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第三节　变压器
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（分值：100分）
1~7题每题7分，共49分
考点一　变压器基本原理的理解
1.关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是（　　　　）
A.通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B.穿过原、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
D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
考点二　实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
2.某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。该同学原线圈接“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“1”接线柱，原线圈两端连接在学生电源10 V挡，用电压表测得副线圈两端的电压为0.4 V，这与其他小组的实验结果明显不一致。下列说法可能正确的是（　　　　）
A.铁芯没有闭合，漏磁过多
B.原线圈应接在学生电源直流电压输出端
C.只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压
D.只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压
3.（7分）（2023·广州六中高二校考）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”某次实验中，小唐同学采用了如图甲所示的变压器。
甲
（1）（3分）为了确保实验的安全，下列做法正确的是　　　。
A.为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12 V
B.即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电
C.为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱
D.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（2）（4分）小唐同学把交流电源接在a、b两端，当Uab=12 V时，用多用电表交流电压10 V挡测量c、d两端电压，测量结果如图乙所示，则Ucd=　　　　V。a、b两端匝数与c、d两端匝数之比是　　　　。
A.2∶1 B.3∶1
C.4∶1 D.5∶1
考点三　变压器的基本规律
4.（2024·汕头市高二期中）如图所示为某充电器的参数，下列说法正确的是（　　　　）
A.参数中AC是指直流电
B.220 V指电压最大值
C.充电器的输入端线圈匝数与输出端线圈匝数比值为20∶1
D.50 Hz说明充电时输入端电流方向1 s内变化50次
5.（2024·肇庆市高二期末）利用如图所示的理想变压器为用户供电，原、副线圈匝数分别为n1、n2，原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，通过的电流分别为I1、I2，变压器原线圈的输入功率为P1，副线圈的输出功率为P2，穿过原、副线圈的磁通量分别为Φ1、Φ2。下列关系式成立的是（　　　　）
A.U1∶U2=n1∶n2 B.I1∶I2=n1∶n2
C.P1∶P2=n1∶n2 D.Φ1∶Φ2=n1∶n2
6.如图所示，将理想变压器原线圈接在电压瞬时值u=220sin 50πt（V）的交流电源上，在副线圈两端并联接入4个规格均为“11 V　22 W”灯泡，灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　　　）
A.交变电流的频率为50 Hz
B.变压器的输入功率为88 W
C.理想电流表的示数为0.1 A
D.变压器原、副线圈的匝数比为20∶1
7.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V时，输出电压（　　　　）
A.降低2 V B.增加2 V
C.降低200 V D.增加200 V
8~11题每题10分，共40分
8.（多选）如图所示的元件为可将220 V降为11 V的变压器，该变压器可视为理想变压器，有a、b、c、d四个引线，b、c引线明显比a、d引线粗。已知引线越粗能承载的电流越大，则下列说法正确的是（　　　　）
A.a、d端应接入220 V交变电流
B.该变压器可以用于直流电变压
C.a、d端和b、c端线圈的匝数比为1∶20
D.a、d端和b、c端电流大小之比为1∶20
9.（2024·深圳市高二期末）电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将3 V直流电压通过转换器转变为正弦交变电压u=3sin 10 000πt（V），再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到2 100 V时可击杀蚊虫，正常工作时（　　　　）
A.交流电压表的示数为3 V
B.电击网上的高频电压的频率为10 000 Hz
C.副线圈与原线圈匝数比需满足≥700
D.将3 V直流电压连接在变压器的原线圈两端，电蚊拍也可以正常工作
10.教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的示数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则（　　　　）
A.R消耗的功率变为P
B.电压表V的示数变为U
C.电流表A的示数变为2I
D.通过R的交变电流频率不变
11.某车床供电示意图如图所示，理想变压器原线圈两端连接有效值为350 V的交流电源，两副线圈分别连接电机和两个相同的指示灯（连接电机的副线圈简称副线圈1，连接指示灯的副线圈简称副线圈2），电机的电压为118 V，指示灯的电压为22 V，S为指示灯中的一条支路的开关。下列说法正确的是（　　　　）
A.S闭合后，副线圈2两端的电压减小
B.S闭合后，电源的输出功率增大
C.S闭合后，副线圈1中的电流比副线圈2中的电流增加得多
D.原线圈和副线圈1的电流之比I1∶I2=59∶175
　（11分）
12.（多选）（2024·汕尾市高二期末）如图所示为某电吹风的电路图，扇形金属触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风、吹冷风三种工作状态。变压器为理想变压器，当P使b、c接触时，标有“6 V 6 W”的小风扇正常工作，下列说法正确的是（　　　　）
A.该状态电吹风吹的是冷风
B.该状态小风扇两端电压最大值为6 V
C.该状态流过小风扇的电流小于1 A
D.变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=110∶3
答案精析
1.C　［通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量Φ是变化的，A错误；因理想变压器无漏磁，穿过原、副线圈的磁通量相等，B错误；由互感现象知，C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈中的电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，电流不通过铁芯，D错误。］
2.A　［若变压器为理想变压器，则有U2=U1=×10 V=1.25 V，用电压表测得副线圈两端的电压为0.4 V，比1.25 V小得多，可能是铁芯没有闭合，漏磁过多，故A正确；原线圈应接在学生电源交流电压输出端，故B错误；只增加原线圈的匝数，则原线圈的输入电压保持不变，副线圈的输出电压减小，故C、D错误。］
3.（1）BD　（2）5.6　A
解析　（1）变压器改变的是交流，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12 V，而用直流电源变压器不能工作，故A错误；即使副线圈不接用电器，原线圈处于空载也有一定的电损，则原线圈也不能长时间通电，故B正确；实验通电时，用手接触裸露的导线、接线柱，这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，故C错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故D正确。
（2）电压挡10 V的量程精度为0.2 V，估读到0.1 V，则Ucd=5.6 V ，根据理想变压器的电压比等于匝数比，有=== ，考虑变压器有一定的电能损失，则最接近的匝数比为2∶1，故选A。
4.C　［参数中AC是指交流电，故A错误；
220 V指电压有效值，故B错误；
充电器的输入端线圈匝数与输出端线圈匝数比值为===，故C正确；
50 Hz说明充电时输入端电流方向1 s内变化100次，故D错误。］
5.A　［根据理想变压器的电压与线圈匝数关系得=，A正确；
根据理想变压器的电流与线圈匝数关系得=，B错误；
理想变压器原、副线圈的功率不变，穿过原、副线圈的磁通量也不变，即P1=P2，Φ1=Φ2
C、D错误。］
6.B　［根据原线圈电压瞬时值表达式可知，交变电流的频率为f==25 Hz，故A错误；
根据能量守恒可知，变压器的输入功率为P=4×22 W=88 W，故B正确；
原线圈电压的有效值为220 V，则理想电流表的示数为I1===0.4 A，故C错误；
根据变压器规律有，变压器原、副线圈的匝数比为===，故D错误。］
7.D　［由=知=，代入数据得ΔU2=200 V，故D正确。］
8.AD　［根据输入功率和输出功率相等，由P=UI知
接220 V的线圈电流小，接11 V的线圈电流大，b、c引线明显比a、d引线粗，已知引线越粗能承载的电流越大，即b、c引线能承载的电流大，接11 V的线圈，所以a、d端应接入220 V交变电流，A正确；变压器工作原理是互感现象，不可以用于直流电变压，B错误；a、d端和b、c端线圈的匝数比===，C错误；根据I1U1=I2U2，a、d端和b、c端电流大小之比==，D正确。］
9.C　［正弦交变电压的有效值为U== V= V，交流电压表的示数为 V，故A错误；
电击网上的高频电压的周期为T== s= s，则电击网上的高频电压的频率为f==5 000 Hz，故B错误；
根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比，可知副线圈与原线圈匝数比需满足=≥=700，故C正确；
将3 V直流电压连接在变压器的原线圈两端，副线圈不会产生感应电动势，电蚊拍不可以正常工作，故D错误。］
10.B　［发电机线圈的转速变为原来的，则交变电流频率变为原来的，由E=，ω=2πf知，原线圈中输入电压变为原来的，根据=，则U2变为原来的，副线圈交变电流的频率与原线圈相等，B正确，D错误；由I2=可知通过R的电流也变为原来的，根据=，原线圈上的电流也变为原来的，即电流表A的示数变为I，C错误；R消耗的功率P2==P，A错误。］
11.B　［S闭合后，由于理想变压器匝数及输入电压不变，因此副线圈2两端的电压不变，但由于S闭合后，副线圈2中又接入了灯泡，则电源的输出功率由P出=PM+PL变为P出'=PM+2PL
即电源的输出功率变大，故A错误，B正确；
S闭合后，由于输入电压及原线圈与副线圈的匝数比不变，因此副线圈1中的电压不变，则可知副线圈1中的电流不变，故C错误；
由题已知U1=350 V，U2=118 V
则有===
而根据U1I1=U2I2+U3I3，
=，=
可得n1I1=n2I2+n3I3
若只有一个副线圈，则原、副线圈中电流比等于匝数的反比，可得原线圈和副线圈1的电流之比I1∶I2=59∶175，但该变压器有两个副线圈，根据原、副线圈中电流与匝数的关系可知I1∶I2≠59∶175，故D错误。］
12.AD　［该状态P使b、c接触时，电吹风吹的是冷风，故A正确；
该状态小风扇两端电压有效值为6 V，故B错误；
该状态流过小风扇的电流I==1 A，故C错误；
变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=U1∶U2=220 V∶6 V=110∶3，故D正确。］第三节　变压器
［学习目标］　1.了解变压器的构造及工作原理（重点）。2.通过实验探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系（重点）。3.掌握理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系（重难点）。
一、认识变压器
1.变压器是用于改变交流电压的设备。
2.变压器的构造
如图，变压器是由　　　　　　　　和绕在铁芯上的线圈组成的。与交流电源连接的线圈称为　　　　，也称为初级线圈；与负载连接的线圈称为　　　　，也称为次级线圈。
3.变压器的原理
变压器工作的基本原理是利用　　　　　。当原线圈上加交变电压时，原线圈中便有交变电流，并在铁芯中激发交变的磁通量，这个交变的磁通量又在副线圈内产生感应电动势和感应电流，它反过来通过互感磁通又影响到原线圈。如果在副线圈两端接入负载构成闭合回路，则回路中就会形成交变电流。
说明：变压器不改变交变电流的周期和频率。
例1　（多选）关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是（　　）
A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能
B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险
C.变压器不改变交变电流的频率
D.当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出
二、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
1.实验思路
交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压。线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系。
2.实验器材
两只多用电表、学生电源（低压交流电源）、开关、可拆变压器、导线若干。原理如图：
3.实验步骤
（1）按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。
（2）接通学生电源，闭合开关，读出电压值，并记录在表格中。
（3）保持原、副线圈匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值。
（4）保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录每次的副线圈匝数和对应的电压值。
4.实验结论
在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比，等于原、副线圈的匝数比，即　　　　　　。
5.误差分析
由于存在能量损耗以及漏磁，所以副线圈测量电压值应小于理论变压值。
6.注意事项
（1）在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先　　　　开关，再进行操作。
（2）为了保证人身安全，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）为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用　　　　　　　　挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
7.理想变压器：没有　　　　　　　　的变压器称为理想变压器，它是一个理想化模型。
（1）原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，即无“漏磁”。
（2）原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热，即无“铜损”。
（3）闭合铁芯中的涡流为零，即无“铁损”。
例2　在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中：
（1）下列仪器中不需要的是　　　　。
（2）实验时原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是　　　　。
A.原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡
D.原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡
（3）若某次实验中使用匝数N1=400匝、N2=800匝的变压器，测得的电压分别U1=3.6 V、U2=8.2 V，据此可知　　　　（选填“N1”或“N2”）是原线圈匝数。
（4）造成（3）中的误差的原因可能为　　　　。
A.原线圈上的电流产生热量
B.副线圈上的电流产生热量
C.变压器铁芯漏磁
D.原线圈输入电压发生变化
（5）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计　　　　。
三、理想变压器的基本关系
1.电压关系
（1）只有一个副线圈时，=　　　　。
当n2>n1时，U2　　　　U1，变压器使电压升高，是升压变压器。
当n2（2）有多个副线圈时，===…。
2.功率关系
从能量守恒看，理想变压器的输入功率　　　　　　输出功率，即P入=P出。
3.电流关系
（1）只有一个副线圈时，U1I1=U2I2或=。
（2）当有多个副线圈时，I1U1=I2U2+I3U3+…或n1I1=n2I2+n3I3+…。
例3　如图所示，理想变压器的原线圈接在u=110sin 60πt（V）的交流电源上，副线圈接有阻值为55 Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为1∶2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A.电压表的示数为55 V
B.原线圈的输入功率为880 W
C.副线圈输出交流电的频率为60 Hz
D.若在副线圈上电阻R的两端再并联一个阻值为55 Ω的定值电阻，则电流表的示数为8 A
例4　（2021·广东卷）某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（　　）
A.交流电的频率为10 Hz
B.副线圈两端电压最大值为3 V
C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
例5　如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1 000，两个副线圈的匝数分别为n2=50和n3=100，L1是“6 V　2 W”的小灯泡，L2是“12 V　4 W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为（　　）
A. A B. A
C. A D. A
答案精析
一、
2.闭合铁芯　原线圈　副线圈　3.互感现象
例1　AC　［原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能，故A正确；铁芯不用整块金属做成是为了防止涡流产生较多的热量从而烧坏变压器，故B错误；变压器原、副线圈交变电流的频率相同，故C正确；变压器对恒定电流不起作用，D错误。］
二、
4.=　6.（1）断开　（3）最大量程
7.能量损耗
例2　（1）AB　（2）C　（3）N2　（4）ABC
（5）D
解析　（1）“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验，需要器材是学生电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，结合题目给定的器材，图A是干电池，B是条形磁铁，C学生电源，提供低压交流电，D是多用电表，故不需要的是A、B。
（2）根据实验原理可知，原线圈应接交流电压，副线圈接电压表，应用交流电压挡。故选C。
（3）若某次实验中用匝数N1=400匝、N2=800匝的变压器，测得的电压分别为U1=3.6 V、U2=8.2 V，则有<，因为变压器不是理想的，存在有漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等电能损耗，即副线圈电压小于原线圈电压的一半，则N2一定是原线圈，N1为副线圈。
（4）原、副线圈上通过的电流产生热量，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，故A、B正确；
变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比不等，故C正确；
原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故D错误。
（5）根据题意可知，由于变压器工作时会在铁芯Q中存在变化的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，应尽可能使铁芯Q中不产生较大的涡流，如图所示，应通过相互绝缘的硅钢片使平行于efgh的各平面和平行于abfe的各平面都不能形成闭合回路，所以作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照平行于adhe平面的形式设计。故选D。
三、
1.（1）　>　<　2.等于
例3　B　［因为原线圈电压关系u=110sin 60πt（V），故可知原线圈电压有效值为110 V，原、副线圈匝数之比为1∶2，所以有=，解得电压表的示数U2=220 V，故A错误；
因副线圈的功率为P== W=880 W，输入功率等于输出功率，故B正确；
根据原线圈电压关系式可知该交流电的频率为f==30 Hz，C错误；
若在副线圈上电阻R的两端再并联一个阻值为55 Ω的定值电阻，可知总电阻为：R总== Ω=27.5 Ω，所以副线圈电流为I2== A=8 A，
根据=可知原线圈电流即电流表示数为I1=16 A，故D错误。］
例4　B　［周期为T=0.2 s，频率为f==5 Hz，故A错误；由理想变压器原理可知=，解得副线圈两端的最大电压为U2=U1=3 V，故B正确；根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场越强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C错误；由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。］
例5　C　［两灯泡都正常发光，则U2=6 V，原线圈两端电压U1=U2=×6 V=120 V，副线圈上总的输出功率P出=PL1+PL2=2 W+4 W=6 W，原线圈上输入功率P入=P出=6 W，原线圈中的电流I1== A= A，故选项C正确。］(共55张PPT)
DISANZHANG
第三章
第三节　变压器
1.了解变压器的构造及工作原理(重点)。
2.通过实验探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系(重点)。
3.掌握理想变压器原、副线圈电压、电流、功率的关系(重难点)。
学习目标
一、认识变压器
二、实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
课时对点练
内容索引
三、理想变压器的基本关系
认识变压器
一
1.变压器是用于改变交流电压的设备。
2.变压器的构造
如图，变压器是由 和绕在铁芯上的线圈组成的。与交流电源连接的线圈称为 ，也称为初级线圈；与负载连接的线圈称为_____
____，也称为次级线圈。
闭合铁芯
原线圈
副线
圈
3.变压器的原理
变压器工作的基本原理是利用 。当原线圈上加交变电压时，原线圈中便有交变电流，并在铁芯中激发交变的磁通量，这个交变的磁通量又在副线圈内产生感应电动势和感应电流，它反过来通过互感磁通又影响到原线圈。如果在副线圈两端接入负载构成闭合回路，则回路中就会形成交变电流。
说明：变压器不改变交变电流的周期和频率。
互感现象
　(多选)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是
A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效
地传送电能
B.铁芯不用整块金属做成，是为了防止原、副线圈短路，造成危险
C.变压器不改变交变电流的频率
D.当原线圈接入恒定电流时，副线圈也有电压输出
例1
√
√
原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能，故A正确；
铁芯不用整块金属做成是为了防止涡流产生较多的热量从而烧坏变压器，故B错误；
变压器原、副线圈交变电流的频率相同，故C正确；
变压器对恒定电流不起作用，D错误。
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实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
二
1.实验思路
交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压。线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系。
2.实验器材
两只多用电表、学生电源(低压交流电源)、开关、可拆变压器、导线若干。原理如图：
3.实验步骤
(1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数。
(2)接通学生电源，闭合开关，读出电压值，并记录在表格中。
(3)保持原、副线圈匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值。
(4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录每次的副线圈匝数和对应的电压值。
4.实验结论
在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比，等于原、副线圈的匝数比，即=。
5.误差分析
由于存在能量损耗以及漏磁，所以副线圈测量电压值应小于理论变压值。
6.注意事项
(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先 开关，再进行操作。
(2)为了保证人身安全，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。
断开
(3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用_________挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
7.理想变压器：没有 的变压器称为理想变压器，它是一个理想
化模型。
(1)原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，即无“漏磁”。
(2)原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热，即无“铜损”。
(3)闭合铁芯中的涡流为零，即无“铁损”。
最大量程
能量损耗
　在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中：
(1)下列仪器中不需要的是　　　。
例2
AB
“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验，需要器材是学生电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，结合题目给定的器材，图A是干电池，B是条形磁铁，C学生电源，提供低压交流电，D是多用电表，故不需要的是A、B。
(2)实验时原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是　　 。
A.原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡
D.原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡
C
根据实验原理可知，原线圈应接交流电压，副线圈接电压表，应用交流电压挡。故选C。
(3)若某次实验中使用匝数N1=400匝、N2=800匝的变压器，测得的电压分别U1=3.6 V、U2=8.2 V，据此可知　　　(选填“N1”或“N2”)是原线圈匝数。
N2
若某次实验中用匝数N1=400匝、N2=800匝的变压器，测得的电压分别为U1=3.6 V、U2=8.2 V，则有<，因为变压器不是理想的，存在有漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等电能损耗，即副线圈电压小于原线圈电压的一半，则N2一定是原线圈，N1为副线圈。
(4)造成(3)中的误差的原因可能为　　 　。
A.原线圈上的电流产生热量 B.副线圈上的电流产生热量
C.变压器铁芯漏磁 D.原线圈输入电压发生变化
ABC
原、副线圈上通过的电流产生热量，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，故A、B正确；
变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比不等，故C正确；
原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故D错误。
(5)为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计　　　。
D
根据题意可知，由于变压器工作时会在铁芯Q中存在变化
的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，应尽可能使
铁芯Q中不产生较大的涡流，如图所示，应通过相互绝缘的硅钢片使平行于efgh的各平面和平行于abfe的各平面都不能形成闭合回路，所以作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照平行于adhe平面的形式设计。故选D。
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理想变压器的基本关系
三
1.电压关系
(1)只有一个副线圈时，= 。
当n2>n1时，U2 U1，变压器使电压升高，是升压变压器。
当n2(2)有多个副线圈时，===…。
2.功率关系
从能量守恒看，理想变压器的输入功率 输出功率，即P入=P出。
>
<
等于
3.电流关系
(1)只有一个副线圈时，U1I1=U2I2或=。
(2)当有多个副线圈时，I1U1=I2U2+I3U3+…或n1I1=n2I2+n3I3+…。
　如图所示，理想变压器的原线圈接在u=110sin 60πt(V)的交流电源上，副线圈接有阻值为55 Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为1∶2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是
A.电压表的示数为55 V
B.原线圈的输入功率为880 W
C.副线圈输出交流电的频率为60 Hz
D.若在副线圈上电阻R的两端再并联一个阻值为55 Ω的定值电阻，则电流
表的示数为8 A
例3
√
因为原线圈电压关系u=110sin 60πt(V)，故可知原
线圈电压有效值为110 V，原、副线圈匝数之比为1∶
2，所以有=，解得电压表的示数U2=220 V，故
A错误；
因副线圈的功率为P== W=880 W，输入功率等于输出功率，故
B正确；
根据原线圈电压关系式可知该交流电的频率为f==30 Hz，C错误；
若在副线圈上电阻R的两端再并联一个阻值为55 Ω的
定值电阻，可知总电阻为：R总== Ω=27.5 Ω，所
以副线圈电流为I2== A=8 A，
根据=可知原线圈电流即电流表示数为I1=16 A，故D错误。
　(2021·广东卷)某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是
A.交流电的频率为10 Hz
B.副线圈两端电压最大值为3 V
C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
例4
√
周期为T=0.2 s，频率为f==5 Hz，故A错误；
由理想变压器原理可知=，解得副线圈两
端的最大电压为U2=U1=3 V，故B正确；
根据法拉第电磁感应定律可知，永磁铁磁场越强，线圈中产生的感应电动势越大，变压器的输入电压会越大，故C错误；
由理想变压器原理可知，充电电路的输入功率等于变压器的输入功率，故D错误。
　如图所示，理想变压器原线圈的匝数为1 000，两个副线圈的匝数分别为n2=50和n3=100，L1是“6 V　2 W”的小灯泡，L2是“12 V　4 W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为
A. A B. A
C. A D. A
例5
√
两灯泡都正常发光，则U2=6 V，原线圈两端电压U1
=U2=×6 V=120 V，副线圈上总的输出功率P出
=PL1+PL2=2 W+4 W=6 W，原线圈上输入功率P入=P出
=6 W，原线圈中的电流I1== A= A，故选项C正确。
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课时对点练
四
考点一　变压器基本原理的理解
1.关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是
A.通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B.穿过原、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
D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
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基础对点练
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通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量Φ是变化的，A错误；
因理想变压器无漏磁，穿过原、副线圈的磁通量相等，B错误；
由互感现象知，C正确；
原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈中的电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，电流不通过铁芯，D错误。
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考点二　实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
2.某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。该同学原线圈接“0”“8”接线柱，副线圈接“0” “1”接线柱，原线圈两端连接在学生电源10 V挡，用电压表测得副线圈两端的电压为0.4 V，这与其他小组的实验结果明显不一致。下列说法可能正确的是
A.铁芯没有闭合，漏磁过多
B.原线圈应接在学生电源直流电压输出端
C.只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压
D.只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压
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若变压器为理想变压器，则有U2=U1=×10 V=
1.25 V，用电压表测得副线圈两端的电压为0.4 V，
比1.25 V小得多，可能是铁芯没有闭合，漏磁过多，
故A正确；
原线圈应接在学生电源交流电压输出端，故B错误；
只增加原线圈的匝数，则原线圈的输入电压保持不变，副线圈的输出电压减小，故C、D错误。
12
3.(2023·广州六中高二校考)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”某次实验中，小唐同学采用了如图甲所示的变压器。
(1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是　　　。
A.为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压
不要超过12 V
B.即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电
C.为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱
D.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
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BD
甲
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变压器改变的是交流，因此为了人身安全，原线圈两
端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12 V，
而用直流电源变压器不能工作，故A错误；
即使副线圈不接用电器，原线圈处于空载也有一定的
电损，则原线圈也不能长时间通电，故B正确；
实验通电时，用手接触裸露的导线、接线柱，这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，故C错误；
使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故D正确。
(2)小唐同学把交流电源接在a、b两端，当Uab=12 V时，用多用电表交流电压10 V挡测量c、d两端电压，测量结果如图乙所示，则Ucd=　　　V。a、b两端匝数与c、d两端匝数之比是　 　。
A.2∶1 B.3∶1
C.4∶1 D.5∶1
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5.6
A
电压挡10 V的量程精度为0.2 V，估读到0.1 V，则Ucd=5.6 V ，根据理想变压器的电压比等于匝数比，有=== ，考虑变压器有一定的电能损失，则最接近的匝数比为2∶1，故选A。
考点三　变压器的基本规律
4.(2024·汕头市高二期中)如图所示为某充电器的参数，下列说法正确的是
A.参数中AC是指直流电
B.220 V指电压最大值
C.充电器的输入端线圈匝数与输出端线圈
匝数比值为20∶1
D.50 Hz说明充电时输入端电流方向1 s内变化50次
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参数中AC是指交流电，故A错误；
220 V指电压有效值，故B错误；
充电器的输入端线圈匝数与输出端线圈
匝数比值为===，故C正确；
50 Hz说明充电时输入端电流方向1 s内变化100次，故D错误。
5.(2024·肇庆市高二期末)利用如图所示的理想变压器为用户供电，原、副线圈匝数分别为n1、n2，原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，通过的电流分别为I1、I2，变压器原线圈的输入功率为P1，副线圈的输出功率为P2，穿过原、副线圈的磁通量分别为Φ1、Φ2。下列关系式成立的是
A.U1∶U2=n1∶n2
B.I1∶I2=n1∶n2
C.P1∶P2=n1∶n2
D.Φ1∶Φ2=n1∶n2
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根据理想变压器的电压与线圈匝数关系得=，
A正确；
根据理想变压器的电流与线圈匝数关系得=，
B错误；
理想变压器原、副线圈的功率不变，穿过原、副线圈的磁通量也不变，即P1=P2，Φ1=Φ2
C、D错误。
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6.如图所示，将理想变压器原线圈接在电压瞬时值u=220sin 50πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入4个规格均为“11 V　22 W”灯泡，灯泡均正常发光。下列说法正确的是
A.交变电流的频率为50 Hz
B.变压器的输入功率为88 W
C.理想电流表的示数为0.1 A
D.变压器原、副线圈的匝数比为20∶1
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根据原线圈电压瞬时值表达式可知，交变电流的
频率为f==25 Hz，故A错误；
根据能量守恒可知，变压器的输入功率为P=4×22 W=88 W，故B正确；
原线圈电压的有效值为220 V，则理想电流表的示数为I1===
0.4 A，故C错误；
根据变压器规律有，变压器原、副线圈的匝数比为===，故
D错误。
7.某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V时，输出电压
A.降低2 V B.增加2 V
C.降低200 V D.增加200 V
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由==，代入数据得ΔU2=200 V，故D正确。
8.(多选)如图所示的元件为可将220 V降为11 V的变压器，该变压器可视为理想变压器，有a、b、c、d四个引线，b、c引线明显比a、d引线粗。已知引线越粗能承载的电流越大，则下列说法正确的是
A.a、d端应接入220 V交变电流
B.该变压器可以用于直流电变压
C.a、d端和b、c端线圈的匝数比为1∶20
D.a、d端和b、c端电流大小之比为1∶20
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能力综合练
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根据输入功率和输出功率相等，由P=UI知
接220 V的线圈电流小，接11 V的线圈电流大，b、c
引线明显比a、d引线粗，已知引线越粗能承载的电
流越大，即b、c引线能承载的电流大，接11 V的线圈，所以a、d端应接入220 V交变电流，A正确；
变压器工作原理是互感现象，不可以用于直流电变压，B错误；
a、d端和b、c端线圈的匝数比===，C错误；
根据I1U1=I2U2，a、d端和b、c端电流大小之比==，D正确。
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9.(2024·深圳市高二期末)电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将3 V直流电压通过转换器转变为正弦交变电压u=3sin 10 000πt(V)，再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到2 100 V时可击杀蚊虫，正常工作时
A.交流电压表的示数为3 V
B.电击网上的高频电压的频率为10 000 Hz
C.副线圈与原线圈匝数比需满足≥700
D.将3 V直流电压连接在变压器的原线圈两端，电蚊拍也可以正常工作
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正弦交变电压的有效值为U== V=
V，交流电压表的示数为 V，
故A错误；
电击网上的高频电压的周期为T== s= s，则电击网上的高频电压的频率为f==5 000 Hz，故B错误；
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根据变压器原、副线圈电压比等于匝数
比，可知副线圈与原线圈匝数比需满足
=≥=700，故C正确；
将3 V直流电压连接在变压器的原线圈两端，副线圈不会产生感应电动势，电蚊拍不可以正常工作，故D错误。
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10.教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的示数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则
A.R消耗的功率变为P
B.电压表V的示数变为U
C.电流表A的示数变为2I
D.通过R的交变电流频率不变
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发电机线圈的转速变为原来的
，由E=，ω=2πf知，原
线圈中输入电压变为原来的=，则U2变为原来的，副线
圈交变电流的频率与原线圈相等，B正确，D错误；
由I2=可知通过R的电流也变为原来的=
，即电流表A的示数变为I，C错误；
R消耗的功率P2==P，A错误。
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11.某车床供电示意图如图所示，理想变压器原线圈两端连接有效值为350 V的交流电源，两副线圈分别连接电机和两个相同的指示灯(连接电机的副线圈简称副线圈1，连接指示灯的副线圈简称副线圈2)，电机的电压为118 V，指示灯的电压为22 V，S为指示灯中的一条支路的开关。下列说法正确的是
A.S闭合后，副线圈2两端的电压减小
B.S闭合后，电源的输出功率增大
C.S闭合后，副线圈1中的电流比副线圈2中的电流增加得多
D.原线圈和副线圈1的电流之比I1∶I2=59∶175
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S闭合后，由于理想变压器匝数及输入电压不变，
因此副线圈2两端的电压不变，但由于S闭合后，
副线圈2中又接入了灯泡，则电源的输出功率由
P出=PM+PL变为P出'=PM+2PL
即电源的输出功率变大，故A错误，B正确；
S闭合后，由于输入电压及原线圈与副线圈的匝数比不变，因此副线圈1中的电压不变，则可知副线圈1中的电流不变，故C错误；
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由题已知U1=350 V，U2=118 V
则有===
而根据U1I1=U2I2+U3I3，==
可得n1I1=n2I2+n3I3
若只有一个副线圈，则原、副线圈中电流比等于匝数的反比，可得原线圈和副线圈1的电流之比I1∶I2=59∶175，但该变压器有两个副线圈，根据原、副线圈中电流与匝数的关系可知I1∶I2≠59∶175，故D错误。
12.(多选)(2024·汕尾市高二期末)如图所示为某电吹风的电路图，扇形金属触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风、吹冷风三种工作状态。变压器为理想变压器，当P使b、c接触时，标有“6 V 6 W”的小风扇正常工作，下列说法正确的是
A.该状态电吹风吹的是冷风
B.该状态小风扇两端电压最大值为6 V
C.该状态流过小风扇的电流小于1 A
D.变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=110∶3
尖子生选练
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该状态P使b、c接触时，电吹风吹的是冷风，
故A正确；
该状态小风扇两端电压有效值为6 V，故B
错误；
该状态流过小风扇的电流I==1 A，故C错误；
变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=U1∶U2=220 V∶6 V=110∶3，故D正确。
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