2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設(shè)計(jì)》一輪總復(fù)習(xí)（提升版）第2講　變壓器　電能的輸送

第2講變壓器電能的輸送考點(diǎn)一理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用1.構(gòu)造和原理（1）構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的。（2）原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。2.基本關(guān)系式（1）功率關(guān)系：P入＝P出。（2）電壓關(guān)系：U1U2（3）電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)I1I2（4）頻率關(guān)系：f出＝f入。3.制約關(guān)系（1）電壓：副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定。（2）功率：原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定。（3）電流：原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定。變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用【例1】（2022·山東高考4題）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R的電流為2.5A，周期為0.02s答案：D解析：根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有Un1＝0.1V1，代入U(xiǎn)＝220V得n1＝2200，Um＝2U＝2202V，A錯(cuò)誤；由功率與電壓的關(guān)系得UBC＝PR＝12V，根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有Un1＝UBCnBC，代入數(shù)據(jù)解得nBC＝120匝，由歐姆定律得I＝UBCR＝1A，B錯(cuò)誤；由以上分析結(jié)合題意可知UAB＝18V，UAC＝30V，變壓器不改變交流電的頻率，故f＝ω2π＝50Hz，C錯(cuò)誤；由歐姆定律得原線圈接負(fù)載的變壓器電路【例2】（2024·河北唐山模擬）如圖所示的電路中，L1為標(biāo)有“4V，2W”字樣的小燈泡，L2、L3為兩只標(biāo)有“8V，6W”字樣的相同燈泡，變壓器為理想變壓器。已知三只燈泡均正常發(fā)光，則a、b端輸入正弦式交變電壓的最大值為 （）A.24V B.242VC.28V D.282V答案：D解析：L2、L3的額定電流I23＝P23U23＝34A，所以變壓器副線圈輸出電流I2＝2I23＝1.5A，通過原線圈的電流等于L1的額定電流，即I1＝P1UL1＝0.5A，所以變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2＝I2I1＝31，副線圈兩端電壓等于L2和L3的額定電壓，即U2＝8V，則原線圈兩端電壓U1＝n1n2U2＝24V，a、b端輸入電壓的有效值U＝UL1＋U1副線圈接二極管的變壓器電路【例3】（多選）（2024·云南曲靖模擬）一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5∶1，原線圈接入電壓為220V的正弦交流電，各元件正常工作，一只理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖所示，電壓表和電流表均為理想交流電表。當(dāng)R＝10Ω時(shí)，則（）A.電流表A1的示數(shù)為400mAB.電流表A2的示數(shù)約為3.1AC.電壓表的示數(shù)約為31VD.電壓表的示數(shù)約為44V答案：BC解析：原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為44V，由于副線圈接著二極管，它具有單向?qū)щ娦裕鶕?jù)電流的熱效應(yīng)知（44V）2R·T2＝U2R·T，解得U＝222V≈31V，故C正確，D錯(cuò)誤；電流表A2的示數(shù)約為I2＝UR＝3.1A，根據(jù)變壓器的輸入功率等于輸出功率，即I1U1＝I2U，得I1＝I2UU1，得I1＝0.44A＝440mA考點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析1.匝數(shù)比不變的情況（1）U1不變，根據(jù)U1U2＝n1n2，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻（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。（3）I2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（1）U1不變，n1n2發(fā)生變化，故（2）R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化。（3）根據(jù)P2＝U22R，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故匝數(shù)比不變時(shí)的動(dòng)態(tài)分析【例4】（2024·北京海淀模擬）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變。將滑動(dòng)變阻器的滑片向下移動(dòng)，下列判斷正確的是（）A.電流表A1、A2的示數(shù)都不變B.電壓表V1、V2的示數(shù)都增大C.原線圈輸入功率減小D.電阻R0消耗的電功率增大答案：D解析：輸入電壓不變，匝數(shù)比不變，輸出電壓就不變，滑動(dòng)變阻器滑片向下移動(dòng)，其接入電路的阻值變小，副線圈中的電流就增大，R0電壓增大，原線圈電流也增大，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、B錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓不變，輸入電流增大，由P＝U1I1可知，則原線圈輸入功率增大，C錯(cuò)誤；輸出電流I2增大，由PR0＝I22R0，可知R0消耗的電功率增大，匝數(shù)比變化時(shí)的動(dòng)態(tài)分析【例5】（多選）（2024·重慶巴南模擬）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈分別接理想電流表A、理想電壓表V，原線圈接輸出電壓恒定的交流電源，副線圈上通過輸電線接有一個(gè)燈泡L，一個(gè)電吹風(fēng)M（內(nèi)阻與燈泡L相同），輸電線的等效電阻為R，副線圈匝數(shù)可以通過調(diào)節(jié)滑片P改變。S斷開時(shí)，燈泡L正常發(fā)光。滑片P位置不動(dòng)，當(dāng)S閉合時(shí)，以下說法中正確的是 （）A.電壓表示數(shù)增大B.電流表示數(shù)增大C.為使燈泡L正常發(fā)光，滑片P應(yīng)向上滑動(dòng)D.燈泡L與電吹風(fēng)M消耗的電功率一定相同解析：BC滑片位置不動(dòng)，當(dāng)S閉合時(shí)，電阻變小，原線圈電壓及匝數(shù)比不變，副線圈電壓不變，電壓表示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；副線圈電壓不變，電阻變小，輸出功率變大，輸入功率變大，根據(jù)P1＝U1I1，知電流表示數(shù)變大，故B正確；副線圈電流變大，等效電阻R兩端的電壓增大，并聯(lián)部分的電壓減小，為了使燈泡L正常發(fā)光，必須增大電壓，滑片應(yīng)向上滑動(dòng)，故C正確；電吹風(fēng)除了內(nèi)阻的熱功率外可能還有輸出機(jī)械功率，即UI＝W＋I(xiàn)2R，可知電吹風(fēng)UI＞I2R，I＜UR，燈泡L與電吹風(fēng)M的電流不同，消耗電功率不相同，故D考點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電問題如圖所示，若發(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I＝PU＝U2.電壓損失（1）ΔU＝U－U'。（2）ΔU＝IR。3.功率損失（1）ΔP＝P－P'＝ΔU·I。（2）ΔP＝I2R＝PU24.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑（1）減小輸電線的電阻R。由R＝ρlS知，可加大導(dǎo)線的橫截面積、采用電阻率?。?）減小輸電導(dǎo)線中的電流。在輸電功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，要減小電流，必須提高輸電電壓。?判斷小題1.增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失。 （√）2.高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的熱損耗。 （√）3.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，則輸電線上損失的功率為P損＝U2R。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（3）在用戶回路中，P4＝U4I4＝P用戶。2.抓住兩組關(guān)聯(lián)式（1）理想的升壓變壓器聯(lián)系著電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：U1U2＝n1n2，I1I2（2）理想的降壓變壓器聯(lián)系著輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：U3U4＝n3n4，I3I43.掌握一個(gè)守恒觀念功率關(guān)系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I線＝I線2R線＝【例6】（2023·天津高考6題）下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輸出功率降低答案：B解析：由于輸電過程中電阻R要產(chǎn)生熱量，會(huì)損失功率，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，則電流變大，根據(jù)P損＝I2R，可知R功率增大，故C錯(cuò)誤；用戶接入電路的用電器增多，用電器消耗功率增大，即T2輸出功率增大，故D錯(cuò)誤?！纠?】（2023·山東高考7題）某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1＝250V，輸出功率為500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝50∶1，輸電線總電阻R＝62.5Ω，其余線路電阻不計(jì)，用戶端電壓U4＝220V，功率為88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是 （）A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為368AB.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲(chǔ)能站的功率為408kWD.升壓變壓器的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶44答案：C解析：由P＝UI得發(fā)電機(jī)的輸出電流I＝PU1＝500×103250A＝2×103A，A錯(cuò)誤；用戶端電流I4＝P4U4＝88×103220A＝400A，由理想變壓器原、副線圈的電流之比與原、副線圈的匝數(shù)之比的關(guān)系得I3I4＝n4n3，則I3＝n4n3I4＝150×400A＝8A，則輸電線上損失的功率ΔP＝I32R＝4kW，B錯(cuò)誤；輸送功率P2＝P4＋ΔP＝88kW＋4kW＝92kW，則輸送給儲(chǔ)能站的功率P'＝P－P2＝500kW－92kW＝408kW，C正確；輸送電壓U2＝P2I3＝92×103四類特殊的變壓器問題除了常規(guī)變壓器以外，還有四類特殊的變壓器：自耦變壓器、互感器、多組副線圈的變壓器及“日”字芯變壓器，我們也需要學(xué)會(huì)處理有關(guān)問題。類型1自耦變壓器問題自耦變壓器（又稱調(diào)壓器），它只有一個(gè)線圈，原、副線圈共用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)自耦變壓器同樣適用，如圖所示?！镜淅?】（2024·湖南岳陽模擬）一理想自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈，在c、d間接定值電阻R。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中（）A.U2＞U1，U2降低 B.U2＞U1，U2升高C.變壓器輸入功率增大 D.變壓器輸入功率減小答案：D解析：根據(jù)變壓器的電壓關(guān)系有U1U2＝n1n2，當(dāng)滑動(dòng)觸頭M順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，即n2減小時(shí)，電壓U2應(yīng)該減小，即U2降低，由于n2＜n1，所以U2＜U1，故A、B錯(cuò)誤；由于電壓U2減小，所以定值電阻上的電壓減小，則定值電阻消耗的電功率減小，由于是理想變壓器，所以變壓器的輸入功率也減小，類型2互感器問題兩種互感器的比較電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在交流電路中電壓互感器電流互感器副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏骼玫墓経1UI1n1＝I2n2【典例2】（2024·遼寧沈陽質(zhì)檢）如圖，T1、T2是監(jiān)測交流高壓輸電參數(shù)的互感器，其中a、b是交流電壓表或交流電流表。若高壓輸電線間的電壓為220kV，T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，交流電壓表的示數(shù)為100V，交流電流表的示數(shù)為1A，則 （）A.b是交流電壓表B.T2的原、副線圈匝數(shù)比為100∶1C.高壓線路輸送的電流為1AD.高壓線路輸送的電功率為220kW答案：A解析：右側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在高壓線上，b是交流電壓表，選項(xiàng)A正確；若高壓輸電線間的電壓為220kV，副線圈交流電壓表的示數(shù)為100V，根據(jù)變壓器變壓公式，T2的原、副線圈匝數(shù)比為2200∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；T1的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，a是交流電流表，交流電流表的示數(shù)為1A，根據(jù)變壓器變流公式，高壓線路輸送的電流為100A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；高壓線路輸送的電功率為P＝UI＝220kV×100A＝22000kW，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。類型3多個(gè)副線圈的變壓器問題計(jì)算具有兩個(gè)（或兩個(gè)以上）副線圈的變壓器問題時(shí)，應(yīng)注意三個(gè)關(guān)系：（1）電壓關(guān)系：U1n1＝U2（2）電流關(guān)系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋……（3）功率關(guān)系：P1＝P2＋P3＋……【典例3】如圖甲、乙所示，兩種情況下燈泡L2、L3的功率均為P，且L1、L2、L3為相同的燈泡，變壓器匝數(shù)比n1∶n2＝3∶1，則圖甲中L1的功率和圖乙中L1的功率分別為 （）A.P、P B.9P、4C.4P9、9P D.4答案：B解析：由題意可知，n2＝n3，兩種情況下變壓器輸出功率均為2P，設(shè)燈泡L2、L3的電壓為U，電流為I，電阻為R，兩種情況下變壓器輸入電壓為3U，變壓器輸入電流為23I；題圖甲中L1的功率為P1＝（3U）2R＝9P；題圖乙中L1的功率為P2＝23類型4“日”字形鐵芯的變壓器問題變壓器的鐵心為“日”字形，要注意穿過原線圈的磁通量的變化率與穿過副線圈磁通量的變化率不相等，電壓比U1U2＝n1n2不再成立，應(yīng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)U1與U2的關(guān)系，即對(duì)于該類變壓器問題，若不去研究變壓器的變壓原理，只死記硬套公式，很容易出錯(cuò)?！镜淅?】（多選）如圖所示為某變壓器對(duì)稱鐵芯的示意圖，已知原線圈匝數(shù)n1＝40匝，副線圈匝數(shù)n2＝20匝，電阻R1＝40Ω，電阻R2＝25Ω。則下列說法正確的是 （）A.當(dāng)原線圈接入正弦交流電時(shí)，R1、R2消耗的電功率之比為2∶5B.當(dāng)原線圈接入正弦交流電時(shí)，R1、R2消耗的電功率之比為1∶10C.原線圈接入交流電壓“u＝2202sinωtV”時(shí)，R1上的電壓為20VD.原線圈接入交流電壓“u＝2202sinωtV”時(shí)，R2上的電壓為50V答案：BCD解析：因該變壓器通過副線圈的磁通量是通過原線圈磁通量的一半，則U1U2＝n1ΔΦ1Δtn2ΔΦ2Δt＝41，故I1I2＝14，根據(jù)P＝I2R得P1P2＝116×4025＝110，故A錯(cuò)誤，B正確；原線圈接入交流電壓u＝2202sinωtV時(shí)，U＝220V，設(shè)R1兩端電壓為U1'，R2兩端電壓為U2'，則有U跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升1.近些年我國手機(jī)閃充功能發(fā)展迅速，已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。圖甲是某國產(chǎn)超級(jí)快速無線充電器CP62R，可提供最大50W的無線充電功率。其工作原理近似為一個(gè)理想變壓器如圖乙所示，當(dāng)送電線圈接上220V、50Hz的正弦交變電流時(shí)，受電線圈中會(huì)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＝5∶1。當(dāng)該裝置給手機(jī)快速充電時(shí)，下列判斷正確的是 （）A.送電線圈和受電線圈通過互感實(shí)現(xiàn)能量傳遞B.流過送電線圈的電流大于流過受電線圈的電流C.受電線圈的輸出電壓大于送電線圈的輸入電壓D.每秒鐘通過受電線圈的電流方向改變50次解析：A該無線充電器的工作原理近似為一個(gè)理想變壓器，送電線圈和受電線圈通過互感實(shí)現(xiàn)能量傳遞，故A正確；根據(jù)理想變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比可知，流過送電線圈的電流與流過受電線圈的電流之比為1∶5，即流過送電線圈的電流小于流過受電線圈的電流，故B錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比可知，受電線圈的輸出電壓與送電線圈的輸入電壓之比為1∶5，即受電線圈的輸出電壓小于送電線圈的輸入電壓，故C錯(cuò)誤；電壓頻率為50Hz，周期為0.02s，每0.02s通過受電線圈的電流方向改變2次，所以每秒鐘通過受電線圈的電流方向改變100次，故D錯(cuò)誤。2.（2023·廣東高考6題）用一臺(tái)理想變壓器對(duì)電動(dòng)汽車充電，該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2，輸出功率為8.8kW，原線圈的輸入電壓u＝2202sin（100πt）V。關(guān)于副線圈輸出電流的有效值和頻率正確的是 （）A.20A，50Hz B.202A，50HzC.20A，100Hz D.202A，100Hz解析：A原線圈輸入電壓的有效值為U1＝22022V＝220V，原線圈電流為I1＝PU1＝40A，副線圈輸出電流的有效值為I2＝n1n2I1＝20A，變壓器無法改變電流的頻率，故頻率f＝ω2π3.（2024·海南海口模擬）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝k，電阻R1＝R2＝R。當(dāng)A、B兩接線柱接正弦交流電源時(shí)，流過R2的電流為I，則正弦交流電源A、B端的輸出功率為（）A.k2I2R B.1k2IC.kI2R D.k2+1k解析：D通過R2的電流為I時(shí)，根據(jù)理想變壓器規(guī)律有I1I＝n2n1＝1k，解得原線圈中的電流I1＝1kI，正弦交流電源A、B端的輸出電功率P＝I12R＋I(xiàn)2R4.（多選）（2024·河南開封模擬）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＝U0sin100πt的電源時(shí)，4盞燈均正常發(fā)光。下列說法正確的是 （）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＝402VD.變壓器的輸出功率為20W解析：AC交流電的頻率為50Hz，所以電流在1s時(shí)間內(nèi)方向要改變100次，B錯(cuò)誤；4盞燈相同且均正常發(fā)光，所以加在燈泡兩端的電壓均為U，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，則有IU1＝IU＋2IU（I、U分別為燈泡的額定電流和額定電壓），得U1＝3U，根據(jù)n1n2＝U1U2＝31，n1n3＝U1U3＝32，則有原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3＝3∶1∶2，A正確；電源電壓的有效值為U＋U1＝40V，則U0＝5.（多選）（2024·福建泉州模擬）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，原線圈接定值電阻R1＝5Ω、理想電流表A和理想電壓表V1，輸入電壓u0＝652sin0.5πt（V）；副線圈接定值電阻R2＝5Ω，最大電阻為10Ω的滑動(dòng)變阻器RP和理想電壓表V2。則下列說法正確的是 （）A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從下向上滑動(dòng)時(shí)，通過R2的電流的頻率變大B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從下向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變化范圍為1312～13C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從下向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V1的示數(shù)變化范圍為52～60VD.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從下向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變化范圍為0～20V解析：CD理想變壓器不改變交變電流的頻率，即通過R2的電流的頻率不變，故A錯(cuò)誤；輸入電壓的有效值U0'＝22U0m＝65V，由變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系，得U0'－I1R1I2（R2＋RP）＝21，由電流關(guān)系，得2I1＝I2，聯(lián)立可得I1＝6525+4RPA，則電流表的示數(shù)變化范圍為1～135A，則電壓表V1的示數(shù)為U1＝U0'－I1R1＝65－65×525+4RPV，其變化范圍為52～60V，故6.（2024·浙江杭州模擬）如圖所示，一理想變壓器原線圈可通過移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位置改變接入電路的匝數(shù)，b為原線圈的中點(diǎn)。當(dāng)P接a時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，線圈L上的直流電阻不計(jì)。原線圈接u＝2202sinωt（V）的交流電，則 （）A.當(dāng)P接b時(shí)，滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓為442VB.當(dāng)P接a時(shí)，通過原、副線圈截面的磁通量之比為10∶1C.若將P由a向b滑動(dòng)，則變壓器的輸入功率增大D.若增大電源的頻率，則燈泡B將變亮解析：C當(dāng)P接b時(shí)，原、副線圈匝數(shù)比為5∶1，原線圈的電壓為220V（指有效值），則滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓為44V，故A錯(cuò)誤；任何情況下，通過原、副線圈截面的磁通量之比總為1∶1，故B錯(cuò)誤；若將P由a向b滑動(dòng)，則副線圈電壓變大，變壓器輸出功率增大，則變壓器的輸入功率增大，故C正確；若增大電源的頻率，L的感抗增大，L上的自感（反）電動(dòng)勢變大，則燈泡B兩端的電壓減小，則燈泡B將變暗，故D錯(cuò)誤。7.（2023·北京高考7題）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)都增為原來的兩倍D.將兩個(gè)3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈解析：B由n1n2＝U1U2知，僅增加原線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發(fā)光，故A錯(cuò)誤；僅增加副線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發(fā)光，故B正確；將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍，但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C錯(cuò)誤；將兩個(gè)3.8V小燈泡并聯(lián)，由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變8.（2024·福建寧德模擬）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶3，正弦交流電源的電壓有效值恒為U＝12V，電阻R1＝1Ω，R2＝2Ω。若滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為7Ω，則 （）A.若向上移動(dòng)P，電壓表示數(shù)將變大B.R1與R2消耗的電功率相等C.通過R1的電流為6AD.若向下移動(dòng)P，電源輸出功率將不變解析：C若向上移動(dòng)P，則R3電阻減小，副線圈回路中電流變大，原線圈回路中電流也變大，根據(jù)P＝IU，可知電源輸出功率將變大，電阻R1的電壓變大，變壓器輸入電壓變小，副線圈輸出電壓變小，電壓表示數(shù)將變小，A錯(cuò)誤；理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶3，可知原、副線圈的電流之比為3∶1，根據(jù)P＝I2R可知R1與R2消耗的電功率之比為9∶2，B錯(cuò)誤；設(shè)通過R1的電流為3I，則通過副線圈的電流為I，原線圈輸入電壓為U－3IR1＝12V－3I，根據(jù)匝數(shù)比可知副線圈輸出電壓為3（12V－3I），則有（12V－3I）·3I＝[3（12V－3I）]27Ω+2Ω，解得I＝2A，則通過R1的電流為3I＝6A，C正確；若向下移動(dòng)P，則R3電阻增大9.（2024·陜西西安模擬）如圖所示，N匝矩形線圈以轉(zhuǎn)速n繞軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與線圈平面共面且與磁場方向垂直，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為S，線圈電阻為r，線圈兩個(gè)末端分別通過電刷與理想自耦變壓器相連，P1為變壓器上的滑動(dòng)觸頭，P2為滑動(dòng)變阻器上的滑片，電壓表和電流表均為理想電表，則下列說法正確的是（）A.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝2πBSnsin2πntB.若保持P2不動(dòng)，P1從M位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)到N位置，則電壓表V1示數(shù)增大C.只增大線圈的轉(zhuǎn)速，定值電阻R0消耗的電功率減小D.若P1不動(dòng)，P2向左滑動(dòng)，則電流表示數(shù)增大，U1解析：D題圖示位置為中性面，從題圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝2πNBSnsin2πnt，故A錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器和副線圈構(gòu)成的等效電阻表達(dá)式R等效＝n12n22（R＋R0），當(dāng)P1從M位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)到N位置，理想變壓器n2增大，等效電阻減小，即外電阻減小，路端電壓U1減小，故B錯(cuò)誤；只增大線圈的轉(zhuǎn)速，電源電動(dòng)勢的有效值增大，因?yàn)榭傠娮璨蛔儯试€圈電流增大，副線圈電流也增大，根據(jù)P＝I2R0，定值電阻消耗的電功率也增大，故C錯(cuò)誤；P2向左滑動(dòng)，R減小，等效電阻減小，則U1減小，原線圈和副線圈電流都增大，電流表示數(shù)增大，U2增大，U10.（多選）（2024·寧夏銀川模擬）如圖所示是發(fā)電廠通過升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電，接近用戶端時(shí)再通過降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖（圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表）