專題05 變壓器（解釋版）-備戰(zhàn)期末高二物理

試卷第=page22頁，共=sectionpages33頁專題05變壓器一、單選題1．（22-23高二下·湖北恩施·期末）如圖所示，兩接線柱間接入電壓恒定的交流電，三個(gè)燈泡的規(guī)格完全相同，變壓器可視為理想變壓器，在以下各種操作中電路元件都沒有損壞，下列說法正確的是（）A．僅使滑片M上移，燈泡變暗B．僅使滑片M上移，燈泡都變亮C．僅使滑片N自變阻器端向端移動(dòng)，燈泡中的電流一直增大D．僅使滑片N自變阻器端向端移動(dòng)，燈泡中的電流一直增大【答案】D【詳解】AB．設(shè)輸入端電壓為，初級(jí)電流、電壓分別為，次級(jí)電流、電壓分別為，每個(gè)燈泡電阻，次級(jí)總電阻，則解得可知當(dāng)僅使滑片M上移時(shí)，減小，則變大，燈泡變亮，燈泡兩端電壓變大，則變壓器輸入電壓減小，則變壓器輸出電壓大小不能確定，則燈泡不一定都變亮，故AB錯(cuò)誤；CD．僅使滑片N自變阻器端向端移動(dòng)，則整個(gè)并聯(lián)部分的總電阻變小，變大，則副線圈電流變大，燈泡兩端電壓變大，則變壓器輸入電壓減小，則變壓器輸出電壓變小，中電流一定減小，中電流一定增大，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2．（22-23高二下·內(nèi)蒙古赤峰·期末）隨著生活中的電子設(shè)備越來越多，在不知不覺中各種“理不清”的充電線給我們帶來了困擾。無線充電的引入，讓手機(jī)、智能手表和電動(dòng)牙刷等設(shè)備擺脫了“充電線”的牽制，如圖1所示，某智能手表正準(zhǔn)備進(jìn)行無線充電，當(dāng)送電線圈接入如圖3所示的交流電源后，送電線圈接有電阻R1，受電線圈接有電阻R2＝4Ω，送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比n1：n2＝5：1，此時(shí)智能手表處于“超級(jí)充電”模式，其兩端的電壓為20V，充電裝置線圈可視為理想變壓器，則下列說法正確的是（）

A．送電線圈兩端電壓為220VB．送電線圈所接電阻R1＝20ΩC．此充電器在“超級(jí)快充”模式下，耗電功率為200WD．受電線圈中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與供電線圈中電流的磁場(chǎng)方向相反【答案】B【詳解】AB．充電電流為則根據(jù)理想變壓器的規(guī)律有可得送電線圈中的電流I1＝1A交流電源的電壓有效值為受電線圈兩端的電壓為根據(jù)理想變壓器的規(guī)律可得送電線圈兩端電壓為根據(jù)解得R1＝20Ω故A錯(cuò)誤，B正確；C．此充電器在“超級(jí)快充”模式下，其耗電功率為故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)供電線圈中電流增加時(shí)，根據(jù)楞次定律可知，此時(shí)受電線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與供電線圈中電流的磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)供電線圈中電流減小時(shí)，根據(jù)楞次定律可知此時(shí)受電線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與供電線圈中電流的磁場(chǎng)方向相同，故D錯(cuò)誤。故選B。3．（22-23高二下·陜西榆林·期末）如圖甲所示，理想變壓器的原線圈接在一正弦交變電源上，、是輸入端，原線圈匝數(shù)匝，副線圈的匝數(shù)為匝，變壓器副線圈連接三個(gè)定值電阻，已知中電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電壓表和電流表可視為理想電表，則（

）

A．電源交流電的頻率為B．電壓表的示數(shù)為C．電流表的示數(shù)為D．變壓器的輸入功率【答案】B【詳解】A．由乙圖可知，交流電周期為0.02s，因此交流電頻率為50Hz，A錯(cuò)誤；B．由乙圖可知，電阻有效電流為2A，因此可得因此通過電阻電壓為故副線圈電壓為200V根據(jù)公式解得電壓表所測(cè)為原線圈電壓有效值，故電壓表示數(shù)為1000V，B正確；C．根據(jù)公式解得電流表所測(cè)為原線圈電流，故電流表的示數(shù)為1.2A，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)公式可得D錯(cuò)誤。故選B。4．（22-23高二下·廣西桂林·期末）一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖乙中所示，副線圈所接電路如圖甲中所示，P為滑動(dòng)變阻器的觸頭。下列說法正確的是（）

A．閉合開關(guān)S，副線圈輸出電壓的頻率為0.5HzB．閉合開關(guān)S，副線圈輸出電壓的有效值為44VC．閉合開關(guān)S，P向上移動(dòng)時(shí)，流過原線圈的電流減小D．閉合開關(guān)S，P向上移動(dòng)時(shí)，R1兩端的電壓增大【答案】B【詳解】A．原線圈的頻率為所以閉合開關(guān)S，副線圈輸出電壓的頻率為50Hz，故A錯(cuò)誤；B．原線圈電壓的有效值為根據(jù)電壓與線圈匝數(shù)的比可知解得故B正確；C．閉合開關(guān)S，P向上移動(dòng)時(shí)，此時(shí)副線圈的電壓不變，則副線圈電流增大，根據(jù)可知流過原線圈的電流增大，故C錯(cuò)誤；D．閉合開關(guān)S，P向上移動(dòng)時(shí)，此時(shí)副線圈的電壓不變，則副線圈電流增大，燈泡的電壓增大，則R1兩端的電壓減小，故D錯(cuò)誤；故選B。5．（22-23高二下·青海西寧·期末）一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動(dòng)變阻器的觸頭，則（

）

A．副線圈輸出電壓的頻率為50HzB．副線圈輸出電壓的有效值為31VC．P向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小D．P向右移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出頻率增加【答案】A【詳解】A．根據(jù)圖甲可知原線圈輸入電壓得周期為0.02s，根據(jù)周期和頻率的關(guān)系得變壓器不改變電壓的頻率，所以副線圈輸出電壓的頻率為50Hz，故A正確；B．原線圈中電壓的有效值為220V，根據(jù)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比和電壓比的關(guān)系得故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比和電流比的關(guān)系可知P向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比不變，故C錯(cuò)誤；D．P向右移動(dòng)時(shí)，原線圈中電壓的頻率不變，所以副線圈輸出電壓的頻率也不變，故D錯(cuò)誤。故選A。6．（22-23高二下·廣東韶關(guān)·期末）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形線圈，繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。將其接入原副線圈匝數(shù)比為的理想變壓器時(shí)，下列說法正確的是（）

A．此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為10VB．此感應(yīng)電流的頻率為60HzC．變壓器原副線圈兩端的電壓之比為D．當(dāng)副線圈接負(fù)載且正常工作時(shí)，變壓器原副線圈中的電流之比為【答案】C【詳解】A．發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)最大值為10V，則有效值為故A錯(cuò)誤；B．正弦交流電的周期為0.02s，則頻率為故B錯(cuò)誤；C．理想變壓器兩端的電壓比等于匝數(shù)比，則變壓器原副線圈兩端的電壓之比為，故C正確；D．理想變壓器兩端的電流之比等于匝數(shù)比的反比，則變壓器原副線圈中的電流之比為，故D錯(cuò)誤。故選C。7．（22-23高二下·廣東廣州·期末）無線充電技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于智能手機(jī)上，手機(jī)無線充電器的基本原理類似于變壓器。如圖所示是某款5G手機(jī)無線充電器的充電原理示意圖，當(dāng)充電基座上的發(fā)射線圈通入正弦式交變電流后，就會(huì)在接收線圈中感應(yīng)出電流為手機(jī)電池充電。若在時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)垂直于接收線圈平面向上穿過線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度由增加到，則在充電的這段時(shí)間內(nèi)（

）

A．接收線圈中d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)B．接收線圈中感應(yīng)電流的方向由d到c點(diǎn)C．發(fā)射線圈和接收線圈的頻率可能不同D．若想增大c、d之間的電勢(shì)差，可以只增大發(fā)射線圈的匝數(shù)【答案】B【詳解】AB．根據(jù)楞次定律增反減同可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向下，可知接受線圈中感應(yīng)電流的方向由d到c點(diǎn)；接收線圈中感應(yīng)出電流為手機(jī)電池充電，故c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì)，故A錯(cuò)誤，B正確；C．發(fā)射線圈和接收線圈的頻率相同，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知，若只增大發(fā)射線圈的匝數(shù)，則c、d之間的電勢(shì)差減小，故D錯(cuò)誤。故選B。8．（22-23高二下·河北秦皇島·期末）如圖甲所示是手機(jī)無線充電工作原理圖，送電線圈接入如圖乙所示交變電流，受電線圈未與手機(jī)連接，則（）

A．當(dāng)時(shí)，受電線圈中磁通量最大B．當(dāng)時(shí)，cd端電壓最小C．增大送電和受電線圈的間距，cd端電壓頻率改變D．增大送電和受電線圈的間距，cd端與ab端電壓之比變小【答案】D【詳解】A．當(dāng)時(shí)，送電線圈的電流為0，則磁通量為0，受電線圈中磁通量最小，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)時(shí)，送電線圈的電流變化率最大，受電線圈中磁通量變化率最大，受電線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則cd端電壓最大，故B錯(cuò)誤；C．受電線圈中電流的頻率等于送電線圈中電流的頻率，而變壓器不改變電流的頻率，與送電和受電線圈的間距無關(guān)，不會(huì)改變cd端電壓頻率，故C錯(cuò)誤；D．增大送電和受電線圈的間距，送電線圈在受電線圈處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，cd端電壓減小，所以cd端與ab端電壓之比變小，故D正確。故選D。9．（22-23高二下·寧夏石嘴山·期末）圖甲為理想變壓器，其原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接如圖乙所示的正弦交流電壓，圖中為熱敏電阻，為定值電阻。下列說法中正確的是（）

A．交流電壓u的表達(dá)式B．變壓器原、副線圈中的電流之比為3：1C．變壓器輸入、輸出功率之比為1：3D．處溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)不變【答案】D【詳解】A．由圖乙可知，正弦交流電壓的周期T=0.02s，電壓最大值，則有角速度交流電壓u的表達(dá)式為A錯(cuò)誤；B．由變壓器的原、副線圈電流比與匝數(shù)比的關(guān)系，可知變壓器原、副線圈中的電流之比為1:3，B錯(cuò)誤；C．對(duì)于理想變壓器，則有，因此變壓器輸入、輸出功率之比為1:1，C錯(cuò)誤；D．處溫度升高時(shí)，副線圈回路的總電阻產(chǎn)生變化，總電流產(chǎn)生變化，可副線圈的輸出電壓不變，則原線圈兩端輸入電壓不變，電壓表測(cè)量的是原線圈兩端電壓，即交流電源兩端電壓，可知的變化對(duì)電壓表的示數(shù)沒有影響，因此電壓表示數(shù)不變，D正確。故選D。10．（22-23高二下·四川內(nèi)江·期末）如圖，是某款手搖點(diǎn)火器原理圖。當(dāng)鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過時(shí)可以產(chǎn)生電火花。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小為，手搖發(fā)電機(jī)線圈的面積為，共50匝，不計(jì)內(nèi)阻。變壓器為理想變壓器，其原副線圈匝數(shù)比為。下列說法正確的是（）

A．線圈轉(zhuǎn)速等于時(shí)，內(nèi)點(diǎn)火器可以產(chǎn)生120次電火花B．線圈轉(zhuǎn)速等于時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花C．電壓表的示數(shù)為時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花D．只有當(dāng)電壓表示數(shù)超過，點(diǎn)火器才可以產(chǎn)生電火花【答案】B【詳解】AB．線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，設(shè)轉(zhuǎn)速為n，則發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)勢(shì)為發(fā)電機(jī)的最大電動(dòng)勢(shì)等于變壓器的輸入線圈電壓的最大值，，根據(jù)變壓器兩端的匝數(shù)比等于電壓比，有鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過5000V時(shí)可以產(chǎn)生電火花，現(xiàn)令，聯(lián)立各方程解得故線圈轉(zhuǎn)速等于時(shí)，點(diǎn)火器不可以產(chǎn)生電火花；線圈轉(zhuǎn)速等于4r/s時(shí)，副線圈的電壓最大值超過了5000V，能產(chǎn)生電火花，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．電壓表的示數(shù)為原線圈兩端的電壓有效值，剛點(diǎn)火時(shí)電壓表的示數(shù)為時(shí)，點(diǎn)火器不可以產(chǎn)生電火花；只有當(dāng)電壓表示數(shù)超過，點(diǎn)火器才可以產(chǎn)生電火花，故CD錯(cuò)誤；故選B。11．（22-23高二下·河北石家莊·期末）如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U3和U4，升壓、降壓變壓器均為理想變壓器。在輸電線路的起始端接入兩個(gè)理想交流互感器。兩個(gè)互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10:1和1:10，圖中甲、乙均為理想電表，則下列說法正確的是（）

A．甲為電流表、乙為電壓表B．若電壓互感器的讀數(shù)為220V，電流互感器的讀數(shù)為5A，則輸送功率為1100WC．若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓U1一定，僅增加負(fù)載，則U3將不變D．若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓U1和負(fù)載不變，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率增加【答案】D【詳解】A．電表甲所在互感器原線圈比副線圈匝數(shù)多，且原線圈并聯(lián)在輸電線路兩端，所以該互感器是將輸電的高電壓降低至電表甲可測(cè)量的范圍內(nèi)，是電壓互感器，即電表甲為電壓表；電表乙所在互感器原線圈比副線圈匝數(shù)少，且原線圈串聯(lián)在輸電線路中，所以該互感器是將輸電的高電流降低至電表乙可測(cè)量的范圍內(nèi)，是電流互感器，即電表乙為電流表，故A錯(cuò)誤；B．對(duì)電壓互感器有解得對(duì)電流互感器有解得所以輸送功率為故B錯(cuò)誤；C．對(duì)升壓變壓器有設(shè)負(fù)載總電阻為R，輸電線路電阻為r，對(duì)降壓變壓器，可知其中聯(lián)立以上五式可得若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓U1一定，僅增加負(fù)載，即R減小，則U3將減小，故C錯(cuò)誤；D．若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓U1和負(fù)載不變，僅將滑片Q下移，則n2增大，則I3將增大，根據(jù)可知，輸電線損耗功率增加，故D正確。故選D。12．（22-23高二下·貴州銅仁·期末）圖（甲）是手機(jī)無線充電器，其原理如圖（乙）所示，其中送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比.當(dāng)送電線圈兩端a、b接上220V、50Hz的市用正弦交變電源后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流給手機(jī)充電。若把裝置線圈視為理想變壓器，給手機(jī)充電時(shí)，下列說法正確的是（）

A．cd間輸出的是直流電B．受電線圈兩端cd的輸出電壓為5VC．cd端輸出頻率低于50HzD．充電時(shí)播放音樂（即增大手機(jī)用電功率），受電線圈的輸出電壓不變【答案】D【詳解】A．送電線圈兩端a、b接上220V、50Hz的市用正弦交變電源，則cd間輸出的是交流電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．根據(jù)變壓器兩端的電壓跟匝數(shù)成正比可知解得受電線圈兩端cd的輸出電壓為U2=10V故B錯(cuò)誤；C．變壓器不改變頻率，cd端輸出頻率等于50Hz，故C錯(cuò)誤；D．受電線圈的輸出電壓只與送電線圈的電壓和匝數(shù)比有關(guān)，與充電時(shí)播放音樂（即增大手機(jī)用電功率）等無關(guān)，所以受電線圈的輸出電壓不變，故D正確。故選D。多選題13．（22-23高二下·陜西西安·期末）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變，副線圈接有兩個(gè)燈泡和一個(gè)定值電阻R，電流表、電壓表均為理想電表，開關(guān)S原來是斷開的，現(xiàn)將開關(guān)S閉合，則（）

A．電流表的示數(shù)增大B．電壓表的示數(shù)增大C．原線圈輸入功率減小D．電阻R消耗的電功率增大【答案】AD【詳解】A．開關(guān)S閉合后，負(fù)載總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，副線圈輸出電流增大；根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系可知，原線圈輸入電流增大，即電流表A的示數(shù)增大，故A正確；B．根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，可得副線圈兩端電壓原線圈輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比不變，則副線圈輸出電壓不變，電壓表V的示數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；C．原線圈的輸入功率其中不變，增大，所以輸入功率增大，故C錯(cuò)誤；D．電阻R消耗的功率因?yàn)楦本€圈的總電流增大，所以電阻R消耗的電功率增大，故D正確；故選AD。14．（22-23高二下·內(nèi)蒙古呼和浩特·期末）如圖，理想變壓器供電的電路中，不計(jì)導(dǎo)線電阻，若將S閉合，則電流表A1的示數(shù)，電流表A2的示數(shù)，電流表A3的示數(shù)，電壓表V的示數(shù)分別如何變化（）

A．電壓表V的示數(shù)不變 B．電流表A1的示數(shù)變小C．電流表A2的示數(shù)變大 D．電流表A3的示數(shù)變大【答案】ACD【詳解】A．變壓器輸入電壓不變，故輸出電壓不變，因此電壓表示數(shù)不變，故A正確；B．由歐姆定律可知A1示數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；C．因閉合開關(guān)后電阻減小，而電壓不變，故總電流增大，故A2中電流增大，故C正確；D．電流之比等于匝數(shù)倒數(shù)比，故A3示數(shù)變大，故D正確。故選ACD。15．（22-23高二下·廣東廣州·期末）如圖所示，理想變壓器原線圈所在電路輸入有效值交變電流，測(cè)得完全相同的燈泡a、b兩端的電壓均為55V，已知為隨溫度升高阻值減小的熱敏電阻，變壓器為理想變壓器，兩燈泡阻值不變且始終未燒壞，下列說法正確的是（

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A．原、副線圈的匝數(shù)之比為B．流經(jīng)燈泡a的電流與熱敏電阻的電流之比為C．若熱敏電阻溫度降低，燈泡a變亮、b變亮D．若熱敏電阻溫度降低，燈泡a變暗、b變亮【答案】AD【詳解】A．由于燈泡a兩端的電壓為55V，因此加在原線圈兩端的電壓為165V，根據(jù)可知原、副線圈的匝數(shù)之比故A正確；B．根據(jù)原、副線圈電流之比而兩相同燈泡的電壓相等，則流過的電流也相等，故流過熱敏電阻的電流占中的兩份，則因此流經(jīng)燈泡的電流與熱敏電阻的電流之比為，故B錯(cuò)誤；CD．若熱敏電阻溫度降低，電阻增大，副線圈的總電阻增大，總電流減小，導(dǎo)致原線圈的電流減小，加在燈泡a兩端的電壓降低，燈泡a變暗，原線圈分得的電壓升高，從而副線圈電壓升高，燈泡b變亮，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。16．（22-23高二下·寧夏石嘴山·期末）如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1100匝，副線圈匝數(shù)n2=220匝，交流電源的電壓（V），電阻R=44，電壓表、電流表均為理想電表，則（）

A．交流電的頻率為10HzB．電流表Al的示數(shù)為0.2AC．電流表A2的示數(shù)為AD．電壓表的示數(shù)為44V【答案】BD【詳解】A．交流電源的頻率為故A錯(cuò)誤；BCD．原線圈兩端電壓為副線圈兩端的電壓（即電壓表的示數(shù)）為電流表A2的示數(shù)為電流表A1的示數(shù)為故BD正確，C錯(cuò)誤。故選BD。17．（22-23高二下·廣東潮州·期末）如圖所示，理想交流電流表、，定值電阻、光敏電阻（阻值隨光照強(qiáng)度增大而減?。?，分別接在理想變壓器的原、副線圈上。為正弦交流電源電壓的有效值，且保持恒定。若減小光照強(qiáng)度，下列說法正確的是（

）

A．原、副線圈兩端電壓、都不變 B．電流表、示數(shù)都減小C．兩端的電壓減小 D．的電功率增大【答案】ABC【詳解】A．由于連接理想交流電流表，原線圈電壓U1不變，由得副線圈兩端電壓不變，A正確；B．減小光照強(qiáng)度，阻值增大，副線圈電流I2減小，電流表A2示數(shù)減小，由可知，原線圈電流I1減小，電流表A1示數(shù)減小，B正確；C．由以上分析可知，副線圈電流I2減小，兩端電壓減小，C正確；D．流過R1的電流減小，由得電功率減小，D錯(cuò)誤。故選ABC。三、解答題18．（23-24高二下·北京·期末）等效是物理學(xué)常用的科學(xué)思想方法。（1）可以把變化的物理量等效替代為不變量。已知某電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖1所示，求其電流的有效值I。（2）可以把復(fù)雜的結(jié)構(gòu)等效為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。如圖2，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為、，原線圈接有電壓有效值恒定的交變電源，副線圈負(fù)載為阻值R的電阻。請(qǐng)你證明：若將變壓器與負(fù)載等效為一定值電阻，則?！敬鸢浮浚?）；（2）見解析【詳解】（1）由電流有效值的定義可得解得（2）由變壓器的規(guī)律可知，原副線圈電流滿足另外由能量守恒可知原副線圈功率相同，有由以上兩式化簡(jiǎn)可得19．（22-23高二下·山東威?！て谀┤鐖D所示，理想變壓器原線圈接在一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)上，發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的峰值為，發(fā)電機(jī)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為，兩個(gè)副線圈分別接有電阻R和燈泡L，電流均為1A，燈泡正常發(fā)光。已知燈泡的額定功率為4W，電阻，不計(jì)發(fā)電機(jī)線圈的電阻。（1）從中性面開始計(jì)時(shí)，寫出發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；（2）求三個(gè)線圈的匝數(shù)之比及原線圈中的電流。

【答案】（1）；（2），【詳解】（1）從中性面開始計(jì)時(shí)，則發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式滿足正弦函數(shù)，則有其中，代入上式可得（2）設(shè)燈泡的額定功率為，根據(jù)變壓器原副線圈匝數(shù)比與電壓之間的關(guān)系有而，根據(jù)發(fā)電機(jī)的峰值可知?jiǎng)t可得而對(duì)于一對(duì)多型變壓器，根據(jù)能量守恒有其中，由已知條件有解得20．（22-23高二下·內(nèi)蒙古呼和浩特·期末）如圖所示，一理想變壓器原線圈輸入電壓，變壓器副線圈接有理想電流表A和規(guī)格均為“220V，22W”的兩個(gè)燈泡，燈泡恰好正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計(jì)。求：（1）變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2；（2）電流表A的示數(shù)；（3）原線圈中電流的大小。

【答案】（1）；（2）0.2A；（3）0.02A【詳解】（1）變壓器原、副線圈匝數(shù)比有輸入電壓的有效值為副線圈電壓為解得（2）一個(gè)燈泡的電流為電流表A的示數(shù)為（3）根據(jù)解得原線圈電流為一、單選題1．（22-23高二下·江西贛州·期末）贛南利用當(dāng)?shù)刎S富的高山風(fēng)力資源，大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電，以綠色經(jīng)濟(jì)振興鄉(xiāng)村，助力“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。發(fā)電過程中風(fēng)輪機(jī)葉片做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，葉片通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)面積為S、匝數(shù)為N的發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后，輸出電壓最大值為。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圖中電壓表為理想交流電壓表，忽略發(fā)電機(jī)線圈電阻，圖中發(fā)電機(jī)線圈剛好垂直于磁場(chǎng)，題中物理量單位均為國際單位，則（）

A．線圈位于圖示位置時(shí)，線圈中的磁通量最大，感應(yīng)電流最大B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為C．線圈位于圖示位置時(shí)，交流電壓表的示數(shù)為0D．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈中電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為【答案】B【詳解】A．線圈位于圖示位置時(shí)，線圈中的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電流最小，此時(shí)為零，故A錯(cuò)誤；B．發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的交流電的最大電壓為因此可知升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為故B正確；C．交流電壓表顯示的是所產(chǎn)生交流電壓的有效值，為，不為零，故C錯(cuò)誤；D．圖示位置線圈平面與磁場(chǎng)垂直，即中性面位置，產(chǎn)生正弦式的交變電壓，因此可知，線圈中電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為故D錯(cuò)誤。故選B。2．（22-23高二下·山西運(yùn)城·期末）在如圖所示的交流電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3︰1，電阻R1=R2=4Ω，R3為滑動(dòng)變阻器。電源電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律為，電流表為理想電表，則下列說法正確的是（）

A．當(dāng)R3=4Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為2AB．若將R3的滑片向下移動(dòng)，則電流表的示數(shù)減小C．若將R3的滑片向上移動(dòng)，則副線圈兩端的電壓減小D．改變滑動(dòng)變阻器R阻值，使理想變壓器的輸出功率最大時(shí)，R3=5Ω【答案】B【詳解】A．當(dāng)R3=4Ω時(shí)，副線圈等效電阻為設(shè)原線圈電流為I，則副線圈電流為3I，有電源電壓有效值為解得電流表的示數(shù)為故A錯(cuò)誤；BC．若將R3的滑片向下移動(dòng)，則副線圈等效電阻減小，由A可知，原線圈電流增大，原線圈兩端電壓減小，副線圈兩端的電壓減小，電流表的示數(shù)減小，故B正確，C錯(cuò)誤；D．理想變壓器的輸出功率為當(dāng)理想變壓器的輸出功率最大，且解得故D錯(cuò)誤。故選B。3．（22-23高二下·山東煙臺(tái)·期末）如圖所示，在理想自耦變壓器的輸入端和輸出端分別連接阻值為R1=2Ω、R2=8Ω的定值電阻，原線圈匝數(shù)為n1=100匝，副線圈匝數(shù)n2可通過觸片P進(jìn)行調(diào)節(jié)，已知原線圈接在穩(wěn)定的交流電源上，電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為，電源內(nèi)阻r=6，電壓表、電流表均為理想電表。則當(dāng)n2=50匝時(shí)，通過電阻R1的電流為（）

A．4.5A B．5.5A C．6.5A D．7.5A【答案】B【詳解】電源電動(dòng)勢(shì)有效值為E=220V，設(shè)通過R1的電流為I1，則變壓器初級(jí)電壓U1=E-I1(R1+r)則解得I1=5.5A故選B。4．（22-23高二下·陜西渭南·期末）如圖所示，理想變壓器的a、b端加上一交流電壓（電壓有效值保持不變），副線圈c、d端所接燈泡L恰好正常發(fā)光。此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于圖示位置?，F(xiàn)將滑片下移，則以下說法中正確的是（）

A．燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入電流變小B．燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入功率變大C．燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入電壓變大D．燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變【答案】A【詳解】副線圈電壓由原線圈電壓和匝數(shù)比決定，則副線圈電壓不變，因?yàn)楦本€圈兩端的電壓沒發(fā)生變化，所以燈仍能正常發(fā)光；當(dāng)滑片下移時(shí)，由于滑動(dòng)變阻器的電阻增大，所以副線圈中的電流減小，原線圈中輸入的電流也變小，且輸入的功率變小，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。5．（22-23高二下·重慶江津·期末）某實(shí)驗(yàn)小組成員，研究理想變壓器對(duì)多負(fù)載供電過程，設(shè)計(jì)如圖研究電路。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，原線圈通過一理想電流表接正弦交流電源（V），燈泡（看成純電阻用電器）與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)。已知燈泡標(biāo)有“22V

4W”，滑動(dòng)變阻器R最大阻值為22Ω，且滑片位于最上端，下列說法正確的是（）

A．副線圈兩端的電壓頻率為100HzB．電阻R消耗的功率為44WC．交流電流表讀數(shù)為AD．若滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)，變壓器的輸入功率將減小【答案】C【詳解】A．副線圈兩端的電壓頻率為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．次級(jí)電壓有效值電阻R消耗的功率為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．燈泡正常發(fā)光，則由能量關(guān)系解得即交流電流表讀數(shù)為A，選項(xiàng)C正確；D．若滑動(dòng)變阻器滑片P向下滑動(dòng)，阻值減小，則次級(jí)消耗的功率變大，則變壓器的輸入功率將變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。6．（22-23高二下·河南鄭州·期末）如圖所示的理想變壓器電路中，a、b、c為三只相同的燈泡，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使a、b、c的亮度相同，為原線圈所在電路輸入的電壓，為副線圈的輸出電壓，且始終不變，已知原副線圈匝數(shù)比。關(guān)于此電路，下列說法正確的是（）

A．電壓B．通過電阻R的電流與通過燈泡a的電流之比C．滑動(dòng)變阻器R消耗的功率是燈泡a的4倍D．若向e端調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觸頭，則燈泡a、b和c的亮度都增大【答案】A【詳解】A．讓三個(gè)相同的燈泡亮度相同，則通過三個(gè)燈泡的電流、燈泡兩端的電壓均相同，設(shè)通過每個(gè)燈泡的電流為I、燈泡兩端的電壓為U，由于原副線圈匝數(shù)比，可得變壓器原線圈的輸入電壓為8U，可知可得電壓故A正確；B．由于原副線圈匝數(shù)比副線圈中電流為I，則原線圈中電流為，通過燈泡a的電流為I，可知通過滑動(dòng)變阻器的電流故B錯(cuò)誤；C．滑動(dòng)變阻器消耗的功率燈泡a消耗的功率滑動(dòng)變阻器R消耗的功率是燈泡a的6倍，故C錯(cuò)誤；D．若向e端調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器觸頭，滑動(dòng)變阻器R阻值減小，滑動(dòng)變阻器R兩端電壓減小，變壓器輸入電壓減小，輸入功率減小，燈b和燈c變暗，燈a兩端電壓增大，燈a變亮，故D錯(cuò)誤。故選A。7．（22-23高二下·湖南長(zhǎng)沙·期末）無線充電是充電器與用電裝置之間以磁場(chǎng)傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導(dǎo)電接點(diǎn)外露，小功率無線充電常采用電磁感應(yīng)式，充電原理圖簡(jiǎn)化如圖所示。發(fā)射線圈所加電壓為U=220V的家用交流電、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是（）

A．接收線圈的輸出電壓的有效值約為8VB．發(fā)射線圈與接收線圈中電流之比約為1：22C．發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率之比約為22：1D．發(fā)射線圈中的磁通量變化率與接收線圈的磁通量變化率相同【答案】A【詳解】A．穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，則有代入數(shù)據(jù)解得故A正確；B．由于存在漏磁，電流之比不等于匝數(shù)的反比，即故B錯(cuò)誤；C．發(fā)射線圈與接收線圈中磁通量變化的頻率相等，所以發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相等，故C錯(cuò)誤；D．穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，則穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的磁通量變化率不相同，故D錯(cuò)誤。故選A。8．（22-23高二下·北京豐臺(tái)·期末）右圖是街頭變壓器給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓基本保持不變，兩條輸電線的總電阻用表示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻。用電高峰時(shí)，R的值會(huì)減小。忽略變壓器上的能量損失，用電高峰與用電低谷相比，下列說法正確的是（

）

A．不變，減小 B．和都減小C．和均減小 D．增大，減小【答案】A【詳解】AB．變壓器的輸入電壓基本保持不變，變壓器匝數(shù)比不變，則變壓器副線圈兩端電壓不變；用電高峰時(shí)，R的值會(huì)減小，增大，輸電線損失的電壓增大，則減小，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．變壓器副線圈兩端電壓不變，用電高峰時(shí)R的值減小，由歐姆定律知增大；根據(jù)變壓器原副線圈電流關(guān)系知，也增大，故C、D錯(cuò)誤。故選A。9．（22-23高二下·海南·期末）如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1，原線圈接在的交流電源上。為了使副線圈上“，”的小彩燈能夠正常發(fā)光，則電阻箱的電阻應(yīng)調(diào)至（

）

A． B． C． D．【答案】A【詳解】原線圈接在的交流電源上，所以原線圈的電壓由，解得副線圈兩端電壓由，可得“，”的小彩燈能夠正常發(fā)光時(shí)的電阻為小彩燈能夠正常發(fā)光，則解得電阻箱的電阻故選A。10．（22-23高二下·陜西咸陽·期末）某理想變壓器的簡(jiǎn)化模型如圖所示，原線圈所接交流電源電壓的有效值不變，電流表和電壓表均為理想電表，若副線圈所接的負(fù)載電阻的阻值變大，則下列說法正確的是（）

A．負(fù)載的電功率變大 B．電壓表的示數(shù)變大C．電流表的示數(shù)變小 D．電源的輸出功率變大【答案】C【詳解】原線圈所接交流電源電壓的有效值不變，即U1不變，所以副線圈的輸出電壓不變，即U2不變，電壓表的示數(shù)不變，負(fù)載的電功率變小，電源的輸出功率變小，副線圈所接的負(fù)載電阻的阻值變大，根據(jù)歐姆定律可知副線圈中電流變小，從而原線圈中的電流減小。故選C。11．（22-23高二下·安徽亳州·期末）如圖所示，理想變壓器原線圈連接燈泡L及理想交流電流表，副線圈連接定值電阻R和熱敏電阻Rt（阻值隨溫度升高而減?。┘袄硐虢涣麟妷罕恚€圈接有輸出電壓有效值恒定的交流電源，認(rèn)為燈泡電阻恒定，當(dāng)Rt處的溫度升高時(shí)，下列說法正確的是（）

A．燈泡L的亮度將變亮B．電流表A的示數(shù)將減小C．電壓表V的示數(shù)將減小D．電源輸出的功率將增大【答案】D【詳解】A．燈泡兩端電壓為電源電壓不變，故燈泡亮度不變，故A錯(cuò)誤；B．溫度升高，Rt電阻減小，副線圈電阻減小，故副線圈電流增大，原線圈電流也增大，電流表A的示數(shù)將增大，故B錯(cuò)誤，C．電壓表V讀數(shù)等于線圈輸出電壓有效值，則電壓表V的示數(shù)不變，故C錯(cuò)誤，D．電源輸出的功率為由于燈泡功率不變，原線圈電流增大，則電源輸出的功率增大，故D正確。故選D。12．（22-23高二下·湖南郴州·期末）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在（V）的交流電源上，副線圈接有阻值為55?的負(fù)載電阻R，原、副線圈匝數(shù)之比為1:2，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）

A．副線圈輸出交流電的頻率為60HzB．電壓表的示數(shù)為110VC．原線圈的輸入功率為440WD．若在副線圈上電阻R的兩端再并聯(lián)一個(gè)阻值為55?的定值電阻，則電流表的示數(shù)為4A【答案】B【詳解】A．根據(jù)題意有所以副線圈輸出交流電的頻率為故A錯(cuò)誤；B．原線圈輸入電壓為根據(jù)原副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系解得故B正確；C．原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，所以故C錯(cuò)誤；D．若在副線圈上電阻R的兩端再并聯(lián)一個(gè)阻值為55?的定值電阻，則副線圈回路中的總電阻為所以根據(jù)原副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系所以電流表的示數(shù)為故D錯(cuò)誤。故選B。二、多選題13．（22-23高二下·天津和平·期末）如圖所示，一理想自耦變壓器的原線圈與交流發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻忽略不計(jì)）的輸出端K、L相連，副線圈接有可調(diào)電阻R，滑片P與線圈始終B接觸良好。發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)為N，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，電壓表示數(shù)為，時(shí)刻發(fā)電機(jī)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，則下列說法正確的是（）

A．變壓器原線圈兩端的瞬時(shí)電壓B．時(shí)刻，發(fā)電機(jī)線圈的磁通量為C．若僅將滑片P向下滑動(dòng)，則交流電流表的示數(shù)減小D．若僅將電阻R增大，則變壓器原線圈的輸入功率增大【答案】ABC【詳解】A．因?yàn)闀r(shí)刻，發(fā)電機(jī)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，所以變壓器原線圈兩端的電壓為故A正確；B．時(shí)刻，發(fā)電機(jī)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，此時(shí)磁通量最大，則發(fā)電機(jī)線圈的磁通量為故B正確；C．若僅將滑片P向下