新課改高中物理選修二同步專題講義：10 B變壓器 中檔版（學(xué)生版）

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?。籔出為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春?河北期末）如圖所示，理想變壓器輸入電壓為u＝220sin（100π）（V），原、副線圈的匝數(shù)之比為n1：n2＝10：1，各電表均為理想電表，電壓表V1、V2的讀數(shù)分別為U1、U2，電流表A1、A2的讀數(shù)分別為I1、I2，若電阻R1、R2消耗的功率相同，則（）A．電壓表V2的讀數(shù)為22V B．U1I1＝U2I2 C．R1：R2＝100：1 D．若只增大R2，電壓表V1、V2的讀數(shù)均不變2．（2021春?南京期末）交流電壓表有一定的測(cè)量范圍，它的絕緣能力也有限，不能直接連到電壓過(guò)高的電路。用變壓器把高電壓變成低電壓再接到交流電壓表上，這個(gè)問(wèn)題就解決了，這樣的變壓器叫做電壓互感器。還有另一種叫做電流互感器，可以用小量程的電流表測(cè)量大電流。下列圖像中接線正確的是（）A． B． C． D．隨堂練習(xí)1．（2021?咸陽(yáng)模擬）如圖甲所示，電阻不計(jì)的N匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.2T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線框面積為0.5m2。導(dǎo)線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，副線圈接有一滑動(dòng)變阻器R，副線圈兩端的電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．線框abcd的匝數(shù)N＝10匝 B．閉合導(dǎo)線框中產(chǎn)生的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝100sin100t（V） C．若滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)，電流表的示數(shù)將增大 D．若導(dǎo)線框的轉(zhuǎn)速增加一倍，則變壓器的輸出功率將增加一倍2．（2021?遼寧模擬）如圖所示，中間有缺口的鐵芯繞有兩個(gè)線圈，原、副線圈匝數(shù)比為，原線圈兩端交流電壓為V，副線圈兩端接一阻值為70Ω的電阻R，其他電阻均忽略不計(jì)。由于鐵芯有缺口，這種變壓器磁通量損耗很大，則副線圈中理想電流表的示數(shù)可能是（）A．7A B．5A C．3A D．2A3．（2021?河南模擬）如圖所示，理想變壓器原線圈接有電流表A，副線圈電路接有電壓表V以及定值電阻R1、R2與滑動(dòng)變阻器R3。電表均為理想電表，閉合開(kāi)關(guān)S，則下列說(shuō)法正確的是（）A．只將滑片P1下移時(shí)，電流表A的示數(shù)變大 B．只將滑片P2下移時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大 C．滑片P1下移、P2上移時(shí)，電阻R1的功率增大 D．只斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電壓表V的示數(shù)變大，電流表A的示數(shù)變小知識(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．（2021春?薛城區(qū)期中）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，李輝同學(xué)采用了如圖1所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究，圖中各接線柱對(duì)應(yīng)的數(shù)字表示倍率為“×100匝”的匝數(shù)。（1）本實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室有下列器材：A．可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）B．條形磁鐵C．多用電表D．直流電源E．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不需要的有（填器材料序號(hào)），本實(shí)驗(yàn)中還需用到的器材有。（2）實(shí)驗(yàn)中，電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱，副線圈接“0”、“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為4.0V，若變壓器是理想變壓器，則原線圈的電壓應(yīng)為。A．12.0VB．10.0VC．8.0VD．2.0V（3）組裝變壓器時(shí)，李輝同學(xué)沒(méi)有將鐵芯閉合，如圖2所示，原線圈接8.0V的學(xué)生電源，原副線圈的匝數(shù)比為8：1，副線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)可能是。A．0VB．0.7VC．1.0VD．64.0V（4）用匝數(shù)na＝400匝和nb＝800匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接交流電源的原線圈是（填na或nb）。隨堂練習(xí)1．（2020秋?通州區(qū)期末）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。（1）下列實(shí)驗(yàn)器材必須要用的有（選填字母代號(hào)）。A．干電池組B．學(xué)生電源C．多用電表D．直流電壓表E．滑動(dòng)變阻器F．條形磁鐵G．可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）（2）下列說(shuō)法正確的是（選填字母代號(hào)）。A．為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B．要研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響，應(yīng)該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)C．測(cè)量電壓時(shí)，先用最大量程試測(cè)，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量D．變壓器開(kāi)始正常工作后，鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈（3）該同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了如表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，表中n1、n2分別為原、副線圈的匝數(shù)，U1、U2分別為原、副線圈的電壓，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：。實(shí)驗(yàn)次數(shù)n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2021?安徽模擬）如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10：1，原線圈串聯(lián)一理想電流表，并接入內(nèi)阻不計(jì)、u＝100sin100πt（V）的交流電。定值電阻R1＝R2＝R3＝10Ω，C為電容器，電流表示數(shù)為0.28A，則電容器兩端的電壓為（）A．0 B．2V C．8V D．10V2．（2021?梅州模擬）如圖所示，原線圈輸入穩(wěn)定交流電壓，S開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)。某時(shí)刻燈泡L1稍微暗了一些，則原因可能是（）A．輸入電壓增大 B．S開(kāi)關(guān)閉合 C．電阻R發(fā)生短路 D．電流表發(fā)生斷路3．（2021?海淀區(qū)校級(jí)三模）如圖所示，10匝矩形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直磁場(chǎng)的軸OO'以角速度為100rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框電阻不計(jì)，面積為0.5m2，線框通過(guò)滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連，副線圈接有兩只燈泡L1和L2．已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)L1正常發(fā)光，且電流表示數(shù)為0.01A。則（）A．若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為200sin100tV B．若開(kāi)關(guān)S閉合，燈泡L1將更亮 C．若開(kāi)關(guān)S閉合，電流表示數(shù)將增大 D．燈泡L1的額定功率為2W4．（2021?臺(tái)州二模）如圖所示，電阻為R、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab兩個(gè)端點(diǎn)分別搭在兩個(gè)豎直放置、電阻不計(jì)、直徑也為L(zhǎng)且相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過(guò)電刷與導(dǎo)線c和d相接。c、d兩個(gè)端點(diǎn)接在匝數(shù)比為n1：n2＝10：1的理想變壓器原線圈兩端，變壓器副線圈接一滑動(dòng)變阻器R0，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下。當(dāng)導(dǎo)體棒繞與ab平行的水平軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)b在環(huán)的最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式是u＝BL2ωsinωt B．當(dāng)圖中的交流電流表的示數(shù)為I時(shí)，滑動(dòng)變阻器上的電流為I C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向f移動(dòng)時(shí)，原線圈兩端的輸入功率變小 D．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向f移動(dòng)時(shí)，交流電流表A示數(shù)變大5．（2021?江蘇二模）如圖所示，b端是一理想變壓器副線圈中心抽頭，開(kāi)始時(shí)單刀雙擲開(kāi)關(guān)置于a端，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，原線圈c、d兩端加正弦交流電．下列說(shuō)法正確的是（）A．將可變電阻R調(diào)大，則R兩端電壓變小 B．閉合開(kāi)關(guān)S，則R1兩端電壓變小 C．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈電流的頻率變小 D．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a撥向b時(shí)，原線圈的輸入功率變大6．（2021?寶雞模擬）原線圈與如圖所示的正弦交變電壓連接，一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝22：1，副線圈僅與一個(gè)5Ω的電阻R連接，則流過(guò)電阻R的電流是（）A． B．2A C． D．1A7．（2021?義烏市模擬）手機(jī)無(wú)線充電技術(shù)越來(lái)越普及，圖甲是某款手機(jī)無(wú)線充電裝置，其工作原理如圖乙所示，其中送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比N1：N2＝5：1，兩個(gè)線圈中所接電阻的阻值均為R。當(dāng)ab間接上220V的正弦交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流實(shí)現(xiàn)給手機(jī)快速充電，這時(shí)手機(jī)兩端的電壓為5V，充電電流為2A。若把裝置線圈視同為理想變壓器，則下列說(shuō)法正確的是（）A．若充電器線圈中通以恒定電流，則手機(jī)線圈中將產(chǎn)生恒定電流 B．流過(guò)送電線圈與受電線圈的電流之比為5：1 C．快速充電時(shí)，受電線圈cd兩端的輸出電壓為42.5V D．若送電線圈中電流均勻增加，則受電線圈中電流也一定均勻增加8．（2021?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬）自耦變壓器在高鐵技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。如圖所示，一理想自耦變壓器接在u＝Umsim100πt的正弦交流電壓上，P為滑動(dòng)觸頭，初始位置位于線圈CD的中點(diǎn)G，A1和A2為理想交流電表，R為定值電阻，下列說(shuō)法正確的是（）A．將P向下滑動(dòng)，A1的示數(shù)將變小 B．將P向上滑動(dòng)，A2的示數(shù)將增大 C．將P下滑到GD的中點(diǎn)，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍 D．將P上滑到CG的中點(diǎn)，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉?lái)的倍9．（2021?章丘區(qū)模擬）用同樣的交流電分別用甲、乙兩個(gè)電路給同樣的燈泡供電，結(jié)果兩個(gè)電路中的燈泡均能正常發(fā)光，乙圖中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：3，則甲、乙兩個(gè)電路中的電功率之比為（）A．5：3 B．5：2 C．1：1 D．25：910．（2021?株洲模擬）自耦變壓器被客運(yùn)專線以及重載貨運(yùn)鐵路等大容量負(fù)荷的供電廣泛采用。圖為一種自耦變壓器的原理圖，現(xiàn)將它作為升壓變壓器使用，且要使得用電器得到更高的電壓，則應(yīng)將（）A．交流電源接在ab兩個(gè)接線柱上，滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn) B．交流電源接在ab兩個(gè)接線柱上，滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) C．交流電源接在cd兩個(gè)接線柱上，滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn) D．交流電源接在cd兩個(gè)接線柱上，滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)11．（2021?豐臺(tái)區(qū)校級(jí)三模）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值均為10Ω的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓如圖（b）正弦交流電源上，電壓表、電流表可視為理想電表。下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)約為73V B．原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比為1：1 C．電流表的示數(shù)為電流的平均值 D．0～0.005s內(nèi)通過(guò)副線圈回路中電阻的電量約為3.0×10﹣2C12．（2021春?閬中市校級(jí)期中）如圖所示，電路中的變壓器為理想變壓器，U為正弦式交變電壓，R為變阻器，R1、R2是兩個(gè)定值電阻，A、V分別是理想電流表和理想電壓表，則下列說(shuō)法正確的是（）A．閉合開(kāi)關(guān)S，電流表示數(shù)變大、電壓表示數(shù)變大 B．閉合開(kāi)關(guān)S，電流表示數(shù)變小、電壓表示數(shù)變大 C．開(kāi)關(guān)S保持閉合，變阻器滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中，電流表、電壓表示數(shù)均變大 D．開(kāi)關(guān)S保持閉合，變阻器滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中，電流表、電壓表示數(shù)均變小13．（2021春?湖南月考）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1：2，a、b兩端接有效值為22V的交變電流，原線圈接一電阻為22Ω的燈泡L，副線圈接入電阻箱R，電壓表為理想電壓表，則下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩端的輸入功率等于電阻箱R上消耗的功率 B．若電阻箱R接入電路的阻值減小，則電壓表的示數(shù)變大 C．當(dāng)電阻箱R消耗的功率最大時(shí)，通過(guò)燈泡L的電流為0.25A D．當(dāng)電阻箱R接入電路的電阻為88Ω時(shí)，電阻箱R消耗的功率最大14．（2021春?忻府區(qū)校級(jí)月考）黑光燈是利用物理方法來(lái)滅蛾殺蟲(chóng)的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲(chóng)飛近黑光燈，然后害蟲(chóng)被黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”。如圖所示是高壓電網(wǎng)的工作電路，其輸入電壓為220V的正弦交流電，經(jīng)變壓器后輸出給電網(wǎng)使用。已知空氣的擊穿電場(chǎng)為3000V/cm，要使害蟲(chóng)瞬間被“擊斃”，至少需要1000V的電壓。為了能瞬間“擊斃”害蟲(chóng)又防止空氣被擊穿而造成短路，則（）A．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最大值為 B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比的最小值為 C．電網(wǎng)相鄰兩極間的距離應(yīng)大于cm D．電網(wǎng)相鄰兩極間的距離的最大值為3cm15．（2021?順德區(qū)模擬）在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．所用交流電的頻率為0.5Hz B．電壓表的示數(shù)為100V C．電流表的示數(shù)為1A D．變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5W16．（2021?南京模擬）從2019年5月15日開(kāi)始，美國(guó)三次出臺(tái)禁令打壓華為，華為事件告訴我們必須重視核心技術(shù)自主研究。圖甲是華為手機(jī)無(wú)線充電器的示意圖。其工作原理如圖乙所示，送電線圈為原線圈，受電線圈為副線圈。當(dāng)送電線圈接上正弦交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為n1，受電線圈的匝數(shù)為n2，且n1：n2＝5：1.當(dāng)該裝置給手機(jī)快速充電時(shí)，下列判斷正確的是（）A．快速充電時(shí)，流過(guò)送電線圈的電流大于受電線圈的電流 B．快速充電時(shí)，受電線圈的輸出電壓大于送電線圈的輸入電壓 C．快速充電時(shí)，送電線圈和受電線圈通過(guò)互感實(shí)現(xiàn)能量傳遞 D．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17．（2021春?大竹縣校級(jí)期中）圖甲為一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng).其中R0為定值電阻，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小。理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5：1，副線圈輸出電壓如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．原線圈輸入電壓最大值為220V B．副線圈輸出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u＝44cos100πt（V） C．R處出現(xiàn)火情時(shí)，原線圈電流增大 D．R處出現(xiàn)火情時(shí)，電阻R0的電功率減小18．（2021?永州模擬）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2：1，電阻R1＝R2＝55Ω，D1、D2為理想二極管，A為理想電流表。原線圈接u＝220sin（100πt）V的交流電，則（）A．副線圈中交流電頻率為100Hz B．電流表示數(shù)為2A C．理想變壓器輸入功率為440W D．二極管的反向耐壓值應(yīng)大于110V19．（2021?保定二模）一理想變壓器原、副線圈所接電路如圖所示，所有電表均為理想電表。原線圈所接交流電源的輸出電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝2200sin100πt（V），原、副線圈匝數(shù)比為10：1，R0為定值電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表V1的示數(shù)為3110（V） B．電壓表V2的示數(shù)為311（V） C．電流表A1、A2的示數(shù)均增加 D．電壓表V3的示數(shù)增大20．（2021?丹東二模）如圖所示是一降壓式自耦變壓器的電路，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。該理想變壓器的原線圈接u＝380sin100πt（V）的交變電壓，副線圈通過(guò)電阻r＝2Ω的導(dǎo)線對(duì)“220V、440W”的用電器R供電，該用電器正常工作。由此可知（）A．原、副線圈的匝數(shù)比為19：11 B．交變電壓的頻率為100Hz C．副線圈中電流的有效值為2A D．變壓器的輸入功率為440W二．多選題（共12小題）21．（2021春?阜陽(yáng)期末）在如圖所示的電路中，理想電壓表的示數(shù)U＝220V，額定功率為10W的小燈泡和100W的電動(dòng)機(jī)均正常工作，已知電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r＝1Ω，電動(dòng)機(jī)的熱功率為4W。以下說(shuō)法正確的是（）A．通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為0.5A B．電動(dòng)機(jī)的額定電壓為200V C．小燈泡的額定電壓為20V D．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：122．（2021春?溫州期末）圖1是手機(jī)無(wú)線充電器的小意圖，其原理如圖2所小，該裝置等效為理想變壓器，當(dāng)送電線圈接上220V的正弦交變電流后，手機(jī)中的受電線圈中產(chǎn)生交變電流；送電線圈的匝數(shù)為N1，受電線圈匝數(shù)為N2，且N1：N2＝3：1．兩個(gè)線圈中所接的電阻R1、R2的阻值都為R，當(dāng)該裝置給手機(jī)充電時(shí)，手機(jī)兩端的電壓為5V，充電電流為2A，則（）A．若充電器線圈中通恒定電流，則手機(jī)線圈中將產(chǎn)生恒定電流 B．受電線圈兩端cd的輸出電壓為66.5V C．流過(guò)送電線圈與受電線圈的電流之比為1：3 D．送電線圈所接電阻R1的兩端電壓為22.5V23．（2021?濰坊三模）如圖所示，理想變壓器原線圈接正弦交流電，副線圈回路中接有小燈泡（6V12W）和交流電動(dòng)機(jī)M，閉合開(kāi)關(guān)S，小燈泡和電動(dòng)機(jī)均正常工作，電流表A1和A2示數(shù)分別為2A和6A，已知電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為0.25Ω，則下列說(shuō)法正確的是（）A．交流電壓的最大值為V B．電壓表示數(shù)為24V C．變壓器的輸入功率為48W D．電動(dòng)機(jī)的輸出功率為9W24．（2021?聊城二模）圖甲是一種振動(dòng)發(fā)電機(jī)的示意圖，半徑r＝0.1m、匝數(shù)n＝25的線圈（每匝的周長(zhǎng)相等）位于輻向分布的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示），線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B＝T，外力F作用在線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙（正弦函數(shù)曲線）所示。發(fā)電機(jī)通過(guò)燈泡L后接入理想變壓器，對(duì)圖中電路供電，發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)三個(gè)小燈泡均正常發(fā)光，燈泡完全相同且RL＝1Ω，不計(jì)線圈電阻，下列說(shuō)法中正確的是（）A．發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝6sin（5πt）V B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：1 C．每個(gè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率為4W D．t＝0.1s時(shí)理想電壓表的示數(shù)為6V25．（2021?黃州區(qū)校級(jí)模擬）如圖甲所示，矩形導(dǎo)線框置于磁場(chǎng)中，該磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。線框有100匝，其總電阻恒為R，通過(guò)電刷、導(dǎo)線與理想變壓器原線圈構(gòu)成閉合電路。線框在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線框的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，Φm＝1×10﹣2Wb。已知原、副線圈的匝數(shù)比為1：2，變壓器輸出端有三個(gè)定值電阻，阻值均為R，最初開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)。若電路其它部分的電阻及矩形導(dǎo)線框的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．在t＝0.02s時(shí)，線框處于中性面處，且電動(dòng)勢(shì)有效值為E＝50π（V） B．從t＝0開(kāi)始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為e＝100πcos10πt（V） C．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)K時(shí)，變壓器原線圈的輸入電壓U1＝25（V） D．閉合開(kāi)關(guān)K后，變壓器副線圈的輸出電壓變小26．（2021?山東）輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：3，輸入電壓為7.5V的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r，負(fù)載R的阻值為10Ω。開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2：1，R上的功率為10W；接2時(shí)，匝數(shù)比為1：2，R上的功率為P。以下判斷正確的是（）A．r＝10Ω B．r＝5Ω C．P＝45W D．P＝22.5W27．（2021春?福州期中）正弦交流電經(jīng)過(guò)匝數(shù)比為＝的變壓器與電阻R、交流電壓表V、交流電流表A按如圖甲所示方式連接，R＝10Ω，圖乙是R兩端電壓u隨時(shí)間變化的圖象，Um＝10V，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．通過(guò)R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR＝cos100πt（A） B．電流表A的讀數(shù)為0.1A C．電流表A的讀數(shù)為A D．電壓表的讀數(shù)為U＝10V28．（2021?思明區(qū)校級(jí)模擬）如圖甲，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，R1＝R2＝R3＝10Ω，C為電容器。已知通過(guò)R1的正弦交流電如圖乙，則（）A．副線圈輸出的交流電的頻率為10Hz B．原線圈輸入電壓的最大值為100V C．電阻R3的電功率為20W D．通過(guò)R2的電流始終為零29．（2021?市中區(qū)校級(jí)二模）如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10：1，電表均為理想電表，R是光敏電阻（其阻值隨光強(qiáng)增大而減小）、L是理想線圈、D是燈泡．原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，A的示數(shù)變大 B．當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，A的示數(shù)變小 C．若用一根導(dǎo)線來(lái)代替線圈L，則燈D變暗 D．若用一根導(dǎo)線來(lái)代替線圈L，則燈D變亮30．（2021?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，導(dǎo)線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)e＝111sin100πt，導(dǎo)線框與理想升壓變壓器相連進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。輸電線路的電流為2A，輸電線路總電阻為25Ω，降壓變壓器副線圈接入一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)恰好正常工作，且電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為220V，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為8.8Ω，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率恒為80%，導(dǎo)線框及其余導(dǎo)線電阻不計(jì)，不計(jì)一切摩擦，則（）A．該發(fā)電機(jī)的電流方向每秒鐘改變50次，圖示位置線圈的磁通量變化率為0 B．不計(jì)摩擦，線框轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過(guò)程中，克服安培力做功24J C．保持線框轉(zhuǎn)速不變，若電動(dòng)機(jī)突然卡住，輸電線上的損耗功率將增加 D．若線框轉(zhuǎn)速變?yōu)?5r/s，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率將變?yōu)?20W31．（2021?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬）如圖甲是一原副線圈匝數(shù)均可調(diào)的自耦變壓器，原線圈的輸入電壓隨時(shí)間的變化圖象如圖乙所示，則（）A．原線圈輸入電壓有效值為311V B．t＝0.5×10﹣2s時(shí)線圈內(nèi)的磁通量變化率最大 C．只增加原線圈匝數(shù)，電阻R上的功率會(huì)減小 D．副線圈輸出電壓的頻率隨原副線圈匝數(shù)比變化而變化32．（2021春?宜春月考）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2；原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2。通過(guò)原、副線圈中的電流分別為I1、I2。若保持n1、n2和U1不變，且閉合開(kāi)關(guān)S后兩燈泡均能發(fā)光，則下列說(shuō)法中正確的是（）A． B． C．開(kāi)關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)，U2不變 D．不論開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)，始終有U1I1＝U2I2的關(guān)系三．填空題（共8小題）33．（2021?福建模擬）變壓器線圈中的電流越大，所用的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)越粗。如圖所示為一小區(qū)的降壓變壓器，假設(shè)它只有一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈，則（填“原線圈”或“副線圈”）應(yīng)該使用較粗的導(dǎo)線。當(dāng)副線圈的負(fù)載電阻減小時(shí)，副線圈中的電流（填“增大”、“減小”或“不變”）。34．（2021春?沙依巴克區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，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)，兩燈泡均能正常發(fā)光，則原、副線圈匝數(shù)之比為，此時(shí)a、b兩燈泡功率之比為。35．（2021春?蕪湖期中）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2＝3：1，在原、副線圈電路中分別接有阻值相同的電阻R1、R2。交變電源電壓為U，則電阻R1、R2兩端的電壓之比為，電阻R1、R2上消耗的電功率之比為。36．（2020?鎮(zhèn)海區(qū)校級(jí)模擬）在探究“變壓器原副線圈的電壓與匝數(shù)之比”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器的鐵芯固定得不是很緊時(shí)，變壓器會(huì)發(fā)出較響的“嗡嗡”聲，其原因是。37．（2020春?普蘭店區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，理想變壓器給負(fù)載R供電。保持輸入的交變電壓不變，各交流電表對(duì)電路的影響不計(jì)。當(dāng)負(fù)載電阻的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)，圖中各交流電表的示數(shù)及變壓器的輸入功率P的變化情況是V1，V2，A1，A2，P。38．（2020春?市中區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220sin（100πt）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，則電壓表的讀數(shù)為V，電流表的讀數(shù)為A，副線圈中輸出交流電的周期為s。39．（2020?重慶學(xué)業(yè)考試）有些機(jī)床為了安全，照明電燈用的電壓是36V，這個(gè)電壓是把380V的交流電壓經(jīng)變壓器降壓后得到的．將變壓器視為理想變壓器，如圖所示，如果原線圈是1140匝，則副線圈的匝數(shù)是匝，變壓器原、副線圈的電流之比為．40．（2019春?天河區(qū)校級(jí)期末）在如圖甲所示電路中，L1、L2、L3為三只“6V，8W”的燈泡，變壓器為理想變壓器，各電表均為理想電表，當(dāng)端接如圖乙所示的交變電壓時(shí)，三只燈泡均正常發(fā)光，則ab端電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝（V），變壓器原副線圈匝數(shù)比為。四．實(shí)驗(yàn)題（共6小題）41．（2020?浙江模擬）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：（1）除變壓器外，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要的儀器為圖1中的（填選項(xiàng)字母）。（2）一次實(shí)驗(yàn)中，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為400匝和200匝，測(cè)得的電壓分別為8.00V和3.80V，發(fā)現(xiàn)電壓比與匝數(shù)比并不相等，主要原因是（至少寫出兩點(diǎn)）。（3）某同學(xué)在完成上述實(shí)驗(yàn)后，用多用電表測(cè)量變壓器原線圈的電阻，測(cè)量時(shí)選擇開(kāi)關(guān)如圖2甲、指針偏轉(zhuǎn)如圖2乙所示，則線圈電阻為Ω。42．（2020秋?溫州期中）有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個(gè)外觀基本相同的線圈A、B，線圈外部還可以繞線。（1）某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測(cè)量了A、B線圈的電阻值，指針?lè)謩e對(duì)應(yīng)圖乙中的a、b位置，由此可推斷線圈的匝數(shù)較多（選填“A”或“B”）。（2）如果把它看成理想變壓器，若A、B線圈的匝數(shù)比為k，則當(dāng)A線圈接在U1的蓄電池兩端以后，B線圈的輸出電壓為。（3）現(xiàn)要測(cè)量A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長(zhǎng)的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源。實(shí)驗(yàn)的步驟如下：①用長(zhǎng)導(dǎo)線繞一個(gè)n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；②把低壓電源接B線圈，測(cè)得副線圈的輸出電壓U；③用A線圈換下繞制的線圈測(cè)得A線圈輸出電壓UA。則A線圈的匝數(shù)為nA＝。（用物理量n、U、UA等表示）（4）如果把它看成理想變壓器，則AB線圈上的交變電流一定具有相同的。A.電壓B.電流C.頻率D.功率43．（2020春?廣州期末）某物理興趣小組選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來(lái)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)：（1）原、副線圈中接入的是。A．副線圈接直流電流表B．副線圈接交流電壓表C．原線圈需要接入交流電D．原線圈中接入12V以下的直流電源（2）該小組繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，在輸入電壓不變的前提下，先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓增大；然后保持副線圈的匝數(shù)不變，減少原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓（選填“增大”、“減小”或“不變”）。44．（2020春?揭陽(yáng)期中）如圖，為探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系，我們把沒(méi)有用導(dǎo)線相連的線圈套在同一閉合的鐵芯上，一個(gè)線圈連到電源的輸出端，另一個(gè)線圈連到小燈泡上，如圖所示，試回答下列問(wèn)題：（1）線圈應(yīng)連到學(xué)生電源的（選填直流、交流）；（2）將與燈泡相連的線圈拆掉匝數(shù)，其余裝置不變繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，燈泡亮度將（選填變亮、變暗），這說(shuō)明燈泡兩端的電壓（選填變大、變小）；（3）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為120匝和60匝，測(cè)得的原、副線圈兩端的電壓分別為8.2V和3.6V，據(jù)此可知電壓比與匝數(shù)比不相等，可能原因是。45．（2020?溫州三模）（1）做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用多用電表測(cè)量副線圈的電壓，下列操作正確的是。A．原線圈接學(xué)生電源直流電壓B．原線圈接學(xué)