变压器的原理.doc

变压器的原理，电压比和电流比(0)
例1. 在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁心的左右两个臂上，当通以交变电流时，每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（ ）
2
1
A、当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110V
B、当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V
C、当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V
D、当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V
分析：该题考查的是变压器的原理，若不去深入研究变压器的变压原理，只死记公式，很容易错选。
解答：该题给出的变压器的铁心为日字形，与考生熟知的口字形变压器不同，且通过交变电流时，每个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，故电压比不再成立。所以只能利用电磁感应定律，从变压器的原理入手，才能解出该题。
当线圈1作为输入端时， 。
因为U1=220V，所以U2=55V，所以选项B对。
当线圈2作为输入端时，
。
因为U2′=110V，所以U1′=110V，所以选项D对。
[P11 .]例2. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1：n2=4:1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一定交变电流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB = 和电阻两端的电压之比UA：UB = 。
分析：抓住理想变压器（图中的虚线框内的部分）原、副线圈的电流关系，A、B两电阻消耗的电功率关系及电压关系均可求得
B
n1
n2
A
a
b
U
解答：对理想变压器，有

又UA=I1R，UB=I2R
应依次填充：和
[P13 .] 2007年物理海南卷12．某发电厂用2.2KV的电压将电能输出到远处的用户，后改为用22KV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率。前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为__________。要将2.2KV的电压升高到22KV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝。
答：　100　　　1800
[P14 .] 07年广东普宁市华侨中学三模卷4．如图所示，一个理想变压器，原副线圈匝数之比为n1:n2=10:1，在原线圈ab两端加上电压220V的正弦交流电，当原线圈中电流为零的瞬间，副线圈两端c、d之间的瞬时电压大小为（ C ）
A．22V B．220V C．31.1V D．0

[P 15.] 广东茂名市2007年第一次模考８．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220sin 120πt(V)，电阻R=50Ω，电压表、电流表均为理想电表，
则 （ B D ）
A．交流电的频率为50 Hz
B．V的示数约为44 V
C．A2的示数约为1.4 A
D．A1的示数约为0.176 A
[P16 .] 07年1月海淀区期末练习8．某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户。设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的电器消耗的总功率的增加，则 （ A C D ）
A．通过升压变压器初级线圈中的电流变大
B．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C．高压输电线路上的电压损失变大
D．降压变压器次级线圈两端的电压变小
[P17 .] 07届南京市第一次调研测试3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V,40W”灯泡一只，且灯泡正常发光。则（ C ）
A.电源输出功率为800W郝
A
～
B．电流表的示数为A
C.电流表的示数为A 郝
D．原线圈端电压为11V
[P18 .] 06年5月深圳市第二次调研考试7、下图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移时 （ A C D ）
A1
V1
V2
A2
P
R0
R
～
A．相当于在增加用电器的数目
B．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大
C．A1表的示数随A2 表的示数的增大而增大
D．变压器的输入功率在增大
[P 19.] 07学年南京市期末质量调研9．如图所示，某理想变压器的原副线圈的匝数 均可调节，原线圈两端的电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使 （　B D ）
A．原线圈匝数增加

B．副线圈匝数增加
C．负载电阻的阻值增大
D．负载电阻的阻值减小
[P20 .]合肥市2007年教学质量检测一9．如图所示的电路中，交流电源电压为U0，接在理想变压器初级和次级电路中的4只规格相同的灯泡均在正
U0
L1
L2
L3
L4
常发光，则变压器原、副线圈的匝数之比为
，灯泡L2两端电压为 。
答: 3：1；
[P 21.]苏北五市07届调研考试7．某农村水力发电站发电机的输出电压，先通过电站附近的升压变压器升压后，再用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器。降压后，再用线路接到各用户。设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压器。在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率却增加，这时与用电低谷时比较 （ B D ）
A．升压变压器的副线圈两端的电压变大
B．高压输电线路的电压损失变大
C．降压变压器的副线圈两端的电压变大
D．降压变压器的副线圈中的电流变大
[P22 .] U
A
B
P
R
Q
A
07年扬州市期末调研测试10．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上．AB间加上正弦交流电
压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压．
在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变
阻器的滑动触头为Q．则（ B C ）
A．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大
B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小
C．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大
D．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小
[P23 .] 07届南京市综合检测题（一）5．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油。柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油—空气混合气是靠火花塞点燃的。但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在次级线圈中产生10000V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了。下列说法正确的是 (A D )
蓄电池
火花塞
变压器
12V
开关
A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增大的
B．汽油机点火装置的开关若始终闭合，次级线圈的两端也会有高压
C．接该变压器的初级线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在次级产生高压
D．汽油机的点火装置中变压器的次级线圈匝数必须远大于初级线圈的匝数
[P25 .] A
U
R
07年苏锡常镇四市二模9 如图所示为一理想变压器原副线圈的匝数比为 n ．原线圈接正弦交流电压 U ，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为 R ，当输入端接通电源后，电流表的示数为 I ，电动机带动一质量为 m 的重物以速度v匀速上升下列判断正确的是 ( B D )
A.电动机两端电压为 IR
B.电动机消耗的电功率为I2R＋mgv
C.原线圈中的电流为 nI
D.变压器的输人功率为UI/n
霓虹灯
U2
U1
n2
n1
～
u1
图5
[P26 .] 2007年广东卷7．图5是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为（V），霓虹灯正常工作的电阻R＝440 kΩ，I1、I2表示原、副线圈中的电流，下列判断正确的是 ( B D )
A．副线圈两端电压6220 V，副线圈中的电流14.1 mA
B．副线圈两端电压4400 V，副线圈中的电流10.0 mA
C．I1＜I2
D．I1＞I2
[P27 .] 2007年理综山东卷18．某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是 ( D )
0
t/10-2 s
U/V
1
2
A．输出电压的最大值为36V
B．原、副线圈中电流之比为55：9
C．变压器输入、输出功率之比为55：9
D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz

[P28 .] 07年江苏省扬州市一模5．如图所示，一个有两个不同副线圈的理想变压器，原线圈匝数为nl=1100匝，两副线圈的匝 数分别为n2=20匝和n3=70匝。原线圈接入220V交变电压，今将一额定电压为10V的用电器接入变压器的副线圈输出端后能正常工作，则两个副线圈连接方式应是（ C ）
1
n1
n2
4
2
n3
3
A．只用一个副线圈，l、2作为输出端
B．只用一个副线圈，3、4作为输出端
C．将2、4连接，1、3作为输出端
D．将2、3连接，1、4作为输出端

[P29 .] 07年4月苏州中学调研卷4．如图甲所示，在变压器的输入端串接上一只整流二极管D，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sinωt，设t=0时刻为a“＋”、b“－”，则副线圈输出的电压的波形(设c端电势高于d端电势时的电压为正)是下图中的（ B ）

[P 30.] 07年佛山市教学质量检测14．（14分）水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代，利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某小河水流量为40m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1000千瓦的发电机发电。（1）设发电机输出电压为500V，在输送途中允许的电阻为5Ω，许可损耗总功率的5%，则所用升压变压器原副线圈匝数比应是多大？（2）若所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最佳效能，则拦河坝至少要建多高？g取10m/s2。
解：（共14分）
（1）设送电电流为I，损耗的功率为P耗、导线R线，由P＝I2R得：
（3分）
设送电电压为U送，由P＝IU得： （2分）
则升压变压器原副线圈匝数比 （2分）
（2）发电时水的重力势能转化为电能
故：mgh×50％＝Pt （3分）
其中 （2分）
∴ （2分）