人教版2019選擇性必修第二冊高二物理精講與精練高分突破考點專題 3.3 變壓器（參考答案）

3.3：變壓器一：知識精講歸納考點一、變壓器的原理1．構造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作原線圈，與負載連接的線圈叫作副線圈．其構造示意圖與電路中的符號分別甲、乙所示．原理：互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎．原線圈中電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中激發(fā)的磁場也不斷變化，變化的磁場在副線圈中產(chǎn)生感應電動勢．(2)原理圖解考點二、電壓與匝數(shù)的關系1．理想變壓器：沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器，它是一個理想化模型．2．變壓器原、副線圈中的電壓關系(1)只有一個副線圈：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)； (2)有多個副線圈：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…3．自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，如果把整個線圈作為原線圈，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，如圖所示．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).4．兩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．考點三、變壓器中的能量轉化原線圈中電場的能量轉變成磁場的能量，變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈，在副線圈中產(chǎn)生了感應電流，磁場的能量轉化成了電場的能量．考點四、理想變壓器原、副線圈的功率關系和電流關系1．功率關系從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出．2．電流關系(1)只有一個副線圈時，U1I1＝U2I2或eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(2)當有多個副線圈時，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…考點五、理想變壓器的制約關系和動態(tài)分析1．電壓、電流、功率的制約關系(1)電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)一定時，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?。籔出為0，P入為0.(3)電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)一定，且輸入電壓U1確定時，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)(只有一個副線圈時)．2．對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是R→I2→P出→P入→I1.(2)負載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進行動態(tài)分析順序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.二：考點題型歸納題型一：變壓器的原理和電壓、電流和匝數(shù)的關系1．（2022·全國·高二）如圖，理想變壓器輸入端電壓隨時間變化為，在原線圈回路中串聯(lián)阻值為R的電阻，a、b、c為副線圈上的3個抽頭。若僅在抽頭a、b間接入阻值為R的電阻，原線圈回路中電阻R消耗的功率為P；若僅在抽頭b、c間接入阻值為的電阻，原線圈回路中電阻R消耗的功率也為P。已知原線圈匝數(shù)與a、b間線圈匝數(shù)之比為，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b間線圈匝數(shù)與b、c間線圈匝數(shù)之比為B．原線圈匝數(shù)與b、c間線圈匝數(shù)之比為C．僅在抽頭a、b間接入電阻R時，a、b兩端電壓為D．僅在抽頭b、c間接入電阻R時，b、c兩端電壓為2．（2022·全國·高二課時練習）一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中三個電阻的阻值均為R，A為理想交流電流表，u為正弦交流電源，輸出電壓的有效值恒定。當開關S斷開時，電流表的示數(shù)為I；當開關S閉合時，電流表的示數(shù)為。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為（）A． B． C． D．3．（2022·陜西渭南·高二期末）華為手機充電器中裝有變壓器。用正弦交流電路給手機充電時，原線圈兩端電壓為220V，副線圈兩端電壓為5V，副線圈電流為2.2A，若將變壓器視為理想變壓器，則（）A．原副線圈的匝數(shù)比為4.4：1 B．原線圈的電流為0.05AC．副線圈兩端電壓的最大值為5V D．原副線圈的功率之比為44：1題型二：理想變壓器兩端的功率計算4．（2022·湖北·襄陽市第一中學高二階段練習）如圖所示，為某小型發(fā)電站的輸電示意圖。發(fā)電站的輸出功率為100kW，經(jīng)變壓器升壓后，輸出電壓為，發(fā)電站到用戶的距離是20km，輸電線的總電阻為，經(jīng)過降壓變壓器給一居民小區(qū)供電，變壓器均為理想變壓器。下列判斷正確的是（）A．輸電線路中的電流為1000AB．用戶獲得的功率為99kWC．若輸出電壓加倍，線路損耗的電功率減半D．若用戶所需電壓220V，則降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為490∶115．（2022·全國·高二課時練習）如圖，理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，定值電阻、的阻值比為6∶1，在a、b間輸入有效值不變的正弦交流電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，當a、b端輸入的功率為時，消耗的功率為P，則滑動變阻器消耗的功率為（）A． B． C． D．6．（2022·四川·成都外國語學校高二階段練習）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在一個交變電源上，交變電壓瞬時值隨時間變化的規(guī)律為u=220sin100πt（V），副線圈所在電路中接有燈泡、電動機、理想交流電壓表和理想交流電流表。已知理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，燈泡的電阻為22Ω，電動機內(nèi)阻為1Ω，電流表示數(shù)為3A，各用電器均正常工作。則（

）A．通過副線圈的電流頻率為5HzB．電壓表示數(shù)為22VC．電動機的輸出功率為40WD．變壓器原線圈的輸入功率為66W題型三：變壓器兩端的電路動態(tài)分析7．（2022·河北·高二階段練習）如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，原線圈的匝數(shù)為，副線圈的匝數(shù)為，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，為定值電阻，R為滑動變阻器，圖中電表均為理想電表。現(xiàn)將滑動變阻器的滑片沿的方向滑動，則（

）A．電壓表V2的示數(shù)不變，電壓表V3的示數(shù)增大B．電流表A1的示數(shù)不變C．電流表A1的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)之比為D．電壓表V3示數(shù)的變化量與電流表A2示數(shù)的變化量之比不變8．（2022·四川省蘆山中學高二期中）如圖所示，理想變壓器副線圈接兩個相同的燈泡L1和L2。輸電線的等效電阻為R。開始時，電鍵S斷開，當S閉合時，下列說法中錯誤的是（）A．副線圈兩端的輸出電壓不變B．通過燈泡L1的電流減小C．原線圈中的電流增大D．變壓器的輸入功率減小9．（2022·江蘇南京·高二期末）如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，電源電壓有效值不變，調(diào)節(jié)滑動觸頭Q可以改變副線圈接入電路的匝數(shù)。開關S閉合，則（）A．僅將P向下滑動，電流表示數(shù)增大B．僅將Q向下滑動，燈泡變亮C．僅將開關S斷開，燈泡變亮D．僅將開關S斷開，變壓器的輸入功率增加題型四:結合圖像計算變壓器兩端電表問題10．（2022·江蘇·常熟市尚湖高級中學高二期中）如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，電流表、電壓表均為理想電表，R是光敏電阻（其阻值隨光強增大而減小）。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法不正確的是（

）A．電壓u的頻率為50Hz B．電壓表的示數(shù)為22VC．照射R的光變強時，燈泡變暗 D．照射R的光變強時，電流表的示數(shù)變大11．（2022·江蘇南通·高二期末）將如圖甲所示的正弦交流電加在圖乙中理想變壓器的A、B兩端，變壓器的原副線圈匝數(shù)比為2∶1，Rt為熱敏電阻（溫度升高時其電阻減?。?，則（）A．在t=0.01s時，電壓表V1的示數(shù)為零B．副線圈兩端電壓的瞬時值表達式為C．Rt處溫度升高時，電流表A示數(shù)變小D．Rt處溫度升高時，電壓表V2的示數(shù)變小12．（2022·吉林·長春市第六中學高二期末）如圖甲所示，電阻不計的矩形導體線圈固定在水平桌面上，線圈的匝數(shù)，所圍成矩形的面積，線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直且均勻分布的磁場，磁感應強度隨時間按如圖乙所示的正弦規(guī)律變化。在線圈的右邊接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，燈泡標有“”字樣，電流表和電壓表均為理想電表。調(diào)節(jié)滑動變阻器R的滑動觸頭，當電流表示數(shù)為時，燈泡剛好正常發(fā)光，則（??）A．電壓表的示數(shù)等于B．定值電阻的阻值為C．在磁感應強度變化的時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量為D．當滑動變阻器R的滑片P向下滑動時，電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小題型五：自耦變壓器問題13．（2022·浙江·舟山教育學院高二期末）某同學設計的無級變速風扇電路如圖所示，理想自耦變壓器的鐵芯上繞有一個線圈，可通過滑片P調(diào)節(jié)副線圈匝數(shù)。A、B間輸入電壓為，E為線圈C、D的中點，通過滑片P上、下移動，改變風扇M兩端的電壓。風扇M的內(nèi)阻，額定電壓，額定功率。則（）A．當滑片P向上移動時，風扇的轉速將減小B．當滑片P向上移動時，原線圈的電流將變小C．當滑片P置于C處時，風扇輸出功率為D．當滑片P置于E處時，風扇兩端的電壓為14．（2021·江西·貴溪市實驗中學高二期末）自耦變壓器在高鐵技術中被廣泛應用。如圖所示，一理想自耦變壓器接在u=Umsin100πt的正弦交流電壓上，P為滑動觸頭，初始位置位于線圈CD的中點G，A1和A2為理想交流電表，R為定值電阻，下列說法正確的是（）A．將P向下滑動，A1的示數(shù)將變小B．將P向上滑動，A2的示數(shù)將增大C．將P下滑到GD的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍D．將P上滑到CG的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼谋?5．（2021·吉林·長春市第二實驗中學高二階段練習）自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為2200匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負載R上的功率為2.2kW。設此時原線圈中電流有效值為I1，負載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為（）A．440V和5.3A B．440V和10A C．240V和5.3A D．240V和10A題型六：變壓器的計算問題16．（2022·廣西欽州·高二期末）如圖所示，電阻不計的矩形線圈中，面積S為、匝數(shù)N=100匝。線圈在磁感應強度的勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸以轉速勻速轉動，并與理想變壓器相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為的燈泡，燈泡恰好正常發(fā)光。求：（1）線框轉動過程中感應電動勢的最大值；（2）變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。17．（2022·北京海淀·高二期末）如圖甲所示，理想變壓器原，副線圈匝數(shù)比，原線圈接在一電源上，副線圈接有一阻值的定值電阻。交流電壓表和交流電流表均為理想電表。當電源電壓隨時間變化如圖乙所示的正弦曲線時，求：（1）電壓表示數(shù)U；（2）電流表示數(shù)I；（3）原線圈的輸入功率P。18．（2022·廣東·江門市第二中學高二期中）圖甲為一起重機的電路示意圖，理想變壓器的原線圈中接入圖乙所示的正弦交流電，照明燈的規(guī)格為“20V，10W”，電動機的內(nèi)阻為r=0.5Ω，裝置工作時，質(zhì)量為m=50kg的重物體恰好勻速上升，照明燈正常工作，電表均為理想電表，電流表的示數(shù)為10.5A。（1）求接入原線圈的交流電電壓的有效值，原副線圈的匝數(shù)之比；（2）求通過電動機的電流，電動機的發(fā)熱功率和輸出功率；（3）若電動機的輸出功率全部用來提升物體，求重物勻速上升的速率。三：課堂過關精練一、單選題19．（2022·甘肅·高臺縣第一中學高二階段練習）如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，原線圈接入圖乙所示的正弦脈沖電壓，副線圈接火災報警系統(tǒng)（報警器未畫出），電壓表和電流表均為理想電表，為定值電阻，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小。下列說法正確的是（）A．圖乙中電壓的有效值為220VB．電壓表的示數(shù)約為15.55VC．R處出現(xiàn)火警時，電流表示數(shù)變小D．R處出現(xiàn)火警時，電阻消耗的電功率減小20．（2022·河北·衡水市第二中學高二期中）如圖所示為理想變壓器，三個燈泡L1、L2、L3都標有“6V，6W”，L4標有“6V，12W”，若它們都能正常發(fā)光，則ab間的電壓的大小為（）A．30V B．32V C．24V D．36V21．（2022·浙江·高二期中）不計電阻的兩組線圈ab和cd分別繞在鐵芯上，相互靠近如圖所示放置，兩線圈匝數(shù)之比為n1：n2，圖中C為電容器，V1和V2為理想電壓表。若MN端輸入按正弦規(guī)律變化的電壓，以下說法正確的是（??）A．兩線圈中電流均為0B．電容器消耗的功率等于MN端的輸入功率C．電壓表V1和V2的讀數(shù)之比為：D．將一閉合導線框置于電容器兩極板之間，線框中可能會產(chǎn)生電流22．（2022·全國·高二課時練習）如圖所示的電路中，a、b接在內(nèi)阻不計的交流發(fā)電機上，發(fā)電機有N匝矩形線圈，線圈面積為S，處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，繞線圈平面內(nèi)與磁場垂直的軸以角速度ω勻速轉動。T為理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，A1、A2為理想交流電流表，R為定值電阻。當線圈轉動的角速度變?yōu)楹螅铝姓f法正確的是（）A．A1的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼?B．A2的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼腃．R中電流的頻率變?yōu)樵瓉淼?倍 D．R消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?3．（2022·全國·高二課時練習）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2：1，、為定值電阻，且，已知a、b兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是（）A．電阻中的電流方向每秒鐘改變50次B．電壓表示數(shù)為C．電阻、消耗的功率之比為1：4D．a(chǎn)、b兩端與副線圈兩端的電壓之比為4：124．（2022·全國·高二課時練習）在磁感應強度的勻強磁場中有一矩形線圈，相關數(shù)據(jù)如下：匝數(shù)匝，面積，電阻。線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉動，通過電刷與一理想變壓器原線圈相接，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為。副線圈兩端的交流電壓表讀數(shù)為36V、接入電燈電阻。以下判斷正確的是（）A．矩形線圈轉動產(chǎn)生的電流最大值為2AB．矩形線圈轉動產(chǎn)生的電動勢有效值為C．從矩形線圈轉到中性面開始計時，矩形線圈電動勢隨時間變化的規(guī)律為D．若矩形線圈轉速增大1倍，電壓表讀數(shù)變?yōu)?2V25．（2022·四川成都·高二期中）如圖，小型發(fā)電機在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動，產(chǎn)生的正弦交流電壓為，通過理想變壓器向用電器輸電，不計輸電線電阻，副線圈回路中接有小燈泡L（8V，24W）和交流電動機M。閉合開關S，小燈泡L和交流電動機M均正常工作，交流電流表A1的示數(shù)為1A。已知交流電動機M的內(nèi)阻為0.2Ω，電表均為理想電表。求：（1）理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（2）交流電流表A2的示數(shù)；（3）交流電動機M的輸出功率。26．（2022·湖北·宜都二中高二階段練習）如圖所示，理想變壓器原線圈中輸入電壓，副線圈兩端電壓為，輸出端連有完全相同的兩個燈泡和，繞過鐵芯的導線所接的電壓表的示數(shù)求：（1）原線圈等于多少匝？（2）當開關斷開時，電流表的示數(shù)則電流表的示數(shù)為多少？（3）在（3）情況下，當開關閉合時，電流表的示數(shù)等于多少？四：高分突破精練一、單選題27．（2022·江蘇·鹽城市田家炳中學高二期中）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55Ω的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2：1，電流表、電壓表均為理想電表，下列說法正確的是（

）A．電流表的讀數(shù)為1A B．增大原線圈的匝數(shù)，則電壓表示數(shù)增大C．副線圈輸出交流電的周期為0.01s D．如果提高原線圈的電壓，則電流表示數(shù)減小28．（2022·全國·高二課時練習）在如圖所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，定值電阻，，在a、b兩端輸入一有效值恒定的正弦式交流電，結果理想電流表A1、A2的示數(shù)之比為，則為（）A． B． C． D．29．（2022·全國·高二課時練習）如圖所示，理想變壓器原線圈接入有效值恒定的正弦交流電，副線圈接入滑動變阻器和定值電阻R。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中（）A．電流表示數(shù)減小B．電流表示數(shù)增大C．原線圈輸入功率先增大后減小D．定值電阻R消耗的功率先減小后增大30．（2022·四川·雙流中學高二階段練習）如圖所示為一理想自耦式變壓器，原線圈兩端加交流電，V1、V2為理想電壓表。下列說法正確的是（）A．若P不動，F(xiàn)向下滑動時，V1、V2示數(shù)都變小B．若P不動，F(xiàn)向上滑動時，燈泡消耗的功率變小C．若F不動，P向上滑動時，V1、V2示數(shù)都變小D．若F不動，P向下滑動時，燈泡消耗的功率變小31．（2022·山東·威海市教育教學研究中心高二期末）如圖所示，變壓器原線圈中電壓隨時間變化規(guī)律為，可輸出11V、22V、33V電壓，燈L的阻值為11Ω，當C接B時，燈消耗的功率為11W，已知AB間線圈匝數(shù)為300匝，下列說法正確的是（）A．原線圈的匝數(shù)為4241匝B．流過燈泡的電流為C．若C接A時，燈泡消耗功率不變，則R的阻值為22ΩD．C接A時，流過燈泡的電流變化周期為0.01s二、多選題(共0分)32．（2022·湖北·襄陽市第一中學高二階段練習）一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示。下列說法正確的是（）A．原線圈的輸入電壓為66VB．副線圈的輸出電壓為66VC．原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為D．變壓器左右兩個回路中電阻的功率之比為33．（2022·河南·測試·編輯教研五高二期中）一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示。下列說法正確的是（）A．原線圈的輸入電壓為198VB．副線圈的輸出電壓為22VC．原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為D．變壓器左右兩個回路中電阻的功率之比為34．（2022·河北·衡水市第二中學高二期中）如圖，理想變壓器原線圈接有效值保持不變的正弦交流電壓，電壓表和電流表均為理想交流電表，RT為負溫度系數(shù)的熱敏電阻（即當溫度升高時，阻值減小），R0、R1為定值電阻，C為電容器，通電后隨著RT溫度升高，下列說法正確的是（）A．變壓器的輸入功率增大B．A1表的示數(shù)增大，A2表的示數(shù)減小C．V1表的示數(shù)和V2表的示數(shù)都不變D．通過R1的電流始終為零35．（2022·河北·廊坊市第十五中學高二階段練習）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5:1，原線圈a、b兩端輸入如圖乙所示正弦交流電壓，副線圈c、d連接的電阻R＝10Ω，下列說法正確的是（）A．理想電壓表示數(shù)為B．理想電流表示數(shù)為0.4AC．電阻R的電功率為40WD．原線圈輸入的交變電壓的瞬時值表達式為36．（2022·貴州六盤水·高二期末）如圖（a）所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，為熱敏電阻，其電阻隨溫度升高而減小，為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表。當原線圈接如圖（b）所示的正弦交流電時，下列說法正確的是（）A．副線圈兩端電壓的瞬時值表達式為B．RT處溫度升高時，電流表的示數(shù)增大C．RT處溫度升高時，兩只電壓表的示數(shù)均保持不變D．RT處溫度降低時，變壓器原線圈的輸入功率增大37．（2022·浙江·寧波市北侖中學高二期中）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為，原線圈兩端的交變電壓為，氖泡在兩端電壓達到時開始發(fā)光，下列說法中正確的有（）A．開關接通后，氖泡的發(fā)光頻率為B．開關接通后，電壓表的示數(shù)為C．開關斷開后，電壓表的示數(shù)不變D．開關斷開前后，變壓器的輸入功率不變38．（2022·貴州·高二階段練習）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，為熱敏電阻（PTC），其電阻隨溫度升高而增大，為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表。當原線圈接如圖乙所示的正弦交流電時，下列說法正確的是（）A．原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為B．電壓表V2的示數(shù)為C．處溫度升高時，電壓表V2的示數(shù)增大D．處溫度降低時，變壓器原線圈的輸入功率增大39．（2022·全國·高二課時練習）如圖所示，甲是一固定的水平放置內(nèi)阻不計的圓形導體線圈，線圈匝數(shù)N=100匝，面積，線圈的兩端P、Q與原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=3∶2的理想變壓器原線圈相連接，變壓器的副線圈連接一額定電壓為8V的小燈泡L和滑動變阻器R。在線圈所在的空間存在著與線圈平面垂直的磁場，磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。規(guī)定垂直于線圈平面向上為B的正方向，則下列說法中正確的是（）A．在1.57×10-2~4.71×10-2s時間內(nèi)，P點的電勢高于Q點的電勢B．線圈中產(chǎn)生的感應電動勢的有效值為12VC．小燈泡能正常發(fā)光D．滑動變阻器的滑動端向上滑動時，小燈泡的亮度將減小三、解答題(共0分)40．（2022·江西·臨川一中高二期中）如圖所示為一個小型交流發(fā)電機的示意圖，其線框ABCD匝數(shù)n=100匝，面積為，總電阻r=10Ω，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，角速度。已知勻強磁場磁感應強度，矩形線框通過滑環(huán)與理想變壓器相連，副線圈與電阻相接，電表均為理想電表，電壓表示數(shù)為U=180V。從線框轉至中性面位置開始計時，求：（1）線框中感應電動勢的瞬時值表達式；（2）電流表的示數(shù)；（3）當原、副線圈匝數(shù)比為3：1時，電阻R的阻值。41．（2022·江蘇·東臺創(chuàng)新高級中學高二階段練習）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比，原線圈接的交變電壓。電壓表V為理想交流電壓表，小燈泡的規(guī)格為“，”，導線電阻忽略不計。求：（1）原線圈兩端電壓的有效值；（2）理想交流電壓表V的讀數(shù)；（3）要使小燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器的阻值應調(diào)為多大。42．（2022·重慶市育才中學高二階段練習）如圖所示，一個小型交流發(fā)電機輸出端連接在理想變壓器的原線圈上，副線圈接有阻值的電阻，理想變壓器匝數(shù)比。已知交流發(fā)電機內(nèi)勻強磁場的磁感應強度，發(fā)電機線圈匝數(shù)，內(nèi)阻不計且線圈面積是0.4m2，發(fā)電機轉動的角速度大小為5rad/s，電壓表是理想電表；（1）求電壓表示數(shù)為多少？（2）電阻的電功率等于多少？43．（2022·四川·自貢成外高級中學有限公司高二階段練習）如圖甲，變壓器原副線圈的匝數(shù)比為3∶1，、、、為四只規(guī)格均為“9V，6W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端交變電壓u的圖象如圖乙。（1）求輸入電壓的有效值和頻率；（2）寫出輸入瞬時電壓u的正弦表達式；（3）求電流表和電壓表的示數(shù)；參考答案：1．A【詳解】AB．因為原線圈回路中電阻R消耗的功率為P，保持不變，根據(jù)公式知，原線圈回路中電流不變，根據(jù)能量守恒有，根據(jù)理想變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關系可知，由題知聯(lián)立得，故A正確，B錯誤；CD．在原線圈回路中，有，解得故CD錯誤。故選A。2．B【詳解】設原、副線圈的匝數(shù)比為k，原線圈的電流為I原，則有副線圈的電流為I副=kI原U副=kI原R副原線圈的電壓U原=k2I原R副因為電源電壓的有效值恒定，所以有解得k=3則有n原:n副=3:1故ACD錯誤，B正確。故選B。3．B【詳解】A．變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)成正比，可得故A錯誤；BD．理想變壓器不改變功率，即原副線圈功率相等，可得解得原線圈的電流為故B正確，D錯誤；C．原副線圈均為正弦交流電，故副線圈兩端電壓的最大值為故C錯誤。故選B。4．B【詳解】A．因為理想變壓器，所以輸出功率等于輸入功率，即輸電線上的功率也為100kW，設升壓變壓器的原線圈電壓為，電流為，電功率為；升壓變壓器的副線圈線圈電壓為，電流為，電功率為；降壓變壓器的原線圈電壓為，電流為，電功率為；升壓變壓器的副線圈線圈電壓為，電流為，電功率為，輸電線路中的電流為故A項錯誤；B．輸電線損失功率為用戶獲得的功率為故B項正確；C．輸電線損失功率為可見，、r不變，若輸出電壓加倍，線路損耗的電功率減為原來的，故C項錯誤；D．降壓變壓器副線圈的電流為降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為故D項錯誤。故選B。5．B【詳解】根據(jù)題意，設原線圈中的電流為，由公式可得，原線圈的輸出功率為由電流與線圈匝數(shù)的關系可得，副線圈中的電流為中消耗的功率因此滑動變阻器消耗的功率為。故選B。6．C【詳解】A．變壓器不改變交流電的頻率，副線圈的電流等于原線圈中交流電的頻率A錯誤；B．已知交變電壓瞬時值隨時間變化的規(guī)律為u=220sin100πt（V），則原線圈電壓的有效值為又U1∶U2=n1∶n2解得U2=22V故電壓表示數(shù)為22V，B錯誤；C．通過電燈泡的電流故通過電動機的電流IM=I?I3=2A則電動機的輸入功率P=IMU2=22×2W=44W電動機的發(fā)熱功率P熱=I2R內(nèi)=4W故電動機的輸出功率為P?P熱=44?4W=40WC正確；D．副線圈的輸出功率變壓器輸入功率等于輸出功率，也是66W，D錯誤。故選C。7．D【詳解】B．由于a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，即不變，則在滑動變阻器的滑片沿的方向滑動的過程中，由，可知電壓表V2的示數(shù)不變，由可知R的阻值減小，增大，由，可知會增大，故B錯誤；A．由可知V3的示數(shù)減小，故A錯誤；C．由，可知電流表A1的示數(shù)與電流表A2的示數(shù)之比為，故C錯誤；D．由，得故D正確。故選D。8．D【詳解】A．原線圈電壓一定，原副線圈的匝數(shù)比一定，則副線圈兩端的輸出電壓不變，選項A正確；B．閉合S后，次級電阻減小，次級電流變大，則R兩端電壓變大，則燈泡L1電壓減小，則通過燈泡L1的電流減小，選項B正確；C．次級電流變大，則原線圈中的電流增大，選項C正確；D．次級電流變大，則次級消耗的功率變大，則變壓器的輸入功率變大，選項D錯誤。本題選錯誤的，故選D。9．A【詳解】A．僅將P向下滑動，次級總電阻減小，次級總電流變大，根據(jù)變壓器原理，可得，原線圈的電流變大，A正確；B．僅將Q向下滑動，副線圈匝數(shù)減小，次級輸出電壓變小，燈泡變暗，B錯誤；C．僅將開關S斷開，次級電壓不變，燈泡亮度不變，C錯誤；D．僅將開關S斷開，次級電壓不變，次級電阻增加，則次級功率減小，根據(jù)變壓器原理則變壓器的輸入功率減小，D錯誤。故選A。10．C【詳解】A．原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓T=0.02s所以頻率為故A正確，不符合題意；B．由原線圈電動勢最大值則有效值為由可得電壓表的示數(shù)為故B正確，不符合題意；CD．R阻值隨光照變強而減小，根據(jù)知副線圈電流增大，燈泡變亮，根據(jù)功率相等，所以原線圈輸入功率增大，原線圈電流增大，所以A的示數(shù)變大，故C錯誤，符合題意；D正確，不符合題意。故選C。11．D【詳解】A．電壓表V1的示數(shù)為原線圈電壓的有效值故A錯誤；B．由圖可知周期則由副線圈兩端電壓的有效值副線圈兩端電壓的瞬時值表達式為故B錯誤；CD．Rt處溫度升高時其電阻減小，副線圈總電阻減小，電流表A示數(shù)變大，R兩端電壓增大，則電壓表V2的示數(shù)減小，故C錯誤，D正確。故選D。12．B【詳解】A．由圖像知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期所以則由得故A錯誤；B．當電流表示數(shù)為時，燈泡上剛好正常發(fā)光，對燈泡L有而通過定值電阻中的電流，再由歐姆定律得故B正確；C．在磁感應強度變化的時間內(nèi)，由乙圖可知通過小燈泡的電流有向上和向下的過程，由電流定義式可知通過小燈泡的電荷量為零，故C錯誤；D．當滑動變阻器的滑片P向下滑動時，接入回路中的電阻減小，由變壓器的輸出電壓由原線圈中的電壓決定，可知電壓表的示數(shù)不變，由歐姆定律可知電流表的示數(shù)變大，故D錯誤。故選B。13．C【詳解】AB．當滑片P向上移動時，風扇兩端的電壓變大，則轉速將增加，風扇消耗的功率也將變大，則變壓器次級消耗的功率變大，初級的輸入功率變大，則原線圈的電流將變大，選項AB錯誤；C．當滑片P置于C處時，變壓器次級電壓等于初級電壓，則風扇兩端電壓有效值為100V，則，正好正常工作，則風扇輸出功率為選項C正確；D．當滑片P置于E處時，風扇兩端的電壓為選項D錯誤。故選C。14．C【詳解】AB．將P下滑時，升壓比變大，電阻R兩端電壓變大，A1A2示數(shù)均變大，AB錯誤；C．若將滑動P向下滑動到GD的中點，升壓比將由1：2變?yōu)?∶4，電阻R的電壓將變?yōu)樵瓉?倍，故功率變?yōu)樵瓉?倍，C正確；D．若將P向上滑動到CG的中點，升壓比將從1∶2變?yōu)?∶4，電阻R的電壓將變?yōu)樵瓉淼谋?，電阻功率將變?yōu)樵瓉淼?，D錯誤。故選C。15．B【詳解】因變壓器輸出電壓調(diào)至最大，故副線圈為2200匝，由變壓器兩端的電壓與匝數(shù)成正比，故副線圈的電壓有效值U2為因變壓器為理想變壓器，故其輸入功率等于輸出功率，即可得故選B。16．（1）；（2）【詳解】（1）由線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸以轉速勻速轉動，則感應電動勢的最大值為（2）由副線圈接入額定電壓為的燈泡，燈泡恰好正常發(fā)光，說明副線圈電壓為25V，原線圈的電壓為則理想變壓器的規(guī)律，原、副線圈的匝數(shù)比為17．（1）20V；（2）2A；（3）40W【詳解】（1）由圖乙知正弦交流電原線圈兩端電壓的有效值為U1=30V根據(jù)匝數(shù)比公式解得電壓表示數(shù)（2）電流表示數(shù)（3）根據(jù)匝數(shù)比公式解得原線圈的輸入功率18．（1）50V，5：2；（2）10A，50W，150W；（3）0.3m/s【詳解】（1）原線圈電壓有效值為照明燈正常工作，則副線圈電壓為U2=20V原副線圈的匝數(shù)之比為（2）通過燈的電流為通過電動機的電流為電動機的發(fā)熱功率為電動機的輸出功率為（3）電動機的輸出功率等于重物克服重力做功的功率，則有解得v=0.3m/s19．B【詳解】A．設將此電流加在阻值為R的電阻上，電壓的最大值為，電壓的有效值為U，則解得故A錯誤；B．理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，由于則，電壓表示數(shù)為故B正確；CD．R處溫度升高時，電壓表示數(shù)不變，阻值減小，副線圈電流增大，則輸出功率增大，而輸出功率和輸入功率相等，所以原線圈電流增大，即電流表示數(shù)變大，根據(jù)則電阻消耗的電功率增大，故CD錯誤。故選B。20．A【詳解】通過L1燈泡的電流即為原線圈電流通過L4的電流即為副線圈電流故原副線圈匝數(shù)比路端電壓則路端電壓則故選A。21．D【詳解】A．若MN端輸入按正弦規(guī)律變化的電壓，則線圈ab中有變化的電流，線圈cd中磁通量會發(fā)生變化，線圈cd中產(chǎn)生感應電動勢，對電容器充電，則cd線圈中有電流產(chǎn)生，故A錯誤；BC．兩組線圈ab和cd不是繞在同一鐵芯上，通過線圈ab的磁通量不可能完全通過線圈cd，會有損失，電容器消耗的功率小于MN端的輸入功率故BC錯誤；D．將一閉合導線框置于電容器兩極板之間，當線框平面與紙面平行時，穿過線框的磁通量有變化時，會產(chǎn)生電流，故D正確。故選D。22．D【詳解】AB．發(fā)電機產(chǎn)生電壓的有效值即原線圈電壓根據(jù)變壓比可知，副線圈電壓副線圈電流即A2的示數(shù)根據(jù)變流比，原線圈電流即A1的示數(shù)當線圈轉動的角速度變?yōu)楹?，兩電流表的示?shù)均變?yōu)樵瓉淼囊话耄蔄B錯誤；C．變壓器不改變電流頻率，通過R中電流的頻率當線圈轉動的角速度變?yōu)楹?，電流的頻率變?yōu)樵瓉淼囊话耄蔆錯誤；D．R消耗的電功率當線圈轉動的角速度變?yōu)楹螅琑消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?，故D正確。故選D。23．B【詳解】A．根據(jù)圖像分析得交流電周期每個周期電流方向改變2次，所以每秒鐘電流方向改變100次，故A錯誤；B．電源電壓有效值根據(jù)電流關系電壓關系對原線圈對副線圈聯(lián)立解得故B正確；C．根據(jù)，結合B選項分析，可得功率比為故C錯誤；D．因為所以故D錯誤。故選B。24．D【詳解】A．因為電壓表讀數(shù)為36V，電燈電阻為，所以電燈的電流為因為變壓器，設原線圈的電流為，有解得由題意可知為電流的有效值，故最大值為故A項錯誤；B．根據(jù)變壓器可知原副線圈的電壓有效值為解得其電動勢為所以矩形線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值為20V，故B項錯誤；C．線圈產(chǎn)生的電動勢最大值為又有解得所以，電動勢隨時間變化規(guī)律為故C項錯誤；D．若線圈轉速增大1倍，其線圈角速度也增大一倍，故有由上述式子可知，轉速變大1倍，電源電動勢擴大1倍，而電路沒有任何變化，所以電路中的電流也擴大1倍，所以其電壓表讀數(shù)為所以電壓表讀數(shù)也擴大一倍，即示數(shù)變?yōu)?2V，故D項正確。故選D。25．（1）；（2）；（3）【詳解】（1）由題意得原線圈兩端的電壓副線圈兩端的電壓，根據(jù)理想變壓器原副線圈電壓比與匝數(shù)比關系有（2）已知原線圈的電流，由得且通過小燈泡L的電流交流電流表A2的示數(shù)（3）交流電動機M消耗的總功率交流電動機M的發(fā)熱功率交流電動機M的輸出功率26．（1）匝；（2）；（3）【詳解】（1）輸入電壓，電壓表的示數(shù)由電壓與變壓器匝數(shù)的關系可得解得（2）當開關S斷開時，有解得（3）當開關閉合時，有當開關S閉合時，設副線圈總電阻為R′，有副線圈中總電流為由解得27．A【詳解】B．由理想變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端表示數(shù)為則增大原線圈的匝數(shù)n1，則電壓表示數(shù)減小，B錯誤；A．根據(jù)選項B分析和題意可知U1=220V、U2=110V，則根據(jù)歐姆定律可知流過電阻R的電流為由理想變壓器原、副線圈電流與線圈匝數(shù)成反比可知，電流表的讀數(shù)為A正確；C．根據(jù)原線圈接在的交流電源上，知原線圈的周期為T=0.04s，由于原副線圈的周期相等，所以副線圈輸出交流電的周期為0.04s，C錯誤；D．根據(jù)選項AB的分析有則如果提高原線圈的電壓，則電流表示數(shù)增大，D錯誤。故選A。28．C【詳解】根據(jù)題意，設理想電流表的示數(shù)為，則副線圈中電流為2I2，根據(jù)電流比公式可知，原線圈中電流大小為，則中電流為，根據(jù)電壓比公式有解得故選C。29．A【詳解】AB．由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，故變壓器副線圈的輸出電壓恒定，變阻器的滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，由數(shù)學知識可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐漸增大，則由歐姆定律得可知副線圈的電流逐漸減小，由可知變壓器原線圈的電流I1也逐漸減小，故A正確，B錯誤；C．原線圈的輸入功率為由于I1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯誤；D．由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯(lián)的總電流減小，又與定值電阻并聯(lián)的變阻器右半部分的電阻值減小，則由并聯(lián)分流規(guī)律可知，流過定值電阻的電流逐漸減小，則由公式可知，定值電阻R消耗的電功率逐漸減小，故D錯誤。故選A。30．D【詳解】A．若P不動，F(xiàn)向下滑動時，原線圈電壓由交流電源決定，故V1示數(shù)不變，根據(jù)原副線圈電壓比等于匝數(shù)比由于副線圈匝數(shù)減小，可知副線圈輸出電壓減小，由于副線圈電阻都不變，可知V2示數(shù)變小，A錯誤；B．若P不動，F(xiàn)向上滑動時，原線圈電壓不變，根據(jù)原副線圈電壓比等于匝數(shù)比由于副線圈匝數(shù)增大，可知副線圈輸出電壓增大，由于副線圈電阻都不變，可知副線圈電流增大，燈泡消耗的功率變大，B錯誤；C．若F不動，P向上滑動時，原線圈電壓由交流電源決定，故V1示數(shù)不變，根據(jù)原副線圈電壓比等于匝數(shù)比由于原副線圈匝數(shù)都不變，可知副線圈輸出電壓不變，滑動變阻器接入電路電阻減小，可知滑動變阻器兩端電壓減小，即V2示數(shù)變小，C錯誤；D．若F不動，P向下滑動時，可知原線圈電壓不變，副線圈輸出電壓不變，滑動變阻器接入電路電阻增大，副線圈電流減小，故燈泡消耗的功率變小，D正確。故選D。31．C【詳解】A．由題意得，當C接B時，燈消耗的功率為11W，即燈泡兩端電壓為則由題意可知，AB間輸出電壓為22V，又因為原線圈兩端的電壓為由可得故A錯誤；B．由得，流過燈泡的電流為故B錯誤；C．若C接A時，副線圈電壓為33V，要使燈泡消耗功率不變，則R兩端電壓為22V，則R的阻值為故C正確；D．因為變壓器不改變電源的周期，則C接A時，流過燈泡的電流變化周期為故D錯誤。故選C。32．BD【詳解】ABC．由題意得，副線圈電壓為根據(jù)理想變壓器的規(guī)律有又因為所以原線圈電阻的電壓為又有由以上各式整理得故AC錯誤，B正確；D．根據(jù)公式有故D正確。故選BD。33．AC【詳解】C．因為是理想變壓器，故其原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為故C項正確；D．根據(jù)公式有故D項錯誤；AB．由題意得，副線圈電壓為根據(jù)理想變壓器的規(guī)律有又因為所以原線圈電阻的電壓為又有由以上各式整理得故A正確，B錯誤；故選AC。34．AC【詳解】ABC．根據(jù)變壓器的原理，輸入電壓不變，輸出電壓也不變，即和的示數(shù)不發(fā)生變化；通電一段時間之后，溫度升高，熱敏電阻阻值減小，故輸出電流增大，由此可知輸入電流也增大，即和的示數(shù)都增大；根據(jù)可知，變壓器的輸入功率增大，B錯誤，AC正確；D．根據(jù)電容器“通交隔直”的特點可知，有電流通過，即通過的電流不為零，D錯誤。故選AC。35．BC【詳解】A．根據(jù)乙圖可知原線圈輸入電壓的最大值為，根據(jù)最大值與有效值的