【2019-2020】高考物理理想变压器模型试题(含解析)

《变压器综合题》一、计算题1.小型水利发电站的发电机输出功率为1000kW，输出电压为500V，输电线总电阻为，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：输电线上的电流．升压变压器的原、副线圈的匝数之比．降压变压器的原、副线圈的匝数之比．2.一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数 100匝．接入电压的电路中．若两副线圈上分别接上“6V，20W”“110V，60W”的两个用电器，并同时正常工作，原线圈的输入电流为多少？3.淮安市某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40kW，输出电压为400V，用变压比原、副线圈匝数比为：：5的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为，到达该小区后再用变压器降为220V．画出输电过程的电路示意图；求输电线上损失的电功率；求降压变压器的变压比：．4.如图所示，矩形线圈abcd匝数匝、面积、电阻不计，处于磁感应强度的匀强磁场中。

线圈通过金属滑环E、F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“10V，10W”灯泡。

接在矩形线圈和原线圈间的熔断器允许通过最大电流、电阻忽略不计，现使线圈abcd绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，灯泡正常发光。

求：线圈abcd中电动势有效值；变压器原、副线圈匝数之比；副线圈中最多可以并联多少盏这样灯泡。

5.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为，输出电压为，升压变压器原、副线圈匝数比为，两个变压器间的输电导线的总电阻为，降压变压器的输出电压为，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：升压变压器副线圈两端的电压；输电线上损耗的电功率；降压变压器原、副线圈的匝数比。

6.如图所示为理想变压器，三个灯泡、、都标有“6V，6W”，标有“6V，12W”，若它们都能正常发光。

求变压器原、副线圈匝数比；间电压是多少？7.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，两个变压器间的输电导线的总电阻为，降压变压器的输出电压为220V，变压器的损耗忽略，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：升压变压器副线圈两端的电压；输电线上损耗的电功率；降压变压器原、副线圈的匝数比．该厂安装的都是“220V 40W”的电灯，不考虑其他电器，则允许同时开多少盏灯？8.某学校有一台应急备用发电机，内阻为，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻为，全校22个教室，每个教室用“220V40W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则输电线上损耗的电功率多大？发电机的输出功率多大？发电机的电动势多大？9.如图所示，MN、PQ是两条水平、平行放置的光滑金属导轨，导轨的一端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比：：10，导轨宽。

2019年江苏省高考物理试卷一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分。

每小题只有一个选项符合题意。

1．（3分）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20V时，输出电压（）A．降低2V B．增加2V C．降低200V D．增加200V 2．（3分）如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。

细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为（）A．B．C．TsinαD．Tcosα3．（3分）如图所示的电路中，电阻R＝2Ω．断开S后，电压表的读数为3V（电压表为理想电压表）；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（）A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω4．（3分）1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。

如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G．则（）A．v1＞v2，v1＝B．v1＞v2，v1＞C．v1＜v2，v1＝D．v1＜v2，v1＞5．（3分）一匀强电场的方向竖直向上。

t＝0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P﹣t关系图象是（）A．B．C．D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．6．（4分）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。

座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（）A．运动周期为B．线速度的大小为ωRC．受摩天轮作用力的大小始终为mgD．所受合力的大小始终为mω2R7．（4分）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等。

矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止。

专题12变压器远距离输电【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理（江苏卷）【母题原题】（2019·江苏卷）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20 V时，输出电压A．降低2 VC．降低200 V【答案】D【解析】由理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比即，得：，即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：，当输入电压增加20V时，输出电压增大200V，故D正确。

【命题意图】考查变压器的工作原理、欧姆定律、闭合电路欧姆定律和电功率等知识，意在考查考生的理解能力和综合分析能力。

【考试方向】对理想变压器的动态分析的考查：一是负载不变，通过匝数变化求解原副线圈的各参量；二是匝数不变，负载变化，讨论各量的变化。

【得分要点】1、电压器的几个常用关系：（1）电压关系：或者或者（多个副线圈时），即原副线圈两端电压之比等于线圈的匝数之比。

（2）电流关系：根据P入=P出可求出，或者n1I1=n2I2或者n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+n5I5+…（有多个副线圈时）。

（3）功率关系：P入＝P出，即I1U1＝I2U2（一个副线圈）或者I1U1＝I2U2+I3U3+I4U4+…（多个副线圈）。

（4）各物理量之间的制约关系：输入电压U1决定输出电压U2；输出功率P出决定输入功率P入；输出电流I2决定输入电流I1。

对于动态变化问题，求解思路是：通过某一电阻变化判断整体电阻变化，据闭合电路欧姆定律判断干路电流变化；再抓住“原线圈电压决定副线圈电压、副线圈电路决定原线圈电流、副线圈输出功率决定输入功率”这个结论。

2、解远距离输电问题必备技巧（1）正确画出输电过程示意图，并在图上标出各物理量。

（2）抓住变压器变压前、后各量间关系，求出输电线上的电流。

（3）计算电路功率问题时常用关系式：，注意输电线上的功率损失和电压损失。

（4）电网送电遵循“用多少送多少”的原则，说明原线圈电流由副线圈电流决定。

历年（2020-2023）全国高考物理真题与模拟题分类（变压器的原理）汇编一、单选题1．（2023ꞏ山东ꞏ统考高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。

降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R= 62.5Ω。

其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。

下列说法正确的是（）A．发电机的输出电流为368A B．输电线上损失的功率为4.8kWC．输送给储能站的功率为408kW D．升压变压器的匝数比n1：n2= 1：442．（2023ꞏ北京ꞏ统考高考真题）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。

实际测得小灯泡两端电压为2.5V。

下列措施有可能使小灯泡正常发光的是（）A．仅增加原线圈匝数B．仅增加副线圈匝数C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍D．将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈3．（2023ꞏ浙江ꞏ统考高考真题）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。

下列说法正确的是（ ）A．送电端先升压再整流B．用户端先降压再变交流C．1100kV是指交流电的最大值D．输电功率由送电端电压决定4．（2022ꞏ重庆ꞏ高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。

若将“12V 50W”的交流卤素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为220V的交流电后能正常工作，则（ ）A．卤素灯两端的电压有效值为B．变压器原、副线圈的匝数比为553∶C．流过卤素灯的电流为0.24A D．卤素灯的电阻为9685．（2022ꞏ北京ꞏ高考真题）某理想变压器的原线圈接在220V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22000V，输出电流为300mA。

该变压器（ ）∶B．输入电流为30AA．原、副线圈的匝数之比为1001∶C．输入电流的最大值为D．原、副线圈交流电的频率之比为11006．（2022ꞏ河北ꞏ统考高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1:n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S ，匝数为N ，匀强磁场的磁感应强度为B ，0=t 时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。

交变电流及理想变压器1．对于本知识点，高考中主要是以选择题的形式考查交变电流的形成、交变电流的特征量及变压器的工作原理。

2．注意要点：变压器联系着两个电路：原线圈电路、副线圈电路。

原线圈在原线圈电路中相当于一用电器，副线圈在副线圈电路中相当于电源。

典例1.(2018·全国III 卷·16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正，该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示。

则Q 方∶Q 正等于( )A ．1∶ 2B ．2∶1 C．1∶2 D．2∶1典例2.(2019·江苏卷·1)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V 时，输出电压( )A ．降低2 VB ．增加2 VC ．降低200 VD ．增加200 V1．如图甲所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一匝数为n ，面积为S ，总电阻为r 的矩形线圈abcd 绕轴OO ′以角速度ω匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R 形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表。

图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e 随时间t 变化的图象，则下列说法中正确的是( )A ．从t 1到t 3这段时间穿过线圈的磁通量的变化量为2nBSB ．从t 3到t 4这段时间通过电阻R 的电荷量为nBS RC ．t 3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSωD ．电流表的示数为2nBSω2R ＋r2．如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动。

磁场的磁感应强度B＝2×10－2T，线圈的面积S＝0.02 m2，匝数N＝400 匝，线圈总电阻r＝2 Ω，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝8 Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速n＝50πr/s。

2019年江苏省高考物理试卷一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分。

每小题只有一个选项符合题意。

1．（3分）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20V时，输出电压（）A．降低2V B．增加2V C．降低200V D．增加200V 2．（3分）如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右。

细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T，则风对气球作用力的大小为（）A．B．C．TsinαD．Tcosα3．（3分）如图所示的电路中，电阻R＝2Ω．断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为（）A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω4．（3分）1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。

如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G．则（）A．v1＞v2，v1＝B．v1＞v2，v1＞C．v1＜v2，v1＝D．v1＜v2，v1＞5．（3分）一匀强电场的方向竖直向上。

t＝0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P﹣t关系图象是（）A．B．C．D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．6．（4分）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。

座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（）A．运动周期为B．线速度的大小为ωRC．受摩天轮作用力的大小始终为mgD．所受合力的大小始终为mω2R7．（4分）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等。

矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a、b产生的磁场作用下静止。

知识回顾1．理想变压器的基本规律 P 1＝P 2U 1U 2＝n 1n 2 I 1I 2＝n 2n 12．远距离输电回路1：发电机回路P 1＝I 1U 1回路2：输送电路I 2＝I 3＝I R ，U 2＝U 3＋U R ，P 2＝P R ＋P 3 回路3：输出电路I 4＝I 用，U 4＝U 用，P 4＝P 用 规律方法1．理想变压器问题中的两个“弄清”(1)弄清变量和不变量．如原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量可随电路的变化而发生变化．(2)弄清动态变化过程中的决定关系，如U 2由U 1决定，P 1、I 1由P 2、I 2决定． 2．理想变压器问题的分析流程 (1)由U 1U 2＝n 1n 2分析U 2的情况； (2)由I 2＝U 2R分析I 2；(3)P 1＝P 2＝I 2U 2判断输入功率的情况； (4)由P 1＝I 1U 1分析I 1的变化情况．(5)对于一原线圈多副线圈，有U 1n 1＝U 2n 2＝…＝U nn nn 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…＋n n I n P 1＝P 2＋P 3＋P 4＋…＋P n 变压器动态变化分析方法(1)变压器动态分析常见的两种情况①负载不变，匝数比变化； ②匝数比不变，负载变化． (2)处理此类问题应注意三点 ①根据题意分清变量和不变量；②要弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入； ③动态分析顺序： a ．由U 1和n 1n 2决定U 2；b ．由负载电阻R 和U 2决定I 2；c ．由P 2＝U 2I 2，确定P 1；d ．由P 1＝U 1I 1，确定I 1. 例题分析【例1】 (2016年高考·江苏卷)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a 、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c 、d 间作为副线圈．在a 、b 间输入电压为U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2.在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中( )A ．U 2>U 1，U 2降低B ．U 2>U 1，U 2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高 【答案】 C【例2】 (多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A 、理想电压表V ，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L 、一个电吹风M ，输电线的等效电阻为R ，副线圈匝数可以通过调节滑片P 改变．S 断开时，灯泡L 正常发光，滑片P 位置不动，当S 闭合时，以下说法中正确的是( )A ．电压表读数增大B ．电流表读数减小C ．等效电阻R 两端电压增大D ．灯泡变暗 【答案】CD【例3】 (多选)(2017年哈尔滨模拟)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化．若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R 阻值为100 Ω，则()A ．理想电压表读数为100 VB ．理想电流表读数为0.75 AC ．电阻R 消耗的电功率为56 WD ．电阻R 在100秒内产生的热量为5 625 J 【答案】 BD【解析】 根据电流的热效应，一个周期内产生的热量：Q ＝U 2RT ＝2R×12T ＋5022R ×12T ，解得U ＝75 V ，A 错误；电流表读数I ＝UR ＝0.75 A ，B 正确；电阻R 消耗的电功率P ＝I 2R ＝56.25 W ，C 错误；在100秒内产生的热量Q ＝Pt ＝5 625 J ，D 正确．学科*网专题练习1．(多选)(2017年天津滨海新区联考)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝22T ，单匝矩形线圈面积S ＝1 m 2，电阻r ＝403Ω，绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接．电表为理想电表，两个完全相同的电灯泡，标称值为“20 V ,30 W”，且均正常发光，电流表A 1的示数为1.5 A ．则以下说法正确的是( )A ．电流表A 1、A 2的示数之比2∶1B ．理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1C ．线圈匀速转动的角速度ω＝120 rad/sD ．电压表的示数为40 2 V 【答案】：BC2．(多选)如图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原、副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW.下列说法中正确的有 ( )A ．用户端交流电的频率为50 HzB ．用户端电压为250 VC ．输电线中的电流为30 AD ．输电线路损耗功率为180 kW 【答案】：AC3.如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和R 1并联的D 为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A 、B 间加一正弦交流电u ＝202sin100πt (V)，则加在R 2上的电压有效值为( )A ．10 VB ．20 VC ．15 VD ．510 V【答案】：D【解析】：电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R 2上的电压等于输入电压值；电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大，可看作断路，R 2上的电压等于输入电压值的一半，因此可设加在R 2上的电压有效值为U ，根据电流的热效应，在一个周期内满足U 2R T ＝2R·T 2＋2R·T 2，解得U ＝510V ，选项D 正确．4．(多选)(2017年嘉兴模拟)如图所示，理想变压器与电阻R 、交流电压表V 、交流电流表A 按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝101，电阻R ＝10 Ω，图乙是R 两端电压U 随时间变化的图象，U m ＝102V.下列判断正确的是( )A ．电压表V 的读数为10 VB ．电流表A 的读数为210A C ．变压器的输入功率为10 WD ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝cos100πt (A) 【答案】：AC5．(2017年山东枣庄调研)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n 1与副线圈匝数n 2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，三个阻值均为20 Ω的电阻R 1、R 2、R 3和电容器C 构成的电路与副线圈相接，其中，电容器的击穿电压为8 V ，电压表V 为理想交流电表，开关S 处于断开状态，则( )A ．电压表V 的读数约为7.07 VB ．电流表A 的读数为0.05 AC ．电阻R 2上消耗的功率为2.5 WD．若闭合开关S，电容器会被击穿【答案】：AC6.如图所示，理想变压器的原线圈两端接高压交变电源，经降压后通过电阻为R的输电线接用电器，两块电表分别是交流电流表和交流电压表，原先开关是闭合的．今将S断开时，电流表和电压表的示数及输电导线上损失的功率变化情况是()A．增大，增大，增大B．减小，减小，减小C．增大，减小，减小D．减小，增大，减小【答案】D【解析】U1由高压交变电源决定，不变，根据＝可知，U2不变，当S断开时，负载电阻变大，副线圈中电流I2＝，I2变小；U损＝I2R线，U损变小．电压表读数U＝U2－U损，变大；P损＝I R线，变小．P入＝U1I1＝P出＝U2I2，P出变小，所以I1变小。

考点53 理想变压器考情分析内容要求要点解读理想变压器Ⅱ掌握变压器的工作原理，灵活运用变压器原副线圈电流、电压关系，结合电路知识解决理想变压器电路的动态分析问题、能量问题。

考点解读一、变压器1．变压器的构造：原线圈、副线圈、铁芯2．电路图中的符号二、变压器的工作原理在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象；铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。

三、理想变压器原、副线圈基本关系的应用1．基本关系（1）P入=P出；（2）2121n n U U =，有多个副线圈时，仍然成立，332211n U n U n U ===···； （3）1221n n I I =，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系，n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+···；（4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同。

2．制约关系（1）电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定； （2）功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定； （3）电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定。

3．两种特殊的变压器模型 （1）自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压，也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。

（2）互感器电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在待测高流电路中副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式2121n n U U = I 1n 1=I 2n 24．关于理想变压器的四点说明（1）变压器不能改变直流电压；（2）变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率；（3）理想变压器本身不消耗能量；（4）理想变压器基本关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值。

专题11.3 理想变压器的原理和制约关系一、选择题1．（2020中原名校联盟质检）如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1 ∶n2和ab间电压分别为A．2 ∶1，24VB．2 ∶l，30VC．1 ∶2，24VD．1∶2，30V【参考答案】B【名师解析】L2、L3 并联后与 L4 串联，灯泡正常发光．说明副线圈电压为U2=12V；副线圈功率为P2=6W+6W+12W=24W，根据P2= U2 I2得I2=2A.。

根据变压器的输入的功率和输出的功率相等，P2= P1=U1 I1，而I2=2I1，所以U1=24V；根据变压器变压公式，电压与匝数成正比，得n1 ∶n2= U1 ∶U2=2 ∶l，所以 Uab=U1+UL1=(24+6)V=30V，选项B正确。

2. （2020广东湛江调研）将u=2202sin100πtV的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数比为n1∶n2=55∶1，R=10Ω，则下列说法正确的是A．该交流电的频率为100HzB．闭合开关S后，电流表的读数为0.22AC．闭合开关S后，电阻消耗的电功率为1.6WD．断开开关S后，电流表的读数为0.22A【参考答案】C3．(2020·云南统测)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u ＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。

除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A ．变压器原、副线圈匝数比为102∶1B ．电流表示数为1 AC ．电流表示数为10 AD ．副线圈中电流的频率为5 Hz【参考答案】B【名师解析】由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V ，交变电流的频率f ＝1T＝ω2π＝50 Hz ，D 项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值为22 V ，由理想变压器变压规律可知，n 1n 2＝U 1U 2＝10，A 项错；由灯泡电功率P ＝UI 可知，通过每只灯泡的电流为1 A ，故副线圈输出电流为10 A ，由理想变压器变流规律可知，I 2I 1＝10，所以原线圈中电流的有效值为1 A ，B 项正确，C 项错。

2019 高考物理试题分类汇编- 沟通电变压器 ( 纯 word 附分析 )〔2018北京〕 15.一个小型电热器假定接在愉出电压为10V 的直流电源上 . 耗费电功率为P;假定把它接在某个正弦沟通电源上，其耗费的电功率为P 。

假如电热器电阻不变，那么2此沟通电源输出电压的最大值为〔〕A .5V B.52 V C .10VD.10 2V15C 分析：小型电热器的电阻不会改变，依据功率表达式和沟通电的有效值有(10V ) 2 PR和P(U m / 2 )2可得 U m 10V ，答案C。

2R〔2018 江苏〕 13、〔 15 分〕某兴趣小组设计一种发电装置，以下列图，在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场地区的圆心角α 均为4，磁场均沿半径方向，匝数为 N的矩形线圈 abcd9p边长 ab=cd=l 、bc=ad=2l ，线圈以角速度绕中心轴匀速转动， bc 与 ad 边同时进入磁场，在磁场中，两条边的经过处的磁感觉强度大小均为B，方向一直与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r ，外接电阻为 R，求〔1〕线圈切割磁感线时，感觉电动势的大小E m〔2〕线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F〔3〕外接电阻上电流的有效值I13.【答案】(1) bc、ad边的运动速度v l，感觉电动势E m4NBlv ，解得E m2NBl 2。

2〔2〕电流I mE m,安培力F2NBI m l，解得4N 2 B2 l 3. r RFr R(3) 一个周期内，通电时间4,R 上耗费的电能W I m Rt，且 W I2RT2t T9解得4NBl 2。

I3(r R)〔2018 新课标〕 17 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。

一升压式自耦调压变压器的电路以下列图，其副线圈匝数可调。

己知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100 匝，接在有效值为220V 的沟通电源上。

当变压器输出电压调至最大时，负载 R 上的功率为 2.0 kW 。

2019年普通高等学校招生全国统一考试（卷）物 理一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个．．．．选项符合题意． 1．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20 V 时，输出电压（A ）降低2 V （B ）增加2 V （C ）降低200 V （D ）增加200 V2．如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右．细绳与竖直方向的夹角为α，绳的拉力为T ，则风对气球作用力的大小为（A ）sin Tα （B ）cos T α （C ）T sin α （D ）T cos α3．如图所示的电路中，电阻R =2 Ω．断开S 后，电压表的读数为3 V ；闭合S 后，电压表的读数为2 V ，则电源的阻r 为（A ）1 Ω （B ）2 Ω （C ）3 Ω （D ）4 Ω4．1970年成功发射的“红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动．如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v 1、v 2，近地点到地心的距离为r ，地球质量为M ，引力常量为G ．则（A ）121,GM v v v r >= （B ）121,GM v v v r >>（C ）121,GM v v v r <=（D ）121,GM v v v r <> 5．一匀强电场的方向竖直向上，t =0时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P ，不计粒子重力，则P -t 关系图象是二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分．错选或不答的得0分．6．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面做匀速圆周运动．座舱的质量为m ，运动半径为R ，角速度大小为ω，重力加速度为g ，则座舱（A ）运动周期为2πRω（B ）线速度的大小为ωR（C ）受摩天轮作用力的大小始终为mg（D ）所受合力的大小始终为m ω2R7．如图所示，在光滑的水平桌面上，a 和b 是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等． 矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在a 、b 产生的磁场作用下静止．则a 、b 的电流方向可能是（A）均向左（B）均向右（C）a的向左，b的向右（D）a的向右，b的向左8．如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中（A）弹簧的最大弹力为μmg（B）物块克服摩擦力做的功为2μmgs（C）弹簧的最大弹性势能为μmgs（D）物块在A点的初速度为2gs9．如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为+q的点电荷固定在A点．先将一电荷量也为+q 的点电荷Q1从无穷远处（电势为0）移到C点，此过程中，电场力做功为-W．再将Q1从C 点沿CB移到B点并固定．最后将一电荷量为-2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点．下列说确的有（A）Q1移入之前，C点的电势为W q（B）Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0（C）Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W （D）Q2在移到C点后的电势能为-4W三、简答题：本题分必做题（第10~12题）和选做题（第13题）两部分，共计42分．请将解答填写在答题卡相应的位置．【必做题】10．（8分）某兴趣小组用如题10-1图所示的装置验证动能定理．（1）有两种工作频率均为50 Hz 的打点计时器供实验选用：A ．电磁打点计时器B ．电火花打点计时器为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择 （选填“A ”或“B ”）．（题10-1图）（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看确的同学是 （选填“甲”或“乙”）．（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如题10-2图所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A 点的速度v A = m/s ．（题10-2图）（4）测出小车的质量为M ，再测出纸带上起点到A 点的距离为L ．小车动能的变化量可用ΔE k =212A Mv 算出．砝码盘中砝码的质量为m ，重力加速度为g ；实验中，小车的质量应 （选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL 算出．多次测量，若W 与ΔE k 均基本相等则验证了动能定理．11．（10分）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：（1）螺旋测微器如题11-1图所示．在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏．（题11–1图）（2）选择电阻丝的（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．（3）题11-2甲图中R x，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入题11-2乙图实物电路中的正确位置．（题11-2甲图）（题11-2乙图）（4）为测量R，利用题11-2甲图所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如题11-3图所示．接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V 0.50 1.02 1.54 2.05 2.55 I2/mA 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象．（5）由此，可求得电阻丝的R x = Ω．根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率．12．[选修3–5]（12分）（1）质量为M 的小孩站在质量为m 的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦．小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v ，此时滑板的速度大小为 ．（A ）m v M （B ）M v m （C ）m v m M + （D ）Mv m M + （2）100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击6028Ni 核也打出了质子：460621228291He+Ni Cu+H X →+；该反应中的X 是 （选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是 （选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）．（3）在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107 m ，每个激光脉冲的能量E =1.5×10-2 J ．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h =6.63×l0-34 J ·s ，光速c =3×108 m/s ．计算结果保留一位有效数字）【选做题】13．本题包括A 、B 两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域作答．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．若多做，则按A 小题评分．A ．[选修3–3]（12分）（1）在没有外界影响的情况下，密闭容器的理想气体静置足够长时间后，该气体 ．（A ）分子的无规则运动停息下来 （B ）每个分子的速度大小均相等（C ）分子的平均动能保持不变 （D ）分子的密集程度保持不变 （2）由于水的表面力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为（选填“引力”或“斥力”）．分子势能E p和分子间距离r的关系图象如题13A-1图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子E p的是图中（选填“A”“B”或“C”）的位置．（3）如题13A-2图所示，一定质量理想气体经历A→B的等压过程，B→C的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C过程中能减少900 J．求A→B→C过程中气体对外界做的总功．B．[选修3–4]（12分）（1）一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的．（A）位移增大（B）速度增大（C）回复力增大（D）机械能增大（2）将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的（选填“折射”“干涉”或“衍射”）．当缝的宽度（选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显．（3）如图所示，某L形透明材料的折射率n=2．现沿AB方向切去一角，AB与水平方向的夹角为θ．为使水平方向的光线射到AB面时不会射入空气，求θ的最大值．四、计算题：本题共3小题，共计47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．14．（15分）如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S=0.3 m2、电阻R=0.6 Ω，磁场的磁感应强度B=0.2 T.现同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在Δt=0.5s时间合到一起．求线圈在上述过程中（1）感应电动势的平均值E；（2）感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向；（3）通过导线横截面的电荷量q．15．（16分）如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐．A 与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。

2020年山东高考物理试题及答案1.图中表示乘客下楼时位移与时间的关系，根据图像可以得出以下结论：A选项正确，0~t1时间内速度增大，受支持力FN大于重力mg；B选项错误，t1~t2时间内速度减小，受支持力FN小于重力mg；C选项错误，t2~t3时间内速度增大，受支持力FN小于重力mg；D选项正确，t2~t3时间内速度减小，受支持力FN大于重力mg。

2.题目要求计算在给定时间内发生β衰变的氚核1H的个数，可以根据电流公式I=Q/t，其中Q为电荷量，t为时间，I为电流强度。

已知电子电荷量和时间，可以求出在这段时间内通过导线的电荷量，从而得出发生β衰变的氚核1H的个数。

3.根据双缝干涉实验的原理，可以得出光程差为Δx=10λ。

根据光速公式c=nv，其中n为折射率，v为光速，可以得出光在玻璃中传播的时间。

由于光从S1和S2到达O点的路径不同，因此需要计算光传播的时间差Δt，根据Δt=Δx/c可以得出答案为Δt=5λ/c。

4.根据简谐波的振动方程y=Acos(kx-ωt)，可以得出波长λ=2π/k，振动周期T=2π/ω。

根据题目给出的条件，可得k=2π/λ=-2π/x，ω=2π/T=3π/T。

将t=T代入振动方程，可得y=Acos(2π/λ×(-λ/2π)×(-3))=-Acos(3)，因此波形图为负半周。

5.根据理想变压器的变压比公式，可以得出输出电压与输入电压的关系为u2/u1=n2/n1=3/22.灯泡的额定电压为24V，因此输出电压应为24V。

根据欧姆定律和电路分压定理，可以列出电路方程：(u-24)R/(R+R2+R1)=24R2/(R+R2+R1)。

将R1、R2、u带入方程，可得R=6Ω。

6.根据气体在等压过程中对外界所做的功为W=pΔV，可以得出气体在a→b过程中对外界所做的功小于在b→c过程中对外界所做的功，因为在b→c过程中气体所对外界做的功的面积更大。

因此选项A错误。

2020年高考物理热点题型归纳与精讲-专题30 理想变压器模型与远距离输电【专题导航】目录热点题型一理想变压器基本规律的应用 (1)（一）只有一个副线圈 (1)（二）有多个副线圈 (3)热点题型二理想变压器的动态分析 (4)（一）匝数不变时的动态分析 (5)（二）负载电阻不变时的动态分析 (6)（三）变压器副线圈接有二极管 (7)热点题型三远距离输电模型 (8)【题型归纳】 (10)【题型归纳】热点题型一理想变压器基本规律的应用理想变压器以及原、副线圈基本量的关系（一）只有一个副线圈【例1】一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，Ⓐ为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I .该变压器原、副线圈匝数比为 ( )A ．2B ．3C ．4D ．5 【答案】 B【解析】 设原、副线圈的匝数比为k ，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I 时，副线圈电流为kI ；原线圈电流为4I 时，副线圈电流为4kI . 根据变压器的输入功率等于输出功率得 UI －I 2R 1＝(kI )2(R 2＋R 3) 4UI －(4I )2R 1＝(4kI )2R 2联立两式代入数据解得k ＝3选项B 正确．【变式1】(2019·山西高三二模)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，原线圈两端连接正弦交流电源u ＝2202sin314t (V)，副线圈接电阻R ，同时接有理想电压表和理想电流表。

下列判断正确的是( )A ．电压表读数约为31.1 VB ．若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数增大到原来的2倍C ．若仅将R 的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D ．若R 的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍 【答案】 B【解析】 根据u ＝2202sin314t (V)可知，原线圈的电压有效值为U 1＝220 V ，电压表的读数为变压器输出电压的有效值，由U 1U 2＝n 1n 2得，电压表读数为U 2＝22 V ，A 错误；若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，根据U 1U 2＝n 1n 2可知，U 2增大到原来的2倍，由I 2＝U 2R 可知，电流表的读数增大到原来的2倍，B 正确；输入电压和匝数比不变，则输出电压U 2不变，若仅将R 的阻值增加到原来的2倍，由I 2＝U 2R可知，副线圈电流变为原来的一半，输出功率变为原来的一半，由输入功率等于输出功率可知，输入功率也变为原来的一半，C 错误；若副线圈匝数增加到原来的2倍，则U 2增加到原来的2倍，若R 的阻值也增加到原来的2倍，输出功率P 2＝U 22R变为原来的2倍，D 错误。

理想变压器模型李仕才一、理想变压器的几个基本问题（1）理想变压器的构造、作用、原理及特征。

构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁心上构成所谓的变压器。

作用：在办理送电能的过程中改变电压。

原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。

特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交流电压。

（2）理想变压器的理想化条件及规律如图所示，在理想变压器的原线圈两端加交流电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律，有∆∆=∆∆=222111,φεφεn t n忽略原、副线圈内阻，有 2211,εε==U U 。

另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相同，于是又有21φφ∆=∆。

由此便可得理想变压器的电压变化规律为2121n n U U =。

在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括了线圈内能量损失和铁心内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有21P P =，而111U I P =，222U I P =。

于是又得理想变压器的电流变化规律为1221n n I I =。

由此可见：①理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因素的差别）。

②理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想化条件下的新的表现形式。

（3）多组副线圈理想变压器的规律。

如图所示，原线圈匝数为1n ，两个副线圈的匝数分别为1n 、2n 相应的电压分别为1U 、2U 和3U ，相应的电流分别为1I 、2I 和3I 根据理想变压器的工作原理可得2121n n U U =①3131n n U U =②可得3232n n U U =③根据出入P P =得：332211I U I U I U +=④将①③代入④得3232221212I n n U I U I n n U +=整理得 332211n I n I n I +=（4）原副线圈的地位原（副）线圈在原（副）线圈回路中所处的地位是充当负载（电源）。