2025新課改-高中物理-選修第2冊（16講）10 B變壓器 中檔版

2025新課改-高中物理-選修第2冊（16講）10B變壓器中檔版變壓器知識點一：變壓器一、變壓器的原理1．構造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作原線圈，與負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．原線圈中電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中激發(fā)的磁場也不斷變化，變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢．二、電壓與匝數的關系1．理想變壓器：沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器，它是一個理想化模型．2．電壓與匝數的關系理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數之比，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、變壓器中的能量轉化原線圈中電場的能量轉變成磁場的能量，變化的磁場幾乎全部穿過了副線圈，在副線圈中產生了感應電流，磁場的能量轉化成了電場的能量．技巧點撥一、變壓器的原理電壓與匝數的關系1．變壓器的構造變壓器由閉合鐵芯、原線圈、副線圈組成，其構造示意圖與電路中的符號分別如圖甲、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．電流通過原線圈時在鐵芯中激發(fā)磁場，由于電流的大小、方向在不斷變化，所以鐵芯中的磁場也在不斷變化．變化的磁場在副線圈中產生了感應電動勢，副線圈也能夠輸出電流．(2)原理圖解3．變壓器原、副線圈中的電壓關系(1)只有一個副線圈：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)；(2)有多個副線圈：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線圈，如果把整個線圈作為原線圈，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、副線圈的功率關系和電流關系1．功率關系從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出．2．電流關系(1)只有一個副線圈時，U1I1＝U2I2或eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(2)當有多個副線圈時，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…三、理想變壓器的制約關系和動態(tài)分析1．電壓、電流、功率的制約關系(1)電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數比eq\f(n1,n2)一定時，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??；P出為0，P入為0.(3)電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數比eq\f(n1,n2)一定，且輸入電壓U1確定時，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)(只有一個副線圈時)．2．對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況(1)原、副線圈匝數比不變，分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是R→I2→P出→P入→I1.(2)負載電阻不變，分析各物理量隨匝數比的變化而變化的情況，進行動態(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、副線圈的匝數之比為n1：n2＝10：1，各電表均為理想電表，電壓表V1、V2的讀數分別為U1、U2，電流表A1、A2的讀數分別為I1、I2，若電阻R1、R2消耗的功率相同，則（）A．電壓表V2的讀數為22V B．U1I1＝U2I2 C．R1：R2＝100：1 D．若只增大R2，電壓表V1、V2的讀數均不變2．（2021春?南京期末）交流電壓表有一定的測量范圍，它的絕緣能力也有限，不能直接連到電壓過高的電路。用變壓器把高電壓變成低電壓再接到交流電壓表上，這個問題就解決了，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量大電流。下列圖像中接線正確的是（）A． B． C． D．隨堂練習1．（2021?咸陽模擬）如圖甲所示，電阻不計的N匝矩形閉合導線框abcd處于磁感應強度大小為0.2T的水平勻強磁場中，導線框面積為0.5m2。導線框繞垂直于磁場的軸勻速轉動，并與理想變壓器原線圈相連，原、副線圈的匝數比為10：1，副線圈接有一滑動變阻器R，副線圈兩端的電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．線框abcd的匝數N＝10匝 B．閉合導線框中產生的交變電壓的瞬時值表達式為u＝100sin100t（V） C．若滑動變阻器的滑片P向上移動，電流表的示數將增大 D．若導線框的轉速增加一倍，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線圈，原、副線圈匝數比為，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。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與滑動變阻器R3。電表均為理想電表，閉合開關S，則下列說法正確的是（）A．只將滑片P1下移時，電流表A的示數變大 B．只將滑片P2下移時，電壓表V的示數變大 C．滑片P1下移、P2上移時，電阻R1的功率增大 D．只斷開開關S，電壓表V的示數變大，電流表A的示數變小知識點二：實驗：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系一、實驗思路交變電流通過原線圈時在鐵芯中產生變化的磁場，副線圈中產生感應電動勢，其兩端有輸出電壓．線圈匝數不同時輸出電壓不同，實驗通過改變原、副線圈匝數，探究原、副線圈的電壓與匝數的關系．二、實驗器材多用電表、可拆變壓器、學生電源、開關、導線若干(如圖所示)三、物理量的測量1．保持原線圈的匝數n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數n2，研究n2對副線圈電壓U2的影響．實物接線如下圖所示．表格一U1＝5V，n1＝400匝實驗次數123n2/匝U2/V(1)選擇n1＝400匝，用導線將變壓器原線圈接在學生電源的交流輸出接線柱上．(2)將選擇開關調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，重復上述實驗，將結果記錄到表格一中．(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，重復上述實驗，將結果記錄到表格一中．2．保持副線圈的匝數n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數n1對副線圈電壓U2的影響．表格二U1＝5V，n2＝400匝實驗次數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，用導線將變壓器原線圈接在學生電源的交流輸出接線柱上．(3)將選擇開關撥至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線先后與原線圈n1＝800匝和n1＝1400匝的接線柱相連接，重復上述實驗，將結果記錄到表格二中．(7)拆除實驗線路，整理好實驗器材．四、數據分析與結論分析表格一和表格二中記錄的數據，可得以下結論：1．當原線圈電壓、原線圈匝數不變時，副線圈電壓與副線圈匝數成正比．當原線圈電壓、副線圈匝數不變時，副線圈電壓與原線圈匝數成反比．2．原、副線圈的電壓之比eq\f(U1,U2)等于匝數之比eq\f(n1,n2).五、注意事項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12V，即使這樣，通電時也不要用手接觸裸露的導線、接線柱．2．為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定電壓后再選擇適當的擋位進行測量．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的關系”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字表示倍率為“×100匝”的匝數。（1）本實驗中，實驗室有下列器材：A．可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數的線圈）B．條形磁鐵C．多用電表D．直流電源E．開關、導線若干上述器材在本實驗中不需要的有（填器材料序號），本實驗中還需用到的器材有。（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為4.0V，若變壓器是理想變壓器，則原線圈的電壓應為。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可能是。A．0VB．0.7VC．1.0VD．64.0V（4）用匝數na＝400匝和nb＝800匝的變壓器，實驗測量數據如表：Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98根據測量數據可判斷連接交流電源的原線圈是（填na或nb）。隨堂練習1．（2020秋?通州區(qū)期末）某同學在實驗室進行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數關系”的實驗。（1）下列實驗器材必須要用的有（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、兩個已知匝數的線圈）（2）下列說法正確的是（選填字母代號）。A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數小于副線圈匝數B．要研究副線圈匝數對副線圈電壓的影響，應該保持原線圈電壓、匝數不變，改變副線圈的匝數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的擋位進行測量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據，表中n1、n2分別為原、副線圈的匝數，U1、U2分別為原、副線圈的電壓，通過實驗數據分析可以得到的實驗結論是：。實驗次數n1/匝n2/匝U1/VU2/V1160040012.12.90280040010.24.95340020011.95.92綜合練習一．選擇題（共20小題）1．（2021?安徽模擬）如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數比為10：1，原線圈串聯(lián)一理想電流表，并接入內阻不計、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開關處于斷開狀態(tài)。某時刻燈泡L1稍微暗了一些，則原因可能是（）A．輸入電壓增大 B．S開關閉合 C．電阻R發(fā)生短路 D．電流表發(fā)生斷路3．（2021?海淀區(qū)校級三模）如圖所示，10匝矩形線圈，在磁感應強度為0.4T的勻強磁場中，繞垂直磁場的軸OO'以角速度為100rad/s勻速轉動，線框電阻不計，面積為0.5m2，線框通過滑環(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、副線圈的匝數比為10：1，開關斷開時L1正常發(fā)光，且電流表示數為0.01A。則（）A．若從圖示位置開始計時，線框中感應電動勢的瞬時值為200sin100tV B．若開關S閉合，燈泡L1將更亮 C．若開關S閉合，電流表示數將增大 D．燈泡L1的額定功率為2W4．（2021?臺州二模）如圖所示，電阻為R、長度為L的導體棒ab兩個端點分別搭在兩個豎直放置、電阻不計、直徑也為L且相等的金屬圓環(huán)上，圓環(huán)通過電刷與導線c和d相接。c、d兩個端點接在匝數比為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變阻器R0，勻強磁場的磁感應強度大小為B，方向豎直向下。當導體棒繞與ab平行的水平軸OO′以角速度ω勻速轉動時，下列說法正確的是（）A．ab在環(huán)的最低點開始計時，產生的瞬時電動勢的表達式是u＝BL2ωsinωt B．當圖中的交流電流表的示數為I時，滑動變阻器上的電流為I C．當滑動變阻器的滑片向f移動時，原線圈兩端的輸入功率變小 D．當滑動變阻器的滑片向f移動時，交流電流表A示數變大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，開始時單刀雙擲開關置于a端，開關S斷開，原線圈c、d兩端加正弦交流電．下列說法正確的是（）A．將可變電阻R調大，則R兩端電壓變小 B．閉合開關S，則R1兩端電壓變小 C．當單刀雙擲開關由a撥向b時，副線圈電流的頻率變小 D．當單刀雙擲開關由a撥向b時，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、副線圈匝數比n1：n2＝22：1，副線圈僅與一個5Ω的電阻R連接，則流過電阻R的電流是（）A． B．2A C． D．1A7．（2021?義烏市模擬）手機無線充電技術越來越普及，圖甲是某款手機無線充電裝置，其工作原理如圖乙所示，其中送電線圈和受電線圈的匝數比N1：N2＝5：1，兩個線圈中所接電阻的阻值均為R。當ab間接上220V的正弦交變電流后，受電線圈中產生交變電流實現(xiàn)給手機快速充電，這時手機兩端的電壓為5V，充電電流為2A。若把裝置線圈視同為理想變壓器，則下列說法正確的是（）A．若充電器線圈中通以恒定電流，則手機線圈中將產生恒定電流 B．流過送電線圈與受電線圈的電流之比為5：1 C．快速充電時，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)校級模擬）自耦變壓器在高鐵技術中被廣泛應用。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為滑動觸頭，初始位置位于線圈CD的中點G，A1和A2為理想交流電表，R為定值電阻，下列說法正確的是（）A．將P向下滑動，A1的示數將變小 B．將P向上滑動，A2的示數將增大 C．將P下滑到GD的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼?倍 D．將P上滑到CG的中點，電阻R的功率將變?yōu)樵瓉淼谋?．（2021?章丘區(qū)模擬）用同樣的交流電分別用甲、乙兩個電路給同樣的燈泡供電，結果兩個電路中的燈泡均能正常發(fā)光，乙圖中理想變壓器原、副線圈的匝數比為5：3，則甲、乙兩個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）自耦變壓器被客運專線以及重載貨運鐵路等大容量負荷的供電廣泛采用。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，則應將（）A．交流電源接在ab兩個接線柱上，滑動觸頭P順時針旋轉 B．交流電源接在ab兩個接線柱上，滑動觸頭P逆時針旋轉 C．交流電源接在cd兩個接線柱上，滑動觸頭P順時針旋轉 D．交流電源接在cd兩個接線柱上，滑動觸頭P逆時針旋轉11．（2021?豐臺區(qū)校級三模）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數比為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。下列說法正確的是（）A．電壓表的示數約為73V B．原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比為1：1 C．電流表的示數為電流的平均值 D．0～0.005s內通過副線圈回路中電阻的電量約為3.0×10﹣2C12．（2021春?閬中市校級期中）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是兩個定值電阻，A、V分別是理想電流表和理想電壓表，則下列說法正確的是（）A．閉合開關S，電流表示數變大、電壓表示數變大 B．閉合開關S，電流表示數變小、電壓表示數變大 C．開關S保持閉合，變阻器滑片向左移動的過程中，電流表、電壓表示數均變大 D．開關S保持閉合，變阻器滑片向左移動的過程中，電流表、電壓表示數均變小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，則下列說法正確的是（）A．a、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，則電壓表的示數變大 C．當電阻箱R消耗的功率最大時，通過燈泡L的電流為0.25A D．當電阻箱R接入電路的電阻為88Ω時，電阻箱R消耗的功率最大14．（2021春?忻府區(qū)校級月考）黑光燈是利用物理方法來滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后害蟲被黑光燈周圍的交流高壓電網“擊斃”。如圖所示是高壓電網的工作電路，其輸入電壓為220V的正弦交流電，經變壓器后輸出給電網使用。已知空氣的擊穿電場為3000V/cm，要使害蟲瞬間被“擊斃”，至少需要1000V的電壓。為了能瞬間“擊斃”害蟲又防止空氣被擊穿而造成短路，則（）A．變壓器原、副線圈的匝數之比的最大值為 B．變壓器原、副線圈的匝數之比的最小值為 C．電網相鄰兩極間的距離應大于cm D．電網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隨時間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是（）A．所用交流電的頻率為0.5Hz B．電壓表的示數為100V C．電流表的示數為1A D．變壓器傳輸的電功率為15W16．（2021?南京模擬）從2019年5月15日開始，美國三次出臺禁令打壓華為，華為事件告訴我們必須重視核心技術自主研究。圖甲是華為手機無線充電器的示意圖。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。當送電線圈接上正弦交變電流后，受電線圈中產生交變電流。送電線圈的匝數為n1，受電線圈的匝數為n2，且n1：n2＝5：1.當該裝置給手機快速充電時，下列判斷正確的是（）A．快速充電時，流過送電線圈的電流大于受電線圈的電流 B．快速充電時，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，送電線圈和受電線圈通過互感實現(xiàn)能量傳遞 D．手機和基座無需導線連接，這樣傳遞能量沒有損失17．（2021春?大竹縣校級期中）圖甲為一火災報警系統(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、副線圈匝數比為5：1，副線圈輸出電壓如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．原線圈輸入電壓最大值為220V B．副線圈輸出電壓瞬時值表達式u＝44cos100πt（V） C．R處出現(xiàn)火情時，原線圈電流增大 D．R處出現(xiàn)火情時，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值表達式為u＝2200sin100πt（V），原、副線圈匝數比為10：1，R0為定值電阻，當滑動變阻器滑片向下滑動的過程中，下列說法正確的是（）A．電壓表V1的示數為3110（V） B．電壓表V2的示數為311（V） C．電流表A1、A2的示數均增加 D．電壓表V3的示數增大20．（2021?丹東二模）如圖所示是一降壓式自耦變壓器的電路，其副線圈匝數可調。該理想變壓器的原線圈接u＝380sin100πt（V）的交變電壓，副線圈通過電阻r＝2Ω的導線對“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?阜陽期末）在如圖所示的電路中，理想電壓表的示數U＝220V，額定功率為10W的小燈泡和100W的電動機均正常工作，已知電動機的內阻r＝1Ω，電動機的熱功率為4W。以下說法正確的是（）A．通過電動機的電流為0.5A B．電動機的額定電壓為200V C．小燈泡的額定電壓為20V D．理想變壓器原、副線圈的匝數比為4：122．（2021春?溫州期末）圖1是手機無線充電器的小意圖，其原理如圖2所小，該裝置等效為理想變壓器，當送電線圈接上220V的正弦交變電流后，手機中的受電線圈中產生交變電流；送電線圈的匝數為N1，受電線圈匝數為N2，且N1：N2＝3：1．兩個線圈中所接的電阻R1、R2的阻值都為R，當該裝置給手機充電時，手機兩端的電壓為5V，充電電流為2A，則（）A．若充電器線圈中通恒定電流，則手機線圈中將產生恒定電流 B．受電線圈兩端cd的輸出電壓為66.5V C．流過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）和交流電動機M，閉合開關S，小燈泡和電動機均正常工作，電流表A1和A2示數分別為2A和6A，已知電動機內阻為0.25Ω，則下列說法正確的是（）A．交流電壓的最大值為V B．電壓表示數為24V C．變壓器的輸入功率為48W D．電動機的輸出功率為9W24．（2021?聊城二模）圖甲是一種振動發(fā)電機的示意圖，半徑r＝0.1m、匝數n＝25的線圈（每匝的周長相等）位于輻向分布的磁場中，磁場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強度的大小均為B＝T，外力F作用在線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復運動，線圈運動速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖丙（正弦函數曲線）所示。發(fā)電機通過燈泡L后接入理想變壓器，對圖中電路供電，發(fā)電機正常工作時三個小燈泡均正常發(fā)光，燈泡完全相同且RL＝1Ω，不計線圈電阻，下列說法中正確的是（）A．發(fā)電機產生的電動勢的瞬時值表達式為e＝6sin（5πt）V B．變壓器原、副線圈的匝數比為2：1 C．每個小燈泡正常發(fā)光時的功率為4W D．t＝0.1s時理想電壓表的示數為6V25．（2021?黃州區(qū)校級模擬）如圖甲所示，矩形導線框置于磁場中，該磁場可近似為勻強磁場。線框有100匝，其總電阻恒為R，通過電刷、導線與理想變壓器原線圈構成閉合電路。線框在磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸勻速轉動，穿過線框的磁通量Φ隨時間t變化的圖像如圖乙所示，Φm＝1×10﹣2Wb。已知原、副線圈的匝數比為1：2，變壓器輸出端有三個定值電阻，阻值均為R，最初開關K斷開。若電路其它部分的電阻及矩形導線框的自感系數均可忽略不計，則下列說法正確的是（）A．在t＝0.02s時，線框處于中性面處，且電動勢有效值為E＝50π（V） B．從t＝0開始計時，電動勢的瞬時值為e＝100πcos10πt（V） C．斷開開關K時，變壓器原線圈的輸入電壓U1＝25（V） D．閉合開關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。左側變壓器原、副線圈匝數比為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線總電阻為r，負載R的阻值為10Ω。開關S接1時，右側變壓器原、副線圈匝數比為2：1，R上的功率為10W；接2時，匝數比為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）正弦交流電經過匝數比為＝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隨時間變化的圖象，Um＝10V，則下列說法中正確的是（）A．通過R的電流iR隨時間t變化的規(guī)律是iR＝cos100πt（A） B．電流表A的讀數為0.1A C．電流表A的讀數為A D．電壓表的讀數為U＝10V28．（2021?思明區(qū)校級模擬）如圖甲，理想變壓器原、副線圈的匝數比為5：1，R1＝R2＝R3＝10Ω，C為電容器。已知通過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R2的電流始終為零29．（2021?市中區(qū)校級二模）如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數比為10：1，電表均為理想電表，R是光敏電阻（其阻值隨光強增大而減?。?、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，下列說法正確的是（）A．當光照增強時，A的示數變大 B．當光照增強時，A的示數變小 C．若用一根導線來代替線圈L，則燈D變暗 D．若用一根導線來代替線圈L，則燈D變亮30．（2021?鎮(zhèn)海區(qū)校級模擬）如圖所示，導線框繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉動，產生的交變電動勢e＝111sin100πt，導線框與理想升壓變壓器相連進行遠距離輸電。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電動機，電動機恰好正常工作，且電動機兩端的電壓為220V，電動機內阻為8.8Ω，電動機的機械效率恒為80%，導線框及其余導線電阻不計，不計一切摩擦，則（）A．該發(fā)電機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．不計摩擦，線框轉動一圈過程中，克服安培力做功24J C．保持線框轉速不變，若電動機突然卡住，輸電線上的損耗功率將增加 D．若線框轉速變?yōu)?5r/s，電動機的機械功率將變?yōu)?20W31．（2021?沙坪壩區(qū)校級模擬）如圖甲是一原副線圈匝數均可調的自耦變壓器，原線圈的輸入電壓隨時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時線圈內的磁通量變化率最大 C．只增加原線圈匝數，電阻R上的功率會減小 D．副線圈輸出電壓的頻率隨原副線圈匝數比變化而變化32．（2021春?宜春月考）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2；原、副線圈兩端的電壓分別為U1、U2。通過原、副線圈中的電流分別為I1、I2。若保持n1、n2和U1不變，且閉合開關S后兩燈泡均能發(fā)光，則下列說法中正確的是（）A． B． C．開關S由閉合變?yōu)閿嚅_，U2不變 D．不論開關S閉合或斷開，始終有U1I1＝U2I2的關系三．填空題（共8小題）33．（2021?福建模擬）變壓器線圈中的電流越大，所用的導線應當越粗。如圖所示為一小區(qū)的降壓變壓器，假設它只有一個原線圈和一個副線圈，則（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（填“增大”、“減小”或“不變”）。34．（2021春?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、副線圈匝數之比為，此時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)校級模擬）在探究“變壓器原副線圈的電壓與匝數之比”實驗中，可拆變壓器的鐵芯固定得不是很緊時，變壓器會發(fā)出較響的“嗡嗡”聲，其原因是。37．（2020春?普蘭店區(qū)校級月考）如圖所示，理想變壓器給負載R供電。保持輸入的交變電壓不變，各交流電表對電路的影響不計。當負載電阻的滑動觸頭向下移動時，圖中各交流電表的示數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的負載電阻。原、副線圈匝數之比為2：1，電流表、電壓表均為理想電表，則電壓表的讀數為V，電流表的讀數為A，副線圈中輸出交流電的周期為s。39．（2020?重慶學業(yè)考試）有些機床為了安全，照明電燈用的電壓是36V，這個電壓是把380V的交流電壓經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，則副線圈的匝數是匝，變壓器原、副線圈的電流之比為．40．（2019春?天河區(qū)校級期末）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，當端接如圖乙所示的交變電壓時，三只燈泡均正常發(fā)光，則ab端電壓瞬時值的表達式為u＝（V），變壓器原副線圈匝數比為。四．實驗題（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的關系”實驗中：（1）除變壓器外，實驗時需要的儀器為圖1中的（填選項字母）。（2）一次實驗中，變壓器原、副線圈的匝數分別為400匝和200匝，測得的電壓分別為8.00V和3.80V，發(fā)現(xiàn)電壓比與匝數比并不相等，主要原因是（至少寫出兩點）。（3）某同學在完成上述實驗后，用多用電表測量變壓器原線圈的電阻，測量時選擇開關如圖2甲、指針偏轉如圖2乙所示，則線圈電阻為Ω。42．（2020秋?溫州期中）有一個教學用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個外觀基本相同的線圈A、B，線圈外部還可以繞線。（1）某同學用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應圖乙中的a、b位置，由此可推斷線圈的匝數較多（選填“A”或“B”）。（2）如果把它看成理想變壓器，若A、B線圈的匝數比為k，則當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)要測量A線圈的匝數，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導線、一只多用電表和低壓交流電源。實驗的步驟如下：①用長導線繞一個n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；②把低壓電源接B線圈，測得副線圈的輸出電壓U；③用A線圈換下繞制的線圈測得A線圈輸出電壓UA。則A線圈的匝數為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可調的可拆變壓器來探究“變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”的實驗：（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)做實驗，在輸入電壓不變的前提下，先保持原線圈的匝數不變，增加副線圈的匝數，觀察到副線圈兩端的電壓增大；然后保持副線圈的匝數不變，減少原線圈的匝數，觀察到副線圈兩端的電壓（選填“增大”、“減小”或“不變”）。44．（2020春?揭陽期中）如圖，為探究變壓器線圈兩端電壓與匝數的關系，我們把沒有用導線相連的線圈套在同一閉合的鐵芯上，一個線圈連到電源的輸出端，另一個線圈連到小燈泡上，如圖所示，試回答下列問題：（1）線圈應連到學生電源的（選填直流、交流）；（2）將與燈泡相連的線圈拆掉匝數，其余裝置不變繼續(xù)實驗，燈泡亮度將（選填變亮、變暗），這說明燈泡兩端的電壓（選填變大、變?。?；（3）在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗中，變壓器原、副線圈的匝數分別為120匝和60匝，測得的原、副線圈兩端的電壓分別為8.2V和3.6V，據此可知電壓比與匝數比不相等，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關系”實驗時，用多用電表測量副線圈的電壓，下列操作正確的是。A．原線圈接學生電源直流電壓B．原