新課改高中物理選修二同步專題講義：10 A變壓器 基礎(chǔ)版（教師版）

變壓器知識(shí)點(diǎn)一：變壓器一、變壓器的原理1．構(gòu)造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作原線圈，與負(fù)載連接的線圈叫作副線圈．2．原理：互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)．原線圈中電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中激發(fā)的磁場(chǎng)也不斷變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．理想變壓器：沒(méi)有能量損失的變壓器叫作理想變壓器，它是一個(gè)理想化模型．2．電壓與匝數(shù)的關(guān)系理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).3．兩類變壓器副線圈的電壓比原線圈的電壓低的變壓器叫作降壓變壓器；副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器叫作升壓變壓器．三、變壓器中的能量轉(zhuǎn)化原線圈中電場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)變成磁場(chǎng)的能量，變化的磁場(chǎng)幾乎全部穿過(guò)了副線圈，在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化成了電場(chǎng)的能量．技巧點(diǎn)撥一、變壓器的原理電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．變壓器的構(gòu)造變壓器由閉合鐵芯、原線圈、副線圈組成，其構(gòu)造示意圖與電路中的符號(hào)分別如圖甲、乙所示．2．變壓器的工作原理(1)原理互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)．電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，所以鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化．變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈也能夠輸出電流．(2)原理圖解3．變壓器原、副線圈中的電壓關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)；(2)有多個(gè)副線圈：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…4．自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，如果把整個(gè)線圈作為原線圈，副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓，反之則可以升高電壓，如下圖所示．二、理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系和電流關(guān)系1．功率關(guān)系從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出．2．電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)，U1I1＝U2I2或eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(2)當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)，I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…三、理想變壓器的制約關(guān)系和動(dòng)態(tài)分析1．電壓、電流、功率的制約關(guān)系(1)電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)一定時(shí)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2＝eq\f(n2U1,n1).(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減??；P出為0，P入為0.(3)電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1＝eq\f(n2I2,n1)(只有一個(gè)副線圈時(shí))．2．對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)情況(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是R→I2→P出→P入→I1.(2)負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.例題精練1．（2021?廣東模擬）如圖，理想變壓器副線圈匝數(shù)為2000匝，原線圈接有一電流表A，示數(shù)為2A。副線圈接有一個(gè)阻值為RL＝200Ω的燈泡，繞過(guò)鐵芯的單匝線圈接有一理想電壓表V，示數(shù)為0.10V。則原線圈的匝數(shù)為（）A．1000 B．500 C．4000 D．1500【分析】根據(jù)變壓器原理求副線圈兩端電壓，根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率列方程求解原線圈兩端電壓，再根據(jù)變壓器原理得到原線圈的匝數(shù)?！窘獯稹拷猓涸O(shè)理想變壓器副線圈兩端電壓為U2，根據(jù)變壓器原理可得：＝＝，解得：U2＝200V原線圈的電流為：I1＝2A設(shè)原線圈兩端電壓為U1，根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率可得：U1I1＝即：U1×2＝解得：U1＝100V根據(jù)變壓器原理可得：＝解得副線圈得匝數(shù)為n1＝1000匝，故A正確、BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了變壓器的知識(shí)；解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個(gè)副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比；知道理想變壓器的輸出功率決定輸入功率且相等。2．（2021?定遠(yuǎn)縣模擬）在如圖所示的電路中，三個(gè)定值電阻的阻值分別為R1＝R2＝6Ω，R3＝12Ω，在a，b兩端輸入正弦式交變電流，電壓的表達(dá)式為u＝21sin100πtV，已知理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)R3的電流為0.5A B．電阻R1、R2消耗的功率之比為1：6 C．電路消耗的總功率為9W D．流過(guò)電阻R2的電流的頻率為150Hz【分析】求出開(kāi)關(guān)閉合后副線圈并聯(lián)的總電阻的阻值，根據(jù)理想變壓器原副線圈電流之比、電壓之比與匝數(shù)之比，結(jié)合歐姆定律及功率的公式即可求解?！窘獯稹拷猓篈、R2和R3并聯(lián)后的總阻值為變壓器原、副線圈電流之比為則副線圈兩端電壓U2＝I2R23原線圈兩端電壓U1＝3U2＝3I2R23電阻R1兩端的電壓為電源電壓有效值為且代入數(shù)據(jù)解得I2＝1.5A流過(guò)R3的電流，故A正確；B、根據(jù)變壓器原、副線圈電流關(guān)系得原線圈電流：電阻R1消耗的功率電阻R2消耗的功率為×6W＝6W電阻R1、R2消耗的功率之比為，故B錯(cuò)誤；C、電阻R3消耗的功率電路消耗的總功率為P＝UI1＝21×0.5W＝10.5W，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)u＝21sin100πtV可知角速度為ω＝100πrad/s，變壓器不改變電源的頻率，交流電源的頻率為f＝＝50Hz，流過(guò)電阻R2的電流的頻率也為50Hz，故D錯(cuò)誤；故選：A。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了變壓器的知識(shí)；解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個(gè)副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比；知道理想變壓器的輸出功率決定輸入功率且相等。隨堂練習(xí)1．（2021?沈陽(yáng)四模）圖甲所示的電路由理想變壓器、理想電流表、理想電壓表及負(fù)載電阻R組成，負(fù)載電阻的阻值為11Ω，變壓器原副線圈的匝數(shù)比n1：n2＝20：1，且原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，下列說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)電阻R的交流電頻率為100Hz B．電壓表的示數(shù)為22V C．電流表的示數(shù)為1A D．電阻R的功率為22W【分析】由題圖乙可知交流電電源的周期，由此求解通過(guò)電阻R的交流電頻率；求出原線圈電壓有效值，根據(jù)變壓器原理求解電壓表的示數(shù)；根據(jù)歐姆定律求解電流表的示數(shù)；根據(jù)電功率的計(jì)算公式求解電阻R的功率。【解答】解：A、由題圖乙可知交流電電源的周期為T(mén)＝0.02s，則頻率f＝＝Hz＝50Hz，而變壓器不改變交流電的頻率，所以通過(guò)電阻R的交流電頻率為50Hz，故A錯(cuò)誤；B、由題圖乙可知交流電電源的最大電壓為Um＝220V，則有效值為U1＝＝V＝220V，根據(jù)＝可知電壓表的示數(shù)為U2＝11V，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)歐姆定律可得電流表的示數(shù)I＝＝A＝1A，故C正確；D、由P＝UI可知，電阻R的功率P＝U2I＝11×1W＝11W，故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了變壓器的知識(shí)；解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個(gè)副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比；知道理想變壓器在改變電壓和電流的同時(shí)，不改變功率和頻率。2．（2021春?廣州期末）無(wú)線充電是近年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，無(wú)線充電技術(shù)與變壓器相類似，通過(guò)分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場(chǎng)傳遞能量，如圖甲所示，充電基座接上220V、50Hz家庭用交流電（電壓變化如圖乙所示），受電線圈接上一個(gè)理想二極管給手機(jī)電池充電。下列說(shuō)法正確的是（）A．乙圖中的E0的大小為220V B．基座線圈和受電線圈通過(guò)互感實(shí)現(xiàn)能量傳遞 C．手機(jī)和基座無(wú)需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒(méi)有損失 D．受電線圈交變電壓的頻率與基座線圈不相同【分析】正弦交流電的最大值是有效值的倍；無(wú)線充電器是通過(guò)線圈進(jìn)行能量耦合實(shí)現(xiàn)能量的傳遞，無(wú)線充電器的優(yōu)點(diǎn)之一是不用傳統(tǒng)的充電線連接到需要充電的終端設(shè)備上的充電器，但充電過(guò)程中有電能量損失；充電原理類似于變壓器原理，不能改變交流電的頻率?！窘獯稹拷猓篈、充電基座接上有效值為E＝220V的正弦交流電，由交流電的最大值E0＝E＝220V，故A錯(cuò)誤；B、無(wú)線充電利用的是電磁感應(yīng)原理，所以送電線圈和受電線圈通過(guò)互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞，故B正確；C、手機(jī)和基座無(wú)需導(dǎo)線連接，但有一定的磁損耗、焦耳熱損失等，故這樣傳遞能量有一定的損失，故C錯(cuò)誤；D、充電原理類似于變壓器原理，不能改變交流電的頻率，所以受電線圈交變電壓的頻率與基座線圈相同，故D錯(cuò)誤；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】此題考查電磁感應(yīng)與生活實(shí)際相結(jié)合，明白電磁感應(yīng)的原理，然后分析無(wú)線充電的技術(shù)原理，解題關(guān)鍵在于要有變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而進(jìn)行充電。3．（2021?江蘇模擬）如圖為日常生活中常見(jiàn)的電子打火灶點(diǎn)火裝置原理圖。將1.5V直流電壓通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為正弦交變電壓u＝6sin100πt（V），再將其加在匝數(shù)比n2：n1＝2000：1的理想變壓器的原線圈上，副線圈兩端就可獲得高壓引發(fā)電火花點(diǎn)燃燃?xì)狻Ｏ铝姓f(shuō)法正確的是（）A．原線圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為6V B．放電針之間電壓最高可達(dá)12000V C．放電針之間交流電壓頻率100Hz D．放電針每隔0.02s點(diǎn)火一次【分析】根據(jù)正弦交變電壓的瞬時(shí)表達(dá)式u＝Umsinωt，可知變壓器原線圈的電壓最大值為6V，可算出電壓有效值，即電壓的示數(shù)；根據(jù)，可求出副線圈的電壓，即放電電壓；正弦交流電的角速度ω＝100π，根據(jù)角速度與頻率的關(guān)系可求解交流電的頻率；根據(jù)角速度與周期的關(guān)系，可求解交流電的周期，結(jié)合正弦交流電的周期特性，可判斷點(diǎn)火時(shí)間間隔。【解答】解：A.正弦交流電有效值和最大值之間的關(guān)系為：u＝，電壓表示數(shù)為有效值，所以原線圈兩端所接交流電壓表的讀數(shù)為：u＝＝V＝3V，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)變壓器原副線圈電壓關(guān)系為：，計(jì)算出副線圈兩端電壓的最大值為12000V，故B正確；C.正弦交流電的角速度為100π，所以交流電的頻率為：f＝＝Hz＝50Hz，故C錯(cuò)誤；D.一個(gè)周期內(nèi)電壓可兩次達(dá)到最高電壓12000V，而周期T＝＝＝0.02s，所以每間隔0.01s點(diǎn)火一次，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題的入手點(diǎn)在于利用正弦交變電壓的瞬時(shí)表達(dá)式u＝Umsinωt，對(duì)比題干中“正弦交變電壓u＝6sin100πt（V）”，獲取變壓器原線圈端的最大電壓和角速度，再結(jié)合相應(yīng)的規(guī)律求解。知識(shí)點(diǎn)二：實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)思路交變電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其兩端有輸出電壓．線圈匝數(shù)不同時(shí)輸出電壓不同，實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系．二、實(shí)驗(yàn)器材多用電表、可拆變壓器、學(xué)生電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(如圖所示)三、物理量的測(cè)量1．保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究n2對(duì)副線圈電壓U2的影響．實(shí)物接線如下圖所示．表格一U1＝5V，n1＝400匝實(shí)驗(yàn)次數(shù)123n2/匝U2/V(1)選擇n1＝400匝，用導(dǎo)線將變壓器原線圈接在學(xué)生電源的交流輸出接線柱上．(2)將選擇開(kāi)關(guān)調(diào)至使原線圈兩端電壓為5V，如圖甲所示．(3)將多用電表與副線圈n2＝200匝的接線柱相連接，如圖乙所示．讀出副線圈兩端的電壓U2.(4)將n2、U2、n1、U1記錄在表格一中．(5)保持n1＝400匝，U1＝5V不變．將多用電表與副線圈n2＝800匝的接線柱相連接，如圖丙所示，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，將結(jié)果記錄到表格一中．(6)保持n1＝400匝，U1＝5V不變．將多用電表與副線圈n2＝1400匝的接線柱相連接，如圖丁所示，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，將結(jié)果記錄到表格一中．2．保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數(shù)n1對(duì)副線圈電壓U2的影響．表格二U1＝5V，n2＝400匝實(shí)驗(yàn)次數(shù)123n1/匝U2/V(1)將1中的原線圈作為副線圈，副線圈作為原線圈．(2)選擇n2＝400匝，用導(dǎo)線將變壓器原線圈接在學(xué)生電源的交流輸出接線柱上．(3)將選擇開(kāi)關(guān)撥至5V擋．(4)將多用電表與副線圈n2＝400匝的接線柱相連接，讀出副線圈兩端的電壓U2.(5)將n2、U2、n1、U1記錄在表格二中．(6)保持n2＝400匝，U1＝5V不變，將連接電源的兩根導(dǎo)線先后與原線圈n1＝800匝和n1＝1400匝的接線柱相連接，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，將結(jié)果記錄到表格二中．(7)拆除實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材．四、數(shù)據(jù)分析與結(jié)論分析表格一和表格二中記錄的數(shù)據(jù)，可得以下結(jié)論：1．當(dāng)原線圈電壓、原線圈匝數(shù)不變時(shí)，副線圈電壓與副線圈匝數(shù)成正比．當(dāng)原線圈電壓、副線圈匝數(shù)不變時(shí)，副線圈電壓與原線圈匝數(shù)成反比．2．原、副線圈的電壓之比eq\f(U1,U2)等于匝數(shù)之比eq\f(n1,n2).五、注意事項(xiàng)1．為了人身安全，只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過(guò)12V，即使這樣，通電時(shí)也不要用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱．2．為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定電壓后再選擇適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量．例題精練1．（2020秋?浙江期中）（1）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，利用如圖所示可拆式變壓器進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)還需要的器材是C。A．直流電壓表B．直流電流表C．多用電表D．條形磁鐵（2）正確選擇器材后，將圖中變壓器的原線圈接線0、8接線柱，與直流電壓10.0V相連（如圖），副線圈接線0、4接線柱，則副線圈所接電表的示數(shù)是D。A．20.0VB．10.0VC．5.0VD．0【分析】（1）明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量，從而確定應(yīng)選擇的儀器；（2）明確變壓器工作原理，知道變壓器只能改變交流電的電壓，不能改變直流電的電壓?！窘獯稹拷猓海?）變壓器的原理是互感現(xiàn)象的應(yīng)用，是原線圈磁場(chǎng)的變化引起副線圈感應(yīng)電流的變化，如果原線圈中通的是交流電源。變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為＝，要確定匝數(shù)之比需要測(cè)電壓，所以需要一個(gè)測(cè)交流電壓的儀器，故應(yīng)選擇多用電表；（2）變壓器只能改變交流電壓，當(dāng)變壓器的原線圈接線0、8接線柱，與直流電壓10.0V相連時(shí)，變壓器不能工作，故輸出電壓為零，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故答案為：（1）C；（2）D?！军c(diǎn)評(píng)】做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要按照原理＝去確定實(shí)驗(yàn)器材；理解理想變壓器的條件和工作原理。隨堂練習(xí)1．（2020春?通榆縣校級(jí)期中）為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的是ACE（多選）。A．有閉合鐵芯的原副線圈B．無(wú)鐵芯的原副線圈C．交流電源D．直流電源E．多用電表（交流電壓擋）F．多用電表（交流電流擋）用匝數(shù)na＝60匝和nb＝120匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表：U1/V1.802.803.804.90U2/V4.006.018.029.98根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是nb（填“na”或“nb”）。【分析】變壓器使用交流電，當(dāng)線圈內(nèi)有鐵芯時(shí)，磁場(chǎng)會(huì)更強(qiáng)；因漏磁，導(dǎo)致副線圈測(cè)量電壓應(yīng)該小于理論變壓值?！窘獯稹拷猓海?）為了完成變壓器的探究，需要使用交流電源變壓，多用電表交流電壓擋；為了讓變壓效果明顯需要含有閉合鐵芯的原副線圈，因此正確答案為ACE；（2）由于由于有漏磁，所以副線圈測(cè)量電壓應(yīng)該小于理論變壓值，即nb為輸入端，na為輸出端。故答案為：（1）ACE；（2）nb。【點(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器的工作原理，知道實(shí)際變壓器的存在漏磁，所以輸出端的電壓應(yīng)小于理論值。綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2021?漳州二模）如圖，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為10：1，R1為滑動(dòng)變阻器，R2為定值電阻，C為電容器，L為額定功率11W的燈泡，原線圈兩端加電壓u＝220sin100πt（V），燈泡恰好正常發(fā)光，則（）A．燈泡的額定電流為A B．流過(guò)R2的電流始終為零 C．R1滑片向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡L變亮 D．R1滑片向下滑動(dòng)時(shí)，原線圈的電流變小【分析】根據(jù)交流電公式確定輸入電壓的有效值，再根據(jù)變壓器原理確定輸出電壓，從而由功率公式P＝UI確定燈泡的額定電流；明確電流可以“通過(guò)”電容器；再根據(jù)滑片的移動(dòng)確定滑動(dòng)變阻器接入電阻的變化，由歐姆定律確定電流的變化，從而明確燈泡亮度和輸入電流的變化?！窘獯稹拷猓篈、原線圈加電壓的有效值U1＝V＝220V，根據(jù)變壓器原理＝可知，U2＝22V，由P＝UI可知，I＝＝A＝0.5A，故A錯(cuò)誤；B、由于交流電可以通過(guò)電容器，故有電流從R2中通過(guò)，故B錯(cuò)誤；C、R1滑片向下滑動(dòng)時(shí)不會(huì)影響變壓器輸出電壓，故燈泡兩端電壓不變，燈泡亮度不變，故C錯(cuò)誤；D、R1滑片向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻增大，輸出電流變小，根據(jù)電流之比等于線圈匝數(shù)的反比可知，原線圈的電流變小，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器中的動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題，處理方法與閉合電路相似，但要注意變壓器輸出電壓恒定，同時(shí)明確計(jì)算功率時(shí)要用交流電的有效值。2．（2021春?黃埔區(qū)校級(jí)期中）如圖a，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：1，與副線圈相連的兩個(gè)燈泡完全相同、電表都為理想電表。原線圈接上如圖b所示的正弦交流電，閉合開(kāi)關(guān)，電路正常工作。下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表示數(shù)為110V B．經(jīng)過(guò)燈泡的電流頻率為25Hz C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)k，變壓器的輸入功率減小 D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)k，電流表示數(shù)增大【分析】根據(jù)圖b求出可得交流電的最大值，再根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求出有效值，利用變壓器的電壓關(guān)系即可求解電壓表的示數(shù)；根據(jù)圖b求出周期，進(jìn)而求出頻率；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)k，原線圈輸入電壓不變，線圈匝數(shù)不變，則副線圈電壓不變，燈泡兩端的電壓不變，則通過(guò)電流表的電流不變，變壓器的輸入功率由輸出功率決定?！窘獯稹拷猓篈、由圖b可知原線圈兩端電壓的最大值Um＝220V，有效值U1＝＝V＝220V，根據(jù)變壓器的電壓關(guān)系：可得副線圈兩端電壓即電壓表示數(shù)為：U2＝U1＝×220V＝110V，故A錯(cuò)誤；B、變壓器不改變交變電流的頻率，根據(jù)圖b可知，交變電流的周期T＝0.02s，頻率f＝＝＝50Hz，故B錯(cuò)誤；CD、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)k，變壓器的輸入電壓U1不變、輸出電壓U2不變，通過(guò)燈泡的電流及電流表示數(shù)不變，而副線圈的總電阻阻值R變大，則副線圈電流I2＝減小，則變壓器的輸出功率P2＝U2I2減小，由于P1＝P2，可知變壓器的輸入功率P1減小，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】理想變壓器是理想化模型，一是不計(jì)線圈內(nèi)阻；二是沒(méi)有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象．同時(shí)副線圈的電壓由原線圈電壓與原副線圈匝數(shù)決定，而原線圈的電流由副線圈決定，變壓器不改變頻率．3．（2021?石家莊二模）如圖所示，T1、T2為理想變壓器，R為輸電線的等效電阻。保持變壓器T1的輸入電壓不變，燈泡L正常發(fā)光。現(xiàn)將變壓器T1副線圈上的觸頭P上移，下列說(shuō)法正確的是（）A．燈泡L變亮 B．R消耗的電功率減小 C．變壓器T1的輸入功率不變 D．變壓器T2的輸入電壓增大【分析】觸頭P上移，根據(jù)變壓器的變壓比可判斷T1的副線圈電壓變化情況，將T2的副線圈等效到輸電線回路中，從而分析燈泡亮度的變化；根據(jù)功率公式可判斷R消耗的電功率變化；再根據(jù)輸入功率相等輸出功率以及功率公式可判斷變壓器T1的輸入功率變化情況，再結(jié)合變壓器的變壓比可判斷變壓器T2的輸入電壓變化情況。【解答】解：將變壓器T1副線圈上的觸頭P上移，根據(jù)＝可知，T1的副線圈電壓減小，將T2的副線圈等效到輸電線回路中，則回路總電壓減小，則電流減小，故燈泡L變暗，根據(jù)P＝I2R，R消耗的電功率減小，變壓器T1的輸入功率與輸出功率相等，P＝IU減小，燈泡兩端電壓減小，則變壓器T2的輸出電壓減小，匝數(shù)比不變，根據(jù)＝可知，則變壓器T2的輸入電壓減小，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題，一定要明確整個(gè)過(guò)程中的功率、電壓關(guān)系，并能正確分析電路結(jié)構(gòu)。4．（2021春?荔灣區(qū)校級(jí)期中）如圖所示的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U不變，閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法不正確的是（）A．P向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮 B．P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓增大 C．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變大 D．P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變小【分析】根據(jù)理想變壓器的變壓比，變壓器的輸出電壓與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)；負(fù)載電阻增大，根據(jù)歐姆定律，可判斷變壓器的輸出電流變化，由歐姆定律可判斷燈泡亮度變化，再根據(jù)功率公式即可判斷變壓器的輸出功率變化；【解答】解：B.理想變壓器的輸入電壓U1不變，根據(jù)＝可知，當(dāng)原副線圈匝數(shù)不變時(shí)，副線圈電壓也保持不變，原副線圈電壓與滑動(dòng)變阻器的阻值無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；A.P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值增大，副線圈的總電阻也增大，根據(jù)副線圈電流公式I2＝，所以變壓器的輸出電流I2變小，由歐姆定律可得UL＝U2﹣I2R，則I2減小，燈泡兩端電壓增大，燈變亮，故A正確；C.P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，副線圈的總電阻也減小，根據(jù)副線圈電流公式I2＝，所以變壓器的輸出電流I2變大，故C正確；D.據(jù)A選項(xiàng)分析可知：變壓器的輸出電流I2變小，則變壓器的輸出功率為P＝U2I2也變小，故D正確；本題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng)，故選：B。【點(diǎn)評(píng)】電路的動(dòng)態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法．5．（2021?小店區(qū)校級(jí)模擬）某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為11：1，當(dāng)原線圈兩端輸入如圖所示的正弦交變電壓時(shí)，副線圈輸出電壓為（）A．10V B．22V C．22V D．11V【分析】根據(jù)圖象可以知道交流電的最大值，從而可求出理想變壓器輸入端的有效值，再根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可以求得副線圈的電壓的大小?！窘獯稹拷猓航涣麟婋妷旱淖畲笾担篣m＝220V，交流電電壓的有效值：U1＝＝V，根據(jù)理想變壓器的變壓比可知：＝，得U2＝U1＝V＝10V，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查的是學(xué)生讀圖的能力，能根據(jù)圖象讀出交流電的最大值，以及知道根據(jù)電壓和匝數(shù)之間的關(guān)系。6．（2021?南京模擬）如圖所示，導(dǎo)線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生e＝44sin100πt（V）的交變電動(dòng)勢(shì)．導(dǎo)線框與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈接入一額定電壓為220V的電燈泡，電燈泡恰好正常發(fā)光，且電流表的示數(shù)為2A，導(dǎo)線框電阻不計(jì)，電流表為理想電流表，則（）A．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1：5 B．交變電動(dòng)勢(shì)的周期為0.01s C．電燈泡的額定功率為88W D．通過(guò)電燈泡的電流為10A【分析】一、交變電流的周期，峰值，有效值的常規(guī)求法。二、理想變壓器匝數(shù)與原副線圈電壓電流的關(guān)系。三、燈泡額定功率的計(jì)算【解答】解：AD、在變壓器中匝數(shù)比等于原副線圈的電壓比，匝數(shù)比等于原副線圈的電流反比：依題意可知：U2＝220V，I1＝2A，U1＝代入數(shù)據(jù)，可得：U1＝44V，，I2＝0.4A故A正確；D錯(cuò)誤；B、依題意該交流電的周期滿足：代入數(shù)據(jù)，可得：T＝0.02s故B錯(cuò)誤；C、電燈泡的額定功率為：P＝I2U2代入數(shù)據(jù)，可得：P＝88W故C錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】理想變壓器與交變電流的結(jié)合，要求熟練掌握交流電的峰值、有效值、周期等的計(jì)算，對(duì)匝數(shù)與原副線圈電壓電流的關(guān)系得靈活運(yùn)用。7．（2021?渝中區(qū)校級(jí)模擬）如圖甲所示為一種自耦變壓器（可視為理想變壓器）的結(jié)構(gòu)示意圖。線圈均勻繞在圓環(huán)型鐵芯上，滑動(dòng)觸頭P在某一位置，在BC間接一個(gè)交流電壓表和一個(gè)電阻R。若AB間輸入圖乙所示的交變電壓，則（）A．t＝1×10﹣2s時(shí)，電壓表的示數(shù)為零 B．電阻R中電流方向每秒鐘改變50次 C．滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，AB間輸入功率增大 D．滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，R兩端的電壓增大【分析】電壓表讀數(shù)是有效值；根據(jù)乙圖可知：交流電一個(gè)周期電流方向改變2次，據(jù)此可分析電阻R中電流方向每秒鐘改變次數(shù)；滑動(dòng)觸頭P轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，改變副線圈的匝數(shù)，根據(jù)＝、功率公式以及變壓器的輸入功率等于輸出功率，即可分析CD選項(xiàng)?！窘獯稹拷猓篈、電壓表的讀數(shù)為有效值，任何時(shí)刻均不可能為零，故A錯(cuò)誤；B、該交流電的周期0.02s，頻率為50Hz，一個(gè)周期電流方向改變2次，電阻R中電流方向每秒鐘改變100次，故B錯(cuò)誤；C、滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，副線圈匝數(shù)增加，輸入電壓和原線圈匝數(shù)不變，根據(jù)＝，可知輸出電壓增加，根據(jù)P＝，輸出功率增大，由P入＝P出，AB間的輸入功率也增大，故C正確；D、滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，BC間線圈匝數(shù)減小，輸入電壓和原線圈匝數(shù)不變，根據(jù)＝，可知輸出電壓減小，即R兩端電壓減小，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器的基本知識(shí)以及變壓器的動(dòng)態(tài)變化，處理變壓器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題的關(guān)鍵在于分清變量和不變量，弄清楚“誰(shuí)決定誰(shuí)”的制約關(guān)系。8．（2021春?朝陽(yáng)區(qū)校級(jí)月考）如圖甲所示電路，理想變壓器原線圈輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，C為耐壓值為22V的電容器，所有電表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是（）A．原、副線圈中磁通量之比等于原、副線圈匝數(shù)比 B．原副線圈匝數(shù)比大于10：1時(shí)，可保證電容器C不被擊穿 C．滑動(dòng)片P向下移時(shí)，電流表A1和A2示數(shù)均增大 D．滑動(dòng)片P向下移時(shí)，電壓表V1示數(shù)不變，變壓器的輸出功率也不變【分析】根據(jù)理想變壓器工作原理可知，原副線圈中磁通量以及磁通量的變化率相等；根據(jù)電容器的耐壓器確定輸出電壓的最大值；再根據(jù)電壓之比等于線圈匝數(shù)之比確定匝數(shù)之比；滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，接入電路的電阻減小，而副線圈電壓不變，則電流表A2示數(shù)變大，根據(jù)副線圈電流決定原線圈電流，可確定原線圈中的電流表示數(shù)變化情況；電源電壓不變，電壓表V1示數(shù)不變，副線圈輸出電壓也不變，根據(jù)電流表示數(shù)的變化及P＝UI可知變壓器的輸出功率的變化?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)變壓器原理可知，理想變壓器的原副線圈的磁通量相等，與匝數(shù)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B、由題意知，原線圈的最大電壓為311V，而電容器的耐壓值為22V，即為最大值，根據(jù)原副線圈的電壓有效值與匝數(shù)成正比＝可知，有原副線圈匝數(shù)比應(yīng)大于14.1：1，故B錯(cuò)誤；C、滑動(dòng)變阻器的觸頭向下滑動(dòng)，電阻減小，而副線圈電壓不變，則電流變大，根據(jù)原副線圈電流之比等于匝數(shù)的反比，故原副線圈中的電流都增大，故C正確；D、滑動(dòng)片P向下移時(shí)，電壓表V1示數(shù)不變，因?yàn)殡娏鱅1變大，故變壓器的輸入功率變大，因?yàn)槔硐胱儔浩鞯妮斎牍β屎洼敵龉β氏嗟龋瘦敵龉β室沧兇?，故D錯(cuò)誤；故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器原理，關(guān)鍵掌握變壓器的變壓特點(diǎn)，會(huì)從圖象中獲取有用的物理信息，能夠用動(dòng)態(tài)分析法分析電路的變化，另外注意理想變壓器的三個(gè)決定關(guān)系。9．（2021?廣東）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)充電裝置，如圖所示。假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V。理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1：60。下列說(shuō)法正確的是（）A．交流電的頻率為10Hz B．副線圈兩端電壓最大值為3V C．變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)弱無(wú)關(guān) D．充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率【分析】根據(jù)周期和頻率的關(guān)系確定交流電的頻率；利用變壓器電壓之比與線圈匝數(shù)之比相等確定輸出電壓，再根據(jù)電壓的最大值和有效值間的關(guān)系確定輸出電壓的最大值；明確輸入電壓來(lái)源，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律確定輸入電壓與永磁鐵的強(qiáng)弱是否有關(guān)，明確變壓器輸出功率決定輸入功率，本身不消耗能量?！窘獯稹拷猓篈、交流電的周期為T(mén)＝0.2s，則其頻率f＝＝Hz＝5Hz，故A錯(cuò)誤；B、輸入電壓的有效值U1＝V＝0.025V，根據(jù)＝可知，輸出電壓U2＝60×0.025V＝1.5V，故最大值U2m＝U2＝×1.5V＝3V，故B正確；C、輸入電壓是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，輸入電壓與永磁體的強(qiáng)弱有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、變壓器兩端的功率是相等的，即輸出功率決定了輸入功率，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器原理以及交流電的性質(zhì)，要注意明確變壓器的基本原理，知道電壓之比等于匝數(shù)之比，電流之比等于匝數(shù)的反比；輸入功率和輸出功率相等等規(guī)律。10．（2021?山東模擬）變壓器線圈中的電流越大，所用的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)越粗。實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)升壓變壓器，假設(shè)它只有一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈，則下列說(shuō)法正確的是（）A．原線圈的匝數(shù)多，原線圈的導(dǎo)線粗些 B．原線圈的匝數(shù)多，副線圈的導(dǎo)線粗些 C．副線圈的匝數(shù)多，原線圈的導(dǎo)線粗些 D．副線圈的匝數(shù)多，副線圈的導(dǎo)線粗些【分析】變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，變壓器原、副線圈的電流與匝數(shù)成反比；根據(jù)原副線圈的電流大小可比較出線圈導(dǎo)線的粗細(xì)?！窘獯稹拷猓荷龎鹤儔浩髟€圈上的電壓小于副線圈的電壓，所以根據(jù)＝可知，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)少；變壓器原、副線圈的電流比等于匝數(shù)之反比，所以副線圈的電流小于原線圈的電流，所以原線圈的導(dǎo)線粗，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握變壓器原理，知道原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)之比，電流比等于匝數(shù)之反比。11．（2021春?六合區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光。要使燈泡變暗，可以采取的方法有（）A．向下滑動(dòng)P B．增大交流電源的電壓 C．增大交流電源的頻率 D．增大電容器C兩極板的距離【分析】要使燈泡變暗，應(yīng)使副線圈兩端電壓減小，向下滑動(dòng)P，副線圈匝數(shù)減小，電壓變??；增大交流電源的電壓，副線圈兩端電壓也增大，增大交流電源的頻率通過(guò)電容器的電流更大?！窘獯稹拷猓篈、向下滑動(dòng)P，副線圈匝數(shù)減小，根據(jù)，副線圈兩端電壓減小，燈泡變暗，故A正確；B、增大交流電源的電壓，副線圈兩端電壓也增大，燈泡變亮，故B錯(cuò)誤；C、增大交流電源的頻率，使得電容的容抗減小，通過(guò)電容器的電流變大，燈泡變亮，故C錯(cuò)誤；D、增大電容器C兩極板的距離，根據(jù)C＝，電容器C的電容增大，根據(jù)XC＝，容抗減小，通過(guò)燈泡的電流增大，燈泡變亮，故D錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的變壓原理和電容器對(duì)交流電的影響，解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個(gè)副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比。12．（2021春?安徽月考）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，電阻R＝2Ω，電流表示數(shù)為1A，各電表均為理想電表，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)為20V B．流經(jīng)電阻R的電流大小為0.1A C．電阻R消耗的電功率是400W D．該變壓器為升壓變壓器【分析】根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比分析輸出電流和輸出電壓；再根據(jù)功率公式確定電阻消耗的功率?！窘獯稹拷猓篈B、根據(jù)可知，輸出電流I2＝I1＝A＝10A，故電壓表示數(shù)U＝I2R＝10×2V＝20V，故A正確，B錯(cuò)誤；C、電阻R消耗的功率P＝I22R＝102×2W＝200W，故C錯(cuò)誤；D、由于輸入端匝數(shù)大于輸出端的匝數(shù)，故該變壓器為降壓變壓器，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查理想變壓器原理，只要掌握住理想變壓器的電壓、電流之間的關(guān)系即可正確求解。13．（2021?肇慶三模）如圖所示電路，用輸出電壓有效值不變的應(yīng)急發(fā)電機(jī)通過(guò)一理想變壓器給照明電路供電，燈泡L正常發(fā)光。原線圈的輸入電壓、匝數(shù)、輸入電功率、電流和交流電的頻率分別為U1、n1、P1、I1和f1；副線圈的輸出電壓、匝數(shù)、輸出電功率、電流和交流電的頻率分別為U2、n2、P2、I2和f2。已知n1＞n2，下列關(guān)系式正確的是（）A．U1＜U2 B．f1＜f2 C．I1═I2 D．P1═P2【分析】根據(jù)理想變壓器的電壓關(guān)系、電流關(guān)系可解決AC答案，理想變壓器不能改變交流電頻率，原、副線圈的電功率總是相等?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)理想變壓器的電壓關(guān)系，由于n1＞n2，則有U1＞U2，故A錯(cuò)誤；理想變壓器原、副線圈的頻率總是相同，故B錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器的電流關(guān)系，由于n1＞n2，則有I1＜I2，故C錯(cuò)誤；理想變壓器原、副線圈的電功率總是相等，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】要知道理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，掌握理想變壓器的電流關(guān)系、電壓關(guān)系，以及理想變壓器不能改變交流電頻率。14．（2021?珠海一模）如圖所示，理想變壓器的原線圈與交流電源相連，當(dāng)規(guī)格為“2V0.4W”的燈泡正常發(fā)光時(shí)，R1的功率為0.1W，已知R1＝10Ω，R2＝5Ω。下列說(shuō)法正確的是（）A．變壓器原線圈中的電流為0.2A B．變壓器副線圈兩端的電壓為2V C．原副線圈輸入、輸出的功率之比為2：1 D．原副線圈的匝數(shù)比為2：1【分析】計(jì)算出原線圈的電流強(qiáng)度和副線圈的電流強(qiáng)度，然后求解原、副線圈的匝數(shù)之比；變壓器的副線圈兩端的電壓等于電阻R2兩端的電壓和燈泡兩端的電壓之和；變壓器中輸出功率等于輸出功率。【解答】解：A.變壓器原線圈中的電流為：I1＝＝A＝0.1A，故A錯(cuò)誤；B.變壓器副線圈兩端的電流為：I2＝＝A＝0.2A，變壓器副線圈兩端的電壓為：U2＝I2R2+UL＝0.2×5V+2V＝3V，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)理想變壓器的原理，原副線圈的輸入功率等于輸出功率，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)理想變壓器的電流關(guān)系得：＝＝，所以原副線圈的匝數(shù)比為2：1，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要是考查了變壓器的知識(shí)；解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個(gè)副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比。15．（2021春?湖北期中）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220sinπt（V）的交流電源上，副線圈接有R＝11Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為4：1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是（）A．原線圈的輸入功率為275W B．電流表的讀數(shù)為5A C．電壓表的讀數(shù)為55V D．副線圈輸出交流電的頻率為50Hz【分析】根據(jù)原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式求出輸入電壓的有效值，根據(jù)變壓比求出副線圈電壓；應(yīng)用歐姆定律求出副線圈電流，由P＝UI求出副線圈功率，根據(jù)功率相等得輸入功率大?。桓鶕?jù)原副線圈的電流比可得電流表的讀數(shù)；根據(jù)頻率公式，結(jié)合交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可求解頻率。【解答】解：C．電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓最大值Um＝220V，有效值U1＝＝V＝220V，原、副線圈匝數(shù)之比為4：1，由，可知副線圈兩端電壓有效值U2＝U1＝×220v＝55V，電壓表的讀數(shù)為55V，故C錯(cuò)誤；A．根據(jù)I＝可知流過(guò)電阻R的電流為I2＝5A，所以負(fù)載消耗的功率為：P2＝I2U2＝5A×55V＝275W，根據(jù)能量守恒可知，原線圈的輸入功率為275W，故A正確；B．由于I2＝5A，原、副線圈匝數(shù)之比為4：1，根據(jù)可知，電流表的讀數(shù)為I1＝I2＝×5A＝1.25A，故B錯(cuò)誤；D．由交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，ω＝πrad/s，頻率為f＝＝Hz＝0.5Hz，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器原理，掌握變壓器的變壓比與變流比是解題的前提，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、求出原線圈輸入電壓，應(yīng)用變壓比與變流比即可解題。16．（2021春?福州期中）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈與熱水器、抽油煙機(jī)連接。已知副線圈上的電壓按圖乙所示規(guī)律變化，現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S接通抽油煙機(jī)，下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表示數(shù)為220V B．熱水器消耗的功率變大 C．變壓器的輸入功率變大 D．副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝44sin（50πt）V【分析】電壓表測(cè)的是電流的有效值，根據(jù)變壓器電壓之比等于線圈匝數(shù)之比可求出輸入電壓；根據(jù)圖乙所示圖象求出交變電流的峰值、角頻率初位相，然后寫(xiě)出交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式；根據(jù)動(dòng)態(tài)分析法分析熱水器消耗的功率以及變壓器輸出功率的變化?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，副線圈上電壓的有效值U2＝V＝220V，由＝可得，輸入電壓U1＝U2＝V＝1100V，故A錯(cuò)誤；B、接通開(kāi)關(guān)，副線圈所接電路電阻減小，但是副線圈的電壓并不變，熱水器兩端電壓不變，所以消耗功率不變，故B錯(cuò)誤；C、接通開(kāi)關(guān)，電流增大，電壓不變，所以線圈消耗的功率增大，輸入功率等于輸出功率，變壓器的輸入功率增大，故C正確；D、由圖乙可知，交變電流的峰值是220V，周期T＝0.02s，ω＝＝rad/s＝100πrad/s，則副線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220sin100πt（V），故D錯(cuò)誤。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器原理以及交流電瞬時(shí)表達(dá)式的應(yīng)用，關(guān)鍵會(huì)寫(xiě)交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式，知道電壓表與電流表測(cè)的是交變電流的有效值，能用動(dòng)態(tài)分析法判斷電流、電壓的變化。17．（2021春?南城縣校級(jí)月考）如圖（甲）所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝2：1，電壓表和電流表均為理想電表，二極管為理想二極管，燈泡電阻R＝55Ω，原線圈兩端加如圖（乙）所示的電壓，下列說(shuō)法正確的是（）A．燈泡L的功率為110W B．電壓表的讀數(shù)為110V C．電流表的讀數(shù)為2A D．副線圈兩端電壓為110V【分析】由圖乙可知原線圈交流電壓最大值、有效值、周期，圖甲中電流表測(cè)通過(guò)副線圈燈泡的電流、電壓表測(cè)副線圈兩端電壓，電流表、電壓表示數(shù)都是有效值?！窘獯稹拷猓篊D、原線圈電壓的有效值為U1＝＝V＝220V；原副線圈電壓比等于匝數(shù)比＝，電流表的示數(shù)為有效值I，副線圈的電壓為U2＝220×V＝110V，正向?qū)〞r(shí)電流為I2＝＝A＝2A，則有I2RT＝I22R，代入數(shù)據(jù)，解得I＝A，故CD錯(cuò)誤；B、電壓表的示數(shù)為U＝IR，代入數(shù)據(jù)，解得U＝55V，故B錯(cuò)誤；A．燈泡L的功率為P＝I2R＝（）2×55W＝110W，故A正確。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查交變電流知識(shí)，要求學(xué)生掌握變壓器的構(gòu)造和原理，以及能從正弦式電壓的圖象讀取最大值、有效值等信息，難度不大。18．（2021春?德清縣校級(jí)月考）電壓互感器是一種測(cè)量電路中電壓的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較多，并聯(lián)在電路中。副線圈匝數(shù)較少，兩端接在電壓表上。則電壓互感器（）A．是一種降壓變壓器 B．能測(cè)量直流電路中某一用電器兩端的電壓 C．原、副線圈中電流的頻率不同 D．副線圈兩端的電壓高于原線圈兩端的電壓【分析】明確變壓器原理，知道電壓互感器是一種測(cè)量電路中電壓的變壓器，不能夠在直流電路中正常工作；變壓器不能夠改變交流電的頻率?！窘獯稹拷猓篈D、電壓互感器是一種測(cè)量電路中電壓的變壓器；根據(jù)題意，電壓互感器的原線圈匝數(shù)較多，原線圈匝數(shù)較多，由可知，副線圈兩端的電壓低于原線圈兩端的電壓，故電壓互感器為降壓變壓器，故A正確，D錯(cuò)誤；B、電壓互感器是利用電磁感應(yīng)進(jìn)行工作的，只能夠在交流電路中才能正常工作，不能測(cè)量直流電路中的電壓，故B錯(cuò)誤；C、電壓互感器能夠改變?cè)?、副線圈電流和電壓，但不能夠改變其頻率，即電壓互感器原、副線圈電流的頻率相同，故C錯(cuò)誤；故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理，電壓互感器是一種常見(jiàn)的變壓器，了解其工作原理是解決本題的關(guān)鍵點(diǎn)。19．（2021?江蘇一模）某同學(xué)用可拆變壓器探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)中下列說(shuō)法正確的是（）A．原線圈可直接接入220V交流電路 B．為確保安全，原線圈匝數(shù)應(yīng)多于副線圈匝數(shù) C．用交流電壓表測(cè)副線圈兩端電壓時(shí)，副線圈應(yīng)空載 D．用交流電壓表測(cè)副線圈兩端電壓時(shí)，副線圈接小燈泡【分析】明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，掌握實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的基本方法?！窘獯稹拷猓篈、由于可拆變壓器探究變壓器原、副線圈中的線圈導(dǎo)線橫截面積較小，為了保證安全，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使用電壓較小的交流電，不能直接接入220V交流電路，故A錯(cuò)誤；B、如果測(cè)量升高變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù)，故B錯(cuò)誤；CD、因線圈中導(dǎo)線有電阻，所以用交流電壓表測(cè)副線圈兩端電壓時(shí)，副線圈應(yīng)空載，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)，明確采用控制變量法探究理想變壓器原副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比的實(shí)驗(yàn)原理才能準(zhǔn)確掌握實(shí)驗(yàn)方法和注意事項(xiàng)。20．（2021?昌平區(qū)一模）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變。若將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．電表A1、A2的示數(shù)都增大 B．電表V1、V2的示數(shù)都不變 C．原線圈輸入功率減小 D．電阻R0消耗的電功率減小【分析】理想變壓器副線圈的電壓由原線圈電壓決定，原線圈電壓不變，副線圈的電壓也不變；根據(jù)閉合電路歐姆定律，R減小，電流I2增大，原線圈的電流由副線圈電流決定，故A1示數(shù)也增大?！窘獯稹拷猓篈B、理想變壓器輸入電壓保持不變，則電壓表V1示數(shù)不變，而線圈匝數(shù)不變，根據(jù)可知副線圈兩端電壓U2不變，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)，則R阻值減小，根據(jù)歐姆定律有：I2＝可知，I2增大，A2示數(shù)增大，由，可知I1增大，A1示數(shù)增大，而R0兩端電壓增大，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓即電壓表V2示數(shù)減小，故A正確，B錯(cuò)誤；C、由P1＝U1I1可知原線圈輸入功率增大，故C錯(cuò)誤；D、由PR0＝R0可知，電阻R0消耗的電功率增大，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理。電路的動(dòng)態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法。二．多選題（共10小題）21．（2021?全國(guó)四模）實(shí)踐課中，一位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖的電路給浴室供電。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，原線圈接到u＝220sin100πt（V）的交變電路中。已知照明燈的額定功率為44W，排氣扇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為1Ω。已知各用電器均正常工作時(shí)，理想電流表的示數(shù)為4A，則（）A．理想電壓表的示數(shù)為31.1V B．交流電的頻率為50Hz C．排氣扇輸出功率為40W D．保險(xiǎn)絲中的電流為0.4A【分析】一、熟練掌握變壓器的匝數(shù)比與原副線圈電壓比（電流比）的關(guān)系：，來(lái)求解副線圈電壓和原線圈電流；二、由交流電表達(dá)式u＝220sin100πt（V）來(lái)計(jì)算頻率；三、對(duì)非純電阻電路中，功率的準(zhǔn)確理解，排氣扇滿足P出＝U2（I2﹣I燈）﹣（I2﹣I燈）2r?！窘獯稹拷猓篈、變壓器原線圈的輸入電壓為U1＝220V，由匝數(shù)與原副線圈電壓關(guān)系：可得U2＝22V，故A錯(cuò)誤；B、由交流電表達(dá)式可得：100π＝2πf解得f＝50Hz，故B正確；C、對(duì)于燈泡，滿足P燈＝U2I燈對(duì)于排氣扇滿足P出＝U2（I2﹣I燈）﹣（I2﹣I燈）2r聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可解得：P出＝40W，故C正確；D、已知I2＝4A，根據(jù)匝數(shù)與原副線圈電流關(guān)系：可得I1＝0.4A，即保險(xiǎn)絲中的電流為0.4A，故D錯(cuò)誤。故選：BC。【點(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器的匝數(shù)比與原副線圈電壓比（電流比）的關(guān)系：，，和非純電阻電路中輸出功率的關(guān)系式，P出＝U2（I2﹣I燈）﹣（I2﹣I燈）2r。是一道基于電路知識(shí)的交變電流問(wèn)題。易錯(cuò)點(diǎn)為考慮不到電風(fēng)扇的發(fā)熱功率。22．（2021春?汪清縣校級(jí)月考）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在如右圖所示的交流電源上，副線圈上接有“10V，1W”的燈泡能正常發(fā)光．已知電流表、電壓表均為理想電表，下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表示數(shù)為220V B．右圖交流電壓表達(dá)式為u＝311sin50πt C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為22：1 D．若將電流表?yè)Q成燈泡，則變壓器輸出功率增大【分析】一、交流電最大值與有效值的關(guān)系；二、根據(jù)圖像信息得出交變電流表達(dá)式u＝311sin100πt；三、理想變壓器匝數(shù)與原副線圈端電壓的關(guān)系：及功率的計(jì)算?！窘獯稹拷猓篈、電壓表的讀數(shù)為交流電的有效值，根據(jù)圖2知交流電的有效值為：則電壓表示數(shù)為220V，故A正確；B、由圖2可得交流電的表達(dá)式為u＝311sin100πt，故B錯(cuò)誤；C、由于燈泡正常發(fā)光，可得變壓器副線圈兩端的電壓為10V，根據(jù)：可得變壓器原、副線圈匝數(shù)比為22：1。故C正確；D、若將電流表?yè)Q成燈泡，變壓器的副線圈兩端的電壓不變，根據(jù)功率公式P＝知，副線圈的消耗功率減小，可得變壓器輸入功率減小，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查理想變壓器與交變電流的結(jié)合。屬基礎(chǔ)題型，涉及有效值的求法，交變電流表達(dá)式的寫(xiě)法，輸出功率的計(jì)算23．（2021?普寧市校級(jí)模擬）如圖所示的電路中，單匝線框abcd面積為S，理想變壓器匝數(shù)比n1：n2＝2：1，電阻R1、R2阻值均為R。線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以角速度ω繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。不計(jì)線框電阻以及兩電表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，則（）A．電壓表的示數(shù)為 B．電流表的示數(shù)為 C．線框輸出的電功率為 D．線框轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)輸出的電壓為BSω【分析】根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，電流于匝數(shù)成反比，明確線框在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的最大值和瞬時(shí)值之間的關(guān)系，利用閉合電路歐姆定律即可判斷【解答】解：A、分析原線圈電路可知，電壓表示數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì)的有效值，即：U1＝聯(lián)立，解得：U1＝故A正確；B、根據(jù)匝數(shù)與電壓的關(guān)系可得：聯(lián)立，可得：U2＝根據(jù)歐姆定律，可得電流表的示數(shù)為：代入數(shù)據(jù)，可得：故B正確；C、線框輸出的電功率為：P＝P1+P2，P1＝，P1＝代入數(shù)據(jù)，可得：P＝故C正確；D、線框轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，由于磁場(chǎng)垂直線圈平面，則此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電壓為零，故D錯(cuò)誤。故選：ABC?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了變壓器原副線圈中電流、電壓與匝數(shù)的關(guān)系，明確線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算即可24．（2021春?黃埔區(qū)校級(jí)期中）如圖，理想變壓器兩端接正弦交流電源u，電源電壓不變。開(kāi)關(guān)S閉合，四個(gè)相同的燈泡均能正常發(fā)光，燈泡規(guī)格為“4V，4W”。設(shè)燈泡均不會(huì)發(fā)生故障，以下說(shuō)法正確的是（）A．原副線圈的匝數(shù)比為1：2 B．電源電壓的有效值為16V C．若開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，燈泡L1將變暗 D．僅增大副線圈匝數(shù)，燈泡L2將變亮【分析】根據(jù)燈泡正常發(fā)光，確定原副線圈電流大小，由變壓器原副線圈的電流關(guān)系可得線圈匝數(shù)比；根據(jù)變壓器原副線圈的電壓關(guān)系可確定原線圈兩端電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系得電源電壓；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，接入副線圈中的電阻增大，根據(jù)變壓器原副線圈的電流關(guān)系即可分析燈泡L1的亮暗；根據(jù)變壓器原副線圈的電壓關(guān)系、歐姆定律以及變壓器原副線圈的電流關(guān)系即可分析燈泡L2?！窘獯稹拷猓篈、燈泡額定電流IL＝＝A＝1A，而流過(guò)原線圈的電流I1＝IL＝1A，流過(guò)副線圈的電流I2＝2IL＝2A，根據(jù)變壓器原副線圈的電流關(guān)系：，有：＝，故A錯(cuò)誤；B、由于副線圈兩端電壓U2＝UL＝4V，根據(jù)變壓器原副線圈的電壓關(guān)系：，可得原線圈兩端電壓U1＝U2＝×4V＝8V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓關(guān)系，可得電源電壓的有效值為：U＝U1十2UL＝8V+2×4V＝16V，故B正確；C、若開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，則接入副線圈中的電阻增大，流過(guò)副線圈的電流減小，根據(jù)變壓器原副線圈的電流關(guān)系：可知，流過(guò)原線圈的電流也減小，則燈泡L1變暗，故C正確；D、根據(jù)，增大副線圈匝數(shù)n2，則副線圈兩端電壓U2增大，根據(jù)I＝，流過(guò)副線圈的電流I2增大，根據(jù)，可知，流過(guò)原線圈的電流I1增大，則燈泡L2變亮，故D正確。故選：BCD。【點(diǎn)評(píng)】電路的動(dòng)態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法．25．（2021春?荔灣區(qū)校級(jí)期中）如圖所示為變壓器工作電路示意圖，其中T為理想變壓器，輸電線電阻可等效為電阻r。燈L1、L2相同且阻值不變，現(xiàn)保持變壓器T的輸入電壓不變，滑片P處于圖中位置，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)該狀態(tài)下燈L1正常發(fā)光。則下列說(shuō)法正確的是（）A．僅閉合開(kāi)關(guān)S，燈L1會(huì)變暗 B．僅閉合開(kāi)關(guān)S，r消耗的功率會(huì)變大 C．僅將滑片P下移，r消耗的功率會(huì)變大 D．僅將滑片P上移，電流表示數(shù)會(huì)變大【分析】閉合S，副線圈總電阻減小，根據(jù)歐姆定律、副線圈回路的電壓關(guān)系以及功率公式可判斷燈泡L1亮度變化以及r消耗的功率變化；僅移動(dòng)滑片，副線圈匝數(shù)變化，根據(jù)變壓器的變壓比、歐姆定律、功率公式以及變壓器的電流比可判斷r消耗的功率和電流表示數(shù)變化?！窘獯稹拷?A、閉合S，副線圈總電阻減小，根據(jù)歐姆定律：I＝，副線圈中電流增大，根據(jù)Ur＝Ir，電阻r上的電壓增大，副線圈電壓不變，根據(jù)U2＝Ur+UL，所以燈泡兩端電壓減小，故燈泡L1會(huì)變暗，故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)以上分析得電阻r上的電壓增大，根據(jù)P＝，r消耗的功率會(huì)變大，故B正確;C、僅將滑片P下移，副線圈匝數(shù)減小，根據(jù)＝，則輸出電壓減小，根據(jù)歐姆定律：I＝，副線圈中電流減小，根據(jù)P＝I2r，r消耗的功率會(huì)變小，故C錯(cuò)誤;D、僅將滑片P上移，副線圈匝數(shù)增加，根據(jù)＝，則輸出電壓增大，根據(jù)歐姆定律：I＝，副線圈中電流增大，根據(jù)＝，原線圈電流增大，電流表示數(shù)會(huì)變大，故D正確;故選：BD。【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題，一定要整個(gè)過(guò)程中的功率、電壓關(guān)系，尤其注意導(dǎo)線上損失的電壓和功率與哪些因素有關(guān)。26．（2021?永州模擬）如圖，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，與理想變壓器相連，t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)平行，下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0時(shí)，矩形線圈的磁通量最小 B．若ω變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則電路的總功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 C．若ω不變，要使LI變亮，L2變暗，可將滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng) D．若ω不變，L2突然變暗，可能因滑動(dòng)變阻器的滑片接觸不良所引起【分析】當(dāng)線圈與磁場(chǎng)平行則磁通量為零；根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式判斷電路總功率的變化；根據(jù)電路連接的特點(diǎn)判斷電壓和電流的變化情況判斷燈泡的亮度變化。【解答】A、t＝0時(shí)，線圈與磁場(chǎng)平行，矩形線圈垂直中性面，磁通量最小，故A正確；B、由e＝NBSωsinωt可知：當(dāng)ω變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，最大電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)E有效＝，電動(dòng)勢(shì)的有效值也為原來(lái)的2倍，再由電功率公式：P＝，R不變，則總功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，故B錯(cuò)誤；C、L1與副線圈并聯(lián)，調(diào)節(jié)阻值大小不會(huì)影響副線圈兩端的電壓，L1兩端電壓不變，則亮度不變，故C錯(cuò)誤；D、L2與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)分壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接觸不良，阻值增大，根據(jù)歐姆定律：I＝，則流經(jīng)L2電流變小，再由電功率公式：P＝I2R，功率減小，L2變暗，故D正確。故選：AD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查交流電壓的瞬時(shí)表達(dá)式，最大值與有效值的關(guān)系，以及變壓器的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題，處理變壓器的動(dòng)態(tài)變化這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于分清變量和不變量，弄清楚“誰(shuí)決定誰(shuí)”的制約關(guān)系．27．（2021?全國(guó)模擬）如圖甲所示，導(dǎo)線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示。線框與理想升壓變壓器相連，變壓器副線圈接入一額定電壓為220V的電燈泡，電燈泡恰好正常發(fā)光且電流表的示數(shù)為2A，R1＝3Ω，導(dǎo)線框電阻不計(jì)，電流表為理想電流表，則（）A．原線圈上的電壓 B．原副線圈的匝數(shù)比為1：10 C．一個(gè)周期內(nèi)燈泡產(chǎn)生的熱量為1.76J D．電燈泡兩端的最大電壓為220V【分析】正弦式電流與變壓器的結(jié)合，考查交流電的峰值與有效值的關(guān)系，變壓器匝數(shù)與電壓的關(guān)系，電路中焦耳定律得應(yīng)用，【解答】解：A、原線圈上的電壓：U1＝E﹣I1R1交流電源的電動(dòng)勢(shì)有效值為：解得：U1＝22V故A錯(cuò)誤；B、電燈泡恰好正常發(fā)光，所以副線圈電壓為U2＝220V，根據(jù)理想變壓器匝數(shù)與電壓關(guān)系：原副線圈的匝數(shù)比為1：10，故B正確；C、理想變壓器沒(méi)有能量損耗，一個(gè)周期內(nèi)燈泡產(chǎn)生的熱量即變壓器原線圈消耗能量：Q＝U1I1T，T＝4×10﹣2s解得：Q＝1.76J，故C正確；D、根據(jù)正弦交流電峰值與有效值的關(guān)系可知，電燈泡兩端最大電壓為：故D正確。故選：BCD?！军c(diǎn)評(píng)】交流電與變壓器結(jié)合的基礎(chǔ)題型，亮點(diǎn)是原線圈電路串有定值電阻，需要計(jì)算電源電動(dòng)勢(shì)與原線圈電壓的關(guān)系。28．（2021?4月份模擬）如圖所示為一理想變壓器，原線圈接有電壓為U1的穩(wěn)壓交流電，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器R的滑片，則（）A．開(kāi)關(guān)K合在a處，使滑片P上滑，原線圈的電流將減小 B．開(kāi)關(guān)K合在b處，使滑片P下滑，變壓器輸入功率將減小 C．保持滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小 D．保持滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)K由a合到b時(shí)，原線圈的電流將減小【分析】明確變壓器原理，根據(jù)輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，輸入的功率的大小是由輸出功率的大小決定的，電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比分析即可?！窘獯稹拷猓篈、開(kāi)關(guān)K合在a處，使滑片P上滑，副線圈回路中的電阻增大，電流減小，由原線圈與副線圈電流的關(guān)系，可知原線圈的電流也將減小，故A正確；B、開(kāi)關(guān)K合在b處，使滑片P下滑，副線圈回路中的電阻減小，電流變大，而電壓不變，所以，輸出功率將變大，由于輸入功率等于輸出功率。所以變壓器輸入功率將增大，故B錯(cuò)誤；C、保持滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)K由b合到a時(shí)，輸入端線圈匝數(shù)變大，由可知，副線圈兩端的電壓減小，故回路中的電流減小，所以R消耗的功率減小，故C正確；D、保持滑片P的位置不變，開(kāi)關(guān)K由a合到b時(shí)，輸入端線圈匝數(shù)減小，由＝可知，原線圈的電流將增大，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查變壓器的知識(shí)，要能對(duì)變壓器的最大值、有效值、瞬時(shí)值以及變壓器變壓原理、功率等問(wèn)題徹底理解，明確輸出功率決定了輸入功率，輸入電壓決定了輸出電壓。29．（2021?浙江模擬）無(wú)線充電是近年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，無(wú)線充電技術(shù)與變壓器相類似，通過(guò)分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場(chǎng)傳遞能量。如圖所示，充電基座接上220V，50Hz家庭用交流電，受電線圈接上一個(gè)理想二極管（正向電阻可看作零，反向電阻可看作無(wú)窮大）從圖中ab端輸出電壓，再經(jīng)濾波后（圖中未畫(huà)出）給手機(jī)電池充電。已知ab端輸出電壓為5V，假設(shè)在充電過(guò)程中基座線圈的磁場(chǎng)全部穿過(guò)受電線圈而無(wú)能量的損失，下列說(shuō)法正確的是（）A．受電線圈之所以能夠給手機(jī)電池充電是因?yàn)榛€圈和受電線圈發(fā)生了互感現(xiàn)象 B．220V，50Hz家庭用交流電電流方向每秒變化50次 C．受電線圈兩端（二極管之前）的輸出電壓的電壓峰值為10V D．基座線圈和受電線圈的匝數(shù)比為44：1【分析】根據(jù)變壓器的原理進(jìn)行分析，正弦交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，則家用交流電每秒有50個(gè)周期，據(jù)此分析交流電電流方向每秒變化次數(shù)；用有效值的定義進(jìn)行計(jì)算輸出電壓的電壓峰值；用變壓器的變壓比計(jì)算兩線圈的匝數(shù)之比?！窘獯稹拷猓篈、受電線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流是因?yàn)榛ジ鞋F(xiàn)象，故A正確；B、正弦交流電一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，則家用交流電每秒有50個(gè)周期，所以電流每秒變化100次，故B錯(cuò)誤；C、設(shè)受電線圈電壓的峰值為U2，由于其后有二極管使反向電壓不能通過(guò)，所以根據(jù)有效值的定義有：＝解得：U2＝2U＝2×5V＝10V，故C正確；D、基座線圈電壓的峰值為U1，則U1＝220V，由變壓器的變壓比規(guī)律：＝＝＝，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題把物理學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用實(shí)例綜合在這個(gè)題目中，巧妙地考查了變壓器原理、變壓規(guī)律、交流電頻率的意義、有效值的計(jì)算等。30．（2021春?薛城區(qū)期中）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4：1，電路中電阻R＝11Ω，其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈兩端接入如圖乙所示的正弦式交變電壓。則下列說(shuō)法中正確的是（）A．副線圈電壓有效值為55V B．副線圈電壓有效值為55V C．原線圈輸入功率為450W D．原線圈輸入功率為275W【分析】由圖可知交流電的最大值，根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系得原線圈輸入的電壓的有效值，根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系求解副線圈的電壓的有效值；先根據(jù)歐姆定律計(jì)算副線圈中的電流，再根據(jù)功率公式計(jì)算副線圈負(fù)載的功率，由于原副線圈功率相等，即可得到原線圈輸入功率?！窘獯稹緼B、由題圖乙可知，原線圈輸入的電壓的最大值Um＝220V，有效值U1＝＝V＝220V，根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系有：根據(jù)公式有：U2＝U1＝V＝55V，A正確，B錯(cuò)誤；CD、根據(jù)歐姆定律：I2＝＝A＝5A副線圈的輸出功率：P2＝U2I2＝55×5W＝275W由于該變壓器為理想變壓器，故輸入功率P1＝P2＝275W，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器，目的是考查學(xué)生的推理能力。根據(jù)原副線圈的電壓、功率的關(guān)系，仔細(xì)計(jì)算判斷即可。三．填空題（共10小題）31．（2021春?朝陽(yáng)區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，L1和L2是輸電線，甲、乙是兩個(gè)互感器，通過(guò)觀測(cè)接在甲、乙中的電表讀數(shù)，可以間接得到輸電線兩端電壓和通過(guò)輸電線的電流。若已知圖中n1：n2＝100：1，n3：n4＝1：10，V表示數(shù)為220V，A表示數(shù)為10A，則甲是電壓互感器，輸電線兩端電壓是22000V；乙是電流互感器，輸電線兩端電流是100A。（選填電壓互感器或電流互感器）【分析】明確互感器原理，知道電壓互感器需要并聯(lián)在電路中，而電流互感器要串聯(lián)在電路中；同時(shí)應(yīng)用變壓器原理求解電壓或電流?！窘獯稹拷猓杭讏D的原線圈兩端接在電源兩端，所以是電壓互感器，已知n1：n2＝100：1，電壓表示數(shù)為220V，故傳輸電壓為：U＝220V×100＝2.2×104V；乙圖中的原線圈串聯(lián)接入輸電線的一根導(dǎo)線，所以的電流互感器，已知n3：n4＝1：10，電流表示數(shù)為10A，故傳輸電流為：I＝10A×10＝100A。故答案為：電壓互感器；22000；電流互感器；100?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的特點(diǎn)，要知道電流互感器需要串聯(lián)在電路中，電壓互感器要并聯(lián)在電路中；注意明確電壓、電流之比與線圈匝數(shù)之間的關(guān)系！32．（2021春?仁壽縣校級(jí)月考）甲、乙兩圖為互感器結(jié)構(gòu)圖，甲圖中a電表為，乙圖中b電表為D。A．直流電壓表B．交流電壓表C．直接電流表D．交流電流表【分析】理想變壓器的工作原理是原線圈輸入變化的電流時(shí)，導(dǎo)致副線圈的磁通量發(fā)生變化，從而導(dǎo)致副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。而副線圈中的感應(yīng)電流的變化，又導(dǎo)致在原線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。串聯(lián)在電路中的是電流互感器，并聯(lián)在電路中的是電壓互感器?！窘獯稹拷猓簝蓤D均為互感器原理，故只能在交流電中使用，所以兩表均為交流電表；由圖可知，甲并聯(lián)在電路中是電壓互感器，故a電表為交流電壓表，乙串聯(lián)在電路中是電流互感器，b電流為交流電流表。故答案為：B，D?！军c(diǎn)評(píng)】知道電流互感器和電壓互感器的工作原理，明確電壓互感器和電流互感器在電路中的接法。33．（2021春?宜秀區(qū)校級(jí)月考）理想變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中，每匝線圈中磁通量的變化率、交變電流的頻率都相同。A（對(duì)的填A(yù)，錯(cuò)的填B）【分析】變壓器的電流與匝數(shù)成反比，輸入功率等于輸出功率，磁通量的變化率相同，頻率不變．【解答】解：變壓器的變壓原理即為在同一個(gè)鐵芯中磁通量的變化率相同，輸入功率等于輸出功率，變壓器只改變電壓和電流不改變電流的頻率、電功率及磁通量的變化率，故說(shuō)法正確。故答案為：A【點(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的變壓特點(diǎn)，知道變壓器原副線圈磁通量變化率和頻率都不變。34．（2021春?長(zhǎng)汀縣期中）如圖所示，一理想變壓器，其原線圈2200匝，副線圈440匝，并接一個(gè)100Ω的負(fù)載電阻。當(dāng)原線圈接在44V直流電源電源上時(shí)，副線圈兩端電壓表示數(shù)為0V?！痉治觥孔儔浩鞯墓ぷ髟硎腔ジ鞋F(xiàn)象，當(dāng)原線圈接在44V直流電源上時(shí)，原線圈電流恒定，副線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?！窘獯稹拷猓鹤儔浩鞯墓ぷ髟硎腔ジ鞋F(xiàn)象，當(dāng)原線圈接在44V直流電源上時(shí)，原線圈電流恒定，副線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，副線圈兩端的電壓表示數(shù)為零。故答案為：0?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，知道變壓器只能改變交流電的電壓，不能改變直流電的電壓。35．（2020秋?金臺(tái)區(qū)期末）如圖所示為一與電源相連接的理想變壓器，原線圈中電流為I1，副線圈中電流為I2，則原副線圈的匝數(shù)之比為；當(dāng)副線圈中負(fù)載電阻R變大時(shí)，原線圈的輸入功率將減?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”）?！痉治觥坷硐胱儔浩鬏斎牍β实扔谳敵龉β剩米儔浩髟本€圈電壓與匝數(shù)成正比即可求出電流比，由輸入功率由輸出功率決定，通過(guò)副線圈消耗的功率的變化即可判斷原線圈的輸入功率的變化?！窘獯稹拷猓海?）變壓器的輸出功率等于輸入功率即P1＝P2，則原副線圈的匝數(shù)之比為：（2）當(dāng)副線圈中負(fù)載電阻R變大時(shí)，根據(jù)可知副線圈功率減小，則原線圈的輸入功率將減小。故答案為：減小【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查變壓器的工作原理及動(dòng)態(tài)過(guò)程分析，此題中應(yīng)注意輸入功率由輸出功率決定。36．（2020春?江油市校級(jí)期中）江油某學(xué)校用一臺(tái)變壓器將校外10kV高壓接入校內(nèi)供學(xué)校師生生活用電，若將該變壓器看作理想變壓器，其原副線圈匝數(shù)比為500：11；由于使用年限久，該變壓器老化，副線圈被燒壞。為了應(yīng)急，這個(gè)學(xué)校的電工撤下變壓器，取出副線圈，換用同規(guī)格導(dǎo)線重新繞制進(jìn)修維修，完工后接入原電路。后來(lái)該校物理老師發(fā)現(xiàn)學(xué)校所用電電壓老是偏高。你認(rèn)為電壓偏高的最大可能原因是電工在維修繞制副線圈時(shí)匝數(shù)偏大?！痉治觥扛鶕?jù)變壓器的匝數(shù)與電壓成正比即可求解線圈的匝數(shù)比，并據(jù)此判斷用戶端電壓偏高的原因?！窘獯稹拷猓海?）日常用電電壓為220V，對(duì)于理想變壓器，電壓之比等于匝數(shù)之比：，所以原副線圈匝數(shù)比為：＝＝；（2）用電電壓總是偏高，最可能的原因電工在維修繞制副線圈時(shí)副線圈匝數(shù)偏大。答：（1）500：11（2）匝數(shù)偏大【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)變壓器的特點(diǎn)，知道變壓器的匝數(shù)與電壓成正比，本題考查了變壓器在實(shí)際生活的應(yīng)用。37．（2020?云南學(xué)業(yè)考試）我國(guó)大陸地區(qū)居民用電的電壓是220V，頻率是Hz；變壓器根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作，所以變壓器只能改變交變電流（選填“交變電流”或“恒定電流”）的電壓；遠(yuǎn)距離輸電中，可采用提高（選填“提高”或“降低”）輸送電壓的方式來(lái)減少電能輸送時(shí)的損失?！痉治觥孔儔浩魇歉鶕?jù)電磁感應(yīng)原理工作的，所以變壓器只能改變交流電的電壓；而在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)需要通過(guò)提高輸送電壓的方式來(lái)減小電能的損失?！窘獯稹拷猓鹤儔浩魇歉鶕?jù)電磁感應(yīng)原理工作的，所以變壓器只能改變交變電流的電壓；在遠(yuǎn)距離送電中，導(dǎo)線上損失的電能主要由電流的熱效應(yīng)引起，由P＝UI可知，在功率不變的情況下，輸電電壓越高，電能損失就越??；所以通過(guò)提高輸送電壓可以減小電能輸送時(shí)的損失。故答案為：交變電流；提高。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器原理以及遠(yuǎn)距離輸電，要注意明確通過(guò)提高電壓可以減小電流，從而減小導(dǎo)線上功率的損失。38．（2020春?西寧期末）如圖所示，用理想變壓器給R供電，設(shè)輸入的交變電壓不變，當(dāng)R的滑片向上移動(dòng)時(shí)四只電表及變壓器的輸入功率變化情況是：V1不變，V2不變，A1減小，A2減小，P減?。ㄌ顚?xiě)增大、減小或不變）【分析】和閉合電路中的動(dòng)態(tài)分析類似，可以根據(jù)R的變化，確定出總電路的電阻的變化，進(jìn)而可以確定總電路的電流的變化的情況，再根據(jù)電壓不變，來(lái)分析其他的原件的電流和電壓的變化的情況【解答】解：輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以變壓器的輸出電壓也不變，所以V1、V2的示數(shù)都不變，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)頭P向上移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻增大，所以負(fù)線圈的電流減小，原線圈的電流也要減小，副線圈消耗的功率變小，則輸入功率等于輸出功率也減?。蚀鸢笧椋翰蛔?，不變，減小，減小，減小【點(diǎn)評(píng)】電路的動(dòng)態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法39．（2020?湖南學(xué)業(yè)考試）遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，為了減少輸送過(guò)程中的熱損耗，常采用高壓輸電（選填“高壓”或“低壓”）．在輸電線路上的用戶端若有一個(gè)如圖所示的理想變壓器，其原線圈匝數(shù)n1小于副線圈匝數(shù)n2，則原線圈兩端的電壓U1小于副線圈兩端的電壓U2（選填“大于”或“小于”）．【分析】根據(jù)P＝UI可知，電功率一定時(shí)，電壓越高，線路中的電流就越小，由Q＝I2Rt可得，電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越小，電流通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量越小，電壓與匝數(shù)成正比．【解答】解：在輸送電功率不變的情況下，電壓越高，線路中的電流越小，由焦耳定律可知，高壓輸電能減少線路上電能的損失，變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，故原線圈兩端的電壓U1小于副線圈兩端的電壓U2．故答案為：高壓，小于．【點(diǎn)評(píng)】用高壓輸電不僅可以減少線路中電能的損耗，同時(shí)降低熱損耗和材料成本，都是在輸電過(guò)程中節(jié)約了能源，這是一種非常有效的做法．40．（2019?云南學(xué)業(yè)考試）英國(guó)物理學(xué)家法拉第（選填“法拉第”或“安培”）經(jīng)過(guò)10年的艱苦探索，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的密切聯(lián)系，奏響了電氣化時(shí)代的序曲。如圖所示是一理想變壓器，左邊的線圈叫原線圈（選填“原”或“副”），要使燈泡持續(xù)發(fā)光，AB端應(yīng)通入交流電（選填“交流”或“直流”）?！痉治觥糠ɡ谑亲钤绨l(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的；變壓器必須使用交流源?！窘獯稹拷猓河?guó)物理學(xué)家法拉第經(jīng)過(guò)10年的艱苦探索，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的密切聯(lián)系，如圖所示，理想變壓器，左邊的線圈叫原線圈，要使燈泡持續(xù)發(fā)光，AB端應(yīng)通入交流電。故答案為：法拉第，原，交流?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了物理學(xué)史、變壓器的構(gòu)造和原理等知識(shí)點(diǎn)。這種題型知識(shí)點(diǎn)廣，多以基礎(chǔ)為主，只要平時(shí)多加積累，難度不大。四．計(jì)算題（共8小題）41．（2021春?邢臺(tái)月考）如圖所示，有四個(gè)完全相同