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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器测试题
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器测试题，共46页。试卷主要包含了0kW，3AB．380V和9，00V和3，80，76，01等内容，欢迎下载使用。
第三章：交变电流
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．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，理想变压器有三个线圈A、B、C，其中B、C的匝数分别为n2、n3，理想电压表的示数为U，理想电流表的示数为I，L1、L2是完全相同的灯泡，根据以上条件不能计算出的物理量是（忽略温度对电阻的影响）（ ）
A．线圈A的匝数
B．灯泡L2两端的电压
C．变压器的输入功率
D．通过灯泡L1的电流
2．（2021·湖南·长沙县第九中学高二阶段练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，原线圈两端接交流电源，已知电阻R=5Ω，电压表V的读数为100V，则（ ）
A．原、副线圈中电流频率之比f1∶f2=10∶1
B．电流表A2的读数为2A
C．原、副线圈内交变电流之比I1∶I2=10∶1
D．变压器输入功率为200W
3．（2021·北京市延庆区教育科学研究中心高二期中）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．电流表的读数为1 A B．原线圈的输入功率为220W
C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为50 s
题型二：理想变压器两端的功率计算
4．（2021·全国·高二课时练习）如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220V，n0＝2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1100匝、2200匝。电动机M的内阻r＝4Ω，额定电压为U＝220V，额定功率P＝110W。下列判断正确的是（ ）
A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110V
B．当挡位由3变换到2时，电动机消耗的功率增大
C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1W
D．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110W
5．（2021·安徽黄山·高二期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的输入功率为220W B．电流表的读数为2A
C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为0.02s
6．（2021·广西桂林·高二期末）理想变压器原线圈接有理想交流电流表，副线圈接有两个电热器与，其铭牌参数分别为“220V 1100W”和“220V 440W”，如图甲所示。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压时，两电热器均正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈的输入电功率为1540W B．变压器原、副线圈的匝数比为311：22
C．原线圈输入电压为3110V D．理想交流电流表的示数为7A
题型三：变压器两端的电路动态分析
7．（2021·全国·周至中学高二期末）如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，理想变压器的原线圈输入的交流电压有效值保持不变，滑片P位于滑动变阻器的正中间时，灯L恰好正常发光，电压表为理想交流电压表，现仅将滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．灯L变暗 B．电压表示数增大
C．变压器的输出功率减小 D．变压器的输入电流增大
8．（2021·江西·九江市同文中学高二阶段练习）如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节。RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小。下列说法正确的有（电表均为理想电表）（ ）
A．P向下滑动时，电压表读数变大
B．P向下滑动时，电流表读数变大
C．若环境温度升高，变压器的输入功率变大
D．若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小
9．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是（ ）
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
C．通过灯泡L1的电流增大
D．原线圈中的电流增大
题型四:结合图像计算变压器两端电表问题
10．（2021·广东顺德·高二期末）如图甲电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压随时间变化的图像如图乙，两只规格为“，”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为
B．电阻的功率为
C．电流表的示数为
D．副线圈中电流方向内改变次
11．（2021·浙江台州·高二期末）手机无线充电日趋流行，其感应线圈可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈，将此变压器接成如图乙所示电路，线圈匝数比，接入“，”的灯泡，当、两端加电压的交变流电时，灯泡正常工作，不考虑电压表和电流表对电路的影响，则（ ）
A．电流表的示数为
B．时刻，电压表示数为
C．两端的输入功率为
D．在两端并上一个相同的灯泡，电压表的示数不变
12．（2021·四川·邻水实验学校模拟预测）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示．灯泡L的电阻恒为，额定电压为．定值电阻、，滑动变阻器R的最大阻值为．为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A． B． C． D．
题型五：自耦变压器问题
13．（2021·全国·高二专题练习）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器为理想变压器，则U2和I1分别约为（ ）
A．380V和5.3A B．380V和9.1A
C．240V和5.3A D．240V和9.1A
14．（2021·黑龙江齐齐哈尔·高二期末）如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一个理想交流电压表后接在稳定的交流电源上，右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一个理想交流电压表下列说法正确的是（ ）
A．若P不动，滑片F向上移动时，灯泡L消耗的功率变大
B．若P不动，滑片F向上移动时，、的示数均变大
C．若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡L消耗的功率变小
D．若F不动，滑片P向上滑动时，、示数都变小
15．（2021·江西·贵溪市实验中学高二期末）自耦变压器在高铁技术中被广泛应用。如图所示，一理想自耦变压器接在u=Umsin100πt的正弦交流电压上，P为滑动触头，初始位置位于线圈CD的中点G， A1和A2为理想交流电表，R为定值电阻，下列说法正确的是（ ）
A．将P向下滑动，A1的示数将变小
B．将P向上滑动，A2的示数将增大
C．将P下滑到GD的中点，电阻R的功率将变为原来的4倍
D．将P上滑到CG的中点，电阻R的功率将变为原来的倍
三：课堂过关精练
一、单选题
16．（2021·重庆市江津第五中学校高二期中）理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈所接的负载电阻是11Ω，则副线圈中电流大小是（ ）
A．5A B．10A C．20A D．55A
17．（2021·浙江·宁波市北仑中学高二期中）如图所示，10匝矩形金属线框在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′以角速度100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2，且开关S断开时灯泡L1正常发光，电流表示数为0.01A，则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为e＝200sin100t（V）
B．灯泡L1的额定功率为2W
C．若开关S闭合，灯泡L1将更亮
D．若开关S闭合，电流表示数将增大
18．（2021·全国·高二课时练习）下图所示的是四个可以控制台灯亮度的电路，其中所用的灯泡上都标有“”字样。当灯泡消耗的电功率都调至时，哪个电路中台灯的消耗的电功率最小（ ）
A．B．C． D．
19．（2021·陕西·绥德中学高二阶段练习）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5∶1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中电压的有效值为220V
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数减小
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
20．（2021·全国·高二专题练习）如图所示为理想变压器及其工作电路，原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接函数表达式u1=220sin（100πt）V的交流电，RT为半导体热敏电阻（其电阻随温度升高而变小）。R1、R2为定值电阻，C为电容器。下列判断正确的是（ ）
A．V1表的示数为220V
B．R2的电功率为零
C．副线圈输出电压的函数表达式为u2=110sin（50πt）V
D．RT处温度升高时，V1表示数不变，V2表和A表的示数均变大
21．（2021·全国·高二课时练习）随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是（交流变频器可视为交流发电机）（ ）
A．理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍
B．若没有交流变频器，则电压表的示数为
C．穿过原、副线圈的磁通量之比为
D．穿过原、副线圈的磁通量之比为
22．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为，当开关接通后，电流表读数为，在磁感应强度为的匀强磁场中，电动机带动一电阻为、质量为、长为的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度匀速上升，重力加速度为。下列判断正确的是（ ）
A．电动机两端电压为，其消耗的电功率为
B．原线圈中的电流为，变压器的输入功率为，副线圈电流的频率为
C．变压器的输入功率为
D．电动机的热功率为，副线圈电压的有效值为
四：高分突破精练
一：单选题
23．（2021·全国·高二课时练习）如图所示为一理想自耦式变压器，原线圈两端加交流电，、为理想电压表。下列说法正确的是（ ）
A．若不动，向下滑动时，、示数都变小
B．若不动，向上滑动时，灯泡消耗的功率变小
C．若不动，向上滑动时，、示数都变小
D．若不动，向下滑动时，灯泡消耗的功率变小
24．（2021·四川省绵阳江油中学高二期中）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．若闭合开关S，则电压表V示数变大，电流表A1示数变大
B．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
D．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
25．（2021·全国·高二专题练习）如图所示是“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验示意图，a线圈接交流电源，b线圈接交流电压表，在实验过程中（ ）
A．只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大
B．只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定增大
C．同时增加a、b两线圈的匝数，电压表的示数一定增大
D．只改变a线圈两端的电压，电压表的示数不变
26．（2021·广东汕头·高二期末）高压输电线路的电流大小一般在几十到几百安之间，因此通常要通过电流互感器连接来测量其实际电流。图中电流互感器ab一侧线圈的匝数为100匝，工作时电流为Iab；cd一侧线圈的匝数为2000匝，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（ ）
A．ab接MN、cd接PQ，Iab：Icd=1：20
B．ab接MN、cd接PQ，Iab：Icd=20：1
C．ab接PQ、cd接MN，Iab：Icd=1：20
D．ab接PQ、cd接MN，Iab：Icd=20：1
27．（2021·重庆市清华中学校高二阶段练习）如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在稳定交流电源上。R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V1和V2为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向a端移动，则（ ）
A．V2示数变小 B．V1示数变大 C．A2示数变小 D．A1示数不变
28．（2021·广东·高二期末）如图所示，内阻不计的矩形线圈匝数为、面积为S，绕轴在水平方向的磁感应强度为的匀强磁场中以角速度做匀速转动。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，上下移动滑动触头时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻。下列判断正确的是（ ）
A．从图示位置开始计时，当矩形线圈转过时，穿过它的磁通量为0
B．矩形线圈产生的感应电动势的最大值为
C．保持P位置不动，当增大时，电压表读数不变
D．保持不变，当P向上移动时，电流表读数变小
29．（2021·山东德州·高二期末）一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为，电阻和的阻值分别为和，a、b输入端输入的电压如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．电阻两端电压的有效值为
B．流过电阻电流的有效值为
C．流过电阻电流的有效值为0.5A
D．0~0.04s内，电阻产生的焦耳热为0.06J
30．（2021·四川眉山·高二期末）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为44V的灯泡a和b，当原线圈输入u=220sin100πt（V）的交变电压时，两灯泡均能正常发光，且滑动变阻器调节过程中灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中交变电流的频率为100Hz
B．理想变压器原、副线圈匝数比为3︰1
C．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，灯泡b变暗
D．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，电路总功率变小
31．（2021·四川南充·高二期末）图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于50V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体，开关闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为5V
B．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电
C．若则可以实现燃气灶点火
D．穿过原、副线圈的磁通量之比等于n1:n2
32．（2021·湖北·高二期末）如图所示，理想变压器原、副线圈中接有两个完全相同的灯泡和，已知理想变压器原、副线圈的匝数之比为，当原线圈接的交变电压时，、两灯均正常工作。设调节滑动变阻器滑片过程中，灯泡不会被烧坏且阻值不随电压变化而改变。则下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中的交变电流每秒改变50次方向
B．、两灯泡的额定电压均为
C．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡变亮
D．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡变亮
33．（2021·河北·高二期末）如图所示，理想变压器输入电压为（V），原、副线圈的匝数之比为n1∶n2=10∶1，各电表均为理想电表，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，若电阻R1、R2消耗的功率相同，则（ ）
A．电压表V2的读数为22V
B．U1 I1=U2I2
C．R1∶R2=100∶1
D．若只增大R2，电压表V1、V2的读数均不变
二、多选题
34．（2021·湖北·高二阶段练习）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表为理想电表．原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为．则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出电压的有效值为
B．原线圈中电流表的示数约为
C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
D．变压器的输入功率、输出功率之比为
35．（2021·河北·石家庄二中实验学校高二阶段练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，且，定值电阻R1、R2的阻值相等，图中电流表、电压表均为理想电表。在a、b端输入交变电，当滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，电压表示数变化量为，电流表示数变化量为，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数一定变小
B．一定不变
C．交变电压的周期为5s
D．变压器副线圈的输出功率可能先增加后减少
36．（2023·河南·高二期末）如图所示是理想自耦变压器，其输入端接在电动势为E、内阻为r的交流电源上，输入回路中串联有一交流电流表A，输出端接滑动变阻器R和小灯泡L．则下列说法正确的是（ ）
A．保持位置不变，当自耦理想变压器的滑片向下移动时，电流表A的示数一定变大
B．保持位置不变，当自耦理想变压器的滑片向下移动时，电源的输出功率一定变大
C．保持位置不变，当滑动变阻器的滑片由b向a滑动时，电流表A的示数增大
D．保持位置不变，当滑动变阻器的滑片由b向a滑动时，小灯泡变暗
37．（2021·吉林·希望高中高二期中）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：10，接线柱a、b接在电压为u=10sin100πt V的正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为1000Ω，R2为用半导体热敏材料制成的传感器（R2 随温度的升高阻值减小）。下列说法中正确的是（ ）
A．t=s时，a、b两点间的电压为5V B．t=s时，电压表的读数为100V
C．在1min内电阻R1上产生的热量为6000J D．当R2的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
38．（2021·全国·高二专题练习）国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220sin100πt（V），电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是（ ）
A．输入电压有效值为220V，电流频率为50Hz
B．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
39．（2021·安徽·芜湖一中高二期中）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，CD间加上正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。在输出端MN连接了定值电阻R1、R2，滑动变阻器R3，理想交流电流表和电压表，则下列判断正确的是（ ）
A．当P不动，滑动变阻器触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数不变
B．当P不动，滑动变阻器触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小
C．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
D．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
40．（2021·青海大通·高二期末）如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1=1100，副线圈的匝数n2=110，R0、R1、R2均为定值电阻，原线圈接u=311sin314t（V）的交流电源。起初开关S处于断开状态。下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数为22V
B．当开关S闭合后，电压表示数变大
C．当开关S闭合后，电流表示数变大
D．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大
三、实验题
41．（2021·全国·高二专题练习）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中：
（1）为了确保实验的安全，下列做法正确的是________。
A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
B．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源
C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（2）某实验小组通过实验，记录的数据如下表：
原线圈匝数n1（匝）
100
200
400
400
副线圈匝数n2（匝）
400
400
200
800
原线圈两端的电压U1（V）
1.96
4.90
8.00
4.86
副线圈两端的电压U2（V）
7.80
9.76
3.90
9.64
通过分析实验数据可得出的实验结论是__________________。
（3）一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，测得的电压分别为8.00V和3.90V，电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是____________（至少说出两个原因）。
42．（2021·山东薛城·高二期中）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，李辉同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100匝”的匝数。
（1）本实验中，实验室有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁
C．多用电表
D．直流电源
E．开关、导线若干
上述器材在本实验中不需要的有 ______（填器材料序号），本实验中还需用到的器材有______。
（2）实验中，电源接变压器原线圈“0”、“ 8”接线柱，副线圈接“0”、“ 4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为4.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为______。
A．12.0VB．10.0VC．8.0VD．2.0V E.2.5V
（3）组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图所示，原线圈接8.0V的学生电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是______。
A．0V B．0.7V C．1.0V D．64.0V
（4）用匝数na=400匝和nb=800匝的变压器，实验测量数据如表：
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是______（填na或nb）。
四、解答题
43．（2021·江苏·泰州中学高二阶段练习）如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3W，电动机线圈电阻r=2Ω，电阻R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：
（1）副线圈电流的频率；
（2）副线圈两端的电压；
（3）电动机输出的机械功率。
44．（2021·重庆市江津第五中学校高二期中）如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光， 导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比n1:n2；
（2）通过每个灯泡的最大电流Im；
（3）电流表A的示数IA。
45．（2021·全国·高二课时练习）在图a、b所示的两个电路中，当a、b两端与e、f两端分别加的交变电流电压时，测得c、d间和g、h间的电压均为。
（1）若分别在c、d两端和g、h两端加的交变电流电压，则a、b间和e、f间的电压各是多少？
（2）若分别在c、d两端和g、h两端加的直流电压，则a、b间和e、f间的电压各是多少？
46．（2021·福建省宁德市教师进修学院高二期末）如图所示，为某小型发电站的远距离输电示意图，已知发电机线圈匝数N=100匝、面积S=0.36 m2、电阻r =1 Ω。该线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的OO′轴匀速转动。已知输电线的总电阻R = 4 Ω，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“220 V、20 W”的1100只灯泡恰能同时正常发光（假设此时没有其他用电器工作，变压器均为理想变压器）。求：
（1）输电线的电流；
（2）发电机的输出功率；
（3）发电机线圈转动的角速度。
[参考答案]
1．A
【详解】
由题意知线圈B两端的电压为U，设线圈C两端的电压为UC，则
所以
即可以求得灯泡L2两端的电压，通过L2的电流为I，则可以求出L2的电阻和灯泡L2的功率；L2与L1的电阻相同，灯L1的两端的电压为U，所以可求出通过L1的电流和灯泡L1的功率，变压器总的输出功率等于灯泡L1的功率和灯泡L2的功率，它也等于变压器的输入功率；根据题意无法求出线圈A的匝数。
故选A。
2．B
【详解】
A．变压器不改变频率，所以原、副线圈中电流频率之比
f1∶f2=1∶1
A错误；
B．根据变压器的电压规律得
电流表A2的读数为
B正确；
C．根据变压器的电流规律得
I1∶I2=1∶10
C错误；
D．根据能量守恒得变压器输入功率为
D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．原线圈中电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比
可得，副线圈中电压的有效值为110V，因为电阻R=55Ω，故副线圈中的电流为
则原线圈中的电流为
电流表的示数为1A，故A正确；
B．由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为
P=I22R=（2A）2×55Ω=220W
故B错误；
C．电压表的读数为电压的有效值，由A的分析可知，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为110V，故C错误；
D．原线圈中交流电的周期为
则副线圈中输出交流电的周期也为0.02s，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】
A．当选择挡位3时，由电压与匝数的关系得
U0:U3=n0:n3
解得
U3=110V
故A正确；
B．当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机消耗的功率减小，故B错误；
C．当选择挡位4时，由
U0:U4=n0:n4
可知
U4=220V
此时电动机中的电流为
I==0.5A
热功率
P热=I2r=1W
输出功率为
P－P热=110W－1W=109W
故D错误；
C．当选择挡位2时，电动机两端的电压小于220V，电动机的热功率小于1W，故C错误。
故选A。
5．D
【详解】
AC．副线圈电压为
即电压表读数为110V，根据能量守恒，原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，即
AC错误；
B．根据功率公式得
B错误；
D．原线圈交流电周期为
因为变压器不改变周期，所以副线圈输出交流电的周期为0.02s。
D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．变压器原线圈的输入电功率等于输出功率，则为
P=1100W+440W=1540W
选项A正确；
B．变压器原线圈电压有效值为
原、副线圈的匝数比为
选项B错误；
C．原线圈输入电压最大值为3110V，有效值为2200V，选项C错误；
D．理想交流电流表的示数为
选项D错误。
故选A。
7．C
【详解】
由题图可知，将滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则变压器输出端总电阻变大，由于理想变压器的原线圈输入的交流电压有效值保持不变，匝数比不变，则变压器输出端电压不变，则输出端总电流变小，输出功率减小；根据理想变压器输入功率等于输出功率，可得输入端电流也减小；由于灯泡两端电压为输出端电压，保持不变，所以灯泡亮度不变，流经灯泡的电流不变，则流经的电流减小，两端电压减小，即电压表示数减小，综上所述，故选C。
8．C
【详解】
A．根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，电压表读数变小，A错误；
B．根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈电流减小，输出功率变小，根据输入功率等于输出功率，知原线圈电流也减小，所以电流表读数变小，B错误；
C．当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，原线圈的电流也会变大，变压器的输入功率变大，C正确；
D．当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，根据
灯泡消耗的功率变大，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由
可知副线圈两端M、N的输出电压不变，A错误；
BC．当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，BC错误；
D．由
可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．由图乙可知，电源电压有效值为
U=24V
两灯泡正常发光，可得原线圈两端电压为18V，副线圈两端电压为6V，可得
A错误；
BC．原线圈中电流，即灯泡的额定电流为
原副线圈电流与匝数成反比，故副线圈中电流为
则流过电阻R的电流为
即电流表的示数为，电阻的功率为
B正确，C错误；
D．由图乙可知，交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，由于变压器不改变频率，故副线圈中电流变化频率为50Hz，每个周期内电流方向改变2次，故副线圈中电流方向内改变次，D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．由图乙知，电流表测量的是变压器输入端的电流。电流表的示数为有效值，根据变压器电流与匝数比关系有
因为灯泡正常发光，故有
两式联立求得
即电流表的示数为0.025A，故A错误；
B．由图乙知，电压表测量的电压为灯泡两端的电压，电压表示数为交流电的有效值，由于灯泡上所标电压为有效值且灯泡正常发光，所以电压表示数为，故B正确；
C．由图乙知，两端的输入功率为
故C错误；
D．由图乙知，电压表测量的是输出端的电压。若在两端并上一个相同的灯泡，变压器输出端负载电阻将减小，假设灯泡仍然正常发光，则输出端的电流
增大，输入端电流也将增大，则变压器输入端电压为
交流电输出电压不变，变压器线圈匝数比不变，则将减小，根据电压与匝数比关系
则可得输出端电压也将减小，这与假设相矛盾，所以电压表读数不可能不变，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
由题可知，输入端电压随时间变化关系如图乙所示，可知输入电压为
依据理想变压器与匝数关系式
且
得
由于灯泡上的电阻恒为，额定电压为，因灯泡正常工作，通过灯泡的电流根据公式
得
根据串联分压可知，定值电阻两端电压
依据欧姆定律，则通过其电流为
因此通过定值电阻的电流为
由于定值电阻与滑动变阻器串联后与并联，那么定值电阻与滑动变阻器总电阻为
因定值电阻，因此滑动变阻器接入电路的阻值应为
故选C。
13．B
【详解】
对理想变压器，输入功率等于输出功率，故通过原线圈的电流
负载两端电压即为副线圈电压，由
即
＝
可得
故选B。
14．A
【详解】
AB．若P不动，则灯泡L和滑动变阻器R的阻值之比不变；滑片F向上移动时，灯泡L和滑动变阻器R两端的电压将升高，流过的电流将增大，由
可知灯泡L消耗的功率将变大，的示数将变大；理想交流电压表接在稳定的交流电源上，其示数保持不变，故A正确、B错误；
CD．若F不动，滑片P向上滑动时，滑动变阻器R接入电路的电阻减小，则流过灯泡L和滑动变阻器R的电流将增大，由
可知灯泡L消耗的功率将变大，由
可知示数将变小，接在稳定的交流电源上，其示数保持不变，故C、D错误。
故选A。
15．C
【详解】
AB．将P下滑时，升压比变大，电阻R两端电压变大， A1A2示数均变大，AB错误；
C．若将滑动P向下滑动到GD的中点，升压比将由1：2变为1∶4，电阻R的电压将变为原来2倍，故功率变为原来4倍，C正确；
D．若将P向上滑动到CG的中点，升压比将从1∶2变为3∶4，电阻R的电压将变为原来的倍，电阻功率将变为原来的，D错误。
故选C。
16．B
【详解】
由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为V，所以原线圈电压的有效值为
根据电压与匝数成正比得
可得
U2=110V
则副线圈电流为
故选B。
17．D
【详解】
A．变压器的输入电压的最大值为
Um=NBSω=10×0.4×0.5×100V=200V
从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为
u=Umcosωt=200cos100t（V）
故A错误；
B．变压器输入电压的有效值为
开关断开时L1正常发光，且电流表示数为I1=0.01A，根据
P入=P出
灯泡L1的额定功率等于此时变压器的输入功率，为
故B错误；
C．若开关S闭合，输出电压不变，故灯泡L1亮度不变，故C错误；
D．若开关S闭合，输出电压不变，输出端电阻减小，根据欧姆定律
可知输出电流增加，根据
故输入电流也增加，根据
P=UI
输入功率增加，电流表示数将增大，故D正确。
故选D。
18．C
【详解】
台灯消耗的功率指的是灯泡和其他辅助器件的总功率
ABD．不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，即台灯的消耗功率都大于20 W，ABD错误；
C．理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率（台灯消耗功率）只有灯泡的功率20 W，C正确。
故选C。
19．D
【详解】
A．设将此电流加在阻值为的电阻上，电压的最大值为，电压的有效值为，有
解得
故A错误；
B．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，即
解得副线圈电压为
故B错误；
C．处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故C错误；
D．处出现火警时通过的电流增大，所以电阻消耗的电功率增大，故D正确。
故选D。
20．A
【详解】
A．由题意可知，原线圈所接为正弦交流电，最大值为220V，交流电压表所测为有效值220V，A正确；
B．由于交变电流可通过电容C，故R2中有电流通过，电功率不为零，B错误；
C．由变压器电压与匝数关系
可知，副线圈两端电压最大值为110V，变压器不改变频率，故副线圈输出电压的函数表达式为
u2=110sin（100πt）V
C错误；
D．变压器输入电压取决于电源，故V1表示数不变，RT处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，R1两端电压增大，故RT两端电压减小，可知A表的示数变大，V2表示数变小，D错误。
故选A。
21．A
【详解】
A．交流变频器输出电压的频率增大为原来的2倍，由
可知，原线圈的输入电压变为原来的2倍，由
可知，副线圈的输出电压变为原来的2倍，故A正确；
B．若没有交流变频器，原线圈输入电压为，又，则电压表的示数为，故B错误；
CD．根据变压器的原理可知，原、副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为，故CD错误。
故选A。
22．C
【详解】
A．电动机两端电压大于，是电动机线圈电阻上的电压，用于发热，A错误；
BC．原线圈中的电流为，根据能量守恒，变压器的输入功率等于输出功率，即一部分在电动机线圈电阻上发热变成内能，另一部分用于对外做功，将其中一部分电能转化为金属杆的机械能，其余部分克服安培力做功，转化为电能，电流通过纯电阻电路转化为金属杆上的焦耳热，则变压器的输入功率为
变压器不改变交流电的频率，副线圈电流的频率为
B错误，C正确；
D．副线圈电压的有效值为，D错误；
故选C。
23．D
【详解】
A．若不动，向下滑动时，测原线圈两端电压，所以的示数不变，此时副线圈的匝数变小，所以副线圈两端的电压变小，则的示数变小，故A错误；
B．若不动，滑片向上滑动，此时副线圈的匝数变大，则副线圈两端电压变大，副线圈的电流变大，所以灯泡消耗的功率变大，故B错误；
C．若不动，滑片向上滑动时，测原线圈两端电压，所以的示数不变，故C错误；
D．若不动，滑片向下滑动时，副线圈两端的电压不变，此时副线圈的负载电阻增大，所以副线圈的电流变小，灯泡消耗的功率变小，故D正确。
故选D。
24．C
【详解】
CD．仅将滑片P上移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则负载电路的总电阻变大，而副线圈的电压不变，故副线圈中总电流减小，根据
可知R1消耗的功率变小，R1两端的电压变小，副线圈电压不变，那么并联部分的电压增大，故C正确，D错误；
AB．闭合开关S，电路中总电阻变小，副线圈中总电流变大，R1两端的电压变大，那么并联部分的电压变小，则流过的电流变小，所以A2示数变小，根据原、副线圈中电流与匝数成反比可知，电流表A1的示数变大，故AB错误。
故选C。
25．A
【详解】
电压表示数设为Ub，交流电源电压设为Ua，则
所以只增加nb，Ub一定增大，而只增加na，Ub一定减小；na、nb都增加，Ub不一定增大；只改变Ua，Ub一定改变，电压表的示数要变化，故BCD错误，A正确。
故选A。
26．B
【详解】
为了使电流表能正常工作，必须要使电流减小，根据
即匝数较小的ab端接MN，匝数较多的cd接PQ，则
故选B。
27．A
【详解】
B．理想变压器副线圈的电压由原线圈电压决定，原线圈电压不变，副线圈的电压也不变，即V1示数U1不变，B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律
滑动变阻器的滑动片向a端移动，R减小，电流I2增大，A2示数变大，C错误；
A．根据闭合电路欧姆定律
I2增大，U2示数变小，即V2示数变小，A正确；
D．根据
A2示数变大，A1示数也增大，D错误。
故选A。
28．C
【详解】
A．线圈转过时处于中性面位置，线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，A错误；
B．矩形线圈产生的感应电动势的最大值为
B错误；
C．交流发电机内电阻不计，故变压器输入电压不变，当位置不动，增大时，电压表读数不变，仍然等于发电机电动势的有效值，C正确；
D．保持不变，当位置向上移动时，变压器原线圈匝数减小，而不变，由变压比公式
可知输出电压变大，由
可知电流变大，理想变压器两端功率相等
可知输入电流也变大，即电流表读数变大，D错误。
故选C。
29．C
【详解】
在一个周期内，后半个周期变压器无电压输出，所以副线圈电压的有效值为
解得
则电流为
电阻两端电压的有效值为
0~0.04s内，电阻产生的焦耳热为
故选C。
30．C
【详解】
A．由交流电的表达式可得，频率为
变压器不改变频率，故副线圈中交变电流的频率为50Hz，A错误；
B．电源电压有效值
U=220V
可知，原线圈两端电压为
副线圈两端电压为
可得
B错误；
CD．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，电阻R减小，副线圈电流I2增大，由
可知，原线圈电流I1增大，灯泡a两端电压变大，导致原线圈两端电压变小，副线圈两端电压变小，故灯泡b变暗，此时电路总功率为
可知P变大，C正确，D错误。
故选C。
31．C
【分析】
考查变压器在生活中的实际应用。
【详解】
A．电压表的示数为有效值，电压最大值为5V，有效值为3.5V，故A项错误；
B．若没有转换器，原线圈为直流电，副线圈没有电磁感应不会有电流产生，故B项错误；
C．如满足变压器副线圈电压的瞬时值等于50V，则有
所以当时则可以实现燃气灶点火，C项正确；
D．穿过原、副线圈的磁通量应相等，故D项错误。
故选C。
32．C
【详解】
A．产生交变电流的线圈每转一圈，电流方向改变两次，由题
可知频率为
故一秒内线圈转50圈，电流方向改变100次，由于变压器不改变交流电的频率，故副线圈中交变电流方向每秒也改变100次，故A项错误。
B．设灯泡的额定电压为，则原线圈两端的电压为，在原线圈回路中，由闭合电路欧姆定律
故灯泡的额定电压为
故B项错误。
C．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，其接入电路的阻值变小，次级电流变大，则初级电流也变大，灯泡变亮，故C项正确。
D．原线圈回路中电流变大，则灯泡分压变大，则原线圈两端电压变小，副线圈两端电压变小，则灯泡变暗，则D项错误。
故选C。
33．C
【详解】
C．由于
而由题可知
可得
C正确；
B．根据能量守恒可知
B错误；
A．设变压器原线圈两端电压为，由于
可得
而
而
联立可得
A错误；
D．若只增大R2，副线圈电流减小，导致原线圈电流减小，电阻R1上分得的电压降低，原线圈分得的电压升高，副线圈电压升高，电压表V2的示数增大，而电压表V1的示数是由电源决定的，保持不变，D错误。
故选C。
34．AD
【详解】
A．变压器原线圈的电压有效值为
由变压器的原副线圈的电压与匝数成正比可得
A正确；
B．副线圈中的电流由电功率公式可得
由理想变压器的原副线圈电流比与匝数成反比，可得原线圈中的电流
B错误；
C．由图乙可知交流电的周期为T=0.02s，角速度为
原线圈两端电压的瞬时值表达式为
C错误；
D．变压器的输入功率
所以变压器的输入功率、输出功率之比为
P1:P2=
D正确。
故选AD。
35．ABD
【详解】
C．交变电压的周期为
故C错误；
AB．设电压表和电流表的示数分别为U、I，根据理想变压器原、副线圈电压、电流规律可得
对照闭合电路欧姆定律的表达式
可将交流电源、变压器原、副线圈整体视为一个等效电源，则该等效电源的电动势和内阻分别为
当滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，R3接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，即I减小；根据前面分析可知
所以一定不变，故AB正确；
D．设变压器副线圈所接电路的总电阻为R，副线圈的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。开始时有
滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，R增大，若R3的滑片到达Q端时有
则P先增加后减少，故D正确。
故选ABD。
36．AC
【详解】
AB．假设副线圈的总电阻为，则其等效到原线圈的电阻
等效电路如图所示
保持位置不变，当自耦理想变压器的滑片向下移动时，减小，所以
减小，根据欧姆定律可得
即电流表的示数一定增大，但因为电源内阻与外电阻的大小关系不确定，所以电源输岀功率变化情况不能确定，B错误，A正确；
C．保持位置不变，当滑动变阻器的滑片由b向a滑动时，副线圈的总电阻为减小，电流表A的示数一定变大，C正确；
D．保持位置不变，当滑动变阻器的滑片由b向a滑动时，根据分压电路的规律可知小灯泡两端的电压一定增大，小灯泡L一定变亮，D错误。
故选AC。
37．BD
【详解】
A．把代入电压表达式得a、b两点间电压的瞬时值为
故A错误；
B．正弦交流电，电压有效值为
由
可得变压器副线圈电压为
电压表读数为有效值，则电压读数为100 V不变，故B正确；
C．1 min内电阻R1上产生的热量为
故C错误；
D．变压器副线圈电压由变压器匝数比决定，与负载无关，当R2的温度升高时，电压表示数不变，当R2的温度升高时，电阻减小，副线圈电流变大，则原线圈电流变大，则电流表示数变大，故D正确。
故选BD。
38．AD
【详解】
A．输入电压有效值为
U1＝V＝220V
由输入电压瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100πrad/s，电流频率为
故A正确；
BC．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由
可知U2不变，即电压表V2的示数不变，所以电流表A2的示数变大，故BC错误；
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V2的示数减小，根据
知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知
P1＝U1I1
减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确。
故选AD。
39．BC
【详解】
A．当P不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则MN两端的电压不变，当将触头向上滑动时，连入电路的电阻的阻值变大，因而总电流变小，R1的电压变小，并联支路的电压变大，即电压表的读数变大，则通过R2的电流变大，所以流过滑动变阻器的电流变小，即电流表的读数变小，故A错误；
B．当P不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则MN两端的电压不变，当将触头向下滑动时，连入电路的电阻的阻值变小，因而总电流变大，R1的电压变大，并联支路的电压变小，即电压表的读数变小，则通过R2的电流变小，流过滑动变阻器的电流变大，即电流表的读数变大，故B正确；
C．当R3不变，即保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿顺时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数减小，则MN两端的电压减小，总电流减小，滑动变阻器两端的电压将变小，电压表的读数变小，电流表的读数变小，故C正确；
D．当R3不变，即保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿逆时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增大，则MN两端的电压增大，总电流增大，滑动变阻器两端的电压将变大，电压表的读数变大，电流表的读数变大，故D错误。
故选BC。
40．CD
【详解】
A．由题意可知，原线圈两点电压
U1==220V
由变压器电压与匝数关系
可得副线圈两端电压为
U2=22V
副线圈中R0、R1串联，电压表测的是R1两端电压，示数小于22V，A错误；
B．当开关S闭合后，副线圈电阻变小，电流变大，R0两端电压变大，由于U2不变，故电压表示数变小，B错误；
C．变大，由
可知，变大，即电流表示数变大，C正确；
D．当开关S闭合后，变压器的输出功率为
可知P增大，D正确。
故选CD。
41．D 在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 有漏磁、铁芯发热、导线发热等
【详解】
（1）[1]A．变压器的工作原理是电磁感应，原线圈两端应接交流电，为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压应不超过12V，A错误；
BC．连接好电路后，要先检查电路是否正确，然后再接通电源，通电时，若用手接触裸露的导线、接线柱，这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，也不符合用电安全规范，BC错误；
D．为了多用电表的安全，使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
故选D。
（2）[2]通过分析实验数据可得出的实验结论是：在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有
＝
（3）[3]电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。
42．BD 低压交流电源 C B nb
【详解】
（1）[1]变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场，故条形磁铁B不必用到；
[2]如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故直流电源C不必用到，需要用到低压交流电源，本实验中还需补充的器材是低压交流电源；
（2）[3]该变压器为理想变压器，根据理想变压器的变压器的规律可知
故选C；
（3）[4]根据理想变压器的规律
可以算出
但是此处铁芯为闭合，故所测得的电压应小于1V，故选B；
（4）[5]由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端。故交流电原线圈为nb。
43．（1）50Hz；（2）22V；（3）10W
【详解】
（1）变压器不改变交流电的频率，由乙图可知T=0.02s，根据公式可得
即副线圈电流的频率为50Hz；
（2）根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比的关系，有
副线圈两端的电压为22V；
（3）根据副线圈电路中电压关系，有
U2=I2R＋UM
解得
I2=1.25A
灯泡中电流
由分流原理，可得
IM=I2－IL=1A
电动机输出的机械功率
PM=UMIM－Ir=10W
44．(1) 10：1 ；(2) ； (3)0.2A
【详解】
(1)变压器原、副线圈匝数比
n1：n2=U1：U2
输入电压的有效值为
U2=220V
解得
n1：n2=10：1
(2)灯泡电流为
通过每个灯泡的最大电流
(3)电流表A的示数为
IA=2I=0.2A
45．（1）220V，110V；（2）0，110V
【详解】
（1）当a、b两端接220V的交变电压时，测得c、d两端的电压为110V，根据
则原副线圈匝数比为2：1，所以当c、d两端加上110V交变电压，根据
a、b间的电压为
当g、h两端加上110V交变电压时，e与滑片间无电流，电压为零，故e、f两端电压与g、h两端电压相同，也为110V
（2）若在c、d两端加的直流电压，根据变压器原理，a、b间的电压为零
g、h两端加的直流电压，e与滑片间无电流，电压为零，e、f两端电压与g、h两端电压相同，也为110V
46．（1）10A；（2）；（3）
【详解】
（1）依题意得：用户端总电流为
根据理想变压器的电流与匝数关系可得
代入数据得
（2）根据能量守恒可知
根据功率公式可知输电线损失的功率
根据能量守恒可知
代入数据得
（3）由交变电流的有效值公式可知
由闭合电路欧姆定律可知
根据理想变压器的电流与匝数关系可得
根据功率公式可知
代入数据得
第三章：交变电流
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．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，理想变压器有三个线圈A、B、C，其中B、C的匝数分别为n2、n3，理想电压表的示数为U，理想电流表的示数为I，L1、L2是完全相同的灯泡，根据以上条件不能计算出的物理量是（忽略温度对电阻的影响）（ ）
A．线圈A的匝数
B．灯泡L2两端的电压
C．变压器的输入功率
D．通过灯泡L1的电流
2．（2021·湖南·长沙县第九中学高二阶段练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，原线圈两端接交流电源，已知电阻R=5Ω，电压表V的读数为100V，则（ ）
A．原、副线圈中电流频率之比f1∶f2=10∶1
B．电流表A2的读数为2A
C．原、副线圈内交变电流之比I1∶I2=10∶1
D．变压器输入功率为200W
3．（2021·北京市延庆区教育科学研究中心高二期中）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．电流表的读数为1 A B．原线圈的输入功率为220W
C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为50 s
题型二：理想变压器两端的功率计算
4．（2021·全国·高二课时练习）如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220V，n0＝2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1100匝、2200匝。电动机M的内阻r＝4Ω，额定电压为U＝220V，额定功率P＝110W。下列判断正确的是（ ）
A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110V
B．当挡位由3变换到2时，电动机消耗的功率增大
C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1W
D．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110W
5．（2021·安徽黄山·高二期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的输入功率为220W B．电流表的读数为2A
C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为0.02s
6．（2021·广西桂林·高二期末）理想变压器原线圈接有理想交流电流表，副线圈接有两个电热器与，其铭牌参数分别为“220V 1100W”和“220V 440W”，如图甲所示。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压时，两电热器均正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈的输入电功率为1540W B．变压器原、副线圈的匝数比为311：22
C．原线圈输入电压为3110V D．理想交流电流表的示数为7A
题型三：变压器两端的电路动态分析
7．（2021·全国·周至中学高二期末）如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，理想变压器的原线圈输入的交流电压有效值保持不变，滑片P位于滑动变阻器的正中间时，灯L恰好正常发光，电压表为理想交流电压表，现仅将滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．灯L变暗 B．电压表示数增大
C．变压器的输出功率减小 D．变压器的输入电流增大
8．（2021·江西·九江市同文中学高二阶段练习）如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节。RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小。下列说法正确的有（电表均为理想电表）（ ）
A．P向下滑动时，电压表读数变大
B．P向下滑动时，电流表读数变大
C．若环境温度升高，变压器的输入功率变大
D．若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小
9．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是（ ）
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
C．通过灯泡L1的电流增大
D．原线圈中的电流增大
题型四:结合图像计算变压器两端电表问题
10．（2021·广东顺德·高二期末）如图甲电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压随时间变化的图像如图乙，两只规格为“，”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为
B．电阻的功率为
C．电流表的示数为
D．副线圈中电流方向内改变次
11．（2021·浙江台州·高二期末）手机无线充电日趋流行，其感应线圈可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈，将此变压器接成如图乙所示电路，线圈匝数比，接入“，”的灯泡，当、两端加电压的交变流电时，灯泡正常工作，不考虑电压表和电流表对电路的影响，则（ ）
A．电流表的示数为
B．时刻，电压表示数为
C．两端的输入功率为
D．在两端并上一个相同的灯泡，电压表的示数不变
12．（2021·四川·邻水实验学校模拟预测）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示．灯泡L的电阻恒为，额定电压为．定值电阻、，滑动变阻器R的最大阻值为．为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A． B． C． D．
题型五：自耦变压器问题
13．（2021·全国·高二专题练习）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器为理想变压器，则U2和I1分别约为（ ）
A．380V和5.3A B．380V和9.1A
C．240V和5.3A D．240V和9.1A
14．（2021·黑龙江齐齐哈尔·高二期末）如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一个理想交流电压表后接在稳定的交流电源上，右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一个理想交流电压表下列说法正确的是（ ）
A．若P不动，滑片F向上移动时，灯泡L消耗的功率变大
B．若P不动，滑片F向上移动时，、的示数均变大
C．若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡L消耗的功率变小
D．若F不动，滑片P向上滑动时，、示数都变小
15．（2021·江西·贵溪市实验中学高二期末）自耦变压器在高铁技术中被广泛应用。如图所示，一理想自耦变压器接在u=Umsin100πt的正弦交流电压上，P为滑动触头，初始位置位于线圈CD的中点G， A1和A2为理想交流电表，R为定值电阻，下列说法正确的是（ ）
A．将P向下滑动，A1的示数将变小
B．将P向上滑动，A2的示数将增大
C．将P下滑到GD的中点，电阻R的功率将变为原来的4倍
D．将P上滑到CG的中点，电阻R的功率将变为原来的倍
三：课堂过关精练
一、单选题
16．（2021·重庆市江津第五中学校高二期中）理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈所接的负载电阻是11Ω，则副线圈中电流大小是（ ）
A．5A B．10A C．20A D．55A
17．（2021·浙江·宁波市北仑中学高二期中）如图所示，10匝矩形金属线框在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′以角速度100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2，且开关S断开时灯泡L1正常发光，电流表示数为0.01A，则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为e＝200sin100t（V）
B．灯泡L1的额定功率为2W
C．若开关S闭合，灯泡L1将更亮
D．若开关S闭合，电流表示数将增大
18．（2021·全国·高二课时练习）下图所示的是四个可以控制台灯亮度的电路，其中所用的灯泡上都标有“”字样。当灯泡消耗的电功率都调至时，哪个电路中台灯的消耗的电功率最小（ ）
A．B．C． D．
19．（2021·陕西·绥德中学高二阶段练习）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5∶1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中电压的有效值为220V
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数减小
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
20．（2021·全国·高二专题练习）如图所示为理想变压器及其工作电路，原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接函数表达式u1=220sin（100πt）V的交流电，RT为半导体热敏电阻（其电阻随温度升高而变小）。R1、R2为定值电阻，C为电容器。下列判断正确的是（ ）
A．V1表的示数为220V
B．R2的电功率为零
C．副线圈输出电压的函数表达式为u2=110sin（50πt）V
D．RT处温度升高时，V1表示数不变，V2表和A表的示数均变大
21．（2021·全国·高二课时练习）随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是（交流变频器可视为交流发电机）（ ）
A．理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍
B．若没有交流变频器，则电压表的示数为
C．穿过原、副线圈的磁通量之比为
D．穿过原、副线圈的磁通量之比为
22．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为，当开关接通后，电流表读数为，在磁感应强度为的匀强磁场中，电动机带动一电阻为、质量为、长为的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度匀速上升，重力加速度为。下列判断正确的是（ ）
A．电动机两端电压为，其消耗的电功率为
B．原线圈中的电流为，变压器的输入功率为，副线圈电流的频率为
C．变压器的输入功率为
D．电动机的热功率为，副线圈电压的有效值为
四：高分突破精练
一：单选题
23．（2021·全国·高二课时练习）如图所示为一理想自耦式变压器，原线圈两端加交流电，、为理想电压表。下列说法正确的是（ ）
A．若不动，向下滑动时，、示数都变小
B．若不动，向上滑动时，灯泡消耗的功率变小
C．若不动，向上滑动时，、示数都变小
D．若不动，向下滑动时，灯泡消耗的功率变小
24．（2021·四川省绵阳江油中学高二期中）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．若闭合开关S，则电压表V示数变大，电流表A1示数变大
B．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
D．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
25．（2021·全国·高二专题练习）如图所示是“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验示意图，a线圈接交流电源，b线圈接交流电压表，在实验过程中（ ）
A．只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大
B．只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定增大
C．同时增加a、b两线圈的匝数，电压表的示数一定增大
D．只改变a线圈两端的电压，电压表的示数不变
26．（2021·广东汕头·高二期末）高压输电线路的电流大小一般在几十到几百安之间，因此通常要通过电流互感器连接来测量其实际电流。图中电流互感器ab一侧线圈的匝数为100匝，工作时电流为Iab；cd一侧线圈的匝数为2000匝，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（ ）
A．ab接MN、cd接PQ，Iab：Icd=1：20
B．ab接MN、cd接PQ，Iab：Icd=20：1
C．ab接PQ、cd接MN，Iab：Icd=1：20
D．ab接PQ、cd接MN，Iab：Icd=20：1
27．（2021·重庆市清华中学校高二阶段练习）如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在稳定交流电源上。R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V1和V2为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向a端移动，则（ ）
A．V2示数变小 B．V1示数变大 C．A2示数变小 D．A1示数不变
28．（2021·广东·高二期末）如图所示，内阻不计的矩形线圈匝数为、面积为S，绕轴在水平方向的磁感应强度为的匀强磁场中以角速度做匀速转动。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，上下移动滑动触头时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻。下列判断正确的是（ ）
A．从图示位置开始计时，当矩形线圈转过时，穿过它的磁通量为0
B．矩形线圈产生的感应电动势的最大值为
C．保持P位置不动，当增大时，电压表读数不变
D．保持不变，当P向上移动时，电流表读数变小
29．（2021·山东德州·高二期末）一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为，电阻和的阻值分别为和，a、b输入端输入的电压如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．电阻两端电压的有效值为
B．流过电阻电流的有效值为
C．流过电阻电流的有效值为0.5A
D．0~0.04s内，电阻产生的焦耳热为0.06J
30．（2021·四川眉山·高二期末）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为44V的灯泡a和b，当原线圈输入u=220sin100πt（V）的交变电压时，两灯泡均能正常发光，且滑动变阻器调节过程中灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中交变电流的频率为100Hz
B．理想变压器原、副线圈匝数比为3︰1
C．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，灯泡b变暗
D．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，电路总功率变小
31．（2021·四川南充·高二期末）图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于50V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体，开关闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为5V
B．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电
C．若则可以实现燃气灶点火
D．穿过原、副线圈的磁通量之比等于n1:n2
32．（2021·湖北·高二期末）如图所示，理想变压器原、副线圈中接有两个完全相同的灯泡和，已知理想变压器原、副线圈的匝数之比为，当原线圈接的交变电压时，、两灯均正常工作。设调节滑动变阻器滑片过程中，灯泡不会被烧坏且阻值不随电压变化而改变。则下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中的交变电流每秒改变50次方向
B．、两灯泡的额定电压均为
C．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡变亮
D．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡变亮
33．（2021·河北·高二期末）如图所示，理想变压器输入电压为（V），原、副线圈的匝数之比为n1∶n2=10∶1，各电表均为理想电表，电压表V1、V2的读数分别为U1、U2，电流表A1、A2的读数分别为I1、I2，若电阻R1、R2消耗的功率相同，则（ ）
A．电压表V2的读数为22V
B．U1 I1=U2I2
C．R1∶R2=100∶1
D．若只增大R2，电压表V1、V2的读数均不变
二、多选题
34．（2021·湖北·高二阶段练习）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表为理想电表．原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为．则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出电压的有效值为
B．原线圈中电流表的示数约为
C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
D．变压器的输入功率、输出功率之比为
35．（2021·河北·石家庄二中实验学校高二阶段练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，且，定值电阻R1、R2的阻值相等，图中电流表、电压表均为理想电表。在a、b端输入交变电，当滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，电压表示数变化量为，电流表示数变化量为，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数一定变小
B．一定不变
C．交变电压的周期为5s
D．变压器副线圈的输出功率可能先增加后减少
36．（2023·河南·高二期末）如图所示是理想自耦变压器，其输入端接在电动势为E、内阻为r的交流电源上，输入回路中串联有一交流电流表A，输出端接滑动变阻器R和小灯泡L．则下列说法正确的是（ ）
A．保持位置不变，当自耦理想变压器的滑片向下移动时，电流表A的示数一定变大
B．保持位置不变，当自耦理想变压器的滑片向下移动时，电源的输出功率一定变大
C．保持位置不变，当滑动变阻器的滑片由b向a滑动时，电流表A的示数增大
D．保持位置不变，当滑动变阻器的滑片由b向a滑动时，小灯泡变暗
37．（2021·吉林·希望高中高二期中）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：10，接线柱a、b接在电压为u=10sin100πt V的正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为1000Ω，R2为用半导体热敏材料制成的传感器（R2 随温度的升高阻值减小）。下列说法中正确的是（ ）
A．t=s时，a、b两点间的电压为5V B．t=s时，电压表的读数为100V
C．在1min内电阻R1上产生的热量为6000J D．当R2的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
38．（2021·全国·高二专题练习）国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220sin100πt（V），电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是（ ）
A．输入电压有效值为220V，电流频率为50Hz
B．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
39．（2021·安徽·芜湖一中高二期中）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，CD间加上正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。在输出端MN连接了定值电阻R1、R2，滑动变阻器R3，理想交流电流表和电压表，则下列判断正确的是（ ）
A．当P不动，滑动变阻器触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数不变
B．当P不动，滑动变阻器触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小
C．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
D．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
40．（2021·青海大通·高二期末）如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1=1100，副线圈的匝数n2=110，R0、R1、R2均为定值电阻，原线圈接u=311sin314t（V）的交流电源。起初开关S处于断开状态。下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数为22V
B．当开关S闭合后，电压表示数变大
C．当开关S闭合后，电流表示数变大
D．当开关S闭合后，变压器的输出功率增大
三、实验题
41．（2021·全国·高二专题练习）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中：
（1）为了确保实验的安全，下列做法正确的是________。
A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
B．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源
C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（2）某实验小组通过实验，记录的数据如下表：
原线圈匝数n1（匝）
100
200
400
400
副线圈匝数n2（匝）
400
400
200
800
原线圈两端的电压U1（V）
1.96
4.90
8.00
4.86
副线圈两端的电压U2（V）
7.80
9.76
3.90
9.64
通过分析实验数据可得出的实验结论是__________________。
（3）一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，测得的电压分别为8.00V和3.90V，电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是____________（至少说出两个原因）。
42．（2021·山东薛城·高二期中）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，李辉同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100匝”的匝数。
（1）本实验中，实验室有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁
C．多用电表
D．直流电源
E．开关、导线若干
上述器材在本实验中不需要的有 ______（填器材料序号），本实验中还需用到的器材有______。
（2）实验中，电源接变压器原线圈“0”、“ 8”接线柱，副线圈接“0”、“ 4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为4.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为______。
A．12.0VB．10.0VC．8.0VD．2.0V E.2.5V
（3）组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图所示，原线圈接8.0V的学生电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是______。
A．0V B．0.7V C．1.0V D．64.0V
（4）用匝数na=400匝和nb=800匝的变压器，实验测量数据如表：
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是______（填na或nb）。
四、解答题
43．（2021·江苏·泰州中学高二阶段练习）如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3W，电动机线圈电阻r=2Ω，电阻R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：
（1）副线圈电流的频率；
（2）副线圈两端的电压；
（3）电动机输出的机械功率。
44．（2021·重庆市江津第五中学校高二期中）如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光， 导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比n1:n2；
（2）通过每个灯泡的最大电流Im；
（3）电流表A的示数IA。
45．（2021·全国·高二课时练习）在图a、b所示的两个电路中，当a、b两端与e、f两端分别加的交变电流电压时，测得c、d间和g、h间的电压均为。
（1）若分别在c、d两端和g、h两端加的交变电流电压，则a、b间和e、f间的电压各是多少？
（2）若分别在c、d两端和g、h两端加的直流电压，则a、b间和e、f间的电压各是多少？
46．（2021·福建省宁德市教师进修学院高二期末）如图所示，为某小型发电站的远距离输电示意图，已知发电机线圈匝数N=100匝、面积S=0.36 m2、电阻r =1 Ω。该线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的OO′轴匀速转动。已知输电线的总电阻R = 4 Ω，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“220 V、20 W”的1100只灯泡恰能同时正常发光（假设此时没有其他用电器工作，变压器均为理想变压器）。求：
（1）输电线的电流；
（2）发电机的输出功率；
（3）发电机线圈转动的角速度。
[参考答案]
1．A
【详解】
由题意知线圈B两端的电压为U，设线圈C两端的电压为UC，则
所以
即可以求得灯泡L2两端的电压，通过L2的电流为I，则可以求出L2的电阻和灯泡L2的功率；L2与L1的电阻相同，灯L1的两端的电压为U，所以可求出通过L1的电流和灯泡L1的功率，变压器总的输出功率等于灯泡L1的功率和灯泡L2的功率，它也等于变压器的输入功率；根据题意无法求出线圈A的匝数。
故选A。
2．B
【详解】
A．变压器不改变频率，所以原、副线圈中电流频率之比
f1∶f2=1∶1
A错误；
B．根据变压器的电压规律得
电流表A2的读数为
B正确；
C．根据变压器的电流规律得
I1∶I2=1∶10
C错误；
D．根据能量守恒得变压器输入功率为
D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．原线圈中电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比
可得，副线圈中电压的有效值为110V，因为电阻R=55Ω，故副线圈中的电流为
则原线圈中的电流为
电流表的示数为1A，故A正确；
B．由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为
P=I22R=（2A）2×55Ω=220W
故B错误；
C．电压表的读数为电压的有效值，由A的分析可知，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为110V，故C错误；
D．原线圈中交流电的周期为
则副线圈中输出交流电的周期也为0.02s，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】
A．当选择挡位3时，由电压与匝数的关系得
U0:U3=n0:n3
解得
U3=110V
故A正确；
B．当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机消耗的功率减小，故B错误；
C．当选择挡位4时，由
U0:U4=n0:n4
可知
U4=220V
此时电动机中的电流为
I==0.5A
热功率
P热=I2r=1W
输出功率为
P－P热=110W－1W=109W
故D错误；
C．当选择挡位2时，电动机两端的电压小于220V，电动机的热功率小于1W，故C错误。
故选A。
5．D
【详解】
AC．副线圈电压为
即电压表读数为110V，根据能量守恒，原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，即
AC错误；
B．根据功率公式得
B错误；
D．原线圈交流电周期为
因为变压器不改变周期，所以副线圈输出交流电的周期为0.02s。
D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．变压器原线圈的输入电功率等于输出功率，则为
P=1100W+440W=1540W
选项A正确；
B．变压器原线圈电压有效值为
原、副线圈的匝数比为
选项B错误；
C．原线圈输入电压最大值为3110V，有效值为2200V，选项C错误；
D．理想交流电流表的示数为
选项D错误。
故选A。
7．C
【详解】
由题图可知，将滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则变压器输出端总电阻变大，由于理想变压器的原线圈输入的交流电压有效值保持不变，匝数比不变，则变压器输出端电压不变，则输出端总电流变小，输出功率减小；根据理想变压器输入功率等于输出功率，可得输入端电流也减小；由于灯泡两端电压为输出端电压，保持不变，所以灯泡亮度不变，流经灯泡的电流不变，则流经的电流减小，两端电压减小，即电压表示数减小，综上所述，故选C。
8．C
【详解】
A．根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，电压表读数变小，A错误；
B．根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈电流减小，输出功率变小，根据输入功率等于输出功率，知原线圈电流也减小，所以电流表读数变小，B错误；
C．当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，原线圈的电流也会变大，变压器的输入功率变大，C正确；
D．当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，根据
灯泡消耗的功率变大，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由
可知副线圈两端M、N的输出电压不变，A错误；
BC．当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，BC错误；
D．由
可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．由图乙可知，电源电压有效值为
U=24V
两灯泡正常发光，可得原线圈两端电压为18V，副线圈两端电压为6V，可得
A错误；
BC．原线圈中电流，即灯泡的额定电流为
原副线圈电流与匝数成反比，故副线圈中电流为
则流过电阻R的电流为
即电流表的示数为，电阻的功率为
B正确，C错误；
D．由图乙可知，交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，由于变压器不改变频率，故副线圈中电流变化频率为50Hz，每个周期内电流方向改变2次，故副线圈中电流方向内改变次，D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．由图乙知，电流表测量的是变压器输入端的电流。电流表的示数为有效值，根据变压器电流与匝数比关系有
因为灯泡正常发光，故有
两式联立求得
即电流表的示数为0.025A，故A错误；
B．由图乙知，电压表测量的电压为灯泡两端的电压，电压表示数为交流电的有效值，由于灯泡上所标电压为有效值且灯泡正常发光，所以电压表示数为，故B正确；
C．由图乙知，两端的输入功率为
故C错误；
D．由图乙知，电压表测量的是输出端的电压。若在两端并上一个相同的灯泡，变压器输出端负载电阻将减小，假设灯泡仍然正常发光，则输出端的电流
增大，输入端电流也将增大，则变压器输入端电压为
交流电输出电压不变，变压器线圈匝数比不变，则将减小，根据电压与匝数比关系
则可得输出端电压也将减小，这与假设相矛盾，所以电压表读数不可能不变，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
由题可知，输入端电压随时间变化关系如图乙所示，可知输入电压为
依据理想变压器与匝数关系式
且
得
由于灯泡上的电阻恒为，额定电压为，因灯泡正常工作，通过灯泡的电流根据公式
得
根据串联分压可知，定值电阻两端电压
依据欧姆定律，则通过其电流为
因此通过定值电阻的电流为
由于定值电阻与滑动变阻器串联后与并联，那么定值电阻与滑动变阻器总电阻为
因定值电阻，因此滑动变阻器接入电路的阻值应为
故选C。
13．B
【详解】
对理想变压器，输入功率等于输出功率，故通过原线圈的电流
负载两端电压即为副线圈电压，由
即
＝
可得
故选B。
14．A
【详解】
AB．若P不动，则灯泡L和滑动变阻器R的阻值之比不变；滑片F向上移动时，灯泡L和滑动变阻器R两端的电压将升高，流过的电流将增大，由
可知灯泡L消耗的功率将变大，的示数将变大；理想交流电压表接在稳定的交流电源上，其示数保持不变，故A正确、B错误；
CD．若F不动，滑片P向上滑动时，滑动变阻器R接入电路的电阻减小，则流过灯泡L和滑动变阻器R的电流将增大，由
可知灯泡L消耗的功率将变大，由
可知示数将变小，接在稳定的交流电源上，其示数保持不变，故C、D错误。
故选A。
15．C
【详解】
AB．将P下滑时，升压比变大，电阻R两端电压变大， A1A2示数均变大，AB错误；
C．若将滑动P向下滑动到GD的中点，升压比将由1：2变为1∶4，电阻R的电压将变为原来2倍，故功率变为原来4倍，C正确；
D．若将P向上滑动到CG的中点，升压比将从1∶2变为3∶4，电阻R的电压将变为原来的倍，电阻功率将变为原来的，D错误。
故选C。
16．B
【详解】
由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为V，所以原线圈电压的有效值为
根据电压与匝数成正比得
可得
U2=110V
则副线圈电流为
故选B。
17．D
【详解】
A．变压器的输入电压的最大值为
Um=NBSω=10×0.4×0.5×100V=200V
从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为
u=Umcosωt=200cos100t（V）
故A错误；
B．变压器输入电压的有效值为
开关断开时L1正常发光，且电流表示数为I1=0.01A，根据
P入=P出
灯泡L1的额定功率等于此时变压器的输入功率，为
故B错误；
C．若开关S闭合，输出电压不变，故灯泡L1亮度不变，故C错误；
D．若开关S闭合，输出电压不变，输出端电阻减小，根据欧姆定律
可知输出电流增加，根据
故输入电流也增加，根据
P=UI
输入功率增加，电流表示数将增大，故D正确。
故选D。
18．C
【详解】
台灯消耗的功率指的是灯泡和其他辅助器件的总功率
ABD．不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，即台灯的消耗功率都大于20 W，ABD错误；
C．理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率（台灯消耗功率）只有灯泡的功率20 W，C正确。
故选C。
19．D
【详解】
A．设将此电流加在阻值为的电阻上，电压的最大值为，电压的有效值为，有
解得
故A错误；
B．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，即
解得副线圈电压为
故B错误；
C．处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故C错误；
D．处出现火警时通过的电流增大，所以电阻消耗的电功率增大，故D正确。
故选D。
20．A
【详解】
A．由题意可知，原线圈所接为正弦交流电，最大值为220V，交流电压表所测为有效值220V，A正确；
B．由于交变电流可通过电容C，故R2中有电流通过，电功率不为零，B错误；
C．由变压器电压与匝数关系
可知，副线圈两端电压最大值为110V，变压器不改变频率，故副线圈输出电压的函数表达式为
u2=110sin（100πt）V
C错误；
D．变压器输入电压取决于电源，故V1表示数不变，RT处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，R1两端电压增大，故RT两端电压减小，可知A表的示数变大，V2表示数变小，D错误。
故选A。
21．A
【详解】
A．交流变频器输出电压的频率增大为原来的2倍，由
可知，原线圈的输入电压变为原来的2倍，由
可知，副线圈的输出电压变为原来的2倍，故A正确；
B．若没有交流变频器，原线圈输入电压为，又，则电压表的示数为，故B错误；
CD．根据变压器的原理可知，原、副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为，故CD错误。
故选A。
22．C
【详解】
A．电动机两端电压大于，是电动机线圈电阻上的电压，用于发热，A错误；
BC．原线圈中的电流为，根据能量守恒，变压器的输入功率等于输出功率，即一部分在电动机线圈电阻上发热变成内能，另一部分用于对外做功，将其中一部分电能转化为金属杆的机械能，其余部分克服安培力做功，转化为电能，电流通过纯电阻电路转化为金属杆上的焦耳热，则变压器的输入功率为
变压器不改变交流电的频率，副线圈电流的频率为
B错误，C正确；
D．副线圈电压的有效值为，D错误；
故选C。
23．D
【详解】
A．若不动，向下滑动时，测原线圈两端电压，所以的示数不变，此时副线圈的匝数变小，所以副线圈两端的电压变小，则的示数变小，故A错误；
B．若不动，滑片向上滑动，此时副线圈的匝数变大，则副线圈两端电压变大，副线圈的电流变大，所以灯泡消耗的功率变大，故B错误；
C．若不动，滑片向上滑动时，测原线圈两端电压，所以的示数不变，故C错误；
D．若不动，滑片向下滑动时，副线圈两端的电压不变，此时副线圈的负载电阻增大，所以副线圈的电流变小，灯泡消耗的功率变小，故D正确。
故选D。
24．C
【详解】
CD．仅将滑片P上移，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则负载电路的总电阻变大，而副线圈的电压不变，故副线圈中总电流减小，根据
可知R1消耗的功率变小，R1两端的电压变小，副线圈电压不变，那么并联部分的电压增大，故C正确，D错误；
AB．闭合开关S，电路中总电阻变小，副线圈中总电流变大，R1两端的电压变大，那么并联部分的电压变小，则流过的电流变小，所以A2示数变小，根据原、副线圈中电流与匝数成反比可知，电流表A1的示数变大，故AB错误。
故选C。
25．A
【详解】
电压表示数设为Ub，交流电源电压设为Ua，则
所以只增加nb，Ub一定增大，而只增加na，Ub一定减小；na、nb都增加，Ub不一定增大；只改变Ua，Ub一定改变，电压表的示数要变化，故BCD错误，A正确。
故选A。
26．B
【详解】
为了使电流表能正常工作，必须要使电流减小，根据
即匝数较小的ab端接MN，匝数较多的cd接PQ，则
故选B。
27．A
【详解】
B．理想变压器副线圈的电压由原线圈电压决定，原线圈电压不变，副线圈的电压也不变，即V1示数U1不变，B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律
滑动变阻器的滑动片向a端移动，R减小，电流I2增大，A2示数变大，C错误；
A．根据闭合电路欧姆定律
I2增大，U2示数变小，即V2示数变小，A正确；
D．根据
A2示数变大，A1示数也增大，D错误。
故选A。
28．C
【详解】
A．线圈转过时处于中性面位置，线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，A错误；
B．矩形线圈产生的感应电动势的最大值为
B错误；
C．交流发电机内电阻不计，故变压器输入电压不变，当位置不动，增大时，电压表读数不变，仍然等于发电机电动势的有效值，C正确；
D．保持不变，当位置向上移动时，变压器原线圈匝数减小，而不变，由变压比公式
可知输出电压变大，由
可知电流变大，理想变压器两端功率相等
可知输入电流也变大，即电流表读数变大，D错误。
故选C。
29．C
【详解】
在一个周期内，后半个周期变压器无电压输出，所以副线圈电压的有效值为
解得
则电流为
电阻两端电压的有效值为
0~0.04s内，电阻产生的焦耳热为
故选C。
30．C
【详解】
A．由交流电的表达式可得，频率为
变压器不改变频率，故副线圈中交变电流的频率为50Hz，A错误；
B．电源电压有效值
U=220V
可知，原线圈两端电压为
副线圈两端电压为
可得
B错误；
CD．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，电阻R减小，副线圈电流I2增大，由
可知，原线圈电流I1增大，灯泡a两端电压变大，导致原线圈两端电压变小，副线圈两端电压变小，故灯泡b变暗，此时电路总功率为
可知P变大，C正确，D错误。
故选C。
31．C
【分析】
考查变压器在生活中的实际应用。
【详解】
A．电压表的示数为有效值，电压最大值为5V，有效值为3.5V，故A项错误；
B．若没有转换器，原线圈为直流电，副线圈没有电磁感应不会有电流产生，故B项错误；
C．如满足变压器副线圈电压的瞬时值等于50V，则有
所以当时则可以实现燃气灶点火，C项正确；
D．穿过原、副线圈的磁通量应相等，故D项错误。
故选C。
32．C
【详解】
A．产生交变电流的线圈每转一圈，电流方向改变两次，由题
可知频率为
故一秒内线圈转50圈，电流方向改变100次，由于变压器不改变交流电的频率，故副线圈中交变电流方向每秒也改变100次，故A项错误。
B．设灯泡的额定电压为，则原线圈两端的电压为，在原线圈回路中，由闭合电路欧姆定律
故灯泡的额定电压为
故B项错误。
C．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，其接入电路的阻值变小，次级电流变大，则初级电流也变大，灯泡变亮，故C项正确。
D．原线圈回路中电流变大，则灯泡分压变大，则原线圈两端电压变小，副线圈两端电压变小，则灯泡变暗，则D项错误。
故选C。
33．C
【详解】
C．由于
而由题可知
可得
C正确；
B．根据能量守恒可知
B错误；
A．设变压器原线圈两端电压为，由于
可得
而
而
联立可得
A错误；
D．若只增大R2，副线圈电流减小，导致原线圈电流减小，电阻R1上分得的电压降低，原线圈分得的电压升高，副线圈电压升高，电压表V2的示数增大，而电压表V1的示数是由电源决定的，保持不变，D错误。
故选C。
34．AD
【详解】
A．变压器原线圈的电压有效值为
由变压器的原副线圈的电压与匝数成正比可得
A正确；
B．副线圈中的电流由电功率公式可得
由理想变压器的原副线圈电流比与匝数成反比，可得原线圈中的电流
B错误；
C．由图乙可知交流电的周期为T=0.02s，角速度为
原线圈两端电压的瞬时值表达式为
C错误；
D．变压器的输入功率
所以变压器的输入功率、输出功率之比为
P1:P2=
D正确。
故选AD。
35．ABD
【详解】
C．交变电压的周期为
故C错误；
AB．设电压表和电流表的示数分别为U、I，根据理想变压器原、副线圈电压、电流规律可得
对照闭合电路欧姆定律的表达式
可将交流电源、变压器原、副线圈整体视为一个等效电源，则该等效电源的电动势和内阻分别为
当滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，R3接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，即I减小；根据前面分析可知
所以一定不变，故AB正确；
D．设变压器副线圈所接电路的总电阻为R，副线圈的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。开始时有
滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，R增大，若R3的滑片到达Q端时有
则P先增加后减少，故D正确。
故选ABD。
36．AC
【详解】
AB．假设副线圈的总电阻为，则其等效到原线圈的电阻
等效电路如图所示
保持位置不变，当自耦理想变压器的滑片向下移动时，减小，所以
减小，根据欧姆定律可得
即电流表的示数一定增大，但因为电源内阻与外电阻的大小关系不确定，所以电源输岀功率变化情况不能确定，B错误，A正确；
C．保持位置不变，当滑动变阻器的滑片由b向a滑动时，副线圈的总电阻为减小，电流表A的示数一定变大，C正确；
D．保持位置不变，当滑动变阻器的滑片由b向a滑动时，根据分压电路的规律可知小灯泡两端的电压一定增大，小灯泡L一定变亮，D错误。
故选AC。
37．BD
【详解】
A．把代入电压表达式得a、b两点间电压的瞬时值为
故A错误；
B．正弦交流电，电压有效值为
由
可得变压器副线圈电压为
电压表读数为有效值，则电压读数为100 V不变，故B正确；
C．1 min内电阻R1上产生的热量为
故C错误；
D．变压器副线圈电压由变压器匝数比决定，与负载无关，当R2的温度升高时，电压表示数不变，当R2的温度升高时，电阻减小，副线圈电流变大，则原线圈电流变大，则电流表示数变大，故D正确。
故选BD。
38．AD
【详解】
A．输入电压有效值为
U1＝V＝220V
由输入电压瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100πrad/s，电流频率为
故A正确；
BC．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由
可知U2不变，即电压表V2的示数不变，所以电流表A2的示数变大，故BC错误；
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V2的示数减小，根据
知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知
P1＝U1I1
减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确。
故选AD。
39．BC
【详解】
A．当P不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则MN两端的电压不变，当将触头向上滑动时，连入电路的电阻的阻值变大，因而总电流变小，R1的电压变小，并联支路的电压变大，即电压表的读数变大，则通过R2的电流变大，所以流过滑动变阻器的电流变小，即电流表的读数变小，故A错误；
B．当P不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则MN两端的电压不变，当将触头向下滑动时，连入电路的电阻的阻值变小，因而总电流变大，R1的电压变大，并联支路的电压变小，即电压表的读数变小，则通过R2的电流变小，流过滑动变阻器的电流变大，即电流表的读数变大，故B正确；
C．当R3不变，即保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿顺时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数减小，则MN两端的电压减小，总电流减小，滑动变阻器两端的电压将变小，电压表的读数变小，电流表的读数变小，故C正确；
D．当R3不变，即保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿逆时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增大，则MN两端的电压增大，总电流增大，滑动变阻器两端的电压将变大，电压表的读数变大，电流表的读数变大，故D错误。
故选BC。
40．CD
【详解】
A．由题意可知，原线圈两点电压
U1==220V
由变压器电压与匝数关系
可得副线圈两端电压为
U2=22V
副线圈中R0、R1串联，电压表测的是R1两端电压，示数小于22V，A错误；
B．当开关S闭合后，副线圈电阻变小，电流变大，R0两端电压变大，由于U2不变，故电压表示数变小，B错误；
C．变大，由
可知，变大，即电流表示数变大，C正确；
D．当开关S闭合后，变压器的输出功率为
可知P增大，D正确。
故选CD。
41．D 在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 有漏磁、铁芯发热、导线发热等
【详解】
（1）[1]A．变压器的工作原理是电磁感应，原线圈两端应接交流电，为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压应不超过12V，A错误；
BC．连接好电路后，要先检查电路是否正确，然后再接通电源，通电时，若用手接触裸露的导线、接线柱，这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，也不符合用电安全规范，BC错误；
D．为了多用电表的安全，使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
故选D。
（2）[2]通过分析实验数据可得出的实验结论是：在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有
＝
（3）[3]电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。
42．BD 低压交流电源 C B nb
【详解】
（1）[1]变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场，故条形磁铁B不必用到；
[2]如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故直流电源C不必用到，需要用到低压交流电源，本实验中还需补充的器材是低压交流电源；
（2）[3]该变压器为理想变压器，根据理想变压器的变压器的规律可知
故选C；
（3）[4]根据理想变压器的规律
可以算出
但是此处铁芯为闭合，故所测得的电压应小于1V，故选B；
（4）[5]由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即nb为输入端，na为输出端。故交流电原线圈为nb。
43．（1）50Hz；（2）22V；（3）10W
【详解】
（1）变压器不改变交流电的频率，由乙图可知T=0.02s，根据公式可得
即副线圈电流的频率为50Hz；
（2）根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比的关系，有
副线圈两端的电压为22V；
（3）根据副线圈电路中电压关系，有
U2=I2R＋UM
解得
I2=1.25A
灯泡中电流
由分流原理，可得
IM=I2－IL=1A
电动机输出的机械功率
PM=UMIM－Ir=10W
44．(1) 10：1 ；(2) ； (3)0.2A
【详解】
(1)变压器原、副线圈匝数比
n1：n2=U1：U2
输入电压的有效值为
U2=220V
解得
n1：n2=10：1
(2)灯泡电流为
通过每个灯泡的最大电流
(3)电流表A的示数为
IA=2I=0.2A
45．（1）220V，110V；（2）0，110V
【详解】
（1）当a、b两端接220V的交变电压时，测得c、d两端的电压为110V，根据
则原副线圈匝数比为2：1，所以当c、d两端加上110V交变电压，根据
a、b间的电压为
当g、h两端加上110V交变电压时，e与滑片间无电流，电压为零，故e、f两端电压与g、h两端电压相同，也为110V
（2）若在c、d两端加的直流电压，根据变压器原理，a、b间的电压为零
g、h两端加的直流电压，e与滑片间无电流，电压为零，e、f两端电压与g、h两端电压相同，也为110V
46．（1）10A；（2）；（3）
【详解】
（1）依题意得：用户端总电流为
根据理想变压器的电流与匝数关系可得
代入数据得
（2）根据能量守恒可知
根据功率公式可知输电线损失的功率
根据能量守恒可知
代入数据得
（3）由交变电流的有效值公式可知
由闭合电路欧姆定律可知
根据理想变压器的电流与匝数关系可得
根据功率公式可知
代入数据得
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