第2講　變壓器　電能的輸送
主干梳理 對(duì)點(diǎn)激活
一 堵點(diǎn)疏通1．變壓器不但可以改變交流電壓，也可以改變穩(wěn)恒直流電壓。(　　)2．理想變壓器的基本關(guān)系式中，電壓和電流均為有效值。(　　)3．高壓輸電的目的是增大輸電的電流。(　　)4．在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸送過(guò)程中損失的功率越小。(　　)5．變壓器原線圈中的電流由副線圈中的電流決定。(　　)6．變壓器副線圈兩端的電壓由原線圈兩端的電壓決定。(　　)
二 對(duì)點(diǎn)激活1．(人教版選擇性必修第二冊(cè)·P60·T2改編)有些機(jī)床為了安全，照明電燈用的電壓是36 V，這個(gè)電壓是把380 V的電壓降壓后得到的。如果變壓器的原線圈是1140匝，副線圈是(　　)A．1081匝 B.1800匝 C.108匝 D.8010匝
2．(人教版選擇性必修第二冊(cè)·P60·T5改編)(多選)如圖是街頭變壓器通過(guò)降壓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，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)A.讀數(shù)不變，讀數(shù)不變B.讀數(shù)變大，讀數(shù)不變C.讀數(shù)變大，讀數(shù)變小D.讀數(shù)不變，讀數(shù)不變
3．(人教版選擇性必修第二冊(cè)·P65·T3改編)從發(fā)電站輸出的功率為220 kW，輸電線的總電阻為0.05 Ω，用220 V和11 kV兩種電壓輸電。兩種情況下輸電線上由電阻造成的電壓損失之比為(　　)A．50∶1 B.1∶50 C.1∶5 D.5∶1
考點(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu)
3．基本關(guān)系式中物理量之間的決定關(guān)系
例1　(2020·吉林省白山市二模)在圖示電路中，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為220，副線圈的匝數(shù)可調(diào)，L1、L2、L3和L4是四個(gè)相同的燈泡。當(dāng)在a、b兩端加上瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220sin100πt(V)的交變電壓時(shí)，調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，使四個(gè)燈泡均正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．變壓器副線圈的匝數(shù)為440B．燈泡的額定電壓為55 VC．變壓器原線圈兩端電壓為220 VD．穿過(guò)變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值為0.1 V
提示：電流比。(2)原線圈含有用電器時(shí)a、b兩端電壓還是變壓器的輸入電壓?jiǎn)?？提示：不是?br/>1.變壓器原線圈所在電路中含有負(fù)載問(wèn)題的分析(1)將原線圈看成用電器，在原線圈電路中可應(yīng)用串并聯(lián)電路規(guī)律、閉合電路歐姆定律等。(2)要求解原線圈電路中負(fù)載的電流、電壓和功率，一般需先求副線圈中的電流，然后根據(jù)理想變壓器原、副線圈的電流關(guān)系求得原線圈電路中的電流，進(jìn)而求解通過(guò)負(fù)載的電流。原、副線圈的電流關(guān)系往往是解決問(wèn)題的突破口。
2．含有多個(gè)副線圈的變壓器的電路分析副線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)，一般從原、副線圈的功率相等入手。利用P1＝P2＋P3＋…，結(jié)合原副線圈電壓關(guān)系、歐姆定律等分析。3．變壓器與二極管相結(jié)合的分析當(dāng)副線圈回路中含有二極管時(shí)，由于二極管具有單向?qū)щ娦?，二極管只有一半時(shí)間導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)二極管后的輸出電壓的有效值與副線圈兩端交流電壓的有效值不相等，應(yīng)根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。
例2　(2020·山西省長(zhǎng)治市3月線上模擬)如圖所示，理想交流電流表A1、A2，定值電阻R1、R2，光敏電阻RG(光照強(qiáng)度增大，阻值減小)，分別接在理想變壓器的原、副線圈上，U0為正弦交流電源電壓的有效值，且保持不變。若增大光照強(qiáng)度，則下列說(shuō)法正確的是(　　)A．電流表A1示數(shù)增大、A2示數(shù)減小B．U1、U2都不變C．R1、R2的電功率都增大D．RG兩端電壓增大
(2)如何分析RG兩端電壓的變化？提示：先分析U1、U2如何變化，U2減去R2兩端電壓就是RG兩端電壓。
解析　分析圖甲可知，光照強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，流過(guò)電阻R的電流增大，說(shuō)明光敏電阻阻值減小。在其他條件不變的情況下，如果光照變強(qiáng)，則光敏電阻阻值減小，燈泡兩端電壓減小，則燈泡的亮度減小，A正確，B錯(cuò)誤；在其他條件不變的情況下，將自耦式變壓器的滑片P適當(dāng)下滑，則副線圈匝數(shù)減小，輸出電壓減小，燈泡的亮度減小，C錯(cuò)誤；在其他條件不變的情況下，適當(dāng)增大滑動(dòng)變阻器R1的阻值，則通過(guò)燈泡的電流減小，燈泡亮度減小，D錯(cuò)誤。
1.遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析方法對(duì)高壓輸電問(wèn)題，應(yīng)按“發(fā)電機(jī)→升壓變壓器→遠(yuǎn)距離輸電線→降壓變壓器→用電器”這樣的順序，或從“用電器”倒推到“發(fā)電機(jī)”一步一步進(jìn)行分析。2．遠(yuǎn)距離高壓輸電的幾個(gè)基本關(guān)系(以下圖為例)
提示：P＝I2R＋P1。(2)升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比變?yōu)閗n時(shí)，輸電線的電流變?yōu)樵瓉?lái)的多少？提示：k倍。
解決遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題應(yīng)注意下列幾點(diǎn)(1)畫出輸電電路圖。(2)注意升壓變壓器副線圈中的電流與降壓變壓器原線圈中的電流相等。(3)輸電線長(zhǎng)度等于輸電距離的2倍。(4)計(jì)算線損功率一般用P損＝IR線。
[變式3－1]　(2020·北京市海淀區(qū)查漏補(bǔ)缺)某高壓變電所通過(guò)變壓器向一工廠送電，輸送電壓為U，輸送功率為P，輸電線電阻為R，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．如果輸送功率與輸電線電阻不變，輸送電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的四倍B．如果輸送功率與輸送電壓不變，輸電線電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則損失功率變?yōu)樵瓉?lái)的二分之一C．如果輸送功率P不變，輸電電壓越高，則輸電線上的電流一定越小D．輸送功率P的具體數(shù)值由變電所決定，與工廠的用電情況無(wú)關(guān)
[變式3－2]　(2020·山西省臨汾市能力測(cè)試)(多選)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓恒定、輸電線上的電阻不變，假設(shè)用戶所用用電器都是純電阻用電器，若發(fā)現(xiàn)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)輸出的電流增大了，則可以判定(　　)A．通過(guò)用戶的電流減小了B．用戶接入電路的總電阻減小了C．用戶消耗的電功率減小了D．加在用戶兩端的電壓變小了
1.自耦變壓器自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用，如下圖所示。
例4　(2020·福建省泉州市第一次質(zhì)量檢測(cè)) 如圖，T1、T2是監(jiān)測(cè)交流高壓輸電參數(shù)的互感器(均視為理想變壓器)，T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶1000，a、b是交流電壓表或交流電流表，其中交流電壓表兩端的電壓為10 V，高壓線路輸送的電功率是2.2×103 kW、電壓是22 kV，則(　　)A．a(chǎn)是交流電壓表B．T2的原、副線圈匝數(shù)比為1000∶1C．通過(guò)交流電流表的電流為0.1 AD．繞制T1原線圈的導(dǎo)線應(yīng)比副線圈的細(xì)
提示：串聯(lián)在高壓輸電線上的為電流互感器，其副線圈接電流表。(2)變壓器匝數(shù)少的這端電流大，用粗導(dǎo)線還是細(xì)導(dǎo)線？提示：粗導(dǎo)線。
(1)對(duì)于自耦變壓器，若原線圈能調(diào)節(jié)，則為升壓變壓器；若副線圈能調(diào)節(jié)，則為降壓變壓器。(2)電壓互感器和電流互感器的區(qū)分：一是看匝數(shù)，二是看串聯(lián)還是并聯(lián)在高壓電路中。
[變式4]　(2020·江蘇省蘇錫常鎮(zhèn)四市二模)(多選)如圖甲所示為一種自耦變壓器(可視為理想變壓器)的結(jié)構(gòu)示意圖。線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上，滑動(dòng)觸頭P在某一位置，在B、C間接一個(gè)交流電壓表和一個(gè)電阻R。若A、B間輸入如圖乙所示的交變電壓，則(　　)A．t＝1×10－2 s時(shí)，電壓表的示數(shù)為零B．A、B間輸入電壓的瞬時(shí)值為u＝220sin100πt(V)C．滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，R兩端的電壓增大D．滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A、B間輸入功率增大
考點(diǎn)5　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)操作步驟(1)組裝可拆變壓器。(2)按電路圖連接電路，注意原線圈一側(cè)接低壓交流電源。(3)原、副線圈各取一定的匝數(shù)，閉合開關(guān)，用多用電表測(cè)出原、副線圈兩端的電壓，將數(shù)據(jù)記入設(shè)計(jì)的表格。(4)保持原線圈的匝數(shù)不變，多次改變副線圈的匝數(shù)，用多用電表測(cè)出原、副線圈兩端的電壓，將一系列數(shù)據(jù)記入設(shè)計(jì)的表格1。(5)保持副線圈的匝數(shù)不變，多次改變?cè)€圈的匝數(shù)，用多用電表測(cè)出原、副線圈兩端的電壓，將一系列數(shù)據(jù)記入設(shè)計(jì)的表格2。
(6)先將兩個(gè)多用電表從電路中斷開，然后斷開交流電源的開關(guān)，拆除電路。(7)將多用電表的選擇開關(guān)置于交流電壓最大量程擋或“OFF”位置，整理器材。2．分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論原、副線圈上的電壓之比近似等于它們的匝數(shù)之比。3．誤差分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒(méi)有嚴(yán)格遵從實(shí)驗(yàn)結(jié)論所述規(guī)律，是因?yàn)?1)實(shí)驗(yàn)變壓器工作時(shí)存在多種損耗：①變壓器線圈通過(guò)電流時(shí)會(huì)發(fā)熱；
②鐵芯在交變磁場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)熱；③交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)不可能完全局限在鐵芯內(nèi)。(2)多用電表的讀數(shù)存在誤差等。4．實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)(1)連接電路后要由同組的幾位同學(xué)分別獨(dú)立檢查，并經(jīng)過(guò)確認(rèn)。只有這時(shí)才能接通電源。(2)為了保證人身安全，只能使用低壓交流電源，所用電壓不要超過(guò)12 V；即使這樣，通電時(shí)也不要用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱。(3)為了保證多用電表的安全，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。(4)先拆除多用電表，再斷開開關(guān)，以免燒壞電表。
例5　(2021·北京市通州區(qū)高三一模)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)下列實(shí)驗(yàn)器材必須要用的有____________(選填字母代號(hào))。A．干電池組 B.學(xué)生電源 C．多用電表 D.直流電壓表E．滑動(dòng)電阻器 F．條形磁體G．可拆變壓器(鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈)
(2)下列說(shuō)法正確的是______________(選填字母代號(hào))。A．為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)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(duì)副線圈電壓的影響，應(yīng)該保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)C．測(cè)量電壓時(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D．變壓器開始正常工作后，鐵芯導(dǎo)電，把電能由原線圈輸送到副線圈
(3)該同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了如下表所示的實(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：___________________________________________ _______________________________________________________________。
提示：互感現(xiàn)象。(2)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的物理學(xué)方法是什么？提示：控制變量法。
(1)只有理解實(shí)驗(yàn)原理及人身和器材的安全要求，才能正確選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。(2)本實(shí)驗(yàn)用的是多用電表的交流電壓擋，應(yīng)復(fù)習(xí)多用電表的有關(guān)知識(shí)。(3)對(duì)本實(shí)驗(yàn)作數(shù)據(jù)分析和誤差分析時(shí)，要注意可拆變壓器與理想變壓器的區(qū)別。
[變式5]　在“探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，(1)為了確保實(shí)驗(yàn)的安全，下列做法正確的是_______________。A．為了人身安全，只能使用低壓直流電源，所用電壓不要超過(guò)12 VB．連接好電路后，可不經(jīng)檢查電路是否正確，直接接通電源C．因?yàn)槭褂秒妷狠^低，通電時(shí)可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱D．為了多用表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)
(2)某同學(xué)在完成上述實(shí)驗(yàn)后，采用如圖乙所示的電路測(cè)量變壓器原線圈的電阻(阻值較小)，為保證電路中各元件安全，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，首先應(yīng)斷開___________(填選項(xiàng)字母)。A．導(dǎo)線A B.導(dǎo)線B C.開關(guān)C D.導(dǎo)線D
(3)如圖，當(dāng)左側(cè)線圈“0”“16”間接入12 V交變電壓時(shí)，右側(cè)線圈“0”“4”接線柱間輸出的電壓可能是________________。A．6 VB．4.3 VC．2.1 V
解析　(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(guò)12 V，故A錯(cuò)誤；連接好電路后，要先檢查電路是否正確，然后再接通電源，B錯(cuò)誤；為了保證人體安全，即使使用電壓較低，通電時(shí)，也不可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱，故C錯(cuò)誤；為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，應(yīng)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，故D正確。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先把電壓表從電路中斷開，否則在斷開開關(guān)瞬間，線圈由于自感會(huì)產(chǎn)生較高的電壓燒毀電壓表，故應(yīng)先斷開導(dǎo)線A，故A正確。
高考模擬 隨堂集訓(xùn)
2．(2020·全國(guó)卷Ⅲ)(多選)在圖a所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220 V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖b所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．所用交流電的頻率為50 HzB．電壓表的示數(shù)為100 VC．電流表的示數(shù)為1.0 AD．變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0 W
3.(2020·江蘇高考)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
4．(2020·天津高考)(多選)手機(jī)無(wú)線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示，電磁感應(yīng)式無(wú)線充電的原理與變壓器類似，通過(guò)分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場(chǎng)傳遞能量。當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后，就會(huì)在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實(shí)現(xiàn)為手機(jī)電池充電。在充電過(guò)程中(　　)A．送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)呈周期性變化B．受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)恒定不變C．送電線圈和受電線圈通過(guò)互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞D．手機(jī)和基座無(wú)需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒(méi)有損失
解析　由于送電線圈通入的是正弦式交變電流，電流呈周期性變化，因此產(chǎn)生的磁場(chǎng)也呈周期性變化，A正確；送電線圈中電流產(chǎn)生的周期性變化的磁場(chǎng)會(huì)使受電線圈中產(chǎn)生周期性變化的感應(yīng)電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也呈周期性變化，B錯(cuò)誤；由手機(jī)無(wú)線充電的特點(diǎn)可知，送電線圈和受電線圈通過(guò)互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)能量傳遞，C正確；手機(jī)和基座無(wú)需導(dǎo)線連接就能實(shí)現(xiàn)充電，但磁場(chǎng)能有一部分以電磁波輻射的形式損失掉，因此這樣傳遞能量是有損失的，D錯(cuò)誤。
6．(2020·北京高考)如圖所示，理想變壓器原線圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流電源上，副線圈接三個(gè)阻值相同的電阻R，不計(jì)電表內(nèi)電阻影響。閉合開關(guān)S后(　　)A．電流表A2的示數(shù)減小B．電壓表V1的示數(shù)減小C．電壓表V2的示數(shù)不變D．電流表A1的示數(shù)不變
解析　閉合開關(guān)S后，變壓器副線圈電路中的總電阻減小，由于變壓器的匝數(shù)比和輸入電壓都不變，所以輸出電壓也不變，即電壓表V1的示數(shù)不變，則副線圈中的電流增大，原線圈中的電流也增大，故電流表A1的示數(shù)增大，故B、D錯(cuò)誤；由于副線圈中的電流增大，故電阻R兩端的電壓增大，而副線圈兩端的電壓不變，所以并聯(lián)電路兩端的電壓減小，即電壓表V2的示數(shù)減小，故電流表A2的示數(shù)減小，故A正確，C錯(cuò)誤。
7．(2020·浙江7月選考)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝100 kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝250 V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線＝8 Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220 V。已知輸電線上損失的功率P線＝5 kW，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＝40 AB．輸電線上的電流I線＝625 AC．降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝190∶11D．用戶得到的電流I4＝455 A
8．(2019·江蘇高考)某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10，當(dāng)輸入電壓增加20 V時(shí)，輸出電壓(　　)A．降低2 V B.增加2 V C．降低200 V D.增加200 V
9．(2021·浙江1月選考節(jié)選)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如圖所示。為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成，硅鋼片應(yīng)平行于___________。A．平面abcd B.平面abfeC．平面abgh D.平面aehd
解析　變壓器的正視圖如圖，變壓器線圈中磁感線環(huán)繞的方向沿著閉合鐵芯，根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則，產(chǎn)生的渦流所在平面垂直于圖示變壓器鐵芯的正面aehd，為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，相互絕緣的硅鋼片應(yīng)平行于平面aehd，故選D。
10．(2017·浙江4月選考節(jié)選)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的是____________(多選)。A．有閉合鐵芯的原副線圈B．無(wú)鐵芯的原副線圈C．交流電源D．直流電源E．多用電表(交流電壓擋)F．多用電表(交流電流擋)
用匝數(shù)na＝60匝和nb＝120匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表：根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是________________________(填“na”或“nb”)。
1．(2021·八省聯(lián)考廣東卷)科學(xué)中心某款手搖點(diǎn)火器原理如圖所示。當(dāng)鋼針和金屬板間瞬時(shí)電壓超過(guò)5000 V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0.2 T，手搖發(fā)電機(jī)線圈的面積為0.25 m2，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1∶100。下列說(shuō)法正確的是(　　)A．線圈轉(zhuǎn)速等于2 r/s時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花B．線圈轉(zhuǎn)速等于4 r/s時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花C．電壓表的示數(shù)為5 V時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花D．電壓表的示數(shù)為25 V時(shí)，點(diǎn)火器可以產(chǎn)生電火花
5.在繞制變壓器時(shí)，某人將兩個(gè)線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上。當(dāng)通以交變電流時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過(guò)另一個(gè)線圈，另一半通過(guò)中間的臂。已知線圈1、2的匝數(shù)之比n1∶n2＝2∶1。在不接負(fù)載的情況下(　　)A．當(dāng)線圈1輸入電壓為220 V時(shí)，線圈2輸出電壓為110 VB．當(dāng)線圈1輸入電壓為220 V時(shí)，線圈2輸出電壓為55 VC．當(dāng)線圈2輸入電壓為110 V時(shí)，線圈1輸出電壓為220 VD．當(dāng)線圈2輸入電壓為110 V時(shí)，線圈1輸出電壓為440 V
8.(2020·河北省張家口市5月模擬)如圖所示為一理想變壓器，原線圈a、b兩端接入電壓u＝Umsinωt的交變電流，Um和原線圈接入電阻阻值均保持不變，電表均為理想電表。當(dāng)用戶并聯(lián)在副線圈兩端上的用電器增加時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．電流表A1的示數(shù)變大 B.電流表A2的示數(shù)變小C．電壓表V1的示數(shù)變大 D.電壓表V2的示數(shù)變小
解析　Um和原線圈接入電阻阻值均保持不變，當(dāng)用戶并聯(lián)在副線圈兩端的用電器增加時(shí)，副線圈兩端總電阻減小，則原線圈兩端的等效電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律知，A1示數(shù)增大，V1示數(shù)減??；再根據(jù)理想變壓器的電流、電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知，A2示數(shù)增大，V2示數(shù)減小。故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。
9.(2020·云南省高中畢業(yè)生統(tǒng)一檢測(cè))如圖所示，理想變壓器的原線圈接在穩(wěn)壓交流電源上，R1、R2、R3是阻值相等的定值電阻，電表A為理想電流表，調(diào)節(jié)滑片P可以改變?cè)€圈匝數(shù)。初始時(shí)，開關(guān)K處于斷開狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．只把滑片P向上滑動(dòng)，電流表示數(shù)將增大B．只把滑片P向下滑動(dòng)，電阻R1消耗的功率將增大C．只閉合開關(guān)K，電阻R2消耗的功率將增大D．只閉合開關(guān)K，電流表示數(shù)將變大
10．(2021·八省聯(lián)考重慶卷)如圖1、2所示，理想變壓器對(duì)電器供電，其輸入電壓u＝27000sin100πt(V)，電器RL與RL′的參數(shù)分別為“220 V　1100 W”“220 V　440 W”，輸電線的總電阻r＝2 Ω。若兩圖中電器都能正常工作，則(　　)A．圖1中電阻r的功率為50 WB．圖2中變壓器的輸入功率比圖1中變壓器的輸入功率增加了440 WC．圖1中原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2700∶23D．圖2中原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝1500∶13
11．(2020·貴州省貴陽(yáng)市調(diào)研)在圖甲所示的理想變壓器a、b端加圖乙所示的交變電壓。已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，R1為熱敏電阻(溫度升高時(shí)，其電阻減小)，R為定值電阻，兩電壓表均為理想電表。下列判斷正確的是(　　)A．電壓表V1的示數(shù)為22 VB．電壓表V2的示數(shù)為11 VC．R1處溫度升高時(shí)，V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值變小D．R1處溫度升高時(shí)，V1示數(shù)與V2示數(shù)的比值變大
二、非選擇題(本題共2小題，共23分)12．(9分)在“探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用“教學(xué)用的可拆變壓器”進(jìn)行探究。(1)下列器材中，實(shí)驗(yàn)需要的器材是______________。A．干電池 B.低壓交流電源C．220 V交流電源 D.條形磁體E．可拆變壓器和導(dǎo)線 F．直流電壓表G．多用電表
(2)該同學(xué)認(rèn)真檢查電路無(wú)誤后，先保證原線圈匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)；再保證副線圈匝數(shù)不變，改變?cè)€圈匝數(shù)。分別測(cè)出相應(yīng)的原、副線圈兩端的電壓值。由于交變電流的電壓是變化的，所以，我們實(shí)際上測(cè)量的是電壓的___________ (選填“有效”或“最大”)值。其中一次操作后副線圈所接多用電表讀數(shù)如圖所示，此時(shí)電表讀數(shù)為___________。
(3)理想變壓器原、副線圈電壓應(yīng)與其匝數(shù)成___________(選填“正比”或“反比”)，實(shí)驗(yàn)中由于變壓器的銅損和鐵損導(dǎo)致原線圈與副線圈的電壓之比一般______________(選填“大于”“小于”或“等于”)原線圈與副線圈的匝數(shù)之比。
13．(14分)某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9 kW，輸出電壓為500 V，輸電線的總電阻為10 Ω，允許線路損耗的功率為輸出功率的4%。求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要220 V電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？
答案　(1)1∶3　72∶11　(2)320 V　5760 W

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