?專題12 交變電流和變壓器
1．（2021·廣東高三模擬）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1 ，原線圈輸入的交流電如圖乙所示，電阻R = 22 Ω ，則（　?。?br />
A．交流電的頻率為100 Hz
B．t = 0.005 s時電壓表的讀數(shù)為22V
C．t = 0.01 s時電流表讀數(shù)為1 A
D．該變壓器原線圈的輸入功率為22 W
【答案】D
【解析】A．由圖像可知，交流電的周期為0.02s，有，故A錯誤；B．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，故副線圈的電動勢有效值為，t = 0.005 s時電壓表的讀數(shù)為，電壓表的讀數(shù)為22V。故B錯誤；C．根據(jù)閉合電路歐姆定律，有，根據(jù)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)的定量關(guān)系，有，故C錯誤；D．該變壓器原線圈的輸出功率為，故D正確。故選D。
2．（2021·北京朝陽區(qū)高三一模）如圖所示，（甲）→（乙）→（丙）→（?。祝┻^程是交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖，線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導(dǎo)體制成的兩個電刷分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在勻速轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。已知線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω，轉(zhuǎn)動過程中電路中的最大電流為Im。下列選項(xiàng)正確的是（　?。?br />
A．在圖（甲）位置時，線圈中的磁通量最大，感應(yīng)電流為零
B．從圖（乙）位置開始計(jì)時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為
C．在圖（丙）位置時，線圈中的磁通量最大，磁通量的變化率也最大
D．在圖（丁）位置時，感應(yīng)電動勢最大，cd邊電流方向?yàn)閏→d
【答案】A
【解析】A．在圖（甲）位置時，線圈中的磁通量最大，感應(yīng)電流為零，A正確；B．從圖（乙）位置開始計(jì)時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系式為，B錯誤；C．在圖（丙）位置時，線圈中的磁通量最大，磁通量的變化率最小，感應(yīng)電流為0，C錯誤；D．在圖（?。┪恢脮r，感應(yīng)電動勢最大，cd邊電流方向?yàn)閐→c，D錯誤。故選A。
3．（2021·浙江衢州市高三二模）如圖所示，發(fā)電機(jī)兩磁極N、S間的磁場可視為水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。線圈繞垂直磁場的水平軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈電阻不計(jì)，匝數(shù)為n，面積為s。發(fā)電機(jī)與理想變壓器原線圈連接，V為理想交流電壓表。變壓器的副線圈接有三條支路，每條支路接有相同規(guī)格的小燈泡L1、L2和L3，L1串有電阻R，L2串有電感L，L3串有電容器C。當(dāng)線圈以ω0勻速轉(zhuǎn)動時，三盞燈恰好亮度相同。下列判斷正確的是（　　）

A．當(dāng)ω＜ω0時，L2比L1亮
B．當(dāng)ω＞ω0時，三盞燈的亮度仍然相同
C．當(dāng)轉(zhuǎn)速不變，增大變壓器原線圈的匝數(shù)，三盞燈均變亮
D．當(dāng)線圈以ω0勻速轉(zhuǎn)動到在圖示位置時，電壓表的示數(shù)為nBsω0
【答案】A
【解析】A．當(dāng)ω＜ω0時，由，可知，交流電的頻率f減小，L1與L2兩支路的電壓相等，電阻R不變，電感L的感抗減小，故L2比L1亮，A正確；B．當(dāng)ω＞ω0時，電阻R不變，電感L的感抗增大，電容C的容抗減小，故三盞燈的亮度不相同，B錯誤；C．當(dāng)轉(zhuǎn)速不變，增大變壓器原線圈的匝數(shù)，則副線圈的電壓減小，三盞燈均變暗，C錯誤；D．當(dāng)線圈以ω0勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生正弦交流電，電動勢的有效值為
，由于線圈內(nèi)阻不計(jì)，故電壓表的示數(shù)，D錯誤。故選A。
4．（2021·天津高三模擬）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為阻值隨光強(qiáng)增大而減小的光敏電阻，L1和L2是兩個完全相同的燈泡，電表均為理想交流電表。則（　?。?br />
A．通過光敏電阻的交變電流頻率為5 Hz
B．若L2的燈絲燒斷，則電壓表的示數(shù)仍為5 V
C．當(dāng)照射R的光強(qiáng)增大時，電流表的示數(shù)變小
D．圖像上對應(yīng)的0.01 s時刻，發(fā)電機(jī)中的線圈平面與中性面垂直
【答案】B
【解析】A．由圖乙知該交流電的頻率為50 Hz，變壓器不改變交流電的頻率，A錯誤。B．原線圈電壓，電壓表的示數(shù)U2 = V = 5 V，副線圈電壓由原線圈電壓和匝數(shù)比決定，與負(fù)載電阻無關(guān)，故電壓表示數(shù)不變，B正確。C．當(dāng)光強(qiáng)增大時，R阻值減小，副線圈電流變大，原線圈電流也變大，C錯誤。D．0.01 s時，發(fā)電機(jī)的電動勢為零，線圈處于中性面位置，D錯誤。故選B。
5．（2021·浙江紹興市高三二模）汽車的“點(diǎn)火線圈”實(shí)際上是一個變壓器低壓直流通過一個開關(guān)輸入初級線圈，在開關(guān)斷開或閉合的瞬間，將會在次級線圈中產(chǎn)生脈沖高電壓形成電火花圖1和圖2分別是初級線圈、次級線圈電壓隨時間變化的圖像，則（　?。?br />
A．t1時刻開關(guān)剛斷開
B．次級線圈的匝數(shù)比初級線圈要多
C．t2至t3間穿過次級線圈的磁通量為零
D．開關(guān)斷開與閉合瞬間次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相同
【答案】B
【解析】A．根據(jù)圖像可知t1時刻開關(guān)剛閉合。故A錯誤；B．依題意需要用低電壓產(chǎn)生高電壓電火花，則需要次級線圈的匝數(shù)比初級線圈要多，故B正確；C．t2至t3間穿過次級線圈的磁通量不為零，磁通量的變化量為零，故C錯誤；D．根據(jù)圖像可知斷開瞬間電壓相反，感應(yīng)電動勢方向相反，故D錯誤。故選B。
6．（2021·廣東高三模擬）在如圖所示的裝置中，電阻不計(jì)的線框通過電刷、導(dǎo)線與變壓器原線圈構(gòu)成閉合電路，線框在磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸以大小為ω的角速度逆時針轉(zhuǎn)動，已知線框勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為Em，原、副線圈的匝數(shù)比為2：1，副線圈接一個燈泡，電壓表為理想電表且始終正常讀數(shù)，下列說法正確的是（　?。?br />
A．從圖示時刻開始計(jì)時，線框中感應(yīng)電動勢表達(dá)式為e=Emsinωt
B．電壓表的示數(shù)為Em
C．線框轉(zhuǎn)動角速度增大一倍，電壓表示數(shù)為Em
D．若給小燈泡兩端再并聯(lián)一個相同的小燈泡，電壓表示數(shù)變大
【答案】C
【解析】A．由題圖可知圖示時刻線框中感電動勢最大，從該時刻計(jì)時電動勢按余弦規(guī)律變化，說明表達(dá)式為，故A錯誤；B．電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，其示數(shù)應(yīng)為，故B錯誤；
C．線框轉(zhuǎn)動角速度增大一倍，感應(yīng)電動勢最大值變?yōu)樵瓉淼膬杀?，電壓表示?shù)為，故C正確；
D．若給小燈泡兩端再并聯(lián)一個相同的小燈泡，因線框、導(dǎo)線電阻不計(jì)，電壓表是理想電表，原線圈兩端電壓不變，副線圈電壓不變，則電壓表示數(shù)不變，故D錯誤。故選C。
7．（2021·北京豐臺區(qū)高三一模）由交流發(fā)電機(jī)、定值電阻R、交流電流表組成的閉合回路如圖所示。線圈ABCD逆時針方向轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（　?。?br />
A．線圈轉(zhuǎn)動過程中AD、BC邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
B．線圈轉(zhuǎn)動到圖中位置時，感應(yīng)電流方向?yàn)锳DCBA
C．線圈勻速轉(zhuǎn)動時，交流電流表指針左右擺動
D．線圈轉(zhuǎn)動到中性面的瞬間，電路中的電流最大
【答案】B
【解析】A．線圈轉(zhuǎn)動過程中AD、BC邊沒有切割磁感線，故它們不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，選項(xiàng)A錯誤；B．對于DC邊，利用右手定則可知，線圈轉(zhuǎn)動到圖中位置時，DC邊向上運(yùn)動，故感應(yīng)電流方向?yàn)橛蒁到C，所以整個線圈的感應(yīng)電流為ADCBA，選項(xiàng)B正確；C．線圈勻速轉(zhuǎn)動時，線圈產(chǎn)生的是交流電，而交流電流表測量的是其有效值，有效值是不變的，故其指針穩(wěn)定，不會左右擺動，選項(xiàng)C錯誤；D．線圈轉(zhuǎn)動到中性面的瞬間，AB和DC邊不切割磁感線，故電路中的電流最小，選項(xiàng)D錯誤。故選B。
8．（2021·江蘇南通市高三二模）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n。若用戶負(fù)載發(fā)生變化，電壓表V的示數(shù)變化△U，電流表A的示數(shù)變化△I，=k。則兩變壓器間輸電線的總電阻R等于（　?。?br />
A．nk B． C．n2k D．
【答案】C
【解析】電壓表V的示數(shù)變化△U，則降壓變壓器的原線圈兩端電壓變化了，電流表A的示數(shù)變化△I，則流過R的電流變化了，所以兩變壓器間輸電線的總電阻R等于，故選C。
9．（2021·山東濟(jì)南市歷城二中高三模擬）某國產(chǎn)手機(jī)充電器將電壓（V）的交變電流轉(zhuǎn)變成5V和9V兩種恒定電壓，將充電器看作是理想變壓器與理想轉(zhuǎn)換器組成，轉(zhuǎn)換器將交變電流轉(zhuǎn)換為恒壓直流電，則下列說法正確的是（　?。?br /> A．變壓器原線圈與兩個副線圈的匝數(shù)比分別為和
B．變壓器原線圈與兩個副線圈的匝數(shù)比分別為和
C．變壓器副線圈輸出頻率為100Hz的交變電流
D．變壓器5V和9V副線圈匝數(shù)比為
【答案】A
【解析】AB．理想變壓器匝數(shù)比等于電壓有效值之比，不計(jì)充電器的各種損耗，則變壓器副線圈分別輸出5V和9V交流電，因此變壓器原線圈與兩個副線圈的匝數(shù)比分別為和，A正確B錯誤；
C．變壓器不改變交變電流的頻率，而輸入交變電流頻率為，C錯誤；D．變壓器5V和9V副線圈匝數(shù)比為5：9，D錯誤。故選A。
10．（2021·山東煙臺市高三一模）如圖所示，理想變壓器所接電源的輸出電壓（V），已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=3∶ 1，L1、L2、L3、L4為四個規(guī)格相同的燈泡，其中燈泡L1和變壓器的原線圈串聯(lián)，燈泡L2、L3、L4并聯(lián)在一起接在副線圈回路中，交流電壓表為理想電表?，F(xiàn)閉合開關(guān)S，燈泡L2、L3、L4均正常發(fā)光，則下列說法中正確的是（　?。?br />
A．燈泡L1不能正常發(fā)光
B．燈泡的額定電壓為55V
C．電壓表的示數(shù)為220V
D．若斷開開關(guān)S，電壓表的示數(shù)不變
【答案】B
【解析】A．設(shè)原線圈兩端電壓為U1，電流為I1，副線圈兩端的電壓為U2，電流為I2，根據(jù)變壓器的基本關(guān)系知，即，得，所以燈泡L1能正常發(fā)光，故A錯誤；B．根據(jù)變壓器基本關(guān)系知，即，由于閉合開關(guān)S，燈泡L2、L3、L4均正常發(fā)光，即，由于燈泡L1能正常發(fā)光，則，即，所以燈泡的額定電壓為55V，故B正確；
C．電源表的示數(shù)為U1，即，故C錯誤；D．若斷開開關(guān)S，電流I2變化，從而導(dǎo)致電流為I1，燈泡L1兩端電壓變化，所以電壓表的示數(shù)變化，故D錯誤。故選B。
11．（2021·山東高三一模）“新疆準(zhǔn)東—安徽皖南”±1100kV特高壓直流輸電工程是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的輸電工程，輸電容量1200萬千瓦。輸電線路流程可簡化為

若直流輸電線電阻為10Ω，不計(jì)變壓器與整流等造成的能量損失，直流變交流時，有效值不會變大。當(dāng)輸電線路電流為5×103A時，下列說法正確的是（ ）
A．輸電功率為1.2×1010W
B．輸電導(dǎo)線上損失的功率為2.5×108W，損失的電壓為50kV
C．降壓變壓器匝數(shù)比為11：5
D．若保持輸送功率不變，用550kV輸電，用戶得到的功率比1100kV輸電時減少1×109W
【答案】B
【解析】A．理想變壓器本身不消耗能量，輸入功率等于輸出功率，輸電導(dǎo)線輸送功率為
，發(fā)電機(jī)輸電功率不可能比它低，A錯誤；
B．輸電導(dǎo)線上損失的功率
損失的電壓，B正確；
C．輸電導(dǎo)線末端電壓
則，降壓變壓器匝數(shù)比應(yīng)小于3：1，C錯誤；
D．用1100kV輸電時輸電導(dǎo)線上損失的功率
保持輸送功率不變，只用550kV輸電，輸電導(dǎo)線上損失的功率

則用戶得到的功率比1100kV輸電時減少，D錯誤。故選B。
12．（2021·天津高三模擬）在探究變壓器的兩個線圈電壓關(guān)系時，某同學(xué)自已繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，組成了一個新變壓器，如圖甲所示，線圈作為原線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端，電源輸出的電壓如圖乙所示，線圈接小燈泡。若他組成的新變壓器可視為理想變壓器，則（　　）

A．電源輸出電壓的頻率為
B．適當(dāng)增加原線圈的匝數(shù)，小燈泡變暗
C．在小燈泡旁邊并接一個電阻，電源的輸出功率減小
D．將線圈改接在學(xué)生電源的直流輸出端，小燈泡也能發(fā)光
【答案】B
【解析】A．根據(jù)電源輸出的電壓的圖像可讀出正弦交流電的周期，則頻率為，
故A錯誤；B．變壓器的輸入電壓為不變，增大原線圈匝數(shù)，根據(jù)可知，副線圈的輸出電壓變小，即小燈泡獲得的電壓變小，故燈泡的功率變小而變暗，故B正確；C．在小燈泡旁邊并接一個電阻，則負(fù)載總電阻變小，而副線圈的輸出電壓，故變壓器的輸出功率變大，則電源的輸出功率變大，故C錯誤；D．將線圈改接在學(xué)生電源的直流輸出端，變壓器上的磁通量不變，不能利用互感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，則副線圈無電流，燈泡不能發(fā)光，故D錯誤；故選B。
13．（2021·遼寧葫蘆島市高三一模）一手搖交流發(fā)電機(jī)線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，內(nèi)阻不計(jì)。轉(zhuǎn)軸位于線圈平面內(nèi)，并與磁場方向垂直。產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則（　　）

A．該交變電流頻率是0.4Hz
B．計(jì)時起點(diǎn)，線圈恰好與中性面重合
C．t＝0.1s時，穿過線圈平面的磁通量最大
D．該交變電動勢瞬時值表達(dá)式是e＝cos5πt（V）
【答案】C
【解析】A．由圖可知電壓隨著時間變化的周期為，故頻率為，故A錯誤；
B．計(jì)時起點(diǎn)，電動勢最大，所以此時磁通量為0，線圈和中性面垂直，故B錯誤；C．t＝0.1s時，電動勢為0，穿過線圈平面的磁通量最大，故C正確；D．該交變電動勢最大值為，角速度
，又從垂直中性面開始計(jì)時，所以電動勢瞬時值表達(dá)式是
，故D錯誤；故選C。
14．（2021·遼寧丹東市高三一模）圖甲為一臺小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈繞軸轉(zhuǎn)動，若從某位置開始計(jì)時，產(chǎn)生的電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為，外接燈泡的電阻為，下列說法正確的是（　?。?br />
A．線圈是從垂直中性面位置開始計(jì)時的
B．電動勢表達(dá)式為
C．電流方向每秒改變50次
D．理想電壓表示數(shù)為
【答案】D
【解析】A．電動勢隨時間的變化規(guī)律從零開始，說明線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，磁通量最大，瞬時電動勢為零，故A錯誤；B．電動勢的最大值為，而，則電動勢表達(dá)式為，故B錯誤；C．線圈每轉(zhuǎn)一圈，電流改變兩次方向，則電流方向每秒改變了100次（），故C錯誤；D．理想電壓表示數(shù)為路端電壓的有效值，有
，故D正確；故選D。
15．（2021·遼寧錦州市高三一模）如圖甲所示為一臺小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖，內(nèi)阻，外電路電阻，電路中其余電阻不計(jì)。發(fā)電機(jī)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)，轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，取，則（　?。?br />
A．時，該小型發(fā)電機(jī)的電動勢為零
B．時，矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面位置
C．串聯(lián)在外電路中的交流電流表的示數(shù)為2A
D．感應(yīng)電動勢的最大值為20V
【答案】D
【解析】A．時，磁通量的變化率最大，該小型發(fā)電機(jī)的電動勢為最大，故A錯誤；
B．時，磁通量的變化率最大，磁場與線圈平面平行，故B錯誤；
CD．從Φ?t圖線可以看出，，，
感應(yīng)電動勢的最大值為
電路中電流最大值為
串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為，故C錯誤，D正確。故選D。
16．（2021·湖南懷化市高三一模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1：2，原線圈與定值電阻R1串聯(lián)后，接入輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源。副線圈電路中負(fù)載電阻為可變電阻R2，A、V是理想電表，已知R1=1 Ω。當(dāng)R2=3 Ω時，電流表的讀數(shù)為2 A，則（　?。?br />
A．電源輸出電壓為6 V
B．電源輸出功率為26 W
C．當(dāng)R2=6 Ω時，電壓表的讀數(shù)為8 V
D．當(dāng)R2=4 Ω時，變壓器輸出功率最大
【答案】D
【解析】A．當(dāng)時，電流表的讀數(shù)為2A，電壓表的讀數(shù)為U2=6V，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1：2，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得原線圈電壓是
根據(jù)單相變壓器中電流與匝數(shù)成反比得原線圈電流是
所以電源輸出電壓為，A錯誤；
B．電源輸出功率為，B錯誤；
C．根據(jù)歐姆定律得副線圈電流為，所以原線圈電流是，所以
當(dāng)時解得，即電壓表的讀數(shù)為8.4V；選項(xiàng)C錯誤；
D．由，解得，變壓器輸出的功率，
所以滿足時變壓器輸入功率最大，解得,即當(dāng)時，變壓器輸出的功率最大為，D正確。故選D。
17．（2021·天津高三模擬）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變。若將滑動變阻器的滑動觸頭向下移動，下列說法正確的是（　?。?br />
A．電表A1、A2的示數(shù)都增大
B．電表V1、V2的示數(shù)都不變
C．原線圈輸入功率減小
D．電阻R0消耗的電功率減小
【答案】A
【解析】AB．輸入電壓不變，匝數(shù)比不變，輸出電壓就不變，滑動變阻器滑片向下移動，其接入電路的阻值變小，副線圈中的電流就增大，原先圈電流也增大，所以V1示數(shù)不變，V2示數(shù)減小A1示數(shù)增大，A2示數(shù)增大，A正確，B錯誤；C．輸入電壓不變，輸入電流增大，由可知，則輸入功率，C錯誤；
D．輸出電流減小，由，可知，R0消耗的電功率增大，D錯誤；故選A。
18．（2021·江蘇南京市高三二模）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，下列說法錯誤的是（　?。?br />
A．電壓表讀數(shù)增大 B．電流表讀數(shù)減小
C．輸電線上損耗的功率減小 D．用戶的功率減小
【答案】D
【解析】AB．原線圈輸入電壓及輸電功率恒定，當(dāng)S由2改接為1時，根據(jù)，升壓變壓器副線圈匝數(shù) 增大，則增大，由于。則升壓變壓器副線圈電流 減小，所以電流表讀數(shù)減小，線路損失的電壓減小，則降壓變壓器原線圈的電壓增大，則降壓變壓器副線圈的電壓 增大，所以電壓表的讀數(shù)增大，則AB正確，不符合題意；C．輸電線上損耗的功率為，由于升壓變壓器副線圈電流 減小，所以輸電線上損耗的功率減小，則C正確，不符合題意；D．用戶的功率為，輸電線上損耗的功率減小，所以用戶的功率增大，則D錯誤，符合題意；故選D。
19．（2021·福建漳州市高三二模）如圖，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為，為滑動變阻器，為定值電阻，為電容器，為額定功率的燈泡，原線圈兩端加電壓，燈泡恰好正常發(fā)光，則（　?。?br />
A．燈泡的額定電流為 B．流過的電流始終為零
C．滑片向下滑動時，燈泡變亮 D．滑片向下滑動時，原線圈的電流變小
【答案】D
【解析】A．由原線圈的電壓的瞬時表達(dá)式可知，原線圈的電壓有效值為，根據(jù)理想變壓器的電壓關(guān)系可得，燈泡的額定電流為，所以A錯誤；B．電容器有通交流隔直流的特點(diǎn)，所以流過的電流不可能始終為0，則B錯誤；C．滑片向下滑動時，不會改變副線圈的電壓，所以燈泡L亮度不變，則C錯誤；D．滑片向下滑動時，電阻增大，電流減小，則副線圈的總電流減小，總功率減小，根據(jù)理想變壓器原副線圈功率相等的性質(zhì)，則有，原副線圈電壓不變時，副線圈電流減小，所以原線圈的電流變小，則D正確；故選D。
20．（2021·浙江高三二模）小芳設(shè)計(jì)了一個電吹風(fēng)，其電路圖如圖所示，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為N1、N2，小風(fēng)扇的額定電壓為60V。a、b、c、d為四個固定觸點(diǎn)，轉(zhuǎn)動扇形金屬觸片P的位置可同時接觸兩個觸點(diǎn)，使電吹風(fēng)可處于關(guān)機(jī)、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)。在電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時（　?。?br />
A．觸片P同時接觸a、b，N1：N2=11∶3
B．觸片P同時接觸a、b，N1：N2=3∶11
C．觸片P同時接觸b、c，N1：N2=11∶3
D．觸片P同時接觸b、c，N1：N2=3∶11
【答案】A
【解析】由題意可知，電吹風(fēng)吹熱時，電熱絲需連入電路中，觸片P同時接觸a，b，由變壓器電壓和匝數(shù)關(guān)系可得，A正確，BCD錯誤，故選A。
21．（2021·重慶高三二模）理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=270匝，輸入如題圖甲所示的正弦交變電壓。P是副線圈上的滑動觸頭，當(dāng)P處于題圖乙所示位置時，副線圈連入電路的匝數(shù)n2=135匝，燈泡L恰能正常發(fā)光，電容器C剛好不被擊穿，R是滑動變阻器。下列說法正確的是（　　）

A．電容器的擊穿電壓為11V
B．若R的滑片不動，向下移動P，則電容器的電容變小
C．若R的滑片不動，向下移動P，則原線圈的輸入功率變大
D．若P不動，向上移動R的滑片，則燈泡變暗
【答案】D
【解析】A．原線圈輸入電壓的峰值為，則副線圈輸出電壓的峰值為，
由于電容器C剛好不被擊穿，則電容器的擊穿電壓為，故A錯誤；B．根據(jù)電容器電容決定式可知，當(dāng)R的滑片不動，向下移動P，電容器的電容不變，故B錯誤；C．若R的滑片不動，向下移動P，則負(fù)載總電阻R總不變，副線圈匝數(shù)減小，根據(jù)可知，副線圈輸出電壓有效值U2減小，再根據(jù)可知，副線圈輸出功率P2減小，根據(jù)可知，原線圈的輸入功率變小，故C錯誤；
D．若P不動，向上移動R的滑片，則滑動變阻器接入電阻變大，負(fù)載總電阻變大，副線圈匝數(shù)不變，根據(jù)可知，副線圈輸出電壓有效值U2不變，根據(jù)可知副線圈回路總電流減小，則根據(jù)可知，燈泡功率減小，則燈泡變暗，故D正確。故選D。
22．（2021·天津高三模擬）如圖甲所示是街頭常見的變壓器，圖乙是街頭變壓器給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時輸入電壓基本不變。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用表示，電阻器R代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R的值減小。不考慮變壓器的能量損耗，下列說法正確的是（　?。?br />
A．變壓器原線圈的導(dǎo)線應(yīng)該比副線圈的粗 B．用電器增加時，輸電線損耗的功率減小
C．用電器增加時，變壓器的輸出功率增大 D．用電器增加時，用電器兩端的電壓保持不變
【答案】C
【解析】A．街頭常見的變壓器是常見的降壓變壓器，副線圈的電流比原線圈的電流大，為了安全副線圈的導(dǎo)線更粗一些，A錯誤；B．變壓器的匝數(shù)比沒變，原線圈兩端的電壓沒變，則副線圈的電壓不變，當(dāng)用電器增加時，相當(dāng)于R的值減小，則副線圈的電流增大，輸電線的消耗的功率增大，B錯誤；C．副線圈的電壓不變，副線圈的電流增大，根據(jù)，則變壓器的輸出功率增大，C正確；
D．副線圈的電壓不變，副線圈的電流增大，根據(jù)，知用電器增加時，用電器兩端的電壓減小，D錯誤。故選C。
23．（2021·天津高三模擬）一矩形導(dǎo)線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦交流電如圖甲所示，導(dǎo)線框電阻不計(jì)，匝數(shù)為100匝，把線框產(chǎn)生的交流電接在圖乙中理想變壓器的A、B兩端，Rt為熱敏電阻（溫度升高時，其電阻減?。?，R為定值電阻，電壓表為理想交流電表，則（　?。?br />
A．在圖甲的t=0.02s時刻，矩形線圈平面與磁場方向平行
B．變壓器原線圈兩端電壓的瞬時值表達(dá)式為（V）
C．線框轉(zhuǎn)動過程中磁通量變化率最大值為0.36Wb/s
D．Rt處溫度升高時，電壓表V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值變大
【答案】D
【解析】A．由圖甲可知在t=0.02s時刻，電壓u=0，即磁通量變化量為零，此時線框處于中性面上，線框平面與磁場方向垂直，選項(xiàng)A錯誤；B．由圖知最大電壓，交流電的周期為T=0.02s，則
，所以變壓器原線圈兩端電壓的瞬時值表達(dá)式為，
選項(xiàng)B錯誤；C．根據(jù)可得線框轉(zhuǎn)動過程中磁通量變化率最大值為
，選項(xiàng)C錯誤；D．原副線圈電壓比不變，原線圈電壓不變，則副線圈電壓不變。Rt處溫度升高時，阻值減小，電流增大，則R電壓增大，而副線圈電壓不變，所以V2示數(shù)減小，則電壓表V1、V2示數(shù)的比值增大，選項(xiàng)D正確。故選D。
24．（2021·北京海淀區(qū)高三一模）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，原線圈接在u=Umcos(wt+j)的交流電源上，副線圈接一定值電阻R0和滑動變阻器R，電流表、電壓表均為理想交流電表。當(dāng)滑動變阻器R的滑片P由a端向b端緩慢滑動時，下列說法中正確的是（　?。?br />
A．電流表 A1 、A2的示數(shù)之比為2∶1
B．電壓表 V1 、V2的示數(shù)之比為1∶2
C．滑動變阻器R消耗的功率可能先增大后減小
D．原線圈的輸入功率可能減小
【答案】C
【解析】B．根據(jù)原副線圈電壓與匝數(shù)成正比得，故B錯誤；A．理想變壓器輸入功率和輸出功率相等可得，則，故A錯誤；C．當(dāng)滑動變阻器R的滑片P由a端向b端緩慢滑動時,滑動變阻器接入電路中的電阻值逐漸減小，由于輸入電壓不變，所以輸出電壓也不變，則滑動變阻器R消耗的功率則，當(dāng)時，滑動變阻器R消耗的功率最大，故滑動變阻器R消耗的功率可能先增大后減小，也可能一直增大，故C正確；D．由于理想變壓器輸入功率和輸出功率相等，理想變壓器輸入功率隨著輸出功率的變化而變化，可能先增大后減小，也可能一直增大，故D錯誤。故選C。
25．（2021·天津高三模擬）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（　　）

A．電流表的示數(shù)為
B．電壓表的示數(shù)為
C．原線圈的輸入功率為
D．副線圈輸出交流電的頻率為
【答案】BC
【解析】理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，有效值為220V，原、副線圈匝數(shù)之比為，，故副線圈兩端電壓 ，故電壓表的示數(shù)為，副線圈電流
，副線圈功率，則原線圈的輸入功率為，電流表示數(shù)
，因?yàn)樽儔浩鞑桓淖冾l率，故副線圈輸出交流電的頻率，故BC正確AD錯誤。故選BC。
26．（2021·河南新鄉(xiāng)市高三二模）如圖甲所示，L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格相同的燈泡，電阻均為3Ω，各電表均為理想交流電表，變壓器為理想變壓器，輸入端所接的正弦交變電壓u隨時間t的關(guān)系圖像如圖乙所示，四只燈泡此時均正常發(fā)光，下列說法正確的是（　?。?br />
A．輸入端的交變電壓有效值為24V B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶ 1
C．電流表的示數(shù)為2A D．輸入端的總功率為24W
【答案】BD
【解析】A．輸入端的交變電壓有效值為，故A錯誤；B．設(shè)燈泡的額定電流為I，則由題意可知原、副線圈中的電流分別I1=I、I2=3I，所以原、副線圈匝數(shù)比為，故B正確；C．燈泡電阻為R=3Ω，根據(jù)歐姆定律可知，副線圈兩端電壓為U2=IR，則原線圈兩端電壓為U1=3IR，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U=U1+IR，解得，故C錯誤；D．輸入端的總功率為，故D正確。
故選BD。
27．（2021·天津高三模擬）如圖所示，有一匝數(shù)為20、邊長為10cm、電阻不計(jì)的正方形線框繞著固定轉(zhuǎn)軸OO’以角速度50π rad/s在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線框關(guān)于OO’對稱，線框通過兩電刷（未畫出）與某一理想變壓器相連，變壓器原線圈串有一個理想交流電流表A，已知理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n1：n2=10：1，副線圈兩端接有兩完全相同燈泡L1，L2串聯(lián)，如果燈泡L1，L2的規(guī)格均為“5V，1W”且正常發(fā)光，則下列說法正確的是（　?。?br />
A．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為T
B．該線框中形成的交變電流，電流方向1秒內(nèi)改變25次
C．線框轉(zhuǎn)到圖示位置的瞬間，電流表A讀數(shù)為零
D．閉合開關(guān)，并聯(lián)上相同的燈泡L2，不考慮燈泡的燒壞及阻值的變化，則L1變亮，原來的L2變暗
【答案】AD
【解析】A．燈泡L1，L2的規(guī)格均為“5V，1W”且正常發(fā)光，則U2=10V，根據(jù)變壓器電壓的匝數(shù)關(guān)系可知U1=100V，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為，根據(jù)，解得，選項(xiàng)A正確； B．交流電的頻率為，電流方向一周期內(nèi)改變2次，則電流方向1秒內(nèi)改變50次，選項(xiàng)B錯誤；C．電流表讀數(shù)為交流電的有效值，則當(dāng)線框轉(zhuǎn)到圖示位置的瞬間，電流表A讀數(shù)不為零，選項(xiàng)C錯誤；D．閉合開關(guān)，并聯(lián)上相同的燈泡L2，則變壓器次級電阻減小，因?yàn)閁2不變，則次級電流變大，則L1變亮，兩個并聯(lián)的L2電壓減小，則原來的L2變暗，選項(xiàng)D正確。故選AD。
28．（2021·浙江溫州市高三二模）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中各接一定值電阻、，原線圈—側(cè)a、b兩點(diǎn)間接有電壓為的正弦交流電源，則以下說法正確的是（　?。?br />
A．兩端電壓為 B．兩端的電壓為
C．、上消耗的功率之比為2∶9 D．電源的輸出功率與上消耗的功率之比為3∶1
【答案】BC
【解析】AB．設(shè)原線圈的輸出電壓為，兩端的電壓為，原線圈的電流為，則有


副線圈的電流為，電壓為，則有



聯(lián)立有
解得
則有

兩端的電壓為，A錯誤，B正確；
C．、上消耗的功率分別為，，功率之比為，C正確；
D．電源的輸出功率為，上消耗的功率為，電源的輸出功率與上消耗的功率之比為，D錯誤。故選BC。
29．（2021·遼寧朝陽市高三一模）如圖所示，理想變壓器的原線圈與穩(wěn)定的正弦交流電源相連（電源內(nèi)阻不計(jì)），原副線圈匝數(shù)比為，電壓表和電流表均為理想電表，為定值電阻，為滑動變阻器，當(dāng)滑片向左滑動時，電壓表、電流表的示數(shù)變化分別用、、、表示，以下說法正確的是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】AD
【解析】正弦交流電源電壓穩(wěn)定，有，，所以有，
根據(jù)變壓器的規(guī)律可知，理想變壓器原、副線圈電壓變化量之比，原、副線圈電流變化量之比
，所以有，所以AD正確；BC錯誤；故選AD。
30．（2021·天津紅橋區(qū)高三一模）為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如下圖所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后（　?。?br />
A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變
B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大
C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大
D．V2示數(shù)不變，變壓器輸入功率變大
【答案】AD
【解析】線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，所以V1與V2示數(shù)及比值均不變。當(dāng)開關(guān)S閉合后，副線圈的總電阻減小，根據(jù)歐姆定律得A2示數(shù)變大，則根據(jù)變壓器的電流關(guān)系可知，A1示數(shù)變大，而A1與A2示數(shù)的比值不變。根據(jù)P=UI可知，變壓器的輸入功率變大。故選AD。
31．（2021·天津高三模擬）科技改變生活，如今手機(jī)無線充電已經(jīng)日趨流行。其工作原理如圖所示，該裝置可等效為一個理想變壓器，送電線圈為原線圈，受電線圈為副線圈。當(dāng)ab間接上220V的正弦交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為n1， 受電線圈的匝數(shù)為n2，且n1∶n2=10∶1。兩個線圈中所接電阻的阻值均為R，當(dāng)該裝置給手機(jī)充電時，手機(jī)兩端的電壓為1.8V，流過手機(jī)的電流為1A，則下列說法正確的是（　?。?br />
A．受電線圈cd兩端的輸出電壓為22V
B．充電時，兩線圈上所接電阻的阻值R=20Ω
C．充電時，與送電線圈相連的電阻R兩端的電壓為20V
D．充電時，受電線圈cd兩端的輸出電壓為21.8V
【答案】BD
【解析】A．因?yàn)閍b端輸入電壓為220V，由于送電線圈中的電阻R會分壓，故送電線圈兩端電壓小于220V，則根據(jù)匝數(shù)比等于電壓比可知，受電線圈cd兩端的輸出電壓小于22V，A錯誤；B．由題意可知U2=1.8+1×R，送電線圈的電流為，則送電線圈兩端電壓U1=U-I1R=220-0.1R，根據(jù)，可得R=20Ω，B正確； C．充電時，與送電線圈相連的電阻R兩端的電壓為UR=I1R=2V，C錯誤；D．充電時，受電線圈cd兩端的輸出電壓為U2=1.8V+1×20V=21.8V，D正確。故選BD。
32．（2021·天津和平區(qū)高三一模）如圖所示，單匝矩形線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的de邊勻速轉(zhuǎn)動，周期為0.2s，線圈電阻為。磁場只分布在de邊的左側(cè)，若線圈從如圖所示開始計(jì)時，線圈轉(zhuǎn)過時的感應(yīng)電流為1A，那么（　?。?br />
A．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2A
B．線圈磁通量變化率的最大值為（wb/s）
C．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的整個過程中，流經(jīng)線圈導(dǎo)線橫截面的電量為（C）
D．線圈消耗的電功率為5W
【答案】CD
【解析】AD．由圖可知，產(chǎn)生的交變電流為半波式正弦交變電流，線圈轉(zhuǎn)過時的感應(yīng)電流為1A，所以電流的最大值為2A，此線框只有半個周期時間內(nèi)有電流，因此由有效值的定義可得，
電流的有效值為1A，線圈消耗的功率，故A錯誤，D正確；B．由A可知，電動勢的最大值為10V，，線圈磁通量變化率的最大值為10（wb/s），故B錯誤；C．由B可知，所以，解得，線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的整個過程中，磁通量的變化量為，此時流經(jīng)橫截面的電荷量為，故C正確。故選CD。
33．（2021·福建福州市高三二模）如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為，負(fù)載電阻的阻值，V是理想電壓表。現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表讀數(shù)為，則（　?。?br />
A．此時原線圈兩端電壓的最大值約為
B．此時原線圈兩端電壓的最大值約為
C．原線圈兩端原來的電壓有效值約為
D．原線圈兩端原來的電壓有效值約為
【答案】BC
【解析】AB．副線圈輸出電壓的有效值為，則原線圈輸入電壓的有效值為，最大值為，故A錯誤、B正確；CD．變壓器輸入電流不變，則流過副線圈電路的電流也不變，所以負(fù)載電阻變化前副線圈輸出電壓的有效值為，則原線圈兩端的電壓有效值為，故C正確、D錯誤。故選BC。
34．（2021·廣東高三模擬）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶2，原線圈兩端的輸入正弦交流電壓（V），副線圈所接電壓表為理想電壓表，定值電阻R0=10Ω，滑動變阻器R的阻值變化范圍為0~20Ω，下列說法正確的是（　?。?br />
A．電壓表的示數(shù)為40V
B．副線圈輸出電壓的頻率為50Hz
C．滑動變阻器R消耗功率的最大值為40W
D．滑動變阻器滑片向下移動，變壓器的輸出功率不變
【答案】ABC
【解析】A.根據(jù)原線圈所接正弦交流電壓表達(dá)式可知原線圈兩端電壓為U1=220V，則副線圈兩端電壓為
，所以電壓表的示數(shù)為40V，故A正確；B.根據(jù)原線圈所接正弦交流電壓表達(dá)式可知原線圈兩端電壓的頻率為，由于變壓器不改變交變電流的頻率，所以副線圈輸出電壓的頻率為50Hz，故B正確；C.設(shè)副線圈的電流為I，則根據(jù)閉合電路歐姆定律有，則滑動變阻器R消耗的功率為，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)R0=R時P有最大值，為
，故C正確；D.變壓器的輸出功率為，當(dāng)滑動變阻器滑片向下移動時，R增大，P減小，故D錯誤。故選ABC。



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