2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)文檔第12章交變電流傳感器第57講Word版含答案

第57講變壓器電能的輸送考點(diǎn)一變壓器的工作原理和基本關(guān)系式1．構(gòu)造如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的eq\o(□,\s\up1(01))兩個(gè)線圈組成的。(1)原線圈：與交流電源連接的線圈，也叫eq\o(□,\s\up1(02))初級(jí)線圈。(2)副線圈：與負(fù)載連接的線圈，也叫eq\o(□,\s\up1(03))次級(jí)線圈。2．原理電流磁效應(yīng)、eq\o(□,\s\up1(04))電磁感應(yīng)。3．理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系4．幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器，如圖甲(降壓作用)、乙(升壓作用)所示。(2)互感器①電壓互感器(n1>n2)：把高電壓變成eq\o(□,\s\up1(09))低電壓，如圖丙所示。②電流互感器(n1<n2)：把大電流變成eq\o(□,\s\up1(10))小電流，如圖丁所示。1．[教材母題](人教版選修3－2P44·T3)當(dāng)變壓器一個(gè)線圈的匝數(shù)已知時(shí)，可以用下面的方法測(cè)量其他線圈的匝數(shù)：把被測(cè)線圈作為原線圈，用匝數(shù)已知的線圈作為副線圈，通入交流，測(cè)出兩線圈的電壓，就可以求出被測(cè)線圈的匝數(shù)。已知副線圈有400匝，把原線圈接到220V的線路中，測(cè)得副線圈的電壓是55V，求原線圈的匝數(shù)。[變式子題](2018·唐山二模)(多選)如圖甲所示的電路，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2，電流表和電壓表都是理想電表，當(dāng)原線圈接圖乙所示的交變電源時(shí)，電路正常工作?，F(xiàn)將電源換成圖丙所示的交變電源，則更換電源前后()A．電流表A1、A2的示數(shù)之比均為n2∶n1B．電壓表V1、V2的示數(shù)之比均為n1∶n2C．電壓表V1示數(shù)不變，V2的示數(shù)變大D．電流表A1、A2的示數(shù)均不變答案BD解析根據(jù)變壓器原、副線圈的電流比等于匝數(shù)的倒數(shù)比，則電流表A1的示數(shù)與副線圈電流之比為n2∶n1，而A2的示數(shù)并不等于副線圈電流大小，A錯(cuò)誤；電壓表V1、V2分別測(cè)量原、副線圈兩端的電壓，則根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，電壓表V1、V2的示數(shù)之比均為n1∶n2，B正確；更換電源后，交流電的最大值不變，則有效值不變，電壓表V1示數(shù)不變，V2的示數(shù)也不變，C錯(cuò)誤；副線圈電壓有效值不變，則A2示數(shù)不變，故A1示數(shù)不變，D正確。故選B、D。2.(2019·百師聯(lián)盟七調(diào))一理想變壓器的初級(jí)線圈n1＝100匝，次級(jí)線圈n2＝30匝、n3＝20匝，一個(gè)電阻為48.4Ω的小燈泡接在副線圈n2與n3上，如圖所示。當(dāng)原線圈與e＝220eq\r(2)sinωtV的交流電源連接后，變壓器的輸入功率是()A．10WB．20WC．250WD．500W答案A解析根據(jù)副線圈的接法知道，副線圈2和3的接法相同，電動(dòng)勢(shì)抵消一部分，相當(dāng)于燈泡接在10匝的副線圈上，根據(jù)表達(dá)式知原線圈電壓有效值為220V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知燈泡兩端的電壓為：U＝eq\f(10,100)×220V＝22V，燈泡功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(222,48.4)W＝10W，故選A。3．(2017·北京高考)如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)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．原線圈的輸入功率為220eq\r(2)WB．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為110eq\r(2)VD．副線圈輸出交流電的周期為50s答案B解析理想變壓器原線圈兩端電壓的有效值為U1＝220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝eq\f(n2U1,n1)＝110V，即電壓表的讀數(shù)為110V，通過負(fù)載電阻的電流I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(110,55)A＝2A，則副線圈的輸出功率P＝U2I2＝110×2W＝220W，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，為220W，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤。由n1I1＝n2I2得I1＝eq\f(n2I2,n1)＝1A，即電流表的讀數(shù)為1A，選項(xiàng)B正確。由u＝220eq\r(2)sin100πt(V)可知，角速度ω＝100πrad/s，原線圈所接交流電的周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，副線圈輸出交流電的周期不變，仍為0.02s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。考點(diǎn)二變壓器的動(dòng)態(tài)分析1．理想變壓器的制約關(guān)系2．理想變壓器動(dòng)態(tài)分析的兩種情況(1)匝數(shù)比不變，負(fù)載變。如圖所示：①電壓分析：U1不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變。②電流分析：當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2＝eq\f(U2,R)變化，由于eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，故I1發(fā)生變化。③功率分析：I2變化引起P2＝U2I2變化，由于P1＝P2，故P1發(fā)生變化。(2)負(fù)載電阻不變，匝數(shù)比變。如圖所示：①電壓分析：U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U2變化。②副線圈電流分析：R不變，U2變化，故I2＝eq\f(U2,R)發(fā)生變化。③功率分析：根據(jù)P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化。④原線圈電流分析：根據(jù)P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化。3．分析變壓器動(dòng)態(tài)問題的基本思路(2018·定州月考)(多選)理想變壓器的原線圈連接一只電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖，在副線圈上連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭。原線圈兩端接在電壓為U的交流電源上。則()A．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小解析在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定。因此，當(dāng)Q位置不變時(shí)，輸出電壓U′不變，此時(shí)P向上滑動(dòng)，負(fù)載電阻值R′增大，則輸出電流I′減小，變壓器輸出功率減小。根據(jù)輸入功率P入等于輸出功率P出，電流表的讀數(shù)I變小，故A錯(cuò)誤，B正確；P位置不變，將Q向上滑動(dòng)，則輸出電壓U′變大，I′變大，變壓器輸出功率變大，電流表的讀數(shù)變大。因此C正確，D錯(cuò)誤。答案BC方法感悟處理變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題，首先應(yīng)明確“不變量”和“變化量”，對(duì)變化量要把握它們之間的制約關(guān)系，依據(jù)程序分析的思想，從主動(dòng)變化量開始，依據(jù)制約關(guān)系從前到后或從后到前逐一分析各物理量的變化情況。(2018·福建廈門月考)(多選)如圖為學(xué)校配電房向各個(gè)教室的供電示意圖，T為理想變壓器，V1、A1為監(jiān)控室供電端的電壓表和電流表，V2、A2為監(jiān)控校內(nèi)變壓器輸出端的電壓表和電流表，R1、R2為教室的負(fù)載電阻，V3、A3為教室內(nèi)的監(jiān)控電壓表和電流表，配電房和教室間有相當(dāng)長的一段距離，則當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，以下說法錯(cuò)誤的是()A．電流表A1、A2和A3的示數(shù)都變大B．只有電流表A1的示數(shù)變大C．電壓表V3的示數(shù)變小D．電壓表V2和V3的示數(shù)都變小答案ABD解析當(dāng)開關(guān)閉合后，副線圈的總電阻變小，由于變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓不變，即V2的示數(shù)不變，可知輸電線中的電流增大，即A2的示數(shù)增大，則輸電線上損失的電壓增大，可知用戶端得到的電壓減小，即V3的示數(shù)減小，所以通過R1的電流減小，即A3的示數(shù)減小，副線圈中電流決定原線圈中的電流，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)知，原線圈中的電流I1增大，所以A1的示數(shù)增大，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電1．降低輸電損耗的兩個(gè)途徑由Q＝I2Rt知，降低輸電損耗Q可從以下兩個(gè)途徑入手：(1)減小輸電線的電阻：由電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，在輸電距離一定的情況下，為了減小電阻，應(yīng)采用電阻率小的材料，也可以增加導(dǎo)線的橫截面積。(2)減小輸電導(dǎo)線中的輸電電流：由P＝UI可知，當(dāng)輸送功率一定時(shí)，提高輸電電壓，可以減小輸電電流。2．遠(yuǎn)距離輸電問題的“三二一”(1)理清三個(gè)回路(2)抓住兩個(gè)聯(lián)系①理想升壓變壓器聯(lián)系了回路1和回路2，由變壓器原理可得：線圈1(匝數(shù)為n1)和線圈2(匝數(shù)為n2)中各個(gè)量間的關(guān)系是eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2。②理想降壓變壓器聯(lián)系了回路2和回路3，由變壓器原理可得：線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個(gè)量間的關(guān)系是eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4。(3)掌握一個(gè)守恒：能量守恒關(guān)系式P2＝P損＋P3。(多選)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝1∶10，在T1的原線圈兩端接入一正弦交流電，輸電線的總電阻為2Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比n3∶n4＝10∶1，若T2的“用電設(shè)備”兩端的電壓U4＝200V，且“用電設(shè)備”消耗的電功率為10kW，不考慮其他因素的影響，則下列說法正確的是()A．T1的副線圈兩端電壓的最大值為2010eq\r(2)VB．T2的原線圈兩端的電壓為2000VC．輸電線上損失的電功率為50WD．T1的原線圈輸入的電功率為10.1kW解析對(duì)于降壓變壓器T2，副線圈上的輸出電流I4＝eq\f(P4,U4)＝eq\f(10kW,200V)＝50A，依據(jù)eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，可得U3＝2000V，I3＝5A，B正確。輸電線上損耗電壓U損＝I3r＝10V，損耗功率P損＝U損I3＝50W，C正確。在輸電回路中U2＝U3＋U損＝2010V，所以變壓器T1的副線圈兩端電壓的最大值為2010eq\r(2)V，A正確。根據(jù)變壓器的功率關(guān)系且I3＝I2，所以原線圈輸入的電功率P輸入＝U1I1＝U2I2＝U2I3＝2010×5W＝10.05kW，D錯(cuò)誤。答案ABC方法感悟輸電線路功率損失的計(jì)算方法1．從發(fā)電站輸出的功率為220kW，輸電線的總電阻為0.05Ω，用110V和11kV兩種電壓輸電。兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為()A．100∶1B．1∶100C．1∶10D．10∶1答案A解析由題意知輸電線上的電流I＝eq\f(P,U)，則輸電線的總電阻造成的電壓損失ΔU＝Ir＝eq\f(Pr,U)，故eq\f(ΔU1,ΔU2)＝eq\f(\f(1,U1),\f(1,U2))＝eq\f(U2,U1)＝eq\f(11×103,110)＝eq\f(100,1)，故選A。2．如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電，接近用戶端時(shí)再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖。圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表。設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用R0表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R變小，則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí)()A．電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小B．電壓表V3、V4的讀數(shù)均減小，電流表A2的讀數(shù)增大，電流表A3的讀數(shù)減小C．電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值不變D．線路損耗功率不變答案C解析當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率P1增大，又發(fā)電廠輸出的電壓一定，即U1一定，也就是電壓表V1的示數(shù)不變，根據(jù)I1＝eq\f(P1,U1)可得I1增大，再根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，由于eq\f(n1,n2)不變，可得U2不變，即V2的讀數(shù)不變；I2增大，即A2的讀數(shù)增大；P損＝Ieq\o\al(2,2)R0，變大；U損＝I2R0，也變大；U3＝U2－U損，減小，即V3讀數(shù)減小，由eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，I2＝I3，且eq\f(n3,n4)不變，分析可得U4變小、I4變大，即V4、A3讀數(shù)分別減小、增大，A、B、D錯(cuò)誤；而電壓表V2、V3的讀數(shù)之差與電流表A2的讀數(shù)的比值是輸電線的電阻，是不變的，C正確。課后作業(yè)[鞏固強(qiáng)化練]1．如圖甲所示的電路中，L1、L2、L3為三只“6V3W”的燈泡，變壓器為理想變壓器，各電表均為理想電表。當(dāng)ab端接如圖乙所示的交變電壓時(shí)，三只燈泡均正常發(fā)光。下列說法中正確的是()A．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2B．副線圈兩端輸出的交流電頻率為50HzC．電流表的示數(shù)為0.5AD．電壓表的示數(shù)為18V答案B解析燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I0＝eq\f(3W,6V)＝0.5A，則副線圈中電流I2＝2I0，而原線圈中電流I1＝I0，則變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝I2∶I1＝2∶1，A項(xiàng)錯(cuò)誤。由題圖乙可知交流電的周期T＝0.02s，則頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，變壓器不改變交流電的頻率，B項(xiàng)正確。電流表的示數(shù)IA＝I2＝2I0＝1A，C項(xiàng)錯(cuò)誤。因燈泡正常發(fā)光，則副線圈兩端電壓U2＝6V，則原線圈兩端電壓U1＝eq\f(n1,n2)U2＝12V，電壓表示數(shù)為12V，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．(多選)如圖所示為兩個(gè)互感器，在圖中圓圈內(nèi)a、b表示電表，已知電壓比為100，電流比為10，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，則()A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表C．線路輸送電功率是2200WD．線路輸送電功率是2.2×106W答案BD解析電壓互感器是并聯(lián)在原電路中的，電流互感器是串聯(lián)在原電路中的，所以a為電壓表，b為電流表，B正確。由電壓比為100知U1＝2.2×104V，由電流比為10知I1＝100A。由P＝U1I1可得輸送功率為2.2×106W，D正確。3.如圖所示，一理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1＝1000，所加電壓U＝220V，串聯(lián)了一個(gè)阻值為r＝4Ω的電阻；副線圈接入電路的匝數(shù)n2可以通過滑動(dòng)觸頭Q調(diào)節(jié)，副線圈接有阻值R＝9Ω的定值電阻。eq\f(n\o\al(2,1),n\o\al(2,2))R相當(dāng)于變壓器在原線圈電路中的電阻，當(dāng)n2取下列哪個(gè)值時(shí)，R消耗功率最大()A．2000B．1500C．600D．400答案B解析將串聯(lián)的電阻r等效為電源內(nèi)阻，變壓器相當(dāng)于外電路，當(dāng)電源內(nèi)阻與外電路電阻相等時(shí)，電源的輸出功率即原線圈的輸入功率最大，而理想變壓器原線圈的輸入功率等于副線圈電阻R的電功率，故有eq\f(n\o\al(2,1),n\o\al(2,2))R＝r，代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得n2＝1500，B項(xiàng)正確。4．如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，R為輸電線的等效電阻。保持交流發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，若電壓表示數(shù)變小，下列判斷正確的是()A．電流表示數(shù)變小B．降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓之比變小C．升壓變壓器輸出電壓變小D．輸電線損失的功率變大答案D解析降壓變壓器原、副線圈的電壓比等于降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比，保持不變，B錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)減小，則降壓變壓器原線圈的電壓U3減小，由于發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則升壓變壓器副線圈的輸出電壓U2不變，由U2＝U3＋I(xiàn)R可知，電流表的示數(shù)變大，A、C錯(cuò)誤；由于電流表的示數(shù)變大，則由PR＝I2R可知，輸電線上損失的功率變大，D正確。5．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)，則()A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22VB．當(dāng)t＝eq\f(1,600)s時(shí)，c、d間的電壓瞬時(shí)值為110VC．單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變小答案A解析當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈兩端的電壓有效值U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，代入數(shù)據(jù)得U2＝22V，故電壓表的示數(shù)為22V，A正確；當(dāng)t＝eq\f(1,600)s時(shí)，c，d間電壓的瞬時(shí)值為u＝220eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(100π×\f(1,600)))V＝110eq\r(2)V，故B錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器電阻的阻值變大，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)減小，故C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈匝數(shù)減小，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，所以U2變大，電壓表和電流表的讀數(shù)均變大，故D錯(cuò)誤。6．如圖，利用理想變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線路的電阻不變，當(dāng)用電高峰到來時(shí)()A．輸電線上損耗的功率減小B．電壓表V1的示數(shù)減小，電流表A1的示數(shù)增大C．電壓表V2的示數(shù)增大，電流表A2的示數(shù)減小D．用戶功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小答案D解析當(dāng)用電高峰到來時(shí)，用戶總電阻減小，則電流表A2的示數(shù)變大，輸電線上的電流變大，即電流表A1的示數(shù)增大，輸電線上損耗的功率、電壓都變大，A錯(cuò)誤；因?yàn)榘l(fā)電廠的輸出電壓恒定，則升壓變壓器的輸出電壓也不變，即電壓表V1的示數(shù)不變，B錯(cuò)誤；輸電線上的電壓損失變大，故降壓變壓器的初級(jí)電壓減小，由理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比得次級(jí)電壓也減小，即電壓表V2的示數(shù)減小，C錯(cuò)誤；用戶消耗的功率與發(fā)電廠輸出總功率的比值為eq\f(P－P損,P)＝1－eq\f(I2R,U1I)＝1－eq\f(ΔU,U1)，因?yàn)檩旊娋€上的電流增大，則電壓損失ΔU增大，U1不變，所以用戶消耗的功率與發(fā)電廠輸出總功率的比值減小，故D正確。[真題模擬練]7．(2018·天津高考)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，則()A．R消耗的功率變?yōu)閑q\f(1,2)PB．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閑q\f(1,2)UC．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID．通過R的交變電流頻率不變答案B解析根據(jù)ω＝2πn可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，則角速度變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，根據(jù)Em＝nBSω可知發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為原來的eq\f(1,2)，根據(jù)U＝eq\f(Em,\r(2))可知發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，即原線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知副線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，即電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知R消耗的電功率變?yōu)閑q\f(1,4)P，A錯(cuò)誤，B正確；副線圈中的電流為I2＝eq\f(\f(1,2)U,R)，即變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，根據(jù)eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速減小為原來的eq\f(1,2)，則頻率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，D錯(cuò)誤。8．(2018·江蘇高考)采用220kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時(shí)，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的eq\f(1,4)，輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A．55kVB．110kVC．440kVD．880kV答案C解析輸電功率P＝UI，U為輸電電壓，I為輸電線路中的電流，輸電線路損失的功率為P損＝I2R，R為輸電線路的電阻，即P損＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2R。當(dāng)輸電功率一定時(shí)，輸電線路損失的功率為原來的eq\f(1,4)，則輸電電壓為原來的2倍，即440kV，故C正確。9．(2016·全國卷Ⅰ)一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω、1Ω和4Ω，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()A．2B．3C．4D．5答案B解析設(shè)原、副線圈匝數(shù)比為n，根據(jù)能量守恒，當(dāng)S斷開時(shí)，UI＝I2R1＋(nI)2(R2＋R3)；當(dāng)S閉合時(shí)，4UI＝(4I)2R1＋(4nI)2R2，聯(lián)立解得n＝3，所以B正確。10.(2016·全國卷Ⅲ)(多選)如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈均能正常發(fā)光，下列說法正確的是()A．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C．此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1D．此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9答案AD解析由題意知U＝10U燈，a、b均正常發(fā)光，則變壓器輸入電壓U1＝9U燈，而輸出電壓U2＝U燈，所以原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝U1∶U2＝9∶1；而I1∶I2＝n2∶n1＝1∶9，所以兩燈功率之比Pa∶Pb＝U燈I1∶U燈I2＝1∶9，A、D正確。11.(2016·天津高考)如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是()A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D．若閉合開關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大、A2示數(shù)變大答案B解析由于原、副線圈兩端電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻變大，所在電路總電阻變大，副線圈中電流減小，R1中電流減小，R1消耗的功率減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；R1中電流減小，則R1兩端電壓減小，而副線圈兩端電壓不變，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大，電壓表示數(shù)變大，B項(xiàng)正確；副線圈中電流減小，原線圈中電流隨之減小，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；若閉合開關(guān)S，負(fù)載電路的總電阻減小，副線圈中電流增大，A1示數(shù)變大，R1中電流增大，則R1兩端電壓升高，R2兩端電壓減小，A2示數(shù)變小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．(2016·江蘇高考)一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈，在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升答案C解析由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，n1>n2，知U2<U1；滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至N點(diǎn)過程中，n2減小，則U2降低，C項(xiàng)正確。13．(2016·海南高考)(多選)如圖a所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖b所示。下列說法正確的是()A．變壓器輸入、輸出功率之比為4∶1B．變壓器原、副線圈中的電流強(qiáng)度之比為1∶4C．u隨t變化的規(guī)律為u＝51sin(50πt)(國際單位制)D．若熱敏電阻RT的溫度升高，則電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大答案BD解析由題意，理想變壓器輸入、輸出功率之比為1∶1，A錯(cuò)誤；變壓器原、副線圈中的電流強(qiáng)度與匝數(shù)成反比，即eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(1,4)，故B正確；由圖b可知交流電壓最大值Um＝51V，周期T＝0.02s，角速度ω＝100πrad/s，則可得u＝51sin(100πt)(V)，故C錯(cuò)誤；RT的溫度升高時(shí)，阻值減小，電壓表示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大，故D正確。14．(2018·安徽省江南十校3月檢測(cè))(多選)圖1所示是調(diào)壓變壓器的原理圖，線圈AB繞在一個(gè)圓形的鐵芯上，