专题3.4 理想变压器问题（二）-2022-2023学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）（原卷版）

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专题 3.4 理想变压器问题（二）

【人教版】

【题型 1 自耦变压器问题】..............................................................................................................

【题型 2 电流互感器问题】..............................................................................................................

【题型 3 互感器问题】......................................................................................................................

【题型 4 联系实际问题】..................................................................................................................

【题型 5 对比问题】..........................................................................................................................

【题型 6 含有电动机、电容器的变压器问题】..............................................................................

【题型 1 自耦变压器问题】

【例 1】如图所示，10 匝矩形线框处在磁感应强度 B＝ T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴

以恒定角速度 ω＝10 rad/s 在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为 0.4 m2，线框通过滑

环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡 L(规格为“4 W　100 Ω”)和

滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列正确的是(　 )

A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 40sin(10t) V

B．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为 2∶1

C．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大

D．若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮

【变式 1-1】如图所示，理想自耦变压器线圈均匀绕在圆环型铁芯上，a、b为线圈的始端

和末端。P1为线圈的滑动触头，调节 P1可以改变 b、c间线圈的匝数。a、b两端接电压稳

定的交流电源，指示灯 L与一小段线圈并联，b、c间接入滑动变阻器 R，调节 P2可以改变

R接入电路的阻值。开关 S处于闭合状态，电压表为理想交流电表，下列说法正确的是 (

)

A．仅向下滑动 P2，a、b端输入功率变小

B．仅顺时针滑动 P1，a、b端输入功率变小

C．仅顺时针滑动 P1，电压表示数变大

D．若断开开关 S，指示灯 L将熄灭

【变式 1-2】如图所示，一自耦变压器接在交流电源上，V1、V2为理想交流电压表。下列

说法正确的是(　 )

A．若 P不动，滑片 F向下滑动时，V1示数不变，V2示数变小

B．若 P不动，滑片 F向下滑动时，灯泡消耗的功率变大

C．若 F不动，滑片 P向上滑动时，V1示数不变，V2示数变大

D．若 F不动，滑片 P向上滑动时，灯泡消耗的功率变小

【变式 1-3】一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在 a、b间作为

原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在 c、d间作为副线圈，在 a、b间输入电压

为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为 U2，在将滑动触头从 M点顺时针转到 N点的过

程中(　　)

A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高

C．U2<U1，U2降低 D．U2<U1，U2升高

【题型 2 电流互感器问题】

【例 2】[多选]钳形电流表的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表的读数为 0.9 A，图乙

中用同一电缆线绕了 3匝，则(　　)

A．这种电流表能测出交变电流的有效值

B．这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流

C．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为 0.3 A

D．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为 2.7 A

【变式 2-1】在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流。所用的器材叫电流互感

器。如图所示，能正确反映其工作原理的是(　 )

【变式 2-2】(多选)如图所示，钳型电流表是一种穿心式电流互感器，选择量程后，将一根

通电导线夹入钳中，就可以读出导线中的电流。该电流表(　　)

A.可以测直流电流

B.可以测交流电流

C.量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变多

D.量程旋钮旋到大量程时接入电路的线圈匝数变少

【变式 2-3】电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝

数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器(　　)

A.是一种降压变压器

B.能测量直流电路的电流

C.原、副线圈电流的频率不同

D.副线圈的电流小于原线圈的电流

【题型 3 互感器问题】

【例 3】如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中，甲图中变

压器原、副线圈的匝数比为 k1，电压表读数为 U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为

k2，电流表读数为 I，则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为(　 )

A．k1U，k2I B．k1U，

C.，k2I D.，

【变式 3-1】如图所示，电压互感器、电流互感器可看成理想变压器，已知电压互感器原、

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