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(共23张PPT)
第三章　交变电流
章末复习　知识整合与能力提升
核心 目标 1. 了解交变电流的产生原理和方式，理解交变电流的图像，以及高压输电、变压器的原理．
2. 会做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，能正确操作实验器材，通过分析数据发现规律.
核心知识·整合建构
应用创新·链接高考
B
C
3. (多选)(2021·1浙江选考)发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示．其它电阻不计，图乙中的Um为已知量，则金属框转动一周( )
BCD
甲 乙
A. 该交流电周期为0.02 s
B. 电压表的读数为100 V
C. 电流表的读数为10 A
D. 电阻的电功率为1 kW
C
D
A. 仅将滑片P向上滑动
B. 仅将滑片P向下滑动
C. 仅在副线圈电路中并联一个阻值为20 Ω 的电阻
D. 仅在副线圈电路中串联一个阻值为20 Ω 的电阻
BD
7. (2021·湖北卷)如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻．在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中( )
A. 电流表A1示数减小
B. 电流表A2示数增大
C. 原线圈输入功率先增大，后减小
D. 定值电阻R消耗的功率先减小后增大
解析：在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，副线圈电路中的等效电阻一直增大，由欧姆定律可知，电流表A2示数减小，根据变压器变流公式可知，电流表A1示数减小，原线圈输入功率一直减小，A正确，B、C错误；由于定值电阻R中电流一直减小，由热功率公式，可知定值电阻R消耗的功率一直减小，D错误．
A
8. (2021·福建卷)某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻．若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是( )
A. A1增大，V2不变，V3增大
B. A2增大，V2减小，V3增大
C. A2增大，V2增大，V3减小
D. A2 增大，V2不变，V3减小
解析：当住户使用的用电器增加时，变压器副线圈输出电流增大，A2增大，V2不变，V3减小，根据变压器输入电功率等于输出电功率可知，A1增大，D正确．
C
9. (2021·湖南卷)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同．在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法中正确的是( )
A. L1先变暗后变亮，L2一直变亮
B. L1先变亮后变暗，L2一直变亮
C. L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗
D. L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗
解析：在滑动变阻器R的滑片从a滑动到b的过程中，在R的中点时，变压器负载电阻最大，输出电流和输出电功率最小，灯泡L2一直变亮，灯泡L1先变暗后变亮，A正确．
A
10. (多选)(2021·河北卷)如图所示，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2，当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法中正确的是( )
BC
11. (2021·江苏卷)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时．某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20 T，线圈的匝数为100、面积为0.5 m2，电阻为0.6 Ω，若磁体转动的角速度为90 rad/s，线圈中产生的感应电流为50 A．求：(结果保留两位有效数字)
(1) 线圈中感应电动势的有效值E.
(2) 线圈的输出功率P.
答案：(2) 线圈输出电压
U＝E－Ir＝6.4×102 V－50×0.6 V＝610 V
线圈输出电功率P＝UI＝610×50 W＝3.1×104 W
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第三章　交变电流
第四节　远距离输电
核心 目标 1. 了解提高输电电压是降低远距离输电损耗的有效途径，了解从变电站到用户的输电过程，知道电网供电．
2. 理解输电模型，理解各个回路的物理量之间的关系，会用相关知识解释实际的输电问题.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　高压交流输电
1. 输送电能的基本要求
(1) 可靠：保证____________可靠地工作，少有故障．
(2) 保质：保证电能的质量——电压和________的稳定．
(3) 经济：输电线路建造和运行的费用______，电能损耗______.
2. 降低输电损耗的两个途径
要减少输电线路上的功率损失，由公式P损＝I2R线知，必须减小输电线________或减小输电________.
供电线路
频率
低
少
电阻
电流
横截面积
电阻率
输电电压
3. 高压输电
(1) 现代远距离输电都采用________输电，但也不是越高越好.
(2) 实际输送电能时要综合考虑输送功率、距离、技术和经济等要求，选择合适的输电电压．
特别提醒：(1) 输电电压是指加在高压输电线起始端的电压U，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU＝IR.
(2) 输送功率是指高压输电线起始端输出的功率，损失功率是输电线上消耗的功率．
(3) 无论从减少输电线路上的功率损失，还是减少电压损失来看，都要求________输电电压，以减小输电电流．
高压
提高
要点2　电网供电
1. 远距离输电基本原理
在发电站内用________变压器升压，然后进行远距离输电，在用电区域通过________变压器降到所需的电压．
2. 电网
通过网状的输电线、变电站，将许多电厂和广大用户连接起来，形成的全国性或地区性的输电网络．
升压
降压
3. 电网输电的优点
(1) 降低一次能源的运输成本，获得最大经济效益．
(2) 减少断电的风险，调剂不同地区电力供需的平衡，保障供电的质量．
(3) 合理调度电力，使电力的供应更加可靠，质量更高．
特别提醒：(1) 用户消耗的功率决定输送功率，即用户和线路总共消耗多少功率，发电站就输送多少功率，这是能量守恒定律和变压器原理的体现．
(2) 抓住输电的两头——电源和用电器；分析一条线——输电线；研究两次电压变换——升压变压器和降压变压器．
(3) 注意输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)三者之间的区别和数量关系．
要点3　高压直流输电
1. 直流输电的优点：不存在________和________引起的电能损失．
2. 直流输电的基本过程
在发电站区域经变压器升压，由换流设备将____________变成__________，用高压直流电进行远距离传输，在用户区域由将直流电变为交变电流，经变压器降压送给用户．
感抗
容抗
交变电流
直流电
基础内化
1. 下图为长距离高压输电的示意图．关于长距离输电，下列说法中正确的是( )
A. 减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B. 高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C. 在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D. 高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好
B
解析：减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率P损＝I2r，不利于减小输电过程中的电能损失，故A错误；根据输电过程中损失的电功率P损＝I2R，减小输电电流有利于减小电路的发热损耗，故B正确；输送的电功率越大，输电线上的电流越大，输电过程中的电能损失越大，故C错误；高压输电综合考虑材料成本、技术、经济性等各个方面的因素，所以不是输电电压越高越好，故D错误．
2.(多选)(2022·广东信宜第二中学)一小型水电站，输出的电功率为P＝20 kW，输出电压U0＝400 V，经理想升压变压器T1升为2 000 V电压远距离输送，输电线总电阻为r＝10 Ω，最后经理想降压变压器T2降为220 V向用户供电．下列说法中正确的是( )
A. 变压器T1的匝数比n1∶n2＝1∶5
B. 输电线上的电流为50 A
C. 输电线上损失的电功率为5 kW
D. 变压器T2的匝数比n3∶n4＝95∶11
AD
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　输电线上电压和功率损失的计算
1. 输电线上的电功率损失
(1) 原因：输电导线有电阻R线，电流流过输电线时，电流的热效应引起电功率的损失．
2. 输电线上的电压损失
若用U表示输电线始端电压，U′表示输电线末端电压，则U线＝U－U′或U线＝__________.
IU线
IR线
4. 注意：交流输电时，导线不但有电阻，还有线路的电感、电容产生的感抗和容抗，但高中阶段计算中，可将输电线看作纯电阻电路，不再考虑感抗和容抗对交流电路的影响．
5. 考查分析：要会计算输电线上功率的损失．
　 (2022·广东广州第二中学)假设广州二中在后山修建了一座小型太阳能发电站给科技馆供电，发电机最大输出功率为 P0＝9 kW，输出电压恒为U0＝500 V．已知输电线的总电阻为R＝10 Ω，科技馆工作电压为U2＝220 V.
(1) 输出功率最大时，采用匝数比为1∶3的升压变压器进行输电，则输电线功率损耗与直接输电时的功率损耗之比是多少？
　
(2) 假设科技馆某段时间消耗功率为P2＝2.64 kW，若不采用升压变压器输电，为保障科技馆用电设备正常工作，则科技馆降压变压器的匝数比和发电站的输出功率是多少？
考向2　远距离输电
1. 示意图
3. 三个回路
(1) 在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1.
(2) 在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝IR线.
(3) 在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户．
4. 考查分析：关键是理解、分析好各种关系．处理远距离输电的方法技巧：
(1) 画好一张图——远距离输电示意图
(2) 抓住电两端——发电站和用户
(3) 分析一条线——输电线
(4) 研究两次变——升压变压器升压和降压变压器降压
(5) 区分三个量——输送电压(功率)、损失电压(功率)、用户电压(功率)
　(2022·安徽六安第一中学)某村通过水电站发电对用户供电，输电线路如图所示，已知发电机的输出电压为 500 V，输出功率为9 kW，用变压比(原、副线圈匝数比)为 1∶3 的理想变压器升压后向远处送电，输电导线的总电阻为10 Ω.到达用户后再用变压比为72∶11的理想变压器降压后供给用户，求：
(1) 输电线上损失的电压和电功率．
　
(2) 用户得到的电压和电功率．
AD
2. (2022·广东茂名水东中学)某小型水电站发电机的输出功率P＝200 kW，发电机的电压U1＝500 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R输＝4 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220 V．已知输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，假设两个变压器均是理想变压器，求：
(1) 输电线上的电流．
答案：(1) 损失功率为发电机输出功率的5%，则
P损＝5%P总
代入数据解得P损＝5%×200 000 W＝10 000 W
设输电线上的电流为I，则P损＝I2R输
解得I＝50 A
(2) 升压变压器的匝数比．
答案：(2) 设升压变压器输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2.
由于P1＝P2＝2 000 000 W
又P2＝IU2＝50 A×U2
解得U2＝4000 V
(3) 降压变压器的输入电压．
答案：(3) 设输电过程中损失的电压为ΔU，降压变压器的输入电压为U3，则U3＝U2－ΔU＝4 000 V－50 A×4 Ω＝3 800 V
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第三章　交变电流
第一节　认识交变电流
核心 目标 1. 了解发电机，认识交变电流及其产生原理和方式，能推理得出正弦式交变电流方向和大小的规律．
2. 理解正弦交变电动势、电流、电压的瞬时值规律、图像，会用图像和公式描述正弦式交变电流.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　交变电流
1. 交变电流：大小和方向都随时间做__________变化的电流，简称交流．
特别提醒：
(1)方向随时间变化是交变电流最主要的特征，也是交变电流与直流的根本区别．
(2) 判断方向是否变化，关键看i－t图像中，图线是否在t轴上方和下方都有波形．
周期性
2. 几种不同类型的交变电流
3. 按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流．
要点2　正弦式交变电流的产生及变化规律
1. 线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动时，线圈里就产生了正弦式交变电流．
2. 线圈里产生的电动势e、回路电流i和输出电压u等瞬时值随时间t的变化规律可用下述函数表示．上图所示为线圈实时位置与e、i对照图．
从中性面位置开始计时 从与中性面垂直的位置开始计时
磁通量 Φ＝Φmcosωt Φ＝BScosωt Φ＝Φmsinωt
Φ＝BSsinωt
感应 电动势 e＝Emsinωt e＝NBSωsinωt e＝Emcosωt
e＝NBSωcosωt
3. 中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场________时所在的平面．
(1) 线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流________就要改变一次．
(2) 线圈转一周，感应电流方向改变________.
4. 峰值：表达式中的Em、Um、Im分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫作峰值．
垂直
方向
两次
要点3　交流发电机
1. 主要构造：________和________.
2. 分类
(1) 旋转电枢式发电机：________转动，________不动．
(2) 旋转磁极式发电机：________转动，________不动．
电枢
磁体
电枢
磁极
磁极
电枢
基础内化
1. (2022·安徽六安舒城中学)下列图像中不属于交变电流的有( )
解析：判断电流是交流还是直流，就看方向是否随时间周期性变化；A、B、C中的方向均发生周期性变化，故它们属于交变电流；选项D中，尽管电流大小随时间变化，但因其方向不变，所以是直流，故选D.
D
A B
C D
2. (2022·江苏苏州陆慕高级中学)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( )
A. 线圈中磁通量最大时，感应电动势为零
B. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
C. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都不改变
D. 线圈通过中性面时，磁通量为零
解析：线圈通过中性面时，线圈中磁通量最大，感应电动势为零，A正确，D错误；线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势的方向就改变一次，B、C错误．
A
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　正弦式交变电流的产生
1. 正弦式交变电流的产生条件
(1) 匀强磁场．
(2) 线圈匀速转动．
(3) 线圈的转轴垂直于磁场方向．
2. 两个特殊位置的特点
3. 考查分析：要能结合发动机模型理解两个特殊位置的特点．
中性面 中性面的垂面
位置 线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行
磁通量 最大 零
磁通量变化率 ______ ________
感应电动势 ______ ________
感应电流 ______ ________
电流方向 改变 不变
零
最大
零
最大
零
最大
　 一矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴OO′匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流．下列说法中正确的是( )
B
甲 乙
丙 丁
A. 线圈经过图甲位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大
B. 线圈经过图乙位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，电流的方向为图中箭头指向
C. 线圈经过图丙位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率也最大
D. 线圈从图丙位置转到图丁位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在减小
解析：线圈经过图甲位置(中性面)时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流为零，故A错误；线圈经过图乙位置(与中性面垂直)时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，根据楞次定律可知电流的方向为图中箭头指向，故B正确；线圈经过图丙位置(中性面)时，穿过线圈的磁通量最大，产生的磁通量变化率为零，故C错误；线圈从图丙位置(中性面)转到图丁位置(与中性面垂直)的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在增大，故D错误．
考向2　正弦式交变电流的变化规律
1. 推导正弦式交变电流瞬时值的表达式
若线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经时间t
(1) 线圈转过的角度为ωt.
(2) ab边的线速度跟磁感线方向的夹角____________.　
θ＝ωt
BLabvsinθ
2eab
2. 峰值
(1) 由e＝NBSωsinωt可知，电动势的峰值Em＝____________.
(2) 交变电流电动势的最大值，由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场，因此如图所示几种情况，若N、B、S、ω相同，则电动势的最大值相同．
3. 考查分析：要理解交变电流瞬时值变化规律，具体问题中能求解有关物理量，写出瞬时值表达式．
NBSω
C
　 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω，求：
(1) 转动过程中感应电动势的最大值．
答案：(1) 感应电动势的最大值为
Em＝nBSω＝3.14 V
(2) 由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势．
答案：(2) 由于从线框垂直于中性面开始计时，所以瞬时感应电动势表达式为
e＝Emcos2πt＝3.14cos(2πt)V
当线圈转过60°时的瞬时感应电动势为
e＝3.14cos60° V＝1.57 V
(3) 由图示位置转过60° 角的过程中产生的平均感应电动势．
考向3　交变电流的图像
1. 正弦式交变电流图像描述的是电动势、电流、电压随时间变化的规律，它们是正弦曲线．
2. 从图像中可以解读到以下信息：
(1) 交变电流的最大值Im、Em、Um和周期T.
(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻．
(3) 找出线圈平行于磁感线的时刻．
(4) 判断线圈中磁通量的变化情况．
(5) 分析判断e、i、u随时间的变化规律．
3. 考查分析：作为重要考查内容，要掌握图像的分析方法：
一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”，并理解其物理意义．
二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系．
三判：在此基础上进行正确的分析和判断．
有一个交流发电机产生的正弦式交变电流的电动势如图所示．
(2) 当电动势的瞬时值为最大值的一半时，求发电机线圈平面与磁感线的夹角．
答案：(2) 当电动势的瞬时值为最大值的一半时，有
2．5 V＝5sinθ V
(θ为线圈平面与中性面的夹角)
所以sinθ＝0.5，故线圈平面与磁感线之间的夹角为60°.
(3) 已知发电机线圈面积为16 cm2，共25匝，求匀强磁场的磁感应强度大小．
答案：(3) 因为Em＝nBSω，又ω＝100π rad/s
巩固验收
1. (2022·江苏徐州丰县中学)交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法中正确的是( )
D
甲 乙 丙 丁
A. 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大
B. 转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零
C. 转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大
D. 转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B
解析：转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，A错误；转到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，D正确．
2. 匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为2 Ω，则( )
A. t＝0时，线圈平面垂直于磁感线
B. t＝1 s时，线圈中的电流改变方向
C. t＝1.5 s时，线圈中磁通量的变化率最大
D. t＝2 s时，线圈中的感应电流最大
D
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第三章　交变电流
第二节　描述交变电流的物理量
核心 目标 1. 理解交变电流周期、频率、角频率的含义、关系，理解峰值和有效值的含义、关系，会求解交变电流的有效值．
2. 能结合交变电流的公式和图像识别周期(频率)、峰值，会用周期(频率)、峰值等描述交变电流.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　周期和频率
1. 物理意义：描述交变电流____________的物理量．
2. 周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是秒(s)，也是线圈转动一周的时间．
3. 频率：交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比．用f表示，单位是________(Hz)，也是线圈在磁场中一秒钟内转动的圈数．
线圈在匀强磁场中转动一周，电动势、电流都按正(余)弦规律变化一个周期．
变化快慢
赫兹
5. 我国民用交变电流的周期和频率
(1) 周期：T＝____________s.
(2) 频率：f＝________Hz，电流方向每秒钟改变__________次，
2πf
0.02
50
100
要点2　峰值和有效值
1. 峰值
(1) 定义：交变电流在一个周期内所能达到的________数值，表示交变电流的强弱.
(2) 应用：电容器所能承受的最大电压要________交变电压的峰值．
2. 有效值
(1) 定义：让交变电流与恒定电流分别通过相同的________，如果它们在交变电流的一个周期内产生的热量________，则这个恒定电流的电流I、电压U，叫作这个交变电流的有效值．
最大
高于
电阻
相等
(2) 应用
①交流用电设备上所标的________电压和________电流都是有效值．
②交流电压表、交流电流表测量的数值是有效值．
③无特别说明时提到的交变电流的数值是有效值．
④计算与电流热效应有关的量(如功率、热量)要用有效值．
注意：对于正弦式交变电流这个关系是成立的，对于非正弦式交变电流的有效值，应按有效值的定义计算．计算时要紧扣电流通过电阻生热进行计算，计算时间一般取一个周期，半周期对称的，也可取半周期．
额定
额定
0.707
0.707
0.707
要点3　正弦式交变电流的公式和图像
1. 正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况．若线圈通过中性面时开始计时，交变电流的图像是________曲线．
2. 若已知电压、电流最大值分别是Um、Im，周期为T，则正弦式交变电流电压、
电流表达式分别为_______________________、________________________.
正弦
A
关键能力·分析应用
热效应
3.考查分析：当电流是非正弦式交变电流时，必须根据有效值的定义求解．求解步骤如下：
　 (2022·广东佛山里水高级中学)利用可控硅可任意调节灯的亮度或电风扇转速，具有体积小、效率高的优势．如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每个半周期中，前面一半被截去，则现在电灯上电压的有效值为( )
B
　
　 某交变电压随时间变化的图像如图甲所示，每个周期内前二分之一周期的电压按正弦规律变化，后二分之一周期的电压不变．若电路如图乙所示，电路中额定电压为 50 V 的灯泡L正常发光，两个电表均为理想电表，已知R＝1×104 Ω，则下列说法中正确的是( )
甲 乙
A. 理想电压表的示数为60 V
B. 理想电流表的示数为5 A
C. 灯泡消耗的电功率为50 W
D. 电阻R在2 min内产生的热量为 2 400 J
A
考向2　交变电流的四值比较
1. 比较
2. 考查分析：特别提醒注意：
(1)交变电流的平均值是针对某一过程的物理量，在不同的时间内平均值一般不相同．
(3) 研究电功、电功率和电热时，只能用有效值．
(4) 研究通过导体某横截面的电荷量时，要用平均值．
　 如图所示，一半径为a的半圆形单匝线圈，电阻为r，放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B.线圈以直径ab为轴匀速转动，转速为n，磁场位于ab左侧且垂直于纸面向里(与ab垂直)，M和N是两个滑环，负载电阻为R.电流表和连接导线的电阻不计，求：
(1) 转动过程中交变电流的最大值．
(4) 从图示位置起线圈转动一周外力做的功．
B
2. (2022·广州第二中学)如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动．线圈的匝数n＝20、电阻r＝5 Ω，线圈的两端经集流环与R＝45 Ω的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法中正确的是( )
甲 乙
B
A. 此交流发电机产生感应电动势的最大值为Em＝31.4 V
B. t＝0.4π s 时刻，线圈处在中性面的位置
C. 1 min内电阻R上产生的焦耳热为60 J
D. 线圈从图甲所示位置转过90°过程中通过电阻R的电荷量为0.1 C
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第三章　交变电流
第三节　变压器
第2课时
探究变压器的电压与匝数的关系
核心 目标 1. 通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系.
2. 能制定科学探究实验方案、正确操作实验器材，获得可靠的实验数据，通过分析数据发现规律.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　实验思路
1. 利用教学用可拆变压器进行探究．
2. 控制变量法，保持原线圈电压U1是一定的，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压，就能找出它们之间的关系．
要点2　实验器材
多用电表、可拆变压器、学生电源、开关、导线若干．
要点3　实验步骤
1. 保持原线圈的匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究副线圈的匝数n2对副线圈电压U2的影响．
(1) 选择n1＝400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上．
(2) 将选择开关调至使原线圈两端电压为U1＝5 V.
(3) 将多用电表分别与副线圈n2＝200、800、1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.
(4) 将测得的n2、U2记录在表格一中．
表格一　U1＝5 V，n1＝400匝
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n1对副线圈电压U2的影响．
(1) 将1中的原线圈作为副线圈，副线圈作为原线圈．
(2) 选择n2＝400匝，用导线将变压器原线圈接在学生电源的交流输出接线柱上．
(3) 将选择开关拨至U1＝5 V挡．
(4) 将多用电表分别与副线圈n2＝400、800、1 400匝的接线柱相连接，读出副线圈两端的电压U2.
(5) 将测得的U2、n1记录在表格二中．
实验次数 1 2 3
n2/匝
U2/V
表格二　U1＝5 V，n2＝400匝
3. 拆除实验线路，整理好实验器材．
先将多用电表从电路中断开，并将多用电表的选择开关置于交流电压最大量程挡或“OFF”位置，然后断开交流电源的开关，拆除电路．
实验次数 1 2 3
n1/匝
U2/V
基础内化
1. 为完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”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na＝60匝和nb＝120匝的变压器，实验测量数据如下表：
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
ACE
根据测量数据可判断连接电源的线圈是_________(选填“na”或“nb”)．
解析：为了完成实验，需要使用交流电源变压，故选用多用电表的交流电压挡；为了让变压效果明显，需要带闭合铁芯的原、副线圈．由于存在漏磁，所以副线圈测量电压值应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端．
nb
2. (多选)在用可拆变压器“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，下列说法中正确的是( )
A. 用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈
B. 测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表
C. 原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱时，副线圈电压大于原线圈电压
D. 为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响
AD
解析：变压器的输出电压跟输入电压以及原、副线圈匝数之比都有关，因此需要用可拆变压器研究，A、D正确；变压器只对交流电压有作用，故不能用直流电压表测量原、副线圈的电压，B错误；根据输入、输出电压之比等于原、副线圈匝数之比，原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱时，副线圈电压小于原线圈电压，C错误.
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　实验原理与操作
1. 原理分析：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. 操作注意事项
(1) 连接电路后要由同组的几位同学分别独立检查，并经过老师确认．只有这时才能接通电源.
(2) 为了人身安全，只能使用________交变电源，所用电压不要超过12 V，即使这样，通电时也不要用手接触裸露的导线和接线柱．
低压
(3) 为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先估计被测电压的大致范围，再选择恰当的量程，若不知道被测电压的大致范围，则应先用________量程挡试测，大致确定电压后再选择适当的挡位进行测量．
(4) 在改变学生电源、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．
(5) 实验结束时，先拆除____________，再断开开关，以免烧坏电表．
3. 考查分析：实验操作，安全第一，要理解实验探究的思路．
最大
多用电表
　(多选)如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法中正确的是( )
A. 原线圈接0、4接线柱，副线圈副0、8接线柱，则副线圈电压大于原线圈电压
B. 测量原、副线圈的电压，可用直流电压表测量
C. 为便于探究，先保持原线圈匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究副线圈电压U2随n2的影响
D. 原线圈接0、4接线柱，仅改变副线圈的匝数最多可以测量3组不同数据
　
AC
解析：根据原、副线圈匝数之比等于输入、输出电压之比可知，原线圈接0、4接线柱，副线圈接0、8接线柱，原线圈匝数比副线圈匝数少，则副线圈电压大于原线圈电压，A正确；变压器只能对交变电流的电压有作用，不能改变直流电的电压，B错误；为便于探究，先保持原线圈匝数n1和电压U1不变，改变副线圈的匝数n2，研究副线圈电压U2随n2的影响，C正确；原线圈接0、4接线柱，改变副线圈的匝数可以选择0、2,0、8,0、14,2、8,2、14测量5组不同数据，D错误．
考向2　数据处理与误差分析
1. 分析实验数据，可得以下结论：
(1) 当原线圈电压、原线圈匝数不变时，副线圈电压与副线圈匝数成正比；当原线圈电压、副线圈匝数不变时，副线圈电压与原线圈匝数成反比．
2. 误差分析
实验数据没有严格遵从实验结论所述规律，是因为
(1) 实验变压器工作时存在多种损耗：
①变压器线圈通过电流时会发热．
②铁芯在交变磁场的作用下会发热．
③交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内．
(2) 多用电表的读数存在误差等．
在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1＝120匝、n2＝240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．
　
1∶1.9
(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：变压器电压与线圈匝数的关系为__________(用题目中给出的字母表示)．
(3) 该变压器是________(填“升压”或“降压”)变压器．
升压
考向3　实验拓展创新
本实验的创新有两个视角：
视角一：不改变实验原理，改变实验目的，在原线圈两端电压和匝数一定时，用多用电表测出副线圈两端电压就可以求出副线圈的匝数．
视角二：不改变实验装置和实验目的，还可以探究变压器是否是理想变压器．
小华同学做了探究变压器线圈两端的电压与匝数关系的实验，请回答以下问题：
甲　　　 　 乙
(1) 本实验中需要测量电压，则在如图所示的器材中，应______.
A. 选甲图中的器材
B. 选乙图中的器材
C. 都可以选
D. 都不能选
　
A
(2) 小华在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6 V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13 V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是______.
A. 变压器的铁芯没有闭合
B. 一定是电压的测量出了问题
C. 副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝
D. 学生电源实际输出电压大于标注的“6 V”　
(3) 用匝数na＝100匝和nb＝200匝的变压器，实验测量数据如下表.
根据测量数据可判断连接电源的线圈是____________(填“na”或“nb”).
U1/V 1.60 2.50 3.70 4.60
U2/V 3.70 5.30 7.60 9.70
D
nb
巩固验收
1. (2022·广东佛山里水高级中学)
(1) 某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，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，电表用直流电压挡　
B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
D
(2) 该学生继续做实验，电源电压一定时，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(填 “增大”“减小”或“不变”)；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(填“增大”“减小”或“不变”)．上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是______________.
增大
减小
控制变量法
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第三章　交变电流
第三节　变压器
第1课时
变压器
核心 目标 1. 观察常见的变压器，了解变压器的构造、原理及其在日常生活中的应用，了解理想变压器．
2. 理解电压(电流)、功率关系，并能用这一关系进行简单计算，了解电压互感器和电流互感器.
必备知识·记忆理解
要点笔记
要点1　变压器的原理
变压器是改变交变电流电压或电流，而不改变直流电压或电流，也不改变交变电流________，功率损耗较小的设备．
1. 变压器的构造
由____________和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示．
(1) 原线圈：与____________连接的线圈，也叫____________.
(2) 副线圈：与________连接的线圈，也叫____________.
频率
闭合铁芯
交流电源
初级线圈
负载
次级线圈
2. 变压器的工作基础：________现象．原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发的________也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生______________，使副线圈也能够输出电流．
3. 变压器的工作原理：电磁感应．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，在副线圈中要产生______________E2.如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，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．
注意：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．
互感
磁场
感应电动势
感应电动势
要点2　电压与匝数的关系
1. 理想变压器
(1) 定义：没有________损失的变压器．
(2) 特点
① 变压器铁芯内无漏磁．
② 原、副线圈不计内阻，不产生焦耳热．
③ 铁芯中不产生涡流．
能量
3. 两类变压器
(1) 降压变压器：__________的电压比__________电压低的变压器．
(2) 升压变压器：__________的电压比__________电压高的变压器．
副线圈
原线圈
副线圈
原线圈
基础内化
1. (2022·河北深州长江中学)如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是( )
C D
解析：变压器应该接在交流电路中，升压变压器中副线圈的匝数大于原线圈的匝数，故选C.
C
A B
2. (2022·广东深圳重点中学高二上期末)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W，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( )
D
关键能力·分析应用
分类悟法
考向1　变压器的基本规律
1. 功率关系
理想变压器的输入、输出功率的关系为P入＝P出，或P1＝P2.
(1) 无论副线圈一端是空载还是有负载，上述关系都是适用的．
(2) 若n2＞n1，U2＞U1，这种变压器为________变压器；若n2＜n1，U2＜U1，这种变压器为________变压器．
升压
降压
n1升压变压器
n1>n2
降压变压器
5. 考查分析：理想变压器的电压、电流与匝数的关系是考查重点，重要关系是P入＝P出．关注四点说明：
(1) 变压器不能改变直流电压．
(2) 变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率．
(3) 理想变压器本身不消耗能量．
(4) 理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．
　(2022·广东佛山里水高级中学)如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12 V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3 W，电动机线圈电阻r＝3 Ω，电阻R＝8 Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：
甲
乙
(1) 副线圈电流的频率．
答案：(1) 变压器不改变交流电的频率，由乙图可知
T＝0.02 s，
(2) 副线圈两端的电压．
(3) 电动机输出的机械功率．
考向2　多个副线圈的变压器问题求解
1. 当有多个副线圈且绕在同一“□”字形铁芯上时：
I1U1＝I2U2＋
I3U3…
广州地铁供电的变电站，将35 kV的高压电送到变压器(可视为理想变压器)，变为1 180 V和220 V后供机车牵引和照明使用，其部分电路可简化为如图所示．图中M为牵引机车的电机，其电流恒定，则( )
A. n1∶n2∶n3 ＝175∶59∶11
B. S闭合后与闭合前相比，n2两端的电压会减小
C. S闭合后与闭合前相比，原线圈的电流会增大
D. S闭合后与闭合前相比，变压器的输入功率保持不变
解析：根据电压与匝数成正比可知n1∶n2∶n3＝35 000∶1 180∶220＝1 750∶59∶11，故A错误；S闭合后与闭合前相比，n2两端的电压不变，因为原线圈电压与匝数不变，故B错误；S闭合后两灯泡并联，总电阻减小，电流增大，则P3增大，变压器输入功率变大，原线圈总功率增大，根据P＝IU可知，原线圈的电流会增大，故C正确，D错误．
C
(2022·江苏邳州宿羊山高级中学)如图所示，绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电时，两个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂．已知线圈1、2的匝数之比N1∶N2＝2∶1.在不接负载的情况下( )
①当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出的电压为110 V
②当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 V
③当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 V
④当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V
A. ①③ B. ②④
C. ①④ D. ③④
B
　
考向3　几种特殊的变压器
1. 自耦变压器
图甲所示是自耦变压器的示意图．这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈．如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压．
甲 乙
调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2.
2. 互感器
(2) 区分电压互感器与电流互感器的三个标志
①测量仪器不同，前者电压表，后者电流表．
②原、副线圈匝数关系不同．
③原线圈接线方式不同，前者接在火线和零线间，后者接在火线上．
(3) 使用互感器时，一定要将互感器的外壳和副线圈接地．
3. 考查分析：作为常考内容，需理解其原理．
　(2022·广东广州第四中学)如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一个理想交流电压表V1后接在稳定的交流电源上，右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一个理想交流电压表V2.下列说法中正确的是( )
A. 若P不动，滑片F向上移动时，灯泡L消耗的功率变大
B. 若P不动，滑片F向上移动时，V1、V2的示数均变大
C. 若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡L消耗的功率变小
D. 若F不动，滑片P向上滑动时，V1、V2示数都变小
　
A
解析：若P不动，则灯泡L和滑动变阻器R的阻值之比不变．滑片F向上移动时，灯泡L和滑动变阻器R两端的电压将升高，流过的电流将增大，由P＝UI可知灯泡L消耗的功率将变大，V2的示数将变大，理想交流电压表V1接在稳定的交流电源上，其示数保持不变，A正确、B错误；若F不动，滑片P向上滑动时，滑动变阻器R接入电路的电阻减小，则流过灯泡L和滑动变阻器R的电流将增大，由P＝I2R可知灯泡L消耗的功率将变大，由UR＝U－UL可知V2示数将变小，V1接在稳定的交流电源上，其示数保持不变，C、D错误．
巩固验收
1. (多选)(2022·安徽六安舒城中学)理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，原线圈两端接在电压为U的交流电源上，则( )
A. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
AC
解析：在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定，因此保持Q的位置不动，变压器输出电压不变．将P向上滑动时，副线圈电路总电阻增大，则变压器输出电流减小，变压器输入电流也减小，电流表的读数变小，A正确，B错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器输出电压变大，变压器输出电流变大，变压器输出功率变大．变压器的输入功率等于输出功率，变压器输入电压不变，则变压器输入电流变大，电流表的读数变大，C正确，D错误．
2. 如图所示，阻值均为R的定值电阻R1、R2、R3，分别连接在理想变压器原、副线圈两端，原线圈接交变电源，交变电源输出电压的有效值恒定．已知原、副线圈的匝数之比n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，闭合开关S后，电阻R3的功率为P.其他电阻不计，求：
(1) 电阻R1两端的电压．
(2) 该交流电源的输出功率．
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第三章　交变电流
习题课9　变压器的综合应用
核心 目标 1. 理解变压器的制约关系，会分析动态问题．
2. 会综合运用有关知识求解接有负载的综合问题.
关键能力·分析应用
(2) 功率制约
输出功率P2________输入功率P1.变压器副线圈中的功率P2由用户负载决定，即P2＝P负1＋P负2….P2增大，P1增大；P2减小，P1减小；P2为零，P1为零．
决定
(多选)(2022·广东佛山里水高级中学)在某理想变压器的副线圈上接有电阻R和两个相同的灯泡L1和L2，如图所示，开始时，开关S是接通的．当开关S断开时，下列说法中正确的是( )
A. 原线圈中的电流减小
B. 电阻R上的电压增大
C. 通过灯泡L1的电流不变
D. 副线圈两端M、N间的电压不变
解析：因原线圈电压和匝数比不变，则副线圈两端M、N间的电压不变；当开关S断开时，负载电阻变大，则副线圈电流减小，则原线圈中的电流也减小，电阻R上的电压减小，灯泡L1两端电压变大，则通过灯泡L1的电流变大，故A、D正确．
AD
考向2　动态分析问题的求解方法
1. 明确“不变量”和“变化量”，对变化量要把握它们之间的制约关系，依据程序分析的思想，从主动变化量开始，根据制约关系从前到后或从后到前逐一分析各物理量的变化情况．
(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，进行动态分析的顺序是 ：
R→I2→P出→P入→I1.
(2) 负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是：
n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.
如图所示，理想变压器的原线圈与输出电压有效值恒定的正弦式交变电源相连，副线圈通过导线与灯泡L和滑动变阻器R相连，若将滑动变阻器滑片上滑，在滑动过程中，下列说法中正确的是( )
A. 副线圈两端电压不变
B. 灯泡L亮度变亮
C. 原线圈中电流减小
D. 电源的输出功率不变
　
A
　(多选)如图所示，理想变压器原线圈一端有a、b两接线柱，a是原线圈的一端点，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想电表．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u＝Usin100πt，则( )
　
AD
考向3　变压器原线圈接有用电器的问题
由于原线圈中接有用电器，所以原线圈两端电压不等于电源电压，这种情况下电源两端电压等于用电器两端电压与原线圈两端电压之和．若从电压与匝数关系分析，难以得出结论，所以这类问题一般由____________入手解决比较方便．
若原线圈中有用电器时，不要把电源电压与原线圈电压搞混，错误利用电源电压去寻找比例关系；而要把原线圈所在电路当作一回路处理，原线圈相当于一非纯电阻用电器，其两端电压与副线圈电压的比值等于匝数比．
电流关系
　如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，两只规格为“6 V,3 W”的灯泡均正常发光．下列说法中正确的是( )
甲 乙
A. 原、副线圈匝数之比为4∶1
B. 电阻R的功率为6 W
C. 电流表的示数为0.5 A
D. 副线圈中电流方向1 s内改变50次
B
考向4　变压器综合题分析
变压器是依据电磁感应工作的，因此只能工作在交流电路中，不能够改变恒定电流的电压．
变压器的基本规律涉及的电压、电流等都是有效值，对应正弦交变电流，有效值、最大值又可从瞬时值的关系中获得，瞬时值规律又与线圈在磁场中的转动有关，有效组合，可形成相关综合题，还可结合闭合电路欧姆定律考查更多内容．
ACD
巩固验收
1. 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电表为理想电表，R是定值电阻，R2是滑动变阻器，在a、b两端输入最大电压恒定的正弦式交变电流，调节滑动变阻器的滑片，发现电流表的示数变小，则下列说法中正确的是( )
A. 电压表的示数变小
B. R1消耗的功率变小
C. 滑动变阻器的滑片向下移动
D. 变压器原线圈输入功率变小
解析：原线圈输入电压不变，根据匝数比可知，副线圈输出电压不变，电压表的示数不变，A错误；R1两端的电压不变，消耗的功率不变，B错误；由于R1中电流不变，一定是原线圈输入电流减小，因此副线圈输出电流减小，则一定是R2的阻值变大，即滑片向上移动，C错误；原线圈电压不变，输入电流减小，输入功率减小，D正确．
D
2. (多选)(2022·广东佛山第一中学)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶4，a、b端接入电压有效值为U0＝6 V的正弦式交流电源．电阻R1＝1 Ω，R2＝2 Ω，滑动安阻器R3最大阻值为60 Ω，此时滑片P处于正中间位置，电表均为理想交流电表，则( )
A. 电流表的示数为2 A
B. R1与R2的热功率之比为2∶1
C. 若向上移动P，电压表示数变小
D. 若向下移动P，电源的输出功率变大
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