新高考物理一輪復習分層提升講義B變壓器、遠距離輸電 中檔版（含解析）

變壓器遠距離輸電考點一理想變壓器的原理及應用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線圈組成的.圖1(2)原理：電磁感應的互感現(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：只有一個副線圈時eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(4)頻率關(guān)系：f出＝f入.技巧點撥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.含有多個副線圈的變壓器計算具有兩個或兩個以上副線圈的變壓器問題時，需注意三個關(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式為u＝11000sin50πt(V)B.開關(guān)K未閉合時，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式為u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)，故A錯誤；開關(guān)K未閉合時，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，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.當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，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a和b的電功率之比為9∶1D.此時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錯誤，D正確.考點二理想變壓器的動態(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，不論負載電阻R如何變化，U2不變.(2)當負載電阻發(fā)生變化時，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.負載電阻不變的情況(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化時，U2變化.(2)R不變，U2變化時，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，其特點是鐵芯上只繞有一個線圈.把整個線圈作為副線圈，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.當觸頭P向上移動時，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.當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大B.當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大C.當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，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解析當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，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A錯誤，B正確；當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，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C錯誤；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??；原線圈中的電流也變大，電流表A1示數(shù)變大，選項D錯誤.考點三遠距離輸電如圖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，可加大導線的橫截面積、采用電阻率小的材料做導線.(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.技巧點撥1.理清輸電電路圖的三個回路(如圖7)圖7(1)在電源回路中，P發(fā)電機＝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際應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B處時電壓下降了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B處時電壓下降了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.綜合練習一．選擇題（共16小題）1．（青島模擬）某型號鉗式電流表如圖甲所示，圖乙為該電流表工作原理圖．當通有交流電的導線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(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．若流過導線的電流為恒定電流時，電表G有示數(shù)且不變 B．若電表G的示數(shù)為50mA，則導線中的被測電流為50A C．若只改變導線中交流電的頻率，則電表G的示數(shù)也將改變 D．若導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】對鉗式電流表的工作原理的考查，當原線圈為恒定電流時，不工作。當原線圈為交變電流時，正常工作；變壓器匝數(shù)與電流的計算?！窘獯稹拷猓篈、導線、鐵芯、1000匝線圈相當于組成一個變壓器，若流過導線的電流為恒定電流時，導線激發(fā)的磁場為恒定磁場，電表G沒有示數(shù)。故A錯誤；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即導線中的被測電流為50A。故B正確；C、若只改變導線中交流電的頻率，則導線中交流電的有效值不變，所以電表G的示數(shù)不變。故C錯誤；D、若導線中流過的是矩形脈沖交流電，導線激發(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)生感應電流，則電表G的示數(shù)不為零。故D錯誤。故選：B?！军c評】鉗式電流表也屬于變壓器的一種，把導線看成原線圈，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”實驗，發(fā)現(xiàn)變壓器兩個線圈的導線粗細不同。該同學將原線圈接在學生電源上，分別測量原、副線圈的電壓。下列說法中正確的是（）A．原線圈應接在學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)較少的線圈應該使用較粗的導線【分析】副線圈上的感應電動勢，是通過兩個線圈間的互感現(xiàn)象產(chǎn)生的，所以原線圈上的電流應該是變化的，應為交流電流，電壓為交流電壓，副線圈上的感應電流（感應電動勢）也應該是交流電流。根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進行分析即可.【解答】解：A、變壓器的工作原理是電磁感應現(xiàn)象，不能接直流電源，只能接入交流電，故A錯誤；B、根據(jù)U1C、根據(jù)U1D、由U1故選：D?！军c評】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時要結(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”的實驗中，某小組用匝數(shù)N1＝400匝和N2＝800匝的變壓器來做實驗，通過檢測知原副線圈匝數(shù)都沒問題，且實驗操作規(guī)范正確。實驗記錄中U1、U2分別表示N1、N2兩端的電壓實驗測量數(shù)據(jù)如表，并沒有得到變壓比等于匝數(shù)比這個理想的結(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”的實驗原理，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。【解答】解：AB、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、正是因為原線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錯誤；D、變壓器只能改變交流電的電壓，不能改變頻率，故D錯誤。故選：B?！军c評】考查“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗原理，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”的實驗中，若某同學實驗時，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?！窘獯稹拷猓撼跫夒妷河行е禐閁1=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?！军c評】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，該同學實驗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，這會導致變壓器的輸出電壓變低。5．（仁壽縣校級月考）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，當輸入電壓U為燈泡額定電壓的6倍時，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，然后應用功率公式求出兩燈泡的功率之比?！窘獯稹拷猓篈B、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錯誤。故選：A?！军c評】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)題意應用串聯(lián)電路特點、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，矩形閉合導線框ABCD（內(nèi)阻不可忽略）處于勻強磁場中，線框繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線框輸出端與一個匝數(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。下列說法正確的是（）A．導線框ABCD每秒轉(zhuǎn)動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)一個相同電阻后負載電阻變小。線框電阻相當于電源內(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錯誤。故選：B。【點評】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)校級模擬）用同樣的交流電源分別給圖甲、乙兩個電路供電，四個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)于滑動變阻器接入電路的阻值，下列說法正確的是（）A．與單個燈泡正常發(fā)光時的阻值相等 B．是單個燈泡正常發(fā)光時的阻值的2倍 C．是單個燈泡正常發(fā)光時的阻值的3倍 D．是單個燈泡正常發(fā)光時的阻值的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四個燈泡相同，都正常發(fā)光，則滑動變阻器R上消耗的電功率與燈泡消耗的電功率相同，在甲圖中對燈泡與滑動變阻器，結(jié)合公式P＝I2R，所以滑動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錯誤。故選：A?！军c評】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)合電功率的表達式即可解決本題。8．（山東模擬）某品牌電吹風機內(nèi)部構(gòu)造電路圖如圖所示，a、b、c、d為四個固定觸點。可動的扇形金屬觸片P可同時接觸兩個觸點。觸片P處于不同位置時，電吹風可處于吹冷風、吹熱風、停機三種工作狀態(tài)。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。該電吹風的各項參數(shù)如表所示，則（）電熱絲的額定功率400W冷風時輸入功率60W小風扇額定電壓60V正常工作時小風扇輸出功率52WA．吹熱風時僅觸片P的c與b接觸 B．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝3：11 C．小風扇的內(nèi)阻為8Ω D．電吹風正常工作吹熱風時，輸入電流約為1.8A【分析】只有電動機接入電路時吹冷風；當電動機與電熱絲同時接入電路時吹熱風；根據(jù)變壓器的變壓比，可求匝數(shù)比；根據(jù)小風扇的輸入功率和輸出功率可求其內(nèi)阻消耗的功率，進而求其內(nèi)阻；熱風時輸入功率減去冷風時輸入功率即為電熱絲的熱功率，再根據(jù)功率表達式求其電流。【解答】解：A、當只有電動機接入電路時吹冷風，故當扇形金屬觸片P接觸b、c觸點時吹冷風。故A錯誤。B、根據(jù)變壓器的變壓比得：U1C、小風扇消耗的功率轉(zhuǎn)化為機械功率和線圈上的熱功率，則小風扇內(nèi)阻消耗的熱功率為：P熱＝P入﹣P出＝（60﹣52）W＝8W通過小風扇的電流為：I=P根據(jù)P＝I2r得，小風扇的內(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。【點評】解決本題的關(guān)鍵是分析清楚觸點在不同位置時電路的連接情況，同時掌握變壓器的變壓特點。注意電功率公式的應用。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，負載變化時電網(wǎng)電壓波動極小，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，則下列判斷錯誤的是（）A．當用戶增多負載增大時，用戶獲得的電壓會有所降低 B．當用戶增多負載增大時，R0的功率會增大 C．當用戶增多負載增大時，為了使用戶獲得的電壓穩(wěn)定在220V應將P適當上調(diào) D．當用戶增多負載增大時，為了使用戶獲得的電壓穩(wěn)定在220V應將P適當下調(diào)【分析】當用戶增多負載增加時，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)整滑動接頭P?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)U1U2=n1n因為選不正確的，故選：D?！军c評】本題主要考查了變壓器的應用，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汽車400萬輛，其中1/16的車處于充電狀態(tài)，平均每個充電樁40千瓦；5G基站的數(shù)量是500萬個，一個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評】本題區(qū)別于常規(guī)的高壓交流輸電，學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：當以不同電壓輸送時，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。【點評】本題考查遠距離輸電中的能量損失及功率公式的應用，要注意功率公式中P＝UI中的電壓U應為輸電電壓。12．（始興縣校級期中）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。當用電高峰來臨時，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，用電器增多，用電器并聯(lián)后的總電阻R0減小，故A錯誤；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R0減小時，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錯誤。故選：D?！军c評】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)電機輸出功率為20kW。在輸電線路上接入一個電流互感器，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評】本題實質(zhì)是電流互感器的簡單運用，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行測量的儀器。14．（三明三模）遠距離輸電線路簡化如圖所示，圖中標示了電壓、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)輸電過程應用變壓器的變流比與功率公式分析答題?！窘獯稹拷猓篈、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錯誤。故選：C。【點評】根據(jù)圖示分析清楚輸電過程，應用電功率公式與變壓器的變流比即可解題。15．（湛江二模）在遠距離輸電中，當輸送的電功率相同時，則關(guān)于輸電導線上損失的功率下列說法正確的是（）A．減小輸電導線的橫截面積，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評】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）為減小遠距離輸電線上的電能的損失，切實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】遠距離輸電過程中，電能耗損主要是由于電流的熱效應而造成的；根據(jù)功率公式P＝I2R分析減小遠距離輸電電能損失的措施?！窘獯稹拷猓篈、在輸電導線電阻R與輸送功率一定的情況下，當降低輸電電壓時，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，當減小輸電線橫截面積，導致輸電導線電阻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?！军c評】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為某一值時恰好能使兩個燈泡均正常發(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、由交流電的瞬時值表達式可知，電源的電壓最大值為162V，則有效值為16V；兩個燈泡均正常發(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錯誤，D正確。故選：AD?！军c評】考查變壓器的基本應用，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磁場，t＝0時刻，方向垂直于紙面向內(nèi)，磁通量隨時間的變化關(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，導線電阻不計。下列說法正確的是（）A．由于電磁感應現(xiàn)象，線圈L1中將產(chǎn)生頻率為100Hz的交流電 B．t＝0時刻，在原線圈L1與R0回路中，沒有感應電流 C．t＝0.01s時刻，在原線圈L1與R0回路中，感應電流方向從A經(jīng)R0到B D．開關(guān)S閉合，若滑動變阻器滑片向下移動，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，就會有感應電流產(chǎn)生；根據(jù)楞次定律，判斷感應電流的方向；滑動變阻器滑片向下移動，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，磁場強度隨時間的變化關(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，線圈中有感應電流，故B錯誤；C、t＝0.01s時刻，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，若滑動變阻器滑片向下移動。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。【點評】本題綜合性較強，要求學生對交流電相關(guān)知識電都必須理解并掌握，才能解決本題，一定注意產(chǎn)生感應電流和感應電動勢的條件是有區(qū)別的，電路的動態(tài)分析時，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，流過此電阻的電流和其所受光照強度的關(guān)系圖像。某同學利用此光敏電阻設(shè)計了一個臺燈的自動控制電路，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，R的阻值變小 B．僅光照變強，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，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，電流越大，根據(jù)歐姆定律，電阻越小，故A正確，B錯誤；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錯誤；D、僅滑片P下滑，輸出電壓減小，根據(jù)P=U故選：AD?！军c評】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用，解題的關(guān)鍵是明確光照變強，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、理想電壓表及負載電阻R組成，負載電阻的阻值為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)電功率的計算公式求解電阻R的功率。【解答】解：A、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錯誤。故選：AC?！军c評】本題主要是考查了變壓器的知識；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，不改變功率和頻率。21．（峨山縣校級模擬）遠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S由2改接為1時，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S由2改接為1時，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錯誤。故選：AC。【點評】本題考查變壓器的應用，考查知識點有針對性，重點突出，充分考查了學生掌握知識與應用知識的能力。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??；根據(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錯誤。故選：BC。【點評】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，并能靈活運用，注意功率損耗只在輸電導線上產(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8項1000kV特高壓交流工程和11項±800kV特高壓直流工程。中國全面掌握了特高壓核心技術(shù)，成為世界首個也是唯一成功掌握并實際應用特高壓技術(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．當用戶端用電量增大時，輸電線上損耗的功率減小 D．當用戶端用電量增大時，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。【解答】解；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錯誤；C．當用戶端的電量增大時，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，因為輸電線上損耗的功率△P＝I2?r，所以輸電線上損耗的功率增大，故C錯誤；D．當用電量增大時，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評】（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。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，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。【點評】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理、電功率等知識點。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”實驗，變壓器原線圈兩端所接的電源應是電壓為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)系中采用的實驗方法是控制變量法（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)系中采用的實驗方法是控制變量法；故答案為：交流電源，增大，減小，控制變量法．【點評】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時要結(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，所用的導線應當越粗。如圖所示為一小區(qū)的降壓變壓器，假設(shè)它只有一個原線圈和一個副線圈，則副線圈（填“原線圈”或“副線圈”）應該使用較粗的導線。當副線圈的負載電阻減小時，副線圈中的電流增大（填“增大”、“減小”或“不變”）。【分析】變壓器原、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線的粗細。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，所以副線圈的導線粗。當副線圍的負載電阻減小時，由I=U故答案為：副線圈，增大。【點評】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：只有一個副線圈時，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【點評】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，將長導線按順時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)出耀眼的強光后，再將導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，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：將長導線按順時針方向一匝一匝地繞在鐵芯的左邊，再將導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實驗結(jié)論為：輸入電壓和原線圈一定時，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，副線圈匝數(shù)越多，獲得電壓越高．【點評】本題考查了“探究變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗，關(guān)鍵是結(jié)合變壓比公式預測實驗現(xiàn)象，最好親手做實驗．29．某實驗小組為探究變壓器的原理。他們找來一個可拆變壓器。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，另外又從實驗室借了學生電源、12v的小燈泡和兩個開關(guān)。進行如下試驗：（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。現(xiàn)象是燈泡變暗【分析】變壓器的工作原理是電磁感應現(xiàn)象，當是理想變壓器時，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，當把變壓器上方的條形鐵棒緩慢左移，會降低副線圈的磁通量變化率?！窘獯稹拷猓海?）當線圈A接6V的直流電和開關(guān)S1，即使先閉合S1，然后閉合S2，燈泡也不會發(fā)光，原因是原線圈的磁通量不變，副線圈不會產(chǎn)生感應電動勢；（2）當線圈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）當變壓器上方的條形鐵棒緩慢左移，導致副線圈的感應電動勢降低，即小于12V，那么燈泡會變暗；故答案為：（1）燈泡不亮；（2）燈泡正常發(fā)光；（3）燈泡變暗。【點評】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．（武勝縣校級月考）小型水力發(fā)電站的發(fā)電機輸出功率為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)電機輸出功率的5%，需在發(fā)電機處設(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?）因為輸電線損耗為發(fā)電機功率的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；【點評】對于輸電問題，要搞清電路中電壓、功率分配關(guān)系，注意理想變壓器不會改變功率，只改變電壓和電流；注意應用損耗功率的判斷及功率公式的正確應用。31．（興隆臺區(qū)校級期末）在遠距離輸電中，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。輸電線上損失的電壓為4V，損失的電功率為80W。【分析】根據(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。【解答】解：在遠距離輸電中，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。【點評】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，及損失的功率計算。32．（三臺縣校級月考）圖甲為遠距離輸電示意圖，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，計算用戶得到的電壓【解答】解：（1）由圖乙得U1＝250V…①又因為P1＝U1I1…②對升壓變壓器有：I1由焦耳定律得：△P＝I22r…④由①～④得：△P＝9×104W（2）對升壓變壓器有：U1又因為：△U＝I2r…⑥故：U3＝U2﹣△U…⑦對降壓變壓器有：U3由⑤～⑧得：U4＝220V故答案為：9×104W；220V【點評】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．實驗題（共7小題）33．（東陽市校級期中）東陽中學創(chuàng)新班同學想用220V交流作為小型收錄機的電源．他先制作了一個交流變?yōu)橹绷鞯恼髌鳎沁@個整流器需要用6V的交流電源，于是他又添置了一臺220V/6V的變壓器，如圖所示．他看到這個變壓器上有a、b、c、d四個引出線頭，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)電流的大小特點判斷出原副線圈即可；（2）根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進行分析即可．（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；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【點評】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時要結(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）某同學在實驗室進行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”的實驗。（1）下列實驗器材必須要用的有BCG（選填字母代號）。A．干電池組B．學生電源C．多用電表D．直流電壓表E．滑動變阻器F．條形磁鐵G．可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈）（2）下列說法正確的是BC（選填字母代號）。A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B．要研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，應該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)C．測量電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量D．變壓器開始正常工作后，鐵芯導電，把電能由原線圈輸送到副線圈（3）該同學通過實驗得到了如表所示的實驗數(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，通過實驗數(shù)據(jù)分析可以得到的實驗結(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實驗次數(shù)n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92【分析】本道實驗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的原理來改變交流電壓的裝置，因此該實驗使用交流電，因此在實驗器材選擇上應選取交流電相關(guān)器材?！窘獯稹拷猓海?）實驗中，必須要有學生電源提供交流電，B需要；學生電源本身可以調(diào)節(jié)電壓，無需滑動變阻器，需要用多用表測量電壓，C需要；本實驗不需要條形磁鐵，用可拆變壓器來進行試驗，G需要；綜上所述，需要的實驗器材為BCG。故選BCG。（2）A．為確保實驗安全，應該降低輸出電壓，實驗中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯誤；B．要研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，應該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，進而測得副線圈電壓，找出相應關(guān)系，故B正確；C．為了保護電表，測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量，故C正確；D．變壓器的工作原理是電磁感應現(xiàn)象，即不計各種損耗，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，不是鐵芯導電來傳輸電能，故D錯誤。故選BC。（3）通過數(shù)據(jù)計算可得，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【點評】本題考查“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系”實驗，要求學生了解變壓器的原理，掌握電學實驗的注意事項，以及具備根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對實驗結(jié)論進行分析的能力。本題考查內(nèi)容多為基礎(chǔ)知識，難度較小。35．（溫州期中）在學校實驗周中，某實驗小組同學選用如圖（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”的實驗，實驗電路圖如圖（b），實驗時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，由于實驗時變壓器可能為非理想變壓器，可能有“漏磁”現(xiàn)象，則次級電壓將會小于6V，燈泡不能正常發(fā)光。故答案為：C；不能?！军c評】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，實驗中的變壓器可能有漏磁現(xiàn)象，存在電能損失，這會導致變壓器的輸出電壓變低。36．（濉溪縣期末）有一個教學用的可拆變壓器，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線外，還需要什么器材？實驗中需要測量哪些物理量？寫出原線圈的匝數(shù)的表達式?！痉治觥孔儔浩骶哂心芨淖兘涣麟姷碾妷旱奶攸c，由原副線圈的匝數(shù)與電壓比的關(guān)系，寫出相應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，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；實驗中需要測量開始時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)的表達式為n1【點評】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”實驗中，李輝同學采用了如圖1所示的可拆式變壓器進行研究，圖中各接線柱對應的數(shù)字表示倍率為“×100匝”的匝數(shù)。（1）本實驗中，實驗室有下列器材：A．可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈）B．條形磁鐵C．多用電表D．直流電源E．開關(guān)、導線若干上述器材在本實驗中不需要的有BD（填器材料序號），本實驗中還需用到的器材有低壓交流電源。（2）實驗中，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，則原線圈的電壓應為C。A．12.0VB．10.0VC．8.0VD．2.0V（3）組裝變壓器時，李輝同學沒有將鐵芯閉合，如圖2所示，原線圈接8.0V的學生電源，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，實驗測量數(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）。【分析】（1）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）先按理想變壓器計算副線圈電壓的有效值。變壓器鐵芯不閉合時，感應電動勢會比理想情況下低。根據(jù)題意選擇即可；（4）因漏磁，導致副線圈測量電壓應該小于理論變壓值。【解答】解：（1）“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗，需耍器材是學生電源，提供低壓交流電，同時還需要交流電壓表來測量電壓及可拆變壓器和導線，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，沒有將鐵芯閉合，故感應電動勢比理想情況下要低，即副線圈的電壓實際值U2'應小于U2，故ACD錯誤，B正確，故選：B（4）由于有漏磁，所以副線圈測量電壓應該小于理論變壓值，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【點評】考查“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗原理，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”實驗中，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?。ㄌ睢霸龃蟆?、“減小”或“不變”）。上述探究過程采用的實驗方法是控制變量法?！痉治觥扛鶕?jù)變壓比等于匝數(shù)比進行分析即可?！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?？刂谱兞糠??！军c評】本題關(guān)鍵明確變壓器的工作原理，同時要結(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。【點評】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)電機向遠處用戶供電，已知發(fā)電機線圈abcd匝數(shù)N＝100匝，面積S＝0.03m2，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω＝100πrad/s，勻強磁場的磁感應強度B=2πT，輸電時先用升壓變壓器將電壓升高，到達用戶區(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)電機線圈電阻r；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，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，電動機恰能正常工作，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)電機線圈電阻r為0.625Ω；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功W為64J?！军c評】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”實驗中，某同學利用“教學用的可拆變壓器”進行探究。①下列器材中，實驗需要的器材是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．可拆變壓器和導線F．直流電壓表G．多用電表②關(guān)于實驗操作，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．實驗通電時，可用手接觸裸露的導線、接線柱等檢查電路C．使用多用電表測電壓時，先用中等量程擋試測，再選用恰當?shù)膿跷贿M行測量③在實驗中，其同學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)，導線若干、低壓交流電源；再根據(jù)變壓比等于匝數(shù)比進行分析即可?！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”的實驗，需耍器材是學生電源，提供低壓交流電，同時還需要交流電壓表來測量電壓及可拆變壓器和導線；故選：BEG；