2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)（新人教版） 第13章　第2課時(shí)　變壓器　遠(yuǎn)距離輸電　實(shí)驗(yàn)十五：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

第十三章交變電流電磁波傳感器第2課時(shí)變壓器遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)十五：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系目標(biāo)要求1.會(huì)用實(shí)驗(yàn)探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，體會(huì)控制變量法，了解實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因。2.知道變壓器的工作原理，掌握變壓器的特點(diǎn)，并能分析、解決實(shí)際問(wèn)題。3.掌握理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析方法。4.理解遠(yuǎn)距離輸電的原理并會(huì)計(jì)算線路損失的電壓和功率。內(nèi)容索引考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系考點(diǎn)二理想變壓器及應(yīng)用考點(diǎn)三高壓輸電線路的電壓損失和功率損失課時(shí)精練考點(diǎn)四遠(yuǎn)距離高壓輸電線路分析及有關(guān)物理量的計(jì)算><考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)原理(1)實(shí)驗(yàn)電路圖(如圖所示)：(2)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法①n1、U1一定，研究n2和U2的關(guān)系。②n2、U1一定，研究n1和U2的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)器材學(xué)生電源(低壓交流電源，小于12V)1個(gè)、可拆變壓器1個(gè)、多用電表1個(gè)、導(dǎo)線若干。3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究n2對(duì)副線圈電壓U2的影響。①估計(jì)被測(cè)電壓的大致范圍，選擇多用電表交流電壓擋適當(dāng)量程，若不知道被測(cè)電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電壓擋的最大量程進(jìn)行測(cè)量。②組裝可拆變壓器：把兩個(gè)線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用交流電壓擋測(cè)量輸入、輸出電壓。(2)保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響。重復(fù)(1)中步驟。4.數(shù)據(jù)處理由數(shù)據(jù)分析變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比與原、副線圈的匝數(shù)n1、n2之比的關(guān)系。5.注意事項(xiàng)(1)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再進(jìn)行操作。(2)為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)12V，通電時(shí)不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量。例1

(2023·北京市房山區(qū)二模)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示為所用實(shí)驗(yàn)器材：可拆變壓器、學(xué)生電源、數(shù)字多用電表。(1)本實(shí)驗(yàn)要通過(guò)改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是____。A.控制變量法B.等效代替法C.整體隔離法A本實(shí)驗(yàn)要通過(guò)改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是控制變量法，故選A。(2)為了減少渦流的影響，鐵芯應(yīng)該選擇____。A.整塊硅鋼鐵芯B.整塊不銹鋼鐵芯C.絕緣的硅鋼片疊成D.絕緣的銅片疊成C變壓器鐵芯的材料要選擇磁性材料，為減小渦流影響，選擇用絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。(3)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是_______。A.為了保證人身安全，只能

使用低壓交流電源，原線

圈所接電壓不超過(guò)12VB.為了保證人身安全，變壓器通電后不要用手接觸裸露的導(dǎo)線或接線柱C.變壓器正常工作后，通過(guò)鐵芯導(dǎo)電將電能從原線圈傳遞到副線圈D.使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定電壓后再

選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量ABD變壓器改變的是交流電壓，因此為了人身安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所用交流電壓不超過(guò)12V，A正確；為了保證人身安全，變壓器通電后不要用手接觸裸露的導(dǎo)線或接線柱，B正確；變壓器開(kāi)始正常工作后，通過(guò)電磁感應(yīng)將電能從原線圈傳遞到副線圈，C錯(cuò)誤；使用多用電表測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，再選用恰當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量，D正確。(4)現(xiàn)將數(shù)字多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋至最合適的擋位后，分別測(cè)量原線圈匝數(shù)為n1時(shí)的輸入電壓U1和副線圈匝數(shù)為n2時(shí)的輸出電壓U2，數(shù)據(jù)如表所示。原線圈匝數(shù)n1(匝)副線圈匝數(shù)n2(匝)輸入電壓U1(V)輸出電壓U2(V)1002004.328.271008004.3233.904008004.338.2640016004.3316.52①在誤差允許范圍內(nèi)，表中數(shù)據(jù)基本符合_________________________________________規(guī)律。原線圈匝數(shù)n1(匝)副線圈匝數(shù)n2(匝)輸入電壓U1(V)輸出電壓U2(V)1002004.328.271008004.3233.904008004.338.2640016004.3316.52變壓器原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比原線圈匝數(shù)n1(匝)副線圈匝數(shù)n2(匝)輸入電壓U1(V)輸出電壓U2(V)1002004.328.271008004.3233.904008004.338.2640016004.3316.52②進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)輸出電壓比理論值偏小，請(qǐng)分析原因_____________________________。原線圈匝數(shù)n1(匝)副線圈匝數(shù)n2(匝)輸入電壓U1(V)輸出電壓U2(V)1002004.328.271008004.3233.904008004.338.2640016004.3316.52鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等有漏磁、原線圈匝數(shù)n1(匝)副線圈匝數(shù)n2(匝)輸入電壓U1(V)輸出電壓U2(V)1002004.328.271008004.3233.904008004.338.2640016004.3316.52由于變壓器不是理想變壓器，有漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等能量損耗，因此變壓器輸出電壓比理論值偏小。返回理想變壓器及應(yīng)用><考點(diǎn)二1.構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由_________和繞在鐵芯上的_________組成的。(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。閉合鐵芯兩個(gè)線圈2.基本關(guān)系式功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入＝P出，且輸出功率P出決定輸入功率P入電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，

，與副線圈的個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)，且U1決定U2電流關(guān)系①只有一個(gè)副線圈時(shí)，

，且I2決定I1②有多個(gè)副線圈時(shí)，由P入＝P出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn或I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…＋I(xiàn)nnn，輸出決定輸入頻率關(guān)系f1＝f2，變壓器不改變交變電流的頻率1.理想變壓器的基本關(guān)系式中電壓和電流均為有效值。(

)2.變壓器只對(duì)交變電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用。(

)3.變壓器不僅能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。(

)4.在任何情況下，理想變壓器均滿足

P入＝P出。(

)√√××思考

理想變壓器的原、副線圈分別處于兩個(gè)回路中，并沒(méi)有相連接，為什么電能可以從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈？答案

變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象。電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小和方向不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化，變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以盡管兩個(gè)線圈沒(méi)有直接連接，副線圈中也產(chǎn)生感應(yīng)電流，在原線圈中電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，在副線圈中磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能。例2

(2022·山東卷·4)如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V，可輸出12V、18V、30V電壓，匝數(shù)為n1的原線圈中電壓隨時(shí)間變化為u＝Umcos(100πt)。單匝線圈繞過(guò)鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為0.1V。將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時(shí)，功率為12W。下列說(shuō)法正確的是A.n1為1100匝，Um為220VB.BC間線圈匝數(shù)為120匝，流過(guò)R的電流為1.4AC.若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V，頻率為100HzD.若將R接在AC兩端，流過(guò)R的電流為2.5A，周期為0.02s√例3

在如圖所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為k＝

，在a、b端輸入電壓為U0的正弦交流電，R1為定值電阻，調(diào)節(jié)電阻箱R2，當(dāng)R2＝8R1時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)分別為U、I，則下列說(shuō)法正確的是√例4

(2021·湖北卷·6)如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動(dòng)變阻器和阻值為R的定值電阻。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動(dòng)的過(guò)程中A.電流表A1示數(shù)減小B.電流表A2示數(shù)增大C.原線圈輸入功率先增大后減小D.定值電阻R消耗的功率先減小后增大√由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，故變壓器副線圈的輸出電壓恒定，滑動(dòng)變阻器的滑片從a端向b端緩慢移動(dòng)的過(guò)程中，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐原線圈的輸入功率為P入＝U1I1，由于I1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯(cuò)誤；滑片從a端向b端滑動(dòng)時(shí)，副線圈干路電流減小，滑動(dòng)變阻器右半部分和定值電阻并聯(lián)的總電阻減小，則并聯(lián)部分分壓減小，由PR＝

知，定值電阻R消耗的功率減小，故D錯(cuò)誤。例5

(2023·河南開(kāi)封市二模)如圖甲所示，b是理想變壓器原線圈的中心抽頭，燈泡L1、L2的銘牌上均標(biāo)注“55V

11W”字樣，電流表為理想電表，R是滑動(dòng)變阻器，從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交流電，當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與b連接時(shí)，燈泡L1恰好正常發(fā)光，則A.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2＝8∶1B.1秒內(nèi)流過(guò)燈泡L2的電流方向改變50次C.當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與b連接時(shí)，向上移動(dòng)滑片P，兩燈泡均

變暗D.當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由b扳向a時(shí)，電流表的示數(shù)變大√b為原線圈的中心抽頭，單刀雙擲開(kāi)關(guān)與b連接時(shí)燈泡L1恰好正常發(fā)光，燈泡L1的額定電壓為55V，說(shuō)明副線圈電壓為55V，原線圈c、d電壓由題圖乙可得U1≈220V，則

∶n2＝U1∶U2，解得n1∶n2＝8∶1，故A正確；由題圖乙可得交流電的周期為0.02s，一個(gè)周期內(nèi)交流電方向改變兩次，可知1秒內(nèi)流過(guò)燈泡L2的電流方向改變100次，故B錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與b連接時(shí)，向上移動(dòng)滑片P，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值增大，副線圈所在回路中的總電阻值增大，副線圈電壓不變，副線圈回路中的總電流減小，燈泡L1兩端的電壓等于副線圈兩端的電壓，故燈泡L1正常發(fā)光，通過(guò)燈泡L2的電流減小，因此L2將變暗，故C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由b扳向a時(shí)，接入電路的原線圈的匝數(shù)增大，原線圈與副線圈的匝數(shù)比增大，則副線圈兩端的電壓減小，副線圈中的總電流減小，導(dǎo)致原線圈中的電流減小，則接在原線圈回路中的電流表的示數(shù)減小，故D錯(cuò)誤。1.變壓器問(wèn)題的分析思路：2.常見(jiàn)的兩種動(dòng)態(tài)變化分析(1)匝數(shù)比不變的情況(如圖)①U1不變，根據(jù)

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。③I2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(如圖)返回高壓輸電線路的電壓損失和功率損失><考點(diǎn)三如圖所示，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′，用戶端的電壓為U′，輸電電流為I，輸電線總電阻為R。1.輸電電流2.電壓損失(1)ΔU＝________；(2)ΔU＝IR。U－U′3.功率損失(1)ΔP＝______＝ΔU·I；P－P′I2R4.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑(1)減小電阻法由R＝

知，可加大導(dǎo)線的_________，采用_________的材料做導(dǎo)線。①采用電阻率ρ較小、密度較小(減輕重量)且材料豐富的鋁做遠(yuǎn)距離輸電的導(dǎo)線。②采用多股鋁線絞在一起作為輸電線，以增大導(dǎo)線的橫截面積S。(2)升壓法：由ΔP＝I2R線＝

知，在輸電功率一定的情況下，可通過(guò)_____________，減小輸電電流，以減小輸電損耗。橫截面積電阻率小提高輸電電壓1.高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減少電路的熱損耗。(

)2.若發(fā)電站輸出功率為P，輸電電壓為U，輸電線總電阻為R，如圖所示，則輸電線上損失的功率為P損＝

。(

)√×例6

(多選)(2020·全國(guó)卷Ⅱ·19)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(guó)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√√返回遠(yuǎn)距離高壓輸電線路分析及有關(guān)物理量的計(jì)算><考點(diǎn)四1.理清輸電電路圖的三個(gè)回路(如圖)(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3.掌握一個(gè)守恒觀念例7

(2023·天津卷·6)如圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認(rèn)為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說(shuō)法正確的有A.T1輸出電壓與T2輸入電壓相等B.T1輸出功率大于T2輸入功率C.若用戶接入的用電器增多，則R功率降低D.若用戶接入的用電器增多，則T2輸出功率降低√由于輸電過(guò)程中電阻R要產(chǎn)生熱量，會(huì)損耗功率，故T1輸出功率大于T2輸入功率，T1輸出電壓大于T2輸入電壓，故A錯(cuò)誤，B正確；由于輸入電壓不變，所以變壓器T1的輸出電壓不變，隨著用戶接入的用電器增多，導(dǎo)致用戶端的等效電阻變小，則用戶端電流變大，輸電電路電流也相應(yīng)變大，根據(jù)P損＝I2R可知R功率增大，故C錯(cuò)誤；用戶接入的用電器增多，用電器消耗功率增大，即T2輸出功率增大，故D錯(cuò)誤。拓展若用戶接入的用電器增多，則線路輸送功率_______(選填“增大”“降低”或“不變”)。增大T2輸出功率(用戶需要功率)決定輸送功率，T2輸出功率增大，則輸送功率增大。例8

(2020·浙江7月選考·11)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝100kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝250V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線＝8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V。已知輸電線上損失的功率P線＝5kW，假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，下列說(shuō)法正確的是A.發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝40AB.輸電線上的電流I線＝625AC.降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝190∶11D.用戶得到的電流I4＝455A√返回課時(shí)精練訓(xùn)練1變壓器訓(xùn)練2遠(yuǎn)距離輸電1.(2020·江蘇卷·2)電流互感器是一種測(cè)量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上。則電流互感器A.是一種降壓變壓器B.能測(cè)量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流√12345678910111213電流互感器原線圈匝數(shù)少，副線圈匝數(shù)多，是一種升壓變壓器，故A錯(cuò)誤；變壓器的原理是電磁感應(yīng)，只能夠在交流電路中才能正常工作，故它不能測(cè)量直流電路的電流，故B錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，故C錯(cuò)誤；變壓器的電流與匝數(shù)成反比，因此副線圈的電流小于原線圈的電流，故D正確。1234567891011121312345678910111213√123456789101112133.(2023·北京卷·7)自制一個(gè)原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實(shí)際測(cè)得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是A.僅增加原線圈匝數(shù)B.僅增加副線圈匝數(shù)C.將原、副線圈匝數(shù)都增為原來(lái)的兩倍D.將兩個(gè)3.8V小燈泡并聯(lián)起來(lái)接入副線圈√1234567891011121312345678910111213將兩個(gè)3.8V小燈泡并聯(lián)起來(lái)接入副線圈，由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤。123456789101112134.(2022·河北卷·3)張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)是北京冬奧會(huì)綠色電能的主要供應(yīng)地之一，其發(fā)電、輸電簡(jiǎn)易模型如圖所示，已知風(fēng)輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過(guò)轉(zhuǎn)速比為1∶n的升速齒輪箱帶動(dòng)發(fā)電機(jī)線圈高速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)線圈面積為S，匝數(shù)為N，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，t＝0時(shí)刻，線圈所在平面與磁場(chǎng)方向垂直，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過(guò)理想變壓器升壓后，輸出電壓為U。忽略線圈電阻，下列說(shuō)法正確的是√12345678910111213發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速為nz，輸出交變電流的頻率為f＝nz，B錯(cuò)誤；12345678910111213發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e＝Emsinωt＝2πNBSnzsin(2πnzt)，D錯(cuò)誤。5.(多選)(2024·廣東省模擬)如圖為理想的自耦變壓器，其中P為變壓器上的滑動(dòng)觸頭，P′為滑動(dòng)變阻器上的滑片，電流表為理想電表，若輸入電壓U1一定，則A.P不動(dòng)，P′向下滑動(dòng)時(shí)，U2一直在減小B.P′不動(dòng)，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度時(shí)，

U1和U2的比值增大C.P′不動(dòng)，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度時(shí)，電流表讀數(shù)在增大D.P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度，同時(shí)P′向下滑動(dòng)時(shí)，小燈泡的亮度可以不變√12345678910111213√1234567891011121312345678910111213123456789101112136.(2023·江蘇鹽城市三模)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1，原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，R為阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小的光敏電阻，L1和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡，電表均為理想交流電表。則A.通過(guò)光敏電阻的交變電流頻率

為10HzB.若L2的燈絲燒斷，則電壓表的示數(shù)為5VC.當(dāng)照射R的光照強(qiáng)度增大時(shí)，電流表的示數(shù)變小D.圖像上對(duì)應(yīng)的0.01s時(shí)刻，發(fā)電機(jī)中的線圈平面與中性面垂直√12345678910111213由題圖乙可知，理想變壓器原線圈的交流電的周期為T(mén)＝0.02s，頻率f＝

＝50Hz，變壓器副線圈交流電的頻率與原線圈相同，故通過(guò)光敏電阻的交變電流頻率為50Hz，A錯(cuò)誤；12345678910111213當(dāng)照射R的光照強(qiáng)度增大時(shí)，R的阻值減小，副線圈的功率變大，副線圈中的電流I2變大，由

原線圈電流I1增大，電流表的示數(shù)變大，C錯(cuò)誤；圖像上對(duì)應(yīng)的0.01s時(shí)刻，電壓瞬時(shí)值為零，發(fā)電機(jī)中的線圈平面與中性面重合，D錯(cuò)誤。123456789101112137.如圖所示，原、副線圈匝數(shù)比為100∶1的理想變壓器，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝310sin314t(V)，π取3.14，則A.當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為3.1VB.副線圈兩端的電壓頻率為50HzC.當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈輸入功率變小D.當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變小√12345678910111213123456789101112138.(多選)(2022·湖北卷·9)近年來(lái)，基于變壓器原理的無(wú)線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其簡(jiǎn)化的充電原理圖如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、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(guò)接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其他損耗，下列說(shuō)法正確的是A.接收線圈的輸出電壓約為8VB.接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22∶1C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D.穿過(guò)發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過(guò)接收線

圈的相同√12345678910111213√由于漏磁，接收線圈與發(fā)射線圈功率不相等，接收線圈與發(fā)射線圈中的電流比I2∶I1≠n1∶n2＝22∶1，故B錯(cuò)誤；變壓器是不改變其交變電流的頻率的，故C正確；由于穿過(guò)發(fā)射線圈的磁通量與穿過(guò)接收線圈的磁通量大小不相等，所以穿過(guò)發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過(guò)接收線圈的磁通量變化率不相同，故D錯(cuò)誤。123456789101112139.(2023·廣東廣州市育才中學(xué)期中)一含有理想自耦變壓器的電路如圖所示，變壓器副線圈匝數(shù)可調(diào)，原線圈串聯(lián)定值電阻r后接在有效值為220V的正弦式交流電源上，定值電阻R＝4r。當(dāng)副線圈匝數(shù)調(diào)至某位置時(shí)，R和r的功率恰好相等，則此時(shí)原、副線圈匝數(shù)比為A.2∶1

B.1∶2

C.4∶1

D.1∶4√123456789101112131234567891011121310.(多選)(2023·河南開(kāi)封市一模)如圖為一理想變壓器，其中所接的4盞燈泡規(guī)格均為“10V

5W”。當(dāng)接入電壓u＝U0sin(100πt)的電源時(shí)，4盞燈均正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是A.原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3＝3∶1∶2B.電流在1s時(shí)間內(nèi)改變50次方向C.U0＝D.變壓器的輸出功率為20W√12345678910111213√12345678910111213變壓器的輸出功率等于副線圈各用電器功率之和，即等于三個(gè)燈泡的功率之和15W，D錯(cuò)誤。1234567891011121311.(多選)(2021·河北卷·8)如圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長(zhǎng)為2L、寬為L(zhǎng)，匝數(shù)為N，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0、n1和n2，兩個(gè)副線圈分別接有電阻R1和R2，當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理想電流表讀數(shù)為I，不計(jì)線圈電阻，下列說(shuō)法正確的是12345678910111213√√故A錯(cuò)誤，B正確；12345678910111213由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，12345678910111213由于變壓器為理想變壓器，則有P0＝P1＋P2＝U1I＋U2I2＝I2R1＋U2I2由于矩形線圈產(chǎn)生的交變電流直接輸入原線圈，則發(fā)電機(jī)的功率為P0，D錯(cuò)誤。12.(2023·重慶卷·12)一興趣小組擬研究某變壓器的輸入和輸出電壓之比，以及交流電頻率對(duì)輸出電壓的影響。圖甲為實(shí)驗(yàn)電路圖，其中L1和L2為變壓器的原、副線圈，S1和S2為開(kāi)關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器RP的滑片，R為電阻箱，E為正弦式交流電源(能輸出電壓峰值不變、頻率可調(diào)的交流電)。12345678910111213(1)閉合S1，用多用電表交流電壓擋測(cè)量線圈L1兩端的電壓。滑片P向右滑動(dòng)后，與滑動(dòng)前相比，電表的示數(shù)______(選填

“變大”“不變”或“

變小”)。12345678910111213變大閉合S1，滑動(dòng)變阻器RP是分壓接法，滑片P向右滑動(dòng)后，用多用電表交流電壓擋測(cè)量線圈L1兩端的電壓。線圈L1兩端的電壓增大，因此與滑動(dòng)前相比，電表的示數(shù)變大。(2)保持S2斷開(kāi)狀態(tài)，調(diào)整E輸出的交流電頻率為50Hz，滑動(dòng)滑片P，用多用電表交流電壓擋測(cè)得線圈L1兩端的電壓為2500mV時(shí)，用示波器測(cè)得線圈L2兩端電壓u隨時(shí)間t的變化曲線如圖乙所示，則線圈L1兩端與L2兩端的電壓比值為_(kāi)_____(保留3位有效數(shù)字)。1234567891011121312.612345678910111213(3)閉合S2，滑動(dòng)P到某一位置并保持不變。分別在E輸出的交流電頻率為50Hz、1000Hz的條件下，改變R的阻值，用多用電表交流電壓擋測(cè)量線圈L2兩端的電壓U，得到U－R關(guān)系曲線如圖丙所示。用一個(gè)阻值恒為20Ω的負(fù)載R0替換電阻箱R，由圖丙可知，當(dāng)頻率為1000Hz時(shí)，R0兩端的電壓為_(kāi)____mV；當(dāng)頻率為50Hz時(shí)，為保持R0兩端的電壓不變，需要將R0與一個(gè)阻值為_(kāi)___Ω的電阻串聯(lián)。(均保留3位有效數(shù)字)1234567891011121327212閉合S2，滑動(dòng)P到某一位置并保持不變。由U－R關(guān)系曲線可得，當(dāng)頻率為1000Hz時(shí)，當(dāng)負(fù)載電阻R0＝20Ω時(shí)，R0兩端的電壓為UR0＝272mV。12345678910111213由直線與50Hz曲線交點(diǎn)可知R＝32Ω，故需給R0串聯(lián)一電阻，此串聯(lián)電阻值為R串＝R－R0＝12Ω。1234567891011121313.(2022·湖南卷·6)如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭P1初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻R1的阻值為R，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為9R，滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表

的示數(shù)為U，理想電流表

的示數(shù)為I。下列說(shuō)法正確的是A.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，I減小，U不變B.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，R1消耗的功率

增大C.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，I減小，U增大D.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，R1消耗的功率減小√12345678910111213將R2視為交變電源的內(nèi)阻，當(dāng)R等與電源的內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，故R1消耗的功率先增大后減小，D錯(cuò)誤。123456789101112131.(2023·遼寧沈陽(yáng)市第二中學(xué)模擬)在如圖所示的某地遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，如果發(fā)電廠的輸出功率增大為原來(lái)的2倍，輸電線上損耗的功率將增大為原來(lái)的A.1倍

B.2倍

C.4倍

D.8倍√123456789101112345678910112.(多選)某發(fā)電廠原來(lái)用11kV的交流電壓輸電，后來(lái)改用升壓變壓器將電壓升高到550kV后再輸電。若輸電的電功率都是P，輸電線路的電阻均為R，則下列說(shuō)法中正確的是A.根據(jù)公式P損＝I2R，為減小輸電功率損失，可以減小輸電電流√√1234567891011電線上的損耗功率為P損＝I2R，為減小輸電損失，可以減小輸電電流，故A正確；12345678910113.(2023·浙江6月選考·7)我國(guó)1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說(shuō)法正確的是A.送電端先升壓再整流B.用戶端先降壓再變交流C.1100kV是指交流電的最大值D.輸電功率由送電端電壓決定√1234567891011升壓和降壓都需要在交流的時(shí)候才能進(jìn)行，故送電端應(yīng)該先升壓再整流，用戶端應(yīng)該先變交流再降壓，故A正確，B錯(cuò)誤；1100kV指的是直流電的電壓，也是交流電壓的有效值，故C錯(cuò)誤；輸電功率是由用戶端負(fù)載的總功率來(lái)決定的，故D錯(cuò)誤。12345678910114.(2023·江蘇徐州市一模)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在寒冬來(lái)臨時(shí)，用電需求增加，當(dāng)火力發(fā)電供應(yīng)緊張時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)距離調(diào)度方式，會(huì)及時(shí)將其他地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電并入電網(wǎng)保障電力供應(yīng)。如圖是遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓恒定不變，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器。當(dāng)用戶用電器增加(假設(shè)所有用電器均可視為純電阻)，下列說(shuō)法正確的是A.降壓變壓器的輸出電流I4減小B.輸電線上損失的功率減小C.升壓變壓器的輸出電壓U2增大D.發(fā)電廠輸出的總功率增大√12345678910111234567891011123456789101112345678910115.(2024·廣東河源市聯(lián)考)如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的原理示意圖，其中各個(gè)物理量已經(jīng)在圖中標(biāo)出，下列說(shuō)法正確的是A.變壓器線圈的匝數(shù)關(guān)系為n1>n2，

n3<n4B.升壓變壓器可以提高輸電電壓，

從而提高輸電功率C.輸電電路中的電流關(guān)系為I1>I線>I4D.發(fā)電機(jī)的輸出功率不變時(shí)，輸電電壓越高，輸電線上損失的功率越小√1234567891011升壓變壓器可以提高輸電電壓，從而減小輸電電流，減小輸電線上的功率損失，但無(wú)法提高輸電功率，故B錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)的輸出功率不變時(shí)，輸電電壓越高，輸電電流越小，輸電線上損失的功率越小，D正確。12345678910116.(多選)(2023·福建福州市三模)如圖甲所示為可24小時(shí)連續(xù)發(fā)電的敦煌105千瓦熔鹽塔式光熱電站，太陽(yáng)能光熱發(fā)電被認(rèn)為是具備成為基礎(chǔ)負(fù)荷電源潛力的新興能源應(yīng)用技術(shù)，敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站借助良好的電網(wǎng)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，將新能源不斷輸送至全國(guó)各地。若該發(fā)電站輸出正弦交流電，利用圖乙電路對(duì)各地進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，變壓器T1、T2均為理想變壓器，輸電線總電阻為R，發(fā)電站輸出電壓有效值始終不變。下列說(shuō)法正確的是A.以100兆瓦的功率運(yùn)行，每天的發(fā)電量為2.4×109kW·hB.T1的原線圈所用的導(dǎo)線應(yīng)比副線圈所用的導(dǎo)線粗C.T1為降壓變壓器，T2為升壓變壓器D.T1是升壓變壓器，T2是降壓變壓器√√1234567891011以100兆瓦的功率運(yùn)行，該光熱電站每天的發(fā)電量為W＝Pt＝105

kW×24h＝2.4×106kW·h，故A錯(cuò)誤；遠(yuǎn)距離交流輸電，要先升壓后降壓，T1為升壓變壓器，T2為降壓變壓器，故C錯(cuò)誤，D正確；T1為升壓變壓器，原線圈中的電流比副線圈中的電流大，原線圈所用導(dǎo)線較粗，故B正確。12345678910117.(2023·天津市五校聯(lián)考)如圖所示，在遠(yuǎn)距離輸電電路中，升壓變壓器和降壓變壓器均可視為理想變壓器，其中降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3∶n4＝100∶1，輸電線上的總電阻R＝10Ω，輸電線上損失的功率ΔP＝40W，用戶兩端的電壓U4＝220V，則下列說(shuō)法正確的是A.輸電線上通過(guò)的電流為4AB.升壓變壓器的輸出電壓為22kVC.發(fā)電機(jī)的輸出功率為66kWD.用戶消耗的功率為44kW√12345678910111234567891011發(fā)電機(jī)的輸出功率等于升壓變壓器的輸出功率，則有P1＝P2＝U2I＝44040W，故C錯(cuò)誤；用戶消耗的功率等于降壓變壓器的輸入功率，則有P4＝P3＝U3I＝44000W＝44kW，故D正確。12345678910118.(2023·廣東韶關(guān)市模擬)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)輸出功率恒為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，輸電線的總電阻用R線表示，大小為10Ω。下列說(shuō)法正確的是A.電流互感器是一種降壓變壓器B.將滑動(dòng)觸頭P下移，用戶獲得的電壓將增大