3.3 变压器-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

3.0 cande 2025-05-10 11 4 5.77MB 47 页 3知币

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3.3：变压器

一：知识精讲归纳

考点一、变压器的原理

1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作

副线圈．其构造示意图与电路中的符号分别甲、乙所示．

2．原理：互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，

变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．

(2)原理图解

考点二、电压与匝数的关系

1．理想变压器：没有能量损失的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型．

2．变压器原、副线圈中的电压关系

(1)只有一个副线圈：＝； (2)有多个副线圈：＝＝＝…

3．自耦变压器

铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以

升高电压，如图所示．

理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即＝.

4．两类变压器

副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变

压器．

考点三、变压器中的能量转化

原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场

的能量转化成了电场的能量．

考点四、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系

1．功率关系

从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即 P入＝P出．

2．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＋…

考点五、理想变压器的制约关系和动态分析

1．电压、电流、功率的制约关系

(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输入电压 U1决定输出电压 U2，即 U2＝.

(2)功率制约：P出决定 P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0，P入为0.

(3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压 U1确定时，副线圈中的输出电流 I2决定原线圈中的

电流 I1，即 I1＝(只有一个副线圈时)．

2．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况

(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，进行动态分析顺序是 n1、n2→U2→I2→P出→P入

→I1.

二：考点题型归纳

题型一：变压器的原理和电压、电流和匝数的关系

1．（2022·全国·高二）如图，理想变压器输入端电压随时间变化为，在原线圈回路中串联

阻值为 R的电阻，a、b、c为副线圈上的 3个抽头。若仅在抽头 a、b间接入阻值为 R的电阻，原线圈回路中电阻 R

消耗的功率为 P；若仅在抽头 b、c间接入阻值为的电阻，原线圈回路中电阻 R消耗的功率也为 P。已知原线圈

匝数与 a、b间线圈匝数之比为，下列说法正确的是（　　）

A．a、b间线圈匝数与 b、c间线圈匝数之比为

B．原线圈匝数与 b、c间线圈匝数之比为

C．仅在抽头 a、b间接入电阻 R时，a、b两端电压为

D．仅在抽头 b、c间接入电阻 R时，b、c两端电压为

2．（2022·全国·高二课时练习）一含有理想变压器的电路如图所示，图中三个电阻的阻值均为 R，A为理想交流

电流表，u为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。当开关 S断开时，电流表的示数为 I；当开关 S闭合时，电

流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（　　）

A．B．C．D．

3．（2022·陕西渭南·高二期末）华为手机充电器中装有变压器。用正弦交流电路给手机充电时，原线圈两端电压

为220V，副线圈两端电压为 5V，副线圈电流为 2.2A，若将变压器视为理想变压器，则（　　）

A．原副线圈的匝数比为 4.4：1 B．原线圈的电流为 0.05A

C．副线圈两端电压的最大值为 5V D．原副线圈的功率之比为 44：1

题型二：理想变压器两端的功率计算

4．（2022·湖北·襄阳市第一中学高二阶段练习）如图所示，为某小型发电站的输电示意图。发电站的输出功率为

100kW，经变压器升压后，输出电压为，发电站到用户的距离是 20km，输电线的总电阻为，经过降压

变压器给一居民小区供电，变压器均为理想变压器。下列判断正确的是（　　）

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