置不动,则U2不变,将P向上滑动时,R接入电路的电阻变大,根据I2=知,I2变小,由=得I1也变小,即电流表读数变小,选项A错误,选项B正确;保持P的位置不动,将Q向上滑动时,U2变大,则根据P2=知副线圈输出功率变大,由P1=P2知,变压器原线圈输入功率P1变大,而P1=I1U,输入电压U一定,I1变大,即电流表读数变大,选项C正确,选项D错误[答案] BC解答含有变压器的动态电路问题的思维程序关键突破解答这类问题的关键是分清变量和不变量首先确定哪些量是不变的,然后结合变压器的基本规律和电路规律分析相关量的变化情况
1.图2610为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220V降至110V调节前后 图2610A.副线圈中的电流比为1∶2B.副线圈输出功率比为2∶1C.副线圈的接入匝数比为2∶1D.原线圈输入功率比为1∶2解析选C 根据欧姆定律I=,U2由220V降至110V,副线圈上的电流变为原来的,即调节前后,副线圈上电流之比为2∶1,选项A错误;根据P=UI知,U、I均变为原来的时,副线圈上输出的功率变为原来的,即调节前后副线圈的输出功率之比为4∶1,选项B错误;根据理想变压器电压与匝数的关系=,当U2由220V降至110V时,n2变为原来的,即调节前后副线圈接入的匝数比为2∶1,选项C正确;根据理想变压器P入=P出,所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率,即调节前后原线圈输入功率之比为4∶1,选项D错误
2.xx·四川高考如图2611所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则 图2611A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两端电压的比值不变D.通过原、副线圈电流的比值不变解析选B 由于家庭电路上理想变压器为降压变压器,故n1>n2,当原、副线圈减少相同的匝数时,其变压比变大,根据=,U1一定,U2变小,故小灯炮变暗,选项A错误,选项B正确;由=知,原、副线圈电压的比值变大,选项C错误;根据=,则通过原、副线圈电流的比值变大,选项D错误3.在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈,绕垂直磁场的轴匀速转动,产生如图2612甲所示的正弦交流电,把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端,电压表和电流表均为理想电表,Rt为热敏电阻温度升高时其电阻减小,R为定值电阻下列说法正确的是 图2612A.在t=
0.01s末,矩形线圈平面与磁场方向平行B.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πtVC.Rt处温度升高时,电压表V
1、V2示数的比值不变D.Rt处温度升高时,电流表的示数变大,变压器输入功率变大解析选D 原线圈接的图甲所示的正弦交流电,由图知最大电压36V,周期
0.02s,故角速度是ω=100π,u=36sin100πtV,当t=
0.01s时,u=0,此时穿过该线圈的磁通量最大,故A、B错误;Rt处温度升高时,原副线圈电压比不变,但是V2不是测量副线圈电压,Rt温度升高时,阻值减小,电流增大,则R电压增大,所以V2示数减小,则电压表V
1、V2示数的比值增大,故C错误Rt温度升高时,阻值减小,电流增大,而输出电压不变,所以变压器输出功率增大,而输入功率等于输出功率,所以输入功率增大,故D正确有多个副线圈的变压器问题[典例] 如图2613所示,理想变压器的输入电压U1=220V,有两组副线圈,其中n2=36匝,标有“6V 9W”、“12V 12W”的两个灯泡分别接在两组副线圈上且均正常发光求1原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3;2原线圈中的电流I1图2613[思路点拨]1由两灯均正常发光可得U2=6V,U3=12V2副线圈有两个线圈,应使用P入=P出列式求解I1[解析] 1由于两灯泡均正常发光,所以有U2=6V,U3=12V根据原、副线圈电压与匝数的关系,有=,=,可得n1=n2=×36=1320匝n3=n2=×36=72匝2由P入=P出可得I1U1=P2+P3即I1·220=9W+12W解得I1≈
0.095A[答案] 11320匝 72匝
20.095A1无论有多少个副线圈,也不论副线圈是否接用电器,电压关系始终有=、=、…、=2电流关系=只能在仅有一个副线圈且有负载工作时才成立,当有多个副线圈且负载分别工作时,必须用能量守恒P入=P出来解决问题 1.如图2614所示,变压器的输入电压U一定,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别是n2和n3当把电热器接a、b,让c、d空载时,电流表读数是I2;当把同一电热器接c、d,而a、b空载时,电流表读数是I3,则I2∶I3等于 图2614A.n2∶n3B.n3∶n2C.n22∶n32D.n32∶n22解析选C 由变压比知==,由P2=P1知,当电热器接a、b,让c、d空载时,有I2U=;当把同一电热器接c、d而a、b空载时,有I3U=,所以I2∶I3=U22∶U32=n22∶n32,故C对
2.有一理想变压器,原线圈匝数n1=440匝,副线圈有两个,匝数分别为n2=20匝和n3=30匝,如图2615所示若原线圈接在220V的交流电源上,副线圈n2的负载电阻R1=
5.0Ω,n3的负载电阻R2=
7.5Ω,求原线圈中的电流图2615解析由理想变压器的电压关系得n2两端的电压U2=U1=×220V=10Vn3两端的电压U3=U1=×220V=15V变压器的输出功率P出=+=W+W=50W变压器的输入功率P入=P出=50W所以原线圈中的电流I1==A≈
0.23A答案
0.23A1.多选关于理想变压器,下面说法正确的是 A.它的输出功率可以大于它的输入功率B.它的输出功率等于它的输入功率C.原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比D.原副线圈两端的电流与它们的匝数成反比解析选BCD 输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的,并且大小相等,所以A错误,B正确;输出电压是由输入电压和匝数比决定的,电压与匝数成正比,所以C正确;原副线圈的电流与它们的匝数成反比,所以D正确2.在以下四种情况下,可以将电压升高供给电灯的变压器是 解析选D A、C图中原线圈接入恒定电流,变压器不能工作,故A、C错误;B图中,原线圈匝数比副线圈匝数多,所以是降压变压器,故B错误;D图中,原线圈匝数比副线圈匝数少,所以是升压变压器,故D正确
3.一输入电压为220V,输出电压为36V的变压器副线圈烧坏了,为获知此变压器原副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图1所示,然后将原来线圈接到220V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为 图1A.1100360 B.1100180C.2200180D.2200360解析选B 对新绕线圈的理想变压器,根据变压比公式得n1===1100,变压器烧坏前,同理n2===180,故B正确4.多选如图2甲所示,一理想变压器原副线圈的匝数比为2∶1,原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示,副线圈电路中接有灯泡,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关,灯泡正常发光若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则 图2A.灯泡的电压为110VB.副线圈输出交流电的频率为50HzC.U=220V,I=
0.2AD.原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=220sin100πtV解析选ABD 有效值为U=V=220V,副线圈的电压为U2=U1=110V,电流为A=
0.2A,电流表示数为×
0.2A=
0.1A,A正确,C错误;原线圈的频率为f=Hz=50Hz,变压器不会改变频率,故B正确;瞬时值表达式为u=220sin100πtV,故D正确5.图3所示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了
0.2A,电流表A2的示数增大了
0.8A,则下列说法正确的是 图3A.电压表V1示数增大B.电压表V
2、V3示数均增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动解析选D 电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同,滑片滑动时V1示数不变,选项A错误;电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压,原、副线圈匝数不变,输入电压不变,故V2示数不变,V3示数为V2示数减去R0两端电压,两线圈中电流增大,易知R0两端电压升高,故V3示数减小,选项B错误;理想变压器U1I1=U2I2,则U1ΔI1=U2ΔI2,ΔI2>ΔI1,故U2<U1,变压器为降压变压器,选项C错误;因I2增大,故知R减小,变阻器滑片是沿c→d的方向滑动,选项D正确6.xx·天津高考如图4所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表下列说法正确的是 图4A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大,A2示数变大解析选B 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻R变大,则副线圈所在电路的总电阻R总变大,因原、副线圈两端的电压U
1、U2不变,则通过R1的电流I2=变小,R1消耗的功率PR1=I22R1变小,选项A错误;R1两端的电压UR1=I2R1变小,则电压表V的示数UV=U2-UR1变大,选项B正确;因通过原、副线圈的电流关系=,I2变小,则I1变小,即电流表A1的示数变小,选项C错误;若闭合开关S,则副线圈所在电路的总电阻R总′变小,通过副线圈的电流I2′=变大,则通过原线圈的电流I1′变大,电流表A1的示数变大,R1两端的电压UR1′=I2′R1变大,则R2两端的电压UR2′=U2-UR1′变小,电流表A2的示数变小,选项D错误
7.如图5所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,电源电压u=220sin314tV,原线圈电路中接入熔断电流I0=1A的保险丝,副线圈电路中接入一可变电阻R,则 图5A.电压表的读数为77VB.当可变电阻R的阻值变大时,电源的输入功率变大C.可变电阻R的阻值低于
13.75Ω时保险丝将熔断D.副线圈的输出功率一定是200W解析选C 原线圈输入电压220V,由变压器变压公式,副线圈输出电压即电压表的读数为55V,选项A错误;当可变电阻R的阻值变大时,变压器输出功率减小,电源的输入功率变小,选项B错误;可变电阻R的阻值低于
13.75Ω时,变压器输出功率大于220W,原线圈电路中电流大于保险丝的熔断电流I0=1A,保险丝将熔断,选项C正确;副线圈的输出功率随可变电阻的增大而减小,选项D错误8.多选如图6所示,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n
1、n2原线圈通过一理想电流表○接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则 图6A.Uab∶Ucd=n1∶n2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍解析选BD 变压器的变压比=,其中U
1、U2是变压器原、副线圈两端的电压U1=Uab,由于二极管的单向导电特性,Ucd≠U2,选项A错误增大负载电阻R的阻值,负载的电功率减小,由于P入=P出,且P入=I1Uab,所以原线圈上的电流I1减小,即电流表的读数变小,选项B正确c、d端的电压由输入电压Uab决定,负载电阻R的阻值变小时,Uab不变,选项C错误根据变压器上的能量关系有E输入=E输出,在一个周期T的时间内,二极管未短路时有UabI1T=·+0U为副线圈两端的电压,二极管短路时有UabI2T=T,由以上两式得I2=2I1,选项D正确9.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图7中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则 图7A.ab接MN、cd接PQ,Iab<IcdB.ab接MN、cd接PQ,Iab>IcdC.ab接PQ、cd接MN,Iab<IcdD.ab接PQ、cd接MN,Iab>Icd解析选B 电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少,根据电流关系得I1n1=I2n2,所以Iab>Icd,电流表应接在电流较小的一侧,故选项B正确10.如图8所示,MN和PQ为处于同一平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直于导轨放置的金属棒ab与导轨接触良好N、Q端接理想变压器的原线圈,理想变压器的输出端有三组副线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C在水平金属导轨之间加一竖直向下的匀强磁场若用IR、IL、LC分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中正确的是 图8A.在ab棒匀速运动且ab棒中电流达到稳定后,IR≠
0、IL≠
0、IC=0B.在ab棒匀速运动且ab棒中电流达到稳定后,IR≠
0、IL=
0、IC=0C.如果ab棒在某一中心位置附近做非匀变速往复运动,那么IR≠
0、IL≠
0、IC≠0D.如果ab棒做匀加速运动,那么IR≠
0、IL≠
0、IC≠0解析选C 当ab棒匀速运动时,变压器输出电压为0,故IR、IL、IC均为0,A、B均错误当ab棒做非匀变速往复运动时,变压器输出交变电压,所以三个电路中均有电流,C正确当ab棒做匀加速运动时,变压器输出恒定电压,所以电阻、电感器中有电流,电容器处于断路,所以D项错误11.如图9所示,交流发电机电动势的有效值E=20V,内阻不计,它通过一个R=6Ω的指示灯连接变压器变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都标有“6V
0.25W”,且灯泡都正常发光,导线电阻不计求图91降压变压器初级、次级线圈匝数之比;2发电机的输出功率解析1彩色小灯泡的额定电流IL==A=A,次级线圈总电流I2=24IL=1A变压器输入功率等于I1U1=I2U2=6W变压器原线圈电路中,利用欧姆定律可得E=U1+I1R=+6I1,代入E值解得I1=AI1=3A应舍去,据题意是降压变压器,应I1<I2,所以==2发电机输出功率P=I1E≈
6.67W答案13∶1
26.67W12.如图10甲为一理想变压器,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图像如图乙所示若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W图101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400Ω电阻时,原线圈中的电流I1;3求ce和de间线圈的匝数比解析1由题图乙知T=
0.01sω=200πrad/s电压瞬时值uab=400sin200πtV2电压有效值U1=200V理想变压器P1=P2原线圈中的电流I1=,解得I1≈
0.28A3设ab间匝数为n1,=,同理=由题意知=,解得=代入数据得=答案1见解析
20.28A
31.变压器由闭合铁芯和原、副线圈构成,它的工作原理是电磁感应2.理想变压器是忽略漏磁、原副线圈的电阻及变压器本身其他一切能量损耗的变压器3.理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系为eq\fU1U2=eq\fn1n2;电流与匝数的关系为eq\fI1I2=eq\fn2n14.电压互感器是一种降压变压器,它的主要作用是把高电压降为便于测量的低电压,应并联在被测电路上;而电流互感器是一种升压变压器,它的主要作用是把大电流变成小电流,应串联在被测电路中。