新高考物理一輪復(fù)習(xí)分層提升講義B變壓器、遠(yuǎn)距離輸電 中檔版（含解析）

變壓器遠(yuǎn)距離輸電考點(diǎn)一理想變壓器的原理及應(yīng)用1.構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：如圖1所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的.圖1(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象.2.基本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入＝P出.(2)電壓關(guān)系：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(4)頻率關(guān)系：f出＝f入.技巧點(diǎn)撥1.理想變壓器的制約關(guān)系電壓原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定副線圈電壓U2，U2＝eq\f(n2,n1)U1功率副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入，P入＝P出電流副線圈電流I2和匝數(shù)比決定原線圈電流I1，I1＝eq\f(n2,n1)I22.含有多個(gè)副線圈的變壓器計(jì)算具有兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器問題時(shí)，需注意三個(gè)關(guān)系：電壓關(guān)系：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝……＝eq\f(Un,nn)功率關(guān)系：P1＝P2＋P3＋P4＋……＋Pn電流關(guān)系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋……＋nnIn例題精練1.如圖2所示，一理想變壓器原線圈輸入正弦式交流電，交流電的頻率為50Hz，電壓表示數(shù)為11000V，燈泡L1與L2的電阻相等，原線圈與副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝50∶1，電壓表和電流表均為理想交流電表，則()圖2A.原線圈輸入的交流電壓的表達(dá)式為u＝11000sin50πt(V)B.開關(guān)K未閉合時(shí)，燈泡L1兩端的電壓為220VC.開關(guān)K閉合后電流表的示數(shù)為通過燈泡L1中電流的eq\f(1,2)D.開關(guān)K閉合后，原線圈輸入功率增大為原來的eq\r(2)倍答案B解析原線圈的電壓最大值Um＝11000eq\r(2)V，角速度ω＝2πf＝100πrad/s，所以原線圈輸入的交流電壓的表達(dá)式為u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)，故A錯(cuò)誤；開關(guān)K未閉合時(shí)，燈泡L1兩端的電壓即為副線圈電壓，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(50,1)，則開關(guān)K未閉合時(shí)，燈泡L1兩端的電壓U2＝220V，故B正確；開關(guān)K閉合后，L1與L2并聯(lián)，且電阻相等，所以電流表的示數(shù)與通過燈泡L1中電流相等，故C錯(cuò)誤；開關(guān)K閉合后，副線圈功率增大為原來的2倍，則原線圈輸入功率增大為原來的2倍，故D錯(cuò)誤.2.(多選)如圖3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.下列說法正確的是()圖3A.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解析設(shè)燈泡的額定電壓為U0，兩燈泡均能正常發(fā)光，所以原線圈兩端電壓為U1＝9U0，副線圈兩端電壓為U2＝U0，故eq\f(U1,U2)＝eq\f(9,1)，eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(9,1)，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)公式eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可得，eq\f(I1,I2)＝eq\f(1,9)，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據(jù)公式P＝UI可得，燈泡a和b的電功率之比為1∶9，C錯(cuò)誤，D正確.考點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析1.匝數(shù)比不變的情況(1)U1不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變.(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化.(3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發(fā)生變化.2.負(fù)載電阻不變的情況(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化時(shí)，U2變化.(2)R不變，U2變化時(shí)，I2發(fā)生變化.(3)根據(jù)P2＝eq\f(U22,R)，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化.例題精練3.如圖4所示為一自耦變壓器的電路圖，其特點(diǎn)是鐵芯上只繞有一個(gè)線圈.把整個(gè)線圈作為副線圈，而取線圈的一部分作為原線圈.原線圈接在電壓為U的正弦交流電源上，電流表、均為理想交流電表.當(dāng)觸頭P向上移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是()圖4A.A1讀數(shù)變小，A2讀數(shù)變小B.A1讀數(shù)變大，A2讀數(shù)變小C.R兩端電壓變大，變壓器輸入功率變小D.R兩端電壓變大，變壓器輸入功率變大答案A如圖5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()圖5A.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解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變大，變壓器副線圈兩端電壓不變，副線圈中的電流減小，則R1消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈中的電流減小，則原線圈中的電流也減小，電流表A1示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若閉合開關(guān)S，副線圈電路中總電阻減小，副線圈中的電流變大，R1兩端電壓變大，R2兩端電壓減小，電流表A2示數(shù)減?。辉€圈中的電流也變大，電流表A1示數(shù)變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電如圖6所示，若發(fā)電站輸出電功率為P，輸電電壓為U，用戶得到的電功率為P′，用戶的電壓為U′，輸電電流為I，輸電線總電阻為R.圖61.輸電電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(P′,U′)＝eq\f(U－U′,R).2.電壓損失(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR.3.功率損失(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝(eq\f(P,U))2R4.減少輸電線上電能損失的方法(1)減小輸電線的電阻R.由R＝ρeq\f(l,S)知，可加大導(dǎo)線的橫截面積、采用電阻率小的材料做導(dǎo)線.(2)減小輸電線中的電流.在輸電功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，要減小電流，必須提高輸電電壓.技巧點(diǎn)撥1.理清輸電電路圖的三個(gè)回路(如圖7)圖7(1)在電源回路中，P發(fā)電機(jī)＝U1I1＝P1.(2)在輸送回路中，I2＝I線＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R線，ΔP＝I22R線.(3)在用戶回路中，P4＝U4I4＝P用戶.2.抓住兩組關(guān)聯(lián)式(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系著電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，P1＝P2.(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系著輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)，eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)，P3＝P4.3.掌握一個(gè)守恒觀念功率關(guān)系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I線＝I線2R線＝eq\f(ΔU2,R線).例題精練5.(多選)特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低.我國已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù).假設(shè)從A處采用550kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為ΔP，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU.在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1100kV特高壓輸電.輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣′，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU′.不考慮其他因素的影響，則()A.ΔP′＝eq\f(1,4)ΔP B.ΔP′＝eq\f(1,2)ΔPC.ΔU′＝eq\f(1,4)ΔU D.ΔU′＝eq\f(1,2)ΔU答案AD解析由輸電電流I＝eq\f(P,U)知，輸送的電功率不變，輸電電壓加倍，輸電電流變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，損耗的電功率ΔP＝I2r，故輸電電壓加倍，損耗的電功率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，即ΔP′＝eq\f(1,4)ΔP；輸電線上損失電壓為ΔU＝Ir，即輸電電壓加倍，損失電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，即ΔU′＝eq\f(1,2)ΔU.故A、D正確.6.(多選)如圖8為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電廠輸出電壓U1＝104V，輸出功率P1＝109W，兩個(gè)理想變壓器的匝數(shù)比分別為n1∶n2＝1∶100、n3∶n4＝100∶1，輸電線總電阻r＝50Ω.則()圖8A.U4＝U1B.I4＝I1C.通過電阻r的電流I2＝2×104AD.電阻r損耗的電功率為5×107W答案BD解析I1＝eq\f(P1,U1)＝105A，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可得，I2＝eq\f(n1,n2)I1＝eq\f(1,100)×105A＝103A，則通過電阻r的電流為103A，故C錯(cuò)誤；電阻r兩端的電壓為Ur＝I2r＝103×50V＝5×104V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得，U2＝eq\f(n2,n1)U1＝100×104V＝106V，則U3＝U2－Ur＝106V－5×104V＝9.5×105V，根據(jù)eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)可得，U4＝eq\f(n4,n3)U3＝eq\f(1,100)×9.5×105V＝9.5×103V，則U4≠U1，故A錯(cuò)誤；由于I2＝I3，根據(jù)eq\f(I3,I4)＝eq\f(n4,n3)可得，I4＝eq\f(n3,n4)I3＝eq\f(100,1)×103A＝105A，則I4＝I1，故B正確；電阻r損耗的電功率Pr＝I22r＝(103)2×50W＝5×107W，故D正確.綜合練習(xí)一．選擇題（共16小題）1．（青島模擬）某型號(hào)鉗式電流表如圖甲所示，圖乙為該電流表工作原理圖．當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時(shí)，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)．不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知線圈匝數(shù)n＝1000匝，下列說法正確的是（）A．若流過導(dǎo)線的電流為恒定電流時(shí)，電表G有示數(shù)且不變 B．若電表G的示數(shù)為50mA，則導(dǎo)線中的被測電流為50A C．若只改變導(dǎo)線中交流電的頻率，則電表G的示數(shù)也將改變 D．若導(dǎo)線中流過的是矩形脈沖交流電，則電表G的示數(shù)為0【分析】對(duì)鉗式電流表的工作原理的考查，當(dāng)原線圈為恒定電流時(shí)，不工作。當(dāng)原線圈為交變電流時(shí)，正常工作；變壓器匝數(shù)與電流的計(jì)算。【解答】解：A、導(dǎo)線、鐵芯、1000匝線圈相當(dāng)于組成一個(gè)變壓器，若流過導(dǎo)線的電流為恒定電流時(shí)，導(dǎo)線激發(fā)的磁場為恒定磁場，電表G沒有示數(shù)。故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)變壓器匝數(shù)與電壓的關(guān)系可知：I1：I2＝n2：n1整理解得：I2代入數(shù)據(jù)，可得：I2＝50A即導(dǎo)線中的被測電流為50A。故B正確；C、若只改變導(dǎo)線中交流電的頻率，則導(dǎo)線中交流電的有效值不變，所以電表G的示數(shù)不變。故C錯(cuò)誤；D、若導(dǎo)線中流過的是矩形脈沖交流電，導(dǎo)線激發(fā)的磁場為變化的磁場，副線圈中磁通量的變化量不為零，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則電表G的示數(shù)不為零。故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評(píng)】鉗式電流表也屬于變壓器的一種，把導(dǎo)線看成原線圈，繞在鐵芯上的線圈看成副線圈，即可輕松解決本題2．（海淀區(qū)二模）某同學(xué)用如圖所示的可拆變壓器做“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)變壓器兩個(gè)線圈的導(dǎo)線粗細(xì)不同。該同學(xué)將原線圈接在學(xué)生電源上，分別測量原、副線圈的電壓。下列說法中正確的是（）A．原線圈應(yīng)接在學(xué)生電源直流電壓輸出端 B．只增加原線圈的匝數(shù)就可以增大原線圈的輸入電壓 C．只增加原線圈的匝數(shù)就可以增大副線圈的輸出電壓 D．匝數(shù)較少的線圈應(yīng)該使用較粗的導(dǎo)線【分析】副線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢，是通過兩個(gè)線圈間的互感現(xiàn)象產(chǎn)生的，所以原線圈上的電流應(yīng)該是變化的，應(yīng)為交流電流，電壓為交流電壓，副線圈上的感應(yīng)電流（感應(yīng)電動(dòng)勢）也應(yīng)該是交流電流。根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可.【解答】解：A、變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不能接直流電源，只能接入交流電，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)U1C、根據(jù)U1D、由U1故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時(shí)要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析，基礎(chǔ)題.3．（朝陽區(qū)模擬）在“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)中，某小組用匝數(shù)N1＝400匝和N2＝800匝的變壓器來做實(shí)驗(yàn)，通過檢測知原副線圈匝數(shù)都沒問題，且實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確。實(shí)驗(yàn)記錄中U1、U2分別表示N1、N2兩端的電壓實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如表，并沒有得到變壓比等于匝數(shù)比這個(gè)理想的結(jié)果。下列推斷正確的是（）U1/V1.802.813.804.785.80U2/V4.006.018.029.9812.05A．N1一定是原線圈 B．N2一定是原線圈 C．原線圈的直流電阻太小 D．原副線圈上電流頻率有可能不同【分析】依據(jù)“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，通過比較，即可尋找原副線圈的匝數(shù)與電壓的關(guān)系?！窘獯稹拷猓篈B、表格中每組數(shù)據(jù)都可以看出匝數(shù)之比近似等于電壓之比，N1＝400匝和N2＝800匝，U1U2≈NC、正是因?yàn)樵€圈的電阻較大的原因?qū)е麓嬖陔娔軗p耗，即副線圈電壓小于原線圈電壓的一半，故C錯(cuò)誤；D、變壓器只能改變交流電的電壓，不能改變頻率，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】考查“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理，掌握原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比的成立條件，理解理想變壓器的含義。4．（金華期末）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，忘記把圖甲中的變壓器鐵芯A組裝到變壓器鐵芯B上，組裝后的變壓器如圖乙所示。在鐵芯上的原、副線圈匝數(shù)分別為n1＝800匝和n2＝200匝，原線圈兩端與u＝122sin314t（V）的交流電源相連，則副線圈兩端電壓的有效值可能是（）A．0.6V B．3V C．32V D．12V【分析】理想變壓器原副線圈的電壓與其匝數(shù)成正比，而可拆式變壓器（鐵芯不閉合），因此不滿足此關(guān)系，從而即可判定求解?！窘獯稹拷猓撼跫?jí)電壓有效值為U1=1222V=12V，如果把圖甲中的變壓器鐵芯A組裝到變壓器鐵芯B上，則根據(jù)變壓器原理故選：A。【點(diǎn)評(píng)】變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，鐵芯是由硅鋼片疊合而成，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中沒有把變壓器鐵芯A裝到變壓器鐵芯B上，有漏磁現(xiàn)象，存在電能損失，這會(huì)導(dǎo)致變壓器的輸出電壓變低。5．（仁壽縣校級(jí)月考）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6倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．原、副線圈匝數(shù)比為5：1 B．原、副線圈匝數(shù)比為1：5 C．此時(shí)a和b的電功率之比為5：1 D．如果保持U不變，在b燈兩端再并聯(lián)一個(gè)與b相同的燈泡，a燈和b燈仍將能正常發(fā)光【分析】根據(jù)燈泡的額定電壓與輸入電壓的關(guān)系可以求出變壓器原線圈與副線圈兩端的電壓，根據(jù)理想變壓器原副線圈的變壓比求出原副線圈匝數(shù)比；根據(jù)變壓器的變流比求出原副線圈電流之比，然后應(yīng)用功率公式求出兩燈泡的功率之比。【解答】解：AB、兩燈泡均能正常發(fā)光，燈泡兩端電壓都等于額定電壓UL，由題意可知：U＝6UL，則變壓器輸入電壓U1＝U﹣UL＝6UL﹣Ul＝5UL，副線圈電壓U2＝UL，變壓器原副線圈匝數(shù)之比n1C、由變壓器的變流比可知I1I2D、如果保持U不變，在b燈兩端再并聯(lián)一個(gè)與b相同的燈泡，如果b燈泡能正常發(fā)光，則副線圈電流加倍，根據(jù)變壓器電流關(guān)系可知，原線圈電流也加倍，則a燈泡不能正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了理想變壓器的原理，根據(jù)題意分析圖示電路結(jié)構(gòu)、掌握變壓器的電壓表與變流比關(guān)系式是解題的前提與關(guān)鍵，根據(jù)題意應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、變壓器的變壓比與電流表、電功率公式即可解題。6．（山東模擬）如圖所示，矩形閉合導(dǎo)線框ABCD（內(nèi)阻不可忽略）處于勻強(qiáng)磁場中，線框繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框輸出端與一個(gè)匝數(shù)比為5：1的理想變壓器的原線圈相連，原線圈兩端電壓如圖乙所示，副線圈接有阻值為88Ω的負(fù)載電阻R，交流電壓表及電流表為現(xiàn)想電表，其他電阻不計(jì)。下列說法正確的是（）A．導(dǎo)線框ABCD每秒轉(zhuǎn)動(dòng)100圈 B．電流表的示數(shù)為0.1A C．電壓表的示數(shù)約為62.2V D．如果給電阻R再并聯(lián)一只相同的電阻，電壓表示數(shù)不變【分析】根據(jù)周期和頻率的關(guān)系f=1【解答】解：由題圖乙可知線框的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為0.02s，頻率f=1BC、由題圖乙知，原線圈電壓的有效值為220V，根據(jù)U1U2=n1n根據(jù)閉合電路歐姆定律知，副線圈電流I2=U2R=44D、給電阻R再并聯(lián)一個(gè)相同電阻后負(fù)載電阻變小。線框電阻相當(dāng)于電源內(nèi)電阻，副線圈總電阻減小，所以原副線圈電流都增大。根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知路端電壓減小。故變壓器輸入電壓減小，副線圈輸出電壓也減小，電壓表示數(shù)減小，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查正弦交流電的產(chǎn)生、變壓器、交流電的有效值。答題時(shí)根據(jù)理想變壓器的基本規(guī)律判斷原副線圈的電流、電壓關(guān)系即可。7．（華龍區(qū)校級(jí)模擬）用同樣的交流電源分別給圖甲、乙兩個(gè)電路供電，四個(gè)相同的燈泡均正常發(fā)光，乙圖中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，則關(guān)于滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，下列說法正確的是（）A．與單個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值相等 B．是單個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值的2倍 C．是單個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值的3倍 D．是單個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值的6倍【分析】設(shè)燈泡的額定電流，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比得出變壓器原線圈的電流，根據(jù)P＝UI求電路消耗的功率關(guān)系即可?！窘獯稹拷猓涸O(shè)燈泡的額定電流為I，則甲圖中電路的功率為P1＝UI，根據(jù)變流比可知，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，則乙圖中原線圈中電流為I乙=n乙圖中的功率為P2=U?2I四個(gè)燈泡相同，都正常發(fā)光，則滑動(dòng)變阻器R上消耗的電功率與燈泡消耗的電功率相同，在甲圖中對(duì)燈泡與滑動(dòng)變阻器，結(jié)合公式P＝I2R，所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值與燈泡的電阻值是相等的；故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。【點(diǎn)評(píng)】掌握住理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)之間的關(guān)系，然后結(jié)合電功率的表達(dá)式即可解決本題。8．（山東模擬）某品牌電吹風(fēng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造電路圖如圖所示，a、b、c、d為四個(gè)固定觸點(diǎn)?？蓜?dòng)的扇形金屬觸片P可同時(shí)接觸兩個(gè)觸點(diǎn)。觸片P處于不同位置時(shí)，電吹風(fēng)可處于吹冷風(fēng)、吹熱風(fēng)、停機(jī)三種工作狀態(tài)。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。該電吹風(fēng)的各項(xiàng)參數(shù)如表所示，則（）電熱絲的額定功率400W冷風(fēng)時(shí)輸入功率60W小風(fēng)扇額定電壓60V正常工作時(shí)小風(fēng)扇輸出功率52WA．吹熱風(fēng)時(shí)僅觸片P的c與b接觸 B．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝3：11 C．小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8Ω D．電吹風(fēng)正常工作吹熱風(fēng)時(shí)，輸入電流約為1.8A【分析】只有電動(dòng)機(jī)接入電路時(shí)吹冷風(fēng)；當(dāng)電動(dòng)機(jī)與電熱絲同時(shí)接入電路時(shí)吹熱風(fēng)；根據(jù)變壓器的變壓比，可求匝數(shù)比；根據(jù)小風(fēng)扇的輸入功率和輸出功率可求其內(nèi)阻消耗的功率，進(jìn)而求其內(nèi)阻；熱風(fēng)時(shí)輸入功率減去冷風(fēng)時(shí)輸入功率即為電熱絲的熱功率，再根據(jù)功率表達(dá)式求其電流?！窘獯稹拷猓篈、當(dāng)只有電動(dòng)機(jī)接入電路時(shí)吹冷風(fēng)，故當(dāng)扇形金屬觸片P接觸b、c觸點(diǎn)時(shí)吹冷風(fēng)。故A錯(cuò)誤。B、根據(jù)變壓器的變壓比得：U1C、小風(fēng)扇消耗的功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率和線圈上的熱功率，則小風(fēng)扇內(nèi)阻消耗的熱功率為：P熱＝P入﹣P出＝（60﹣52）W＝8W通過小風(fēng)扇的電流為：I=P根據(jù)P＝I2r得，小風(fēng)扇的內(nèi)阻為：r=P熱I2D、電熱絲的熱功率為：P熱′＝P熱入﹣P冷入＝（400﹣60）W＝340W，故輸入電流為：I=P熱′故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是分析清楚觸點(diǎn)在不同位置時(shí)電路的連接情況，同時(shí)掌握變壓器的變壓特點(diǎn)。注意電功率公式的應(yīng)用。9．（河南模擬）如圖是變電所為市區(qū)用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)電網(wǎng)電壓波動(dòng)極小，可視為不變。變壓器可視為理想變壓器，其變壓比通過P可調(diào)，輸電線的電阻為R0，則下列判斷錯(cuò)誤的是（）A．當(dāng)用戶增多負(fù)載增大時(shí)，用戶獲得的電壓會(huì)有所降低 B．當(dāng)用戶增多負(fù)載增大時(shí)，R0的功率會(huì)增大 C．當(dāng)用戶增多負(fù)載增大時(shí)，為了使用戶獲得的電壓穩(wěn)定在220V應(yīng)將P適當(dāng)上調(diào) D．當(dāng)用戶增多負(fù)載增大時(shí)，為了使用戶獲得的電壓穩(wěn)定在220V應(yīng)將P適當(dāng)下調(diào)【分析】當(dāng)用戶增多負(fù)載增加時(shí)，可以得知用戶的電阻變小，結(jié)合閉合電路歐姆定律可判定功率和電壓的變化；根據(jù)電壓和匝數(shù)成正比的關(guān)系，可以確定需要如何來調(diào)整滑動(dòng)接頭P?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)U1U2=n1n因?yàn)檫x不正確的，故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了變壓器的應(yīng)用，掌握理想變壓器的原副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系是解題的關(guān)鍵，并要結(jié)合閉合電路歐姆定律。10．（西城區(qū)期末）我國新能源電動(dòng)汽車和5G的普及，都需要大量的電力支持。設(shè)我國東部省份新增電動(dòng)汽車400萬輛，其中1/16的車處于充電狀態(tài)，平均每個(gè)充電樁40千瓦；5G基站的數(shù)量是500萬個(gè)，一個(gè)5G基站需要4千瓦的供電。利用西電東送的戰(zhàn)略，把西部以清潔能源為主所發(fā)的電，采用800kV特高壓直流輸電，送到東部省份，輸電電阻為1Ω。則既要滿足新增電動(dòng)車充電需求又要滿足5G基站供電需求，發(fā)電廠所發(fā)電的總功率中，消耗在輸電導(dǎo)線上的電功率約為（）A．10萬千瓦 B．140萬千瓦 C．2000萬千瓦 D．3000萬千瓦【分析】先根據(jù)用戶端消耗的功率估算出輸電線路上的電流，在利用△P＝I2r計(jì)算線路上損失的功率?！窘獯稹拷猓河脩舳讼牡墓β蕿椋篜＝（400×104）×116×（40×103）W+（500×104）×（4×103）W＝3×輸電線上電流約為：I=PU=3×10消耗在輸電線上的電功率為：△P＝I2r=(3故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題區(qū)別于常規(guī)的高壓交流輸電，學(xué)生容易形成定性思維，找不到解決問題的條件而無法解決。11．（新津縣校級(jí)月考）假設(shè)甲、乙兩地原來用100kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)椋ǎ〢．100P B．P100 C．P10【分析】已知輸送的電功率和輸電電壓，根據(jù)I=PU求出輸電線上的電；根據(jù)△P＝I【解答】解：當(dāng)以不同電壓輸送時(shí)，有P＝U1I1＝U2I2，而在線路上損失的功率為△P＝I2R=P2RU2可知，損失的功率與電壓的平方成反比，即△P1所以輸電線上損失的功率為P100故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查遠(yuǎn)距離輸電中的能量損失及功率公式的應(yīng)用，要注意功率公式中P＝UI中的電壓U應(yīng)為輸電電壓。12．（始興縣校級(jí)期中）如圖所示為某山區(qū)小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)輸出的電壓和輸電線路上的電阻恒定，用電器均為純電阻元件。當(dāng)用電高峰來臨時(shí)，下列判斷正確的是（）A．用電器等效電阻R0變大 B．升壓交壓器T1的輸出電壓變大 C．降壓變壓器T2的輸出電壓不變 D．輸電線路總電阻R上消耗的功率變大【分析】根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比，可以求得降壓變壓器的輸出電流和輸電線上的電流的大小，從而可以求得輸電線的電壓，由串聯(lián)電路電壓關(guān)系求出升壓變壓器的輸出電壓，由變壓力求其輸入電壓?！窘獯稹拷猓篈、用電高峰來臨時(shí)，用電器增多，用電器并聯(lián)后的總電阻R0減小，故A錯(cuò)誤；B、由于升壓變壓器的輸入電壓一定，則輸出電壓一定，故B錯(cuò)誤；D、設(shè)輸電線的輸送電流為I，降壓變壓器的變壓比為k，升壓變壓器的輸出電壓為U，則U＝IR+k2IR0，當(dāng)R0減小時(shí)，I增大，輸電線電阻R消耗的功率PR＝I2R變大，故D正確；C、降壓變壓器T2的輸入電壓等于U﹣IR，可以判斷此電壓減小，則輸出電壓也減小，故C錯(cuò)誤。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】掌握理想變壓器的電壓、電流之間的關(guān)系，把握電壓和功率是如何分配的，知道最大值和有效值之間的關(guān)系即可解決本題。13．（鼓樓區(qū)校級(jí)月考）如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率為20kW。在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為1：10，電流表的示數(shù)為1A，輸電線的總電阻為10Ω，則下列說法正確的是（）A．采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流 B．若將P下移，用戶獲得的功率一定增加 C．用戶獲得的功率為190kW D．升壓變壓器的輸出電壓U2＝2000V【分析】發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，根據(jù)P＝UI可知，采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，變壓器的原副線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比；若P下移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)增大，用戶的電壓減小，從而判斷用戶獲得的功率；用戶獲得的功率P用＝P送﹣P損；由線損P損＝U2I2求升壓變壓器的輸出電壓?！窘獯稹拷猓篈、發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，根據(jù)P＝UI可知，采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，故A錯(cuò)誤；B、若P下移，降壓變壓器的原線圈匝數(shù)n3增大，根據(jù)U4=n4n3U3，則UC、在輸電線路上接入一個(gè)電流互感器，根據(jù)變壓器的電流比等于匝數(shù)反比，則輸電線上的電流I3=10那么輸電線上損失的功率為：P損=I32r＝102×10W＝1000W＝1kW，用戶獲得的功率為：P用＝P送﹣P損D、升壓變壓器的輸出電壓：U2=P故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】本題實(shí)質(zhì)是電流互感器的簡單運(yùn)用，電流互感器是利用變壓器原理將電壓、電流減小到可測范圍進(jìn)行測量的儀器。14．（三明三模）遠(yuǎn)距離輸電線路簡化如圖所示，圖中標(biāo)示了電壓、電流和線圈匝數(shù)，其中輸電線總電阻為R，若電廠輸送電功率不變，變壓器均可視為理想變壓器，則（）A．n2I1＝n1I2 B．輸電線損失的電功率為U2C．電廠輸送的電功率為U2I2 D．提高輸送電壓U2，則輸電線電流I2增大【分析】理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，根據(jù)輸電過程應(yīng)用變壓器的變流比與功率公式分析答題。【解答】解：A、由變壓器的變流比I1I2=n2n1可知：nB、由圖示輸電過程可知，U2是輸電電壓，不是輸電線損失的電壓U損，U損≠U2，輸電線損失的功率P損=UC、理想變壓器輸出功率等于輸入功率，電廠輸送的電功率P輸送＝U2I2，故C正確；D、輸電功率P輸一定，輸電功率P輸＝U2I2，提高輸電電壓U2，則輸電線電流I2減小，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】根據(jù)圖示分析清楚輸電過程，應(yīng)用電功率公式與變壓器的變流比即可解題。15．（湛江二模）在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸送的電功率相同時(shí)，則關(guān)于輸電導(dǎo)線上損失的功率下列說法正確的是（）A．減小輸電導(dǎo)線的橫截面積，可以減小輸電損失的功率 B．降低輸送電壓從而增大輸送電流，可有效減小輸電損失的功率 C．提高輸送電壓從而減小輸送電流，可有效減小輸電損失的功率 D．輸電損失的功率與輸送電壓的二次方成正比【分析】輸電線上損失的功率P損＝I2R，跟輸電線上的電流，及輸電線上的電阻有關(guān)，輸電線上的電流I=P【解答】解：A、減小輸電導(dǎo)線的橫截面積，則輸電線上的電阻增大，損耗的功率變大。故A錯(cuò)誤。B、降低輸電電壓，由輸電線上的電流I=PC、提高輸電電壓，由輸電線上的電流I=PD、損失的功率P損＝I2R=P故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握輸電線上損耗的功率P損＝I2R，大小與跟輸電線上的電流，及輸電線上的電阻有關(guān)。以及輸電電流I=P16．（2009秋?瀏陽市期末）為減小遠(yuǎn)距離輸電線上的電能的損失，切實(shí)可行且最有效方法是（）A．降低輸電電壓 B．減小輸電線橫截面積 C．減小距離 D．高壓輸電【分析】遠(yuǎn)距離輸電過程中，電能耗損主要是由于電流的熱效應(yīng)而造成的；根據(jù)功率公式P＝I2R分析減小遠(yuǎn)距離輸電電能損失的措施?！窘獯稹拷猓篈、在輸電導(dǎo)線電阻R與輸送功率一定的情況下，當(dāng)降低輸電電壓時(shí)，輸出電流增大，由P輸＝I輸2R知，輸電電流I輸越大，功率P輸損失越大，措施A不能減少輸電電能損失；B、在輸電電流I輸一定的情況下，由公式P輸＝I輸2R知，當(dāng)減小輸電線橫截面積，導(dǎo)致輸電導(dǎo)線電阻R越大，輸電功率損失越大，措施B不能減少輸電電能損失；C、減小距離就不能把電能輸送到用戶，不能通過減少距離的方式減少輸電電能損失，故措施C不可行；D、輸電電流I輸=P輸U(kuò)輸，在輸電功率P輸一定的情況下，U由P輸＝I輸2R知，措施D能有效減少輸電電能損失。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查減小輸電線路電功率損失的方法，此題與我們的日常生活聯(lián)系比較緊密；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，都是在輸電過程中節(jié)約了能源，這是一種非常有效的做法。二．多選題（共7小題）17．（龍巖模擬）圖中L1、L2是規(guī)格為“4V3W”的燈泡，ab端所接的交變電壓u＝162sin100πt（V），現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱R為某一值時(shí)恰好能使兩個(gè)燈泡均正常發(fā)光，變壓器為理想變壓器。則（）A．變壓器原副線圈匝數(shù)比為3：1 B．變壓器原副線圈匝數(shù)比為4：1 C．增大電阻箱R連入電路的阻值，電壓表的示數(shù)不變 D．增大電阻箱R連入電路的阻值，電壓表的示數(shù)增大【分析】由兩只燈泡均正常發(fā)光，則可求得原、副線圈的電壓，然后求得匝數(shù)之比，根據(jù)歐姆定律分析增大電阻箱R連入電路的阻值，電路中的電流與電壓表的示數(shù)的變化。【解答】解：AB、由交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式可知，電源的電壓最大值為162V，則有效值為16V；兩個(gè)燈泡均正常發(fā)光，則副線圈的電壓：U2＝4V，原線圈的電壓：U1＝U﹣UL1＝16V﹣4V＝12V，則原、副線圈匝數(shù)之比為：n1CD、增大電阻箱R連入電路的電阻值，則流過電阻箱電流減小，所以流過副線圈和原線圈電流減小，燈泡L1兩端電壓減小，電壓表的示數(shù)將增大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】考查變壓器的基本應(yīng)用，明確原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系是解答的關(guān)鍵。18．（四川模擬）如圖，理想變壓器原線圈L1與R0形成閉合回路，其內(nèi)部有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，t＝0時(shí)刻，方向垂直于紙面向內(nèi)，磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系為Φ＝2202sin100πt，原線圈中的電流經(jīng)過變壓器變壓后接用電器，導(dǎo)線電阻不計(jì)。下列說法正確的是（）A．由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，線圈L1中將產(chǎn)生頻率為100Hz的交流電 B．t＝0時(shí)刻，在原線圈L1與R0回路中，沒有感應(yīng)電流 C．t＝0.01s時(shí)刻，在原線圈L1與R0回路中，感應(yīng)電流方向從A經(jīng)R0到B D．開關(guān)S閉合，若滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)，電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小【分析】根據(jù)磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系可知角速度大小，利用角速度求解交流電的周期和頻率；閉合回路中磁通量發(fā)生變化，就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生；根據(jù)楞次定律，判斷感應(yīng)電流的方向；滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)，電阻增大，總電阻也增大，利用歐姆定律和“并同串反“即可判斷電流表和電壓表的變化情況。【解答】解：A、由于磁場面積不變，磁場強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系為Φ＝2202sin100πt，由E＝n△Φ△t可知，在線圈中將產(chǎn)生交變電流，由函數(shù)可知ω＝100πrad/s，角速度ω=2πT為T=1f，可得fB、t＝0時(shí)刻，磁場垂直紙面向內(nèi)增大，閉合回路中磁通量發(fā)生變化，線圈中有感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；C、t＝0.01s時(shí)刻，在原線圈L與R0回路中，磁場垂直紙面向內(nèi)減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向從A經(jīng)R0到B，故C正確；D、由于副線圈L2輸出電壓保持不變，開關(guān)S閉合，若滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)。外電路總電阻變大，由歐姆定律：I=UR，電流表示數(shù)變小，由“并同串反故選：CD?！军c(diǎn)評(píng)】本題綜合性較強(qiáng)，要求學(xué)生對(duì)交流電相關(guān)知識(shí)電都必須理解并掌握，才能解決本題，一定注意產(chǎn)生感應(yīng)電流和感應(yīng)電動(dòng)勢的條件是有區(qū)別的，電路的動(dòng)態(tài)分析時(shí)，可利用“并同串反“巧解。19．（扶余市月考）如圖甲所示為恒壓電源給光敏電阻R供電時(shí)，流過此電阻的電流和其所受光照強(qiáng)度的關(guān)系圖像。某同學(xué)利用此光敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)臺(tái)燈的自動(dòng)控制電路，如圖乙所示，T為一自耦式變壓器。下列說法正確的是（）A．僅光照變強(qiáng)，R的阻值變小 B．僅光照變強(qiáng)，R中的電流變小 C．僅滑片P下滑，L中的電流頻率變小 D．僅滑片P下滑，T的輸入功率變小【分析】根據(jù)圖甲確定光照變強(qiáng)，光敏電阻阻值減小，電流增大。根據(jù)變壓器的構(gòu)造和工作原理，判斷自耦式變壓器的滑片P適當(dāng)下滑，則交流電的頻率不變，副線圈匝數(shù)減小，輸出電壓減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律判斷T的輸入功率變化?！窘獯稹拷猓篈B、光敏電阻兩端電壓恒定，光越強(qiáng)，電流越大，根據(jù)歐姆定律，電阻越小，故A正確，B錯(cuò)誤；C、僅滑片P下滑，變壓器不改變頻率，所以L中的電流頻率不變，故C錯(cuò)誤；D、僅滑片P下滑，輸出電壓減小，根據(jù)P=U故選：AD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理，以及閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是明確光照變強(qiáng)，光敏電阻阻值減小，電流增大。20．（湖南模擬）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，下列說法正確的是（）A．通過電阻R的交流電頻率為50Hz 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?！窘獯稹拷猓篈、由題圖乙可知交流電電源的周期為T＝0.02s，則頻率f=1B、由題圖乙可知交流電電源的最大電壓為Um＝2202V，則有效值為U1=Um2=220C、根據(jù)歐姆定律可得電流表的示數(shù)I=UD、電阻R的功率P＝U2I＝11×1W＝11W，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！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；知道理想變壓器在改變電壓和電流的同時(shí)，不改變功率和頻率。21．（峨山縣校級(jí)模擬）遠(yuǎn)距離輸電原理圖如圖所示，原線圈輸入電壓及輸電功率恒定，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，當(dāng)S由2改接為1時(shí)，下列說法正確的是（）A．電壓表讀數(shù)增大 B．電流表讀數(shù)增大 C．輸電線上損耗的功率減小 D．用戶的功率減小【分析】升壓變壓器中，根據(jù)U2=n2n1U1，結(jié)合副線圈匝數(shù)n2增大，可知U2變化，根據(jù)U1I1＝U2I2，判斷升壓變壓器副線圈電流變化，故B錯(cuò)誤；根據(jù)△U＝I2R線判斷線路損失的電壓情況，根據(jù)U3＝U2﹣△U判斷降壓變壓器原線圈的電壓變化，再根據(jù)U4=n4n3U3判斷電壓表的讀數(shù)變化；根據(jù)△P＝I22【解答】解：B、原線圈輸入電壓及輸電功率恒定，當(dāng)S由2改接為1時(shí)，根據(jù)U2=n2n1U1，升壓變壓器副線圈匝數(shù)n2增大，則U2增大，由于U1I1＝U2IA、線路損失的電壓△U＝I2R線減小，則降壓變壓器原線圈的電壓U3＝U2﹣△U增大，則降壓變壓器副線圈的電壓U4=n4nC、輸電線上損耗的功率△P＝I22R線，由于升壓變壓器副線圈電流I2減小，所以輸電線上損耗的功率減小，故C正確；D、用戶的功率P4＝P1﹣△P，輸電線上損耗的功率減小，所以用戶的功率增大，故D錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器的應(yīng)用，考查知識(shí)點(diǎn)有針對(duì)性，重點(diǎn)突出，充分考查了學(xué)生掌握知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的能力。22．（三模擬）某水庫有一小型水力發(fā)電站要將電能輸送到附近的用戶，輸電線路如圖1所示，輸送的總功率為9.8×104W，發(fā)電站的輸出電壓按如圖2所示規(guī)律變化，為減少輸電功率損失，先用一理想升壓變壓器將電壓升高再輸出，已知升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2A．用戶獲得的交流電的頻率為100Hz B．升壓變壓器副線圈兩端電壓為9800V C．通過輸電線R的電流為I＝10A D．由于輸電線有電阻，輸電過程中損失的功率為200W【分析】在輸電的過程中交流電的頻率不變，根據(jù)輸出電壓的變化規(guī)律圖線得出周期，從而得出頻率的大?。桓鶕?jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比求出升壓變壓器副線圈的電壓，結(jié)合P＝UI求出輸送電流，根據(jù)P損＝I2R＝求出損失的功率?！窘獯稹拷猓篈、交流電的周期為0.02s，則交流電的頻率為50Hz，在輸電的過程中，頻率不變，所以用戶獲得的交流電的頻率為50Hz，故A錯(cuò)誤；B、升壓變壓器的輸入電壓為：U1=U則輸出電壓為：U2=n2n1UC、輸電線上的電流為：I=PD、輸電線上損失的功率為：P損＝I2R＝102×20W＝2000W，故D錯(cuò)誤。故選：BC?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道原副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，知道輸送功率、輸送電壓、電流的關(guān)系，并能靈活運(yùn)用，注意功率損耗只在輸電導(dǎo)線上產(chǎn)生。23．（濱海新區(qū)模擬）高壓輸電可大大節(jié)能，至2017年11月，我國已建成投運(yùn)8項(xiàng)1000kV特高壓交流工程和11項(xiàng)±800kV特高壓直流工程。中國全面掌握了特高壓核心技術(shù)，成為世界首個(gè)也是唯一成功掌握并實(shí)際應(yīng)用特高壓技術(shù)的國家。某小型水電站的電能輸送示意圖如圖甲所示，發(fā)電機(jī)輸出的電壓恒定，通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電，已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4：1，它的副線圈兩端的交變電壓如圖乙所示，若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是（）A．降壓變壓器T2原線圈的輸入電壓為880V B．降壓變壓器T2的輸入功率與輸出功率之比為4：1 C．當(dāng)用戶端用電量增大時(shí)，輸電線上損耗的功率減小 D．當(dāng)用戶端用電量增大時(shí)，發(fā)電廠輸出的功率也增大【分析】（1）根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，可以求得降壓變壓器原線圈電壓；（2）根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率求解比值；（3）用戶端電量增大即用戶端功率變大，根據(jù)功率P＝UI求出電流變化情況，再求解損耗的功率及發(fā)電廠輸出的功率?！窘獯稹拷?；A．令降壓變壓器的原副線圈電壓的有效值分別為U1、U2，匝數(shù)分別為n1、n2，由圖象得到，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓U＝2202sin100πt（V），則U2＝220V，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n1且U1U2=nB．降壓變壓器為理想變壓器，故輸入功率與輸出功率之比為1：1，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)用戶端的電量增大時(shí)，T2輸出端功率增大，T2中副線圈的電流增大，輸電線上電流增大，因?yàn)檩旊娋€上損耗的功率△P＝I2?r，所以輸電線上損耗的功率增大，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)用電量增大時(shí)，輸電線上電流增大，故升壓變壓器的原線圈電流增大，又原線圈電壓不變，由P＝UI可知，發(fā)電廠輸出的功率增大，故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】（1）知道在不做特殊說明是題中所提的電壓為有效值，知道有效值和最大值的關(guān)系；（2）熟記變壓器原副線圈的電流、電壓、和功率的關(guān)系；三．填空題（共9小題）24．（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9：1，此時(shí)a、b兩燈泡功率之比為1：9?！痉治觥恳驘襞輆和b的額定電壓相同，根據(jù)兩燈泡均能正常發(fā)光，表示出原副線圈兩端的電壓，再根據(jù)變壓器原理即可求解?！窘獯稹拷猓涸O(shè)原副線圈兩端的電壓分別為U1、U2，設(shè)兩燈泡的額定電壓為U0，設(shè)原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2；原線圈：U1＝U﹣U0＝9U0，副線圈：U2＝U0，由變壓器原理有：U1U2=設(shè)原副線圈的電流分別為：I1、I2，由變壓器原理有：I1I2由P＝UI得：Pa故答案為：9：1；1：9?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理、電功率等知識(shí)點(diǎn)。掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系，本題即可得到解決。25．（淮安期末）某同學(xué)選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，變壓器原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12V的低壓交流電源（選填“交流電源”或“直流電源”）．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；然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓減?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”）．上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法（選填“控制變量法”、“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”）．【分析】變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可．【解答】解：變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，故原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12V的低壓交流電源；根據(jù)變壓比公式U1根據(jù)變壓比公式U1上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法；故答案為：交流電源，增大，減小，控制變量法．【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時(shí)要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析，基礎(chǔ)題．26．（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，則副線圈（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)，副線圈中的電流增大（填“增大”、“減小”或“不變”）?！痉治觥孔儔浩髟?、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)。根據(jù)I=U【解答】解：降壓變壓器原線圈上的電壓大，所以原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多；變壓器原、副線圈的電流比等于匝數(shù)之反比，副線圈的電流大于原線圈的電流，所以副線圈的導(dǎo)線粗。當(dāng)副線圍的負(fù)載電阻減小時(shí)，由I=U故答案為：副線圈，增大?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道原、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。27．（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1：3，電阻R1、R2上消耗的電功率之比為1：9?！痉治觥扛鶕?jù)電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比，變壓器的輸入功率和輸出功率相等，由此分析即可得出結(jié)論．【解答】解：只有一個(gè)副線圈時(shí)，理想變壓器的電流與匝數(shù)成反比，所以電阻R1、R2上的電流之比為1：3；分別接有阻值相同的電阻R1、R2，根據(jù)U＝IR可知電阻R1、R2兩端的電壓之比為1：3；根據(jù)電功率P＝I2R知道電阻R1、R2上消耗的電功率之比為1：9。故答案為：1：3；1：9【點(diǎn)評(píng)】本題考查變壓器原理，只要掌握住理想變壓器原副線圈的電壓、電流之間的關(guān)系，即可解決本題。28．（嘉善縣校級(jí)月考）在課堂演示“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”中，利用小燈泡定性判斷變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系；按如圖，將長導(dǎo)線按順時(shí)針方向一匝一匝地繞在鐵芯的左邊，邊繞邊觀察小燈泡的發(fā)光情況，等小燈泡發(fā)出耀眼的強(qiáng)光后，再將導(dǎo)線一匝一匝地退出鐵芯，邊退邊觀察小燈泡的發(fā)光情況．你觀察到的現(xiàn)象是燈泡先慢慢變亮，后來再慢慢變暗；由此你能得出的結(jié)論是輸入電壓和原線圈一定時(shí)，副線圈匝數(shù)越多，獲得電壓越高．【分析】根據(jù)變壓比公式U1【解答】解：將長導(dǎo)線按順時(shí)針方向一匝一匝地繞在鐵芯的左邊，再將導(dǎo)線一匝一匝地退出鐵芯，故副線圈匝數(shù)先增加后減小，根據(jù)變壓比公式U1實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：輸入電壓和原線圈一定時(shí)，副線圈匝數(shù)越多，獲得電壓越高；故答案為：燈泡先慢慢變亮，后來再慢慢變暗；輸入電壓和原線圈一定時(shí)，副線圈匝數(shù)越多，獲得電壓越高．【點(diǎn)評(píng)】本題考查了“探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是結(jié)合變壓比公式預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，最好親手做實(shí)驗(yàn)．29．某實(shí)驗(yàn)小組為探究變壓器的原理。他們找來一個(gè)可拆變壓器。它是由U形鐵芯、條形鐵棒、匝數(shù)100的線圈A和匝數(shù)200的線圈B組成，然后把各元件組裝成如圖所示形狀，另外又從實(shí)驗(yàn)室借了學(xué)生電源、12v的小燈泡和兩個(gè)開關(guān)。進(jìn)行如下試驗(yàn)：（1）線圈A接6V的直流電和開關(guān)S1，線圈B接小燈泡和開關(guān)S2，先閉合S1，然后閉合S2，觀察小燈泡的亮度?，F(xiàn)象是燈泡不亮（2）線圈A接6V的交流電和開關(guān)S1，線圈B接小燈泡和開關(guān)S2，先閉合S1，然后閉合S2，觀察小燈泡的亮度?，F(xiàn)象是燈泡正常發(fā)光（3）在步驟（2）后，把變壓器上方的條形鐵棒緩慢左移，觀察小燈泡的發(fā)光情況?，F(xiàn)象是燈泡變暗【分析】變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)是理想變壓器時(shí)，則原副線圈的電壓與原副線圈的匝數(shù)成正比，變壓器不適用直流電，當(dāng)把變壓器上方的條形鐵棒緩慢左移，會(huì)降低副線圈的磁通量變化率?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)線圈A接6V的直流電和開關(guān)S1，即使先閉合S1，然后閉合S2，燈泡也不會(huì)發(fā)光，原因是原線圈的磁通量不變，副線圈不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢；（2）當(dāng)線圈A接6V的交流電和開關(guān)S1，線圈B接小燈泡和開關(guān)S2，先閉合S1，然后閉合S2，滿足原副線圈的電壓與原副線圈的匝數(shù)成正比的條件，則有：UANA=（3）當(dāng)變壓器上方的條形鐵棒緩慢左移，導(dǎo)致副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢降低，即小于12V，那么燈泡會(huì)變暗；故答案為：（1）燈泡不亮；（2）燈泡正常發(fā)光；（3）燈泡變暗?！军c(diǎn)評(píng)】考查變壓器的工作原理，掌握變壓器的變壓比，理解適用范圍，注意直流與交流的區(qū)別。30．（武勝縣校級(jí)月考）小型水力發(fā)電站的發(fā)電機(jī)輸出功率為24.5kW，輸出電壓為350V，輸電線總電阻為4Ω，為了使輸電線損耗功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的5%，需在發(fā)電機(jī)處設(shè)升壓變壓器，用戶所需電壓為220V，所以在用戶處需安裝降壓變壓器。輸電電路圖如圖所示，則輸電線上的電流I1＝17.5A；升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2=14；降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比【分析】由損耗的功率之比可求得損耗的功率，再由功率公式即可求得輸電線上的電流；由功率公式P＝UI可求得升高變壓器的輸出電壓；再由導(dǎo)線上的電壓損耗可求得降壓變壓器的電壓，則由電壓之比等于匝數(shù)之比即可求得原副線圈的匝數(shù)之比?！窘獯稹拷猓海?）因?yàn)檩旊娋€損耗為發(fā)電機(jī)功率的5%，則：△P＝I22R＝P2×5%；解得：I2＝17.5A；（2）升壓變壓器副線圈中的電壓為：U2=P2由于=n降壓變壓器原線圈中的電壓為：U3＝U2﹣△U＝U2﹣I2R＝1330V，所以：n故答案為：17.5A；14；【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于輸電問題，要搞清電路中電壓、功率分配關(guān)系，注意理想變壓器不會(huì)改變功率，只改變電壓和電流；注意應(yīng)用損耗功率的判斷及功率公式的正確應(yīng)用。31．（興隆臺(tái)區(qū)校級(jí)期末）在遠(yuǎn)距離輸電中，輸送電壓為220伏，輸送的電功率為44千瓦，輸電線的總電阻為0.2歐，在使用原副線圈匝數(shù)比為1：10的升壓變壓器升壓，再用10：1的降壓變壓器降壓方式送電時(shí)。輸電線上損失的電壓為4V，損失的電功率為80W?！痉治觥扛鶕?jù)變壓比公式求解升壓變壓器的輸出電壓U，根據(jù)P＝UI求解傳輸電流，根據(jù)△U＝Ir求解電壓損失，根據(jù)△P＝I2r求解功率的損失?！窘獯稹拷猓涸谶h(yuǎn)距離輸電中，輸送電壓為220伏，使用原副線圈匝數(shù)比為1：10的升壓變壓器升壓，故升壓變壓器的輸出電壓為2200V，根據(jù)P＝UI，輸出電流為：I=44×1000W故電壓損失為：△U＝Ir＝20A×0.2Ω＝4V電功率損失為：△P＝I2r＝202×0.2＝80W故答案為：4，80?！军c(diǎn)評(píng)】掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系，本題即可得到解決，注意輸電的電流的求解，及損失的功率計(jì)算。32．（三臺(tái)縣校級(jí)月考）圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為n1：n2＝1：100，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為n3：n4＝100：1，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻r＝100Ω．若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為P1＝750kW．則輸電線路損耗功率△P＝9×104W；用戶端電壓U4＝220V【分析】根據(jù)升壓變壓器的輸入電壓，結(jié)合匝數(shù)比求出輸出電壓，從而得出輸送電流，根據(jù)輸電線的電阻得出損失的功率，根據(jù)電壓損失得出降壓變壓器的輸入電壓，計(jì)算用戶得到的電壓【解答】解：（1）由圖乙得U1＝250V…①又因?yàn)镻1＝U1I1…②對(duì)升壓變壓器有：I1由焦耳定律得：△P＝I22r…④由①～④得：△P＝9×104W（2）對(duì)升壓變壓器有：U1又因?yàn)椋骸鱑＝I2r…⑥故：U3＝U2﹣△U…⑦對(duì)降壓變壓器有：U3由⑤～⑧得：U4＝220V故答案為：9×104W；220V【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道：1、輸送功率與輸送電壓、電流的關(guān)系；2、變壓器原副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系；3、升壓變壓器輸出電壓、降壓變壓器輸入電壓、電壓損失的關(guān)系；4、升壓變壓器的輸出功率、功率損失、降壓變壓器的輸入功率關(guān)系四．實(shí)驗(yàn)題（共7小題）33．（東陽市校級(jí)期中）東陽中學(xué)創(chuàng)新班同學(xué)想用220V交流作為小型收錄機(jī)的電源．他先制作了一個(gè)交流變?yōu)橹绷鞯恼髌?，但是這個(gè)整流器需要用6V的交流電源，于是他又添置了一臺(tái)220V/6V的變壓器，如圖所示．他看到這個(gè)變壓器上有a、b、c、d四個(gè)引出線頭，且a、d引線比b、c引線粗．（1）他不知道如何接法，也沒有相應(yīng)的說明書．你能幫他判斷正確的接法是ad端接6V（填“220V”或“6V”）．（2）這臺(tái)220V/6V的理想變壓器接6V的線圈匝數(shù)是300匝，則接220V的線圈匝數(shù)是11000匝．（3）為了進(jìn)一步探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系，他又取匝數(shù)Na＝80匝和Nb＝160匝的一個(gè)變壓器重新接在電源上，測量結(jié)果記錄如下，則接電源的是Nb（填“Na”或“Nb”）Ua/V1.802.803.80Ub/V4.006.018.02【分析】（1）由于變壓器兩端的輸入功率等于輸出功率，故根據(jù)電流的大小特點(diǎn)判斷出原副線圈即可；（2）根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可．（3）根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比，結(jié)合變壓器的損耗進(jìn)行分析即可．【解答】解：（1）由于變壓器輸入功率等于輸出功率，采用的是降壓變壓器，根據(jù)P＝UI可知，副線圈中的電流大，為了減小輸電線上功率的損失，故副線圈電線電阻要小，故引線要粗，故a、d接6V，b、d接220V．（2）根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比可得：U所以：n1（3）理想變壓器是忽略變壓器的銅損、鐵損與磁損的，但一些小型的變壓器的損耗常常不能忽略不計(jì)；考慮到這些損耗，則變壓器副線圈兩端的電壓要小于理論值．由題：n則：U結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)可知，則接電源的是Nb．故答案為：（1）6V；（2）11000；（3）Nb【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時(shí)要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析，基礎(chǔ)題．34．（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BCG（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）下列說法正確的是BC（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．測量電壓時(shí)，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量D．變壓器開始正常工作后，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，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即U1U實(shí)驗(yàn)次數(shù)n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92【分析】本道實(shí)驗(yàn)題探究的是變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系，采用控制變量法。變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，因此該實(shí)驗(yàn)使用交流電，因此在實(shí)驗(yàn)器材選擇上應(yīng)選取交流電相關(guān)器材?！窘獯稹拷猓海?）實(shí)驗(yàn)中，必須要有學(xué)生電源提供交流電，B需要；學(xué)生電源本身可以調(diào)節(jié)電壓，無需滑動(dòng)變阻器，需要用多用表測量電壓，C需要；本實(shí)驗(yàn)不需要條形磁鐵，用可拆變壓器來進(jìn)行試驗(yàn)，G需要；綜上所述，需要的實(shí)驗(yàn)器材為BCG。故選BCG。（2）A．為確保實(shí)驗(yàn)安全，應(yīng)該降低輸出電壓，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯(cuò)誤；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)，進(jìn)而測得副線圈電壓，找出相應(yīng)關(guān)系，故B正確；C．為了保護(hù)電表，測量副線圈電壓時(shí)，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量，故C正確；D．變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即不計(jì)各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到傳遞磁場能的作用，不是鐵芯導(dǎo)電來傳輸電能，故D錯(cuò)誤。故選BC。（3）通過數(shù)據(jù)計(jì)算可得，在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即U1U2故答案為：（1）BCG（2）BC（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即U1【點(diǎn)評(píng)】本題考查“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生了解變壓器的原理，掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，以及具備根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析的能力。本題考查內(nèi)容多為基礎(chǔ)知識(shí)，難度較小。35．（溫州期中）在學(xué)校實(shí)驗(yàn)周中，某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)選用如圖（a）可拆變壓器做“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)，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖（b），實(shí)驗(yàn)時(shí)n1＝800匝，n2＝400匝，斷開K，接通電源，觀察電壓表的讀數(shù)為6V，則下列哪一選項(xiàng)C為可拆變壓器的輸入電壓有效值。A．3VB．62VC．12VD．15V燈泡的額定電壓也為6V，閉合K，燈泡能否正常發(fā)光。不能（填：“能”或“不能”）【分析】理想變壓器原副線圈的電壓與其匝數(shù)成正比，可拆式變壓器（鐵芯不閉合），導(dǎo)致“漏磁”，因此不滿足此關(guān)系，從而即可判定求解。【解答】解：根據(jù)變壓器原理可得U1=n閉合K，由于實(shí)驗(yàn)時(shí)變壓器可能為非理想變壓器，可能有“漏磁”現(xiàn)象，則次級(jí)電壓將會(huì)小于6V，燈泡不能正常發(fā)光。故答案為：C；不能?！军c(diǎn)評(píng)】變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，鐵芯是由硅鋼片疊合而成，實(shí)驗(yàn)中的變壓器可能有漏磁現(xiàn)象，存在電能損失，這會(huì)導(dǎo)致變壓器的輸出電壓變低。36．（濉溪縣期末）有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器，它的原副線圈外部還可以繞線，原線可以接220V交變電流，現(xiàn)在要測定原線的匝數(shù)，除有220V交變電源、一根足夠長的絕緣導(dǎo)線外，還需要什么器材？實(shí)驗(yàn)中需要測量哪些物理量？寫出原線圈的匝數(shù)的表達(dá)式?！痉治觥孔儔浩骶哂心芨淖兘涣麟姷碾妷旱奶攸c(diǎn)，由原副線圈的匝數(shù)與電壓比的關(guān)系，寫出相應(yīng)的公式即可正確解答?！窘獯稹拷猓鹤儔浩骶哂心芨淖兘涣麟姷碾妷旱奶攸c(diǎn)，所以需要用到電壓表；由原副線圈的匝數(shù)比與電壓比的關(guān)系，設(shè)開始時(shí)原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，可得：n然后在原線圈的一側(cè)串聯(lián)n0匝線圈，則：n用電壓表分別測量出開始時(shí)副線圈兩端得電壓與后來副線圈兩端得電壓，則可得：聯(lián)立可得：n答：需要電壓表一個(gè)；實(shí)驗(yàn)中需要測量開始時(shí)副線圈兩端得電壓與后來副線圈兩端得電壓，以及在原線圈的一側(cè)串聯(lián)線圈n0匝；原線圈的匝數(shù)的表達(dá)式為n1【點(diǎn)評(píng)】該題屬于開放性的題目，解答的根據(jù)是能正確理解變壓器的工作原理，會(huì)使用電壓比與匝數(shù)比之間的公式。37．（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．開關(guān)、導(dǎo)線若干上述器材在本實(shí)驗(yàn)中不需要的有BD（填器材料序號(hào)），本實(shí)驗(yàn)中還需用到的器材有低壓交流電源。（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C。A．12.0VB．10.0VC．8.0VD．2.0V（3）組裝變壓器時(shí)，李輝同學(xué)沒有將鐵芯閉合，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)測量數(shù)據(jù)如表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接交流電源的原線圈是nb（填na或nb）?！痉治觥浚?）變壓器只能改變交變電壓，所以需要的器材有：交流電壓表，開關(guān)，導(dǎo)線若干、低壓交流電源；（2）變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為U1（3）先按理想變壓器計(jì)算副線圈電壓的有效值。變壓器鐵芯不閉合時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)比理想情況下低。根據(jù)題意選擇即可；（4）因漏磁，導(dǎo)致副線圈測量電壓應(yīng)該小于理論變壓值?！窘獯稹拷猓海?）“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)，需耍器材是學(xué)生電源，提供低壓交流電，同時(shí)還需要交流電壓表來測量電壓及可拆變壓器和導(dǎo)線，結(jié)合題目給定的器材，故不需要的是BD，故選BC，還需要低壓交流電源；（2）若是理想變壓器，則有變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系：U1U2=n1n2，若變壓器的原線圈接“0；8”（3）根據(jù)交流電壓峰值和有效值的關(guān)系可知。交流電壓表測量的是電壓的有效值。根據(jù)原副線圈的電壓關(guān)系：U1U2=n1n但在組裝變壓器時(shí)，沒有將鐵芯閉合，故感應(yīng)電動(dòng)勢比理想情況下要低，即副線圈的電壓實(shí)際值U2'應(yīng)小于U2，故ACD錯(cuò)誤，B正確，故選：B（4）由于有漏磁，所以副線圈測量電壓應(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）BD；低壓交流電源；（2）C；（3）B；（4）nb【點(diǎn)評(píng)】考查“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)原理，掌握原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比的成立條件，理解理想變壓器的含義，及變壓器的作用。38．（南京期末）做“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，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（填“增大”、“減小”或“不變”）；然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓減小（填“增大”、“減小”或“不變”）。上述探究過程采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。【分析】根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)變壓比公式U1根據(jù)變壓比公式式U1故答案為：增大，減小。控制變量法。【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時(shí)要結(jié)合變壓器的變壓比公式列式分析，基礎(chǔ)題。39．（棲霞市月考）如圖所示某小型發(fā)電站通過升壓變壓器向60Km遠(yuǎn)處的用戶供電，在用戶端用降壓變壓器將高壓電變?yōu)?20V供用戶使用（設(shè)兩個(gè)變壓器均為理想變壓器）。已知輸電線的電阻率為ρ＝1.25×10﹣8Ω?m，橫截面積為1.5×10﹣4m2，發(fā)電機(jī)輸出功率為20KW，輸出電壓為250V，若線路損耗的功率為輸出功率的5%。求：（1）升壓變壓器原線圈上的電流I1和輸電線上損耗的電功率大小。（2）升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比。（3）降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比?！痉治觥浚?）根據(jù)電阻定律求解輸電電阻，根據(jù)線路損耗的功率為輸出功率的5%求解輸電線上損耗的功率；然后根據(jù)P＝I2R求解輸電電流；（2）根據(jù)P＝UI可求升壓變壓器的輸入電流，根據(jù)n1（3）根據(jù)能量守恒定律求解降壓變壓器的輸出功率，然后利用P＝UI求解降壓變壓器輸出電流，然后利用n3【解答】解：（1）由電阻定律得輸電線上電阻為：R=輸電線上損失的功率為：△P＝5%P1＝5%×20KW＝1KW根據(jù)P＝I2R得，輸電線上的電流為：I2（2）根據(jù)P＝UI得，升壓變壓器的輸入電流為：I1則升壓變壓器的匝數(shù)比為：n（3）降壓變壓器的輸出功率為：P4＝P3＝P1﹣△P＝20﹣1KW＝19KW根據(jù)P＝UI得，將壓變壓器的輸出電流為：I4則降壓變壓器的匝數(shù)比為：n答：（1）升壓變壓器原線圈上的電流I1為80A，輸電線上損耗的電功率大小為1KW。（2）升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：8。（3）降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為95：11?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道：1、變壓器原副線圈的電壓比、電流比與匝數(shù)比的關(guān)系；2、知道升壓變壓器的輸出電壓、電壓損失、降壓變壓器的輸入電壓之間的關(guān)系。五．計(jì)算題（共7小題）40．（臨沂期中）如圖所示，用一小型交流發(fā)電機(jī)向遠(yuǎn)處用戶供電，已知發(fā)電機(jī)線圈abcd匝數(shù)N＝100匝，面積S＝0.03m2，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝100πrad/s，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2πT，輸電時(shí)先用升壓變壓器將電壓升高，到達(dá)用戶區(qū)再用降壓變壓器將電壓降下來后供用戶使用，輸電導(dǎo)線的總電阻為R＝8Ω，變壓器都是理想變壓器。降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n3：n4＝10：1，用戶區(qū)標(biāo)有“220V，11kW（1）輸電線路上損耗的電功率△P；（2）若升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1：n2＝1：8，交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，外力所做的功W?！痉治觥浚?）根據(jù)正弦式交變電流產(chǎn)生的規(guī)律，確定電動(dòng)勢的最大值，根據(jù)變壓器的變流比，確定輸電線上的電流，進(jìn)一步確定損耗的電功率；（2）根據(jù)變壓器的變壓比確定升壓變壓器的輸入電流，根據(jù)歐姆定律求得線圈內(nèi)阻內(nèi)阻；（3）外力做功等于線圈及其回路消耗的電能即可求得?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)正弦式交變電流產(chǎn)生規(guī)律可知，最大值為：Em＝NBSω解得：Em＝3002V。設(shè)降壓變壓器原、副線圈的電流分別為I3、I4，電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，有：I4=根據(jù)理想變壓器的變流比可知：I3I4所以輸電線路上損耗的電功率為：△P=（2）根本理想變壓器的變壓比可知：U3U4升壓變壓器副線圈兩端電壓：U2＝U3+I3R＝2200V+5×8V＝2240V又U1U2線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電的有效值E=升壓變壓器原線圈兩端功率：P1＝P用+△P＝8800W+160W＝8960WP1＝U1I1，則原線圈輸入電流：I1＝32A故線圈電阻為r=（3）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=2πω=2π100πs=0.02s，故外力所做的功W＝EI答：（1）輸電線路上損耗的電功率△P為200W；（2）若升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1：n2＝1：8，交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r為0.625Ω；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，外力所做的功W為64J?！军c(diǎn)評(píng)】此題考查了正弦式交變電流的產(chǎn)生規(guī)律和變壓器的工作原理，解題的關(guān)鍵是明確變壓器的變流比和變壓比，并靈活運(yùn)用。41．（溫州期末）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，某同學(xué)利用“教學(xué)用的可拆變壓器”進(jìn)行探究。①下列器材中，實(shí)驗(yàn)需要的器材是BEG（多選）A．干電池B．低壓交流電源C.220V交流電源D．條形磁鐵E．可拆變壓器和導(dǎo)線F．直流電壓表G．多用電表②關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是AA．為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過12VB．實(shí)驗(yàn)通電時(shí)，可用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱等檢查電路C．使用多用電表測電壓時(shí)，先用中等量程擋試測，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量③在實(shí)驗(yàn)中，其同學(xué)保持原線圈兩端的電壓及副線圈的匝數(shù)不變，僅減小原線圈的匝數(shù)，副線圈兩端的電壓將增大選填“增大”、“減小”或“不變”）【分析】變壓器只能改變交變電壓，所以需要的器材有：交流電壓表，開關(guān)，導(dǎo)線若干、低壓交流電源；再根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進(jìn)行分析即可?！窘獯稹拷猓孩佟疤骄孔儔浩骶€圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，需耍器材是學(xué)生電源，提供低壓交流電，同時(shí)還需要交流電壓表來測量電壓及可拆變壓器和導(dǎo)線；故選：BEG；