2018届高考物理二轮复习变压器专题卷

1．如图所示，半径为L＝1 m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好．今让Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面、磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中．从圆心O引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1∶n2＝1∶4的理想变压器原线圈两端．则接在副线圈两端的理想电压表的示数为( )A．40 V B．20 VC．80 V D．0【答案】D.【解析】由于Oa以圆心O为轴，以角速度ω＝10 rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项D正确．2．有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡．当S断开时，灯L1正常发光．S闭合后，下列说法正确的是( )A．灯L1、L2都能正常发光B．原线圈的输入功率减小C．原、副线圈的电流比增大D．电阻R消耗的功率增大【答案】D.3．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两端电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变【答案】B.4．一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U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )A．U2＞U1，U2降低B．U2＞U1，U2升高C．U2＜U1，U2降低D．U2＜U1，U2升高【答案】C.【解析】由图可知，cd间的线圈为整个线圈的一部分，故其匝数比作为原线圈的整个线圈的匝数少，根据变压器的电压与匝数的关系可知，U2＜U1，当触头由M点顺时针旋转到N点的过程中，cd间的线圈的匝数减少，所以输出电压降低，选项C正确．5．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线输送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则( )A．用电器增加时，变压器输出电压增大B．要提高用户的电压，滑动触头P应向上滑C ．用电器增加时，输电线的热损耗减小D ．用电器增加时，变压器的输入功率减小 【答案】B.6．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是( )A ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，R 1消耗的功率变大B ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电压表V 示数变大C ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电流表A 1示数变大D ．若闭合开关S ，则电流表A 1示数变大，A 2示数变大 【答案】B.【解析】由题知，U 1不变，n 1n 2不变，故U 2不变．当P 向上滑动时，R 滑变大，R 总变大，R 两端电压即电压表示数变大，U R 1减小，I R 1减小，则P R 1减小，A 错误，B 正确．因为I R 1减小，n 1n 2不变．由I 1＝n 2n 1I R 1知I 1减小，C 错误．若闭合开关S ，则总电阻减小，由I R 1＝U 2R 总知I R 1增大，U R 1增大，U R 2减小，电流表A 2的示数减小，D 错误．7．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，在T 的原线圈两端接入一电压u ＝U m sin ωt 的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 2U 2m4rB.⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 1U 2m 4rC ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2r D ．4⎝ ⎛⎭⎪⎫n 2n 12⎝ ⎛⎭⎪⎫P U m 2r【答案】C.【解析】升压变压器T 的原线圈两端电压的有效值为U 1＝U m2；由变压关系可得U 1U 2＝n 1n 2，则U 2＝n 2U m 2n 1；因为输送电功率为P ，输电线中的电流为I 2＝P U 2＝2n 1Pn 2U m ，则输电线上损失的电功率为ΔP ＝I 22(2r )＝4n 21P 2rn 22U 2m，故选项C 正确．8．一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示．发电机到安置区的距离是400 m ，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω，安置区家用电器的总功率为44 kW ，当这些额定电压为220 V 的家用电器都正常工作时( )A.输电线路中的电流为B ．发电机的实际输出电压为300 V C ．在输电线路上损失的电功率为8 kWD ．如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V 【答案】C.9．(多选)交流发电机和理想变压器如图连接，灯泡的额定电压为U 0，灯泡与定值电阻的阻值均为R .当该发电机以转速n 匀速转动时，电压表示数为U ，灯泡恰能正常发光．设电表均为理想电表，图示位置时磁场恰与线圈平面垂直，则( )A ．变压器原副线圈匝数比为2U 0∶UB ．电流表的示数为2U 2RUC ．在图示位置时，发电机输出电压的瞬时值恰为零D ．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为e ＝U sin 2n πt 【答案】BC.【解析】因灯泡正常发光，则其两端电压为额定电压U 0，又因灯泡与定值电阻的阻值相等，则定值电阻两端电压也为U 0，故副线圈两端电压为2U 0，因电压表测原线圈两端电压，则原线圈两端电压为U ，则U 1U 2＝n 1n 2可知，变压器原副线圈匝数比为n 1n 2＝U 2U 0，由I 1I 2＝n 2n 1，可知I 1I 2＝2U 0U，又I 2＝U 0R ，所以电流表示数为I 1＝2U 2RU，B 正确；图中线框正处于中性面位置，产生的电压瞬时值为零，所以C 正确；从图示位置开始计时，变压器的输入电压的瞬时值表达式为e ＝2U sin 2n πt ，所以D 错误．10．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所示．发电机的输出电压为220 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4，变压器均为理想变压器．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )A.n 2n 1＞n 3n 4B.n 2n 1＜n 3n 4C ．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比n 1n 2，同时减小降压变压器的匝数比n 3n 4D ．要减小线路的损耗，应减小升压变压器的匝数比n 1n 2，同时增大降压变压器的匝数比n 3n 4【答案】AD.11．(多选)如图所示，甲图是一理想变压器，原、副线圈的匝数比为100∶1.若向原线圈输入图乙所示的正弦交变电流，图中R t 为热敏电阻(阻值随温度升高而变小)，R 1为可变电阻，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的是( )A．在t＝0.005 s时，电压表的示数约为50.9 VB．变压器原、副线圈中的电流之比为100∶1C．R t温度降低时，适当增大R1可保持R t两端的电压不变D．R t温度升高时，电压表的示数不变、电流表的示数变大【答案】CD.12．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V440 W”的热水器、“220 V220 W”的抽油烟机．如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是( )A．副线圈两端电压的瞬时值为u＝2202sin 100πt(V)B．交流电压表的示数为1 100 2 VC．1 min内变压器输出的电能为3.96×104 JD．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍【答案】AC.13．图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u －t 图象如图乙所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为P ＝80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1；(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de. 【答案】(1)u ab ＝400sin 200πt (V) (2)0.28 A ⎝ ⎛⎭⎪⎫或25 A (3)43【解析】(1)由题图乙知周期T ＝0.01 s ，u ab 最大值为U m ＝400 V ，所以角速度ω＝2πT＝200πrad/s电压瞬时值u ab ＝400sin 200πt (V) (2)电压有效值U 1＝U m2＝200 2 V理想变压器输入功率P 1＝P 原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1＝25A≈0.28 A (3)设ab 间匝数为n 1， 则U 1n 1＝U ce n ce 同理U 1n 1＝U den de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de，解得n cen de ＝ R ceR de 代入数据得n ce n de ＝43。

重点强化卷(四) 变压器的应用及远距离输电(建议用时：45分钟)一、选择题1．理想变压器正常工作时，在其两侧的原、副线圈中不一定相同的物理量是()A．交流电的频率B．输入、输出功率C．磁通量的变化率D．电压的最大值【解析】理想变压器原、副线圈中交流电的频率相同，磁通量的变化率相同，电压不一定相同，功率相同，故选D.【答案】 D2．如图1所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V 6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是()【导学号：18002130】图1A．120 V,0.10 A B．240 V,0.025 AC．120 V,0.18 A D．240 V,0.18 A【解析】灯泡正常工作，副线圈电压U2＝12 V，副线圈电流I2＝2×612A＝1 A，根据匝数比得原线圈电流I1＝120I2＝0.18 A，原线圈电压U1＝20U2＝240V，选项D正确．【答案】 D3．(多选)图2(a)所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，R T为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表．原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图(b)所示．下列说法正确的是()(a)(b)图2A．变压器输入、输出功率之比为4∶1B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4C．u随t变化的规律为u＝51sin(50πt) V(国际单位制)D．若热敏电阻R T的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大【解析】由题意，理想变压器输入、输出功率之比为1∶1，选项A错误；变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，即I1I2＝n2n1＝14，故选项B正确；由题图(b)可知交流电压最大值U m＝51 V，周期T＝0.02 s，角速度ω＝100π rad/s，则可得u＝51sin(100πt)(V)，故选项C错误；R T的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故选项D正确．【答案】BD4．(多选)如图3乙所示，一理想自耦变压器的原线圈接有如图甲所示的正弦交变电压，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列说法正确的是()【导学号：18002131】甲乙图3A．交流电源的电压u随时间t变化的规律是u＝U0cos 100πt VB．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过A处的电流一定增大【解析】从题图甲可看出，交流电的周期T＝2×10－2 s，最大值为U0，所以交流电源的电压u随时间t变化的规律是u＝U0cos 2πT t V＝U0cos 100πt V，选项A正确；因原、副线圈两端电压与其匝数成正比，当仅将触头P向A端滑动时，副线圈两端的电压增大，即电阻R两端的电压增大，则电阻R消耗的电功率增大，选项B正确；若仅使电阻R增大，副线圈两端的电压不变，则电阻R消耗的电功率P＝U22R减小，原线圈的输入电功率也减小，选项C错误；将触头P向B端滑动，副线圈两端的电压减小，同时电阻R增大，通过R的电流I2＝U2R减小，根据变压器的特点，通过A处的电流也一定减小，选项D错误．【答案】AB5．(多选)如图4为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是()图4A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好【解析】电路中的功率损耗ΔP＝I2R线，而R线＝ρlS，增大输电线的横截面积，可减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A项正确；由P ＝UI来看，在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B项正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C项错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D项正确．【答案】ABD6．如图5所示，某发电机输出功率是100 kW，输出电压是250 V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8 Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220 V，则升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比分别是()【导学号：18002132】图5A．16∶1190∶11 B．1∶1611∶190C．1∶16190∶11 D．16∶111∶190【解析】输电线损失功率P损＝100×118×5% W＝5×118 W，所以，输电线电流I2＝P损R总＝25 A，升压变压器原线圈电流I1＝P总U1＝400 A，故升压变压器原、副线圈匝数比n1n2＝I2I1＝116.升压变压器副线圈两端电压U2＝n2n1U1＝4 000 V，输电线损失电压U损＝I2R总＝200 V，降压变压器原线圈电压U3＝U2－U损＝3 800V，故降压变压器原、副线圈匝数比为n3n4＝U3U4＝19011，故选项C正确．【答案】 C7．如图6所示的甲、乙两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上110 V 的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为55 V．若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为()图6A．220 V,220 V B．220 V,110 VC．110 V,110 V D．220 V,0【解析】当a、b两端接110 V电压时，c、d间获得的电压为55 V，说明c、d间线圈的匝数为原线圈a、b间匝数的一半；反过来，当c、d两端接110 V电压时，由电压与匝数的关系知，a、b间电压应为220 V．当e、f两端接110 V电压时，g、h间电压为55 V，说明g、h间电阻为e、f间电阻的一半；当g、h两端接110 V电压时，其等效电路如图所示．e、g间没有电流，e、g间电压为零，所以e、f间电压与g、h间电压相等，为110 V，故B正确．【答案】 B8．如图7为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1、输电线的电阻和理想变压器匝数均不变，且n1∶n2＝n4∶n3.当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是()【导学号：18002133】图7A．用户的电压U4增加B．恒有U1∶U2＝U4∶U3C．输电线上损耗的功率减小D．发电机的输出功率不变【解析】当用户消耗的功率增大时，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电功率损耗增大、电压损耗增大，又因发电机的输出电压U1不变，则U2不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压U4减小，故A、C错误．因为原、副线圈的电压比等于匝数之比，则U1∶U2＝n1∶n2，U3∶U4＝n3∶n4，因为n1∶n2＝n4∶n3，所以U1∶U2＝U4∶U3，故B正确．发电机的输出功率等于用户消耗的功率加上输电线上损耗的功率，故D错误．【答案】 B9．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图8所示，发电机的输出电压为220 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )图8A.n 2n 1>n 3n 4 B.n 2n 1<n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【解析】 由于输电线上有电阻，所以考虑到电压损失，则有升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，根据变压器的电压与匝数之比的关系，可知要让用电器正常工作，必须有n 2n 1>n 3n 4，故A 项对，B 、C 项错；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D 项也对．【答案】 AD10.图9为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器．原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P ，使输出电压有效值由220 V 降至110 V ．调节前后( )【导学号：18002134】图9A ．副线圈中的电流比为1∶2B ．副线圈输出功率比为2∶1C ．副线圈的接入匝数比为2∶1D ．原线圈输入功率比为1∶2【解析】 根据欧姆定律I ＝UR ，U 2由220 V 降至110 V ，副线圈上的电流变为原来的12，即调节前后，副线圈上电流之比为2∶1，选项A 错误；根据P ＝UI 知，U 、I 均变为原来的12时，副线圈上输出的功率变为原来的14，即调节前后副线圈的输出功率之比为4∶1，选项B 错误；根据理想变压器电压与匝数的关系U 1U 2＝n 1n 2，当U 2由220 V 降至110 V 时，n 2变为原来的12，即调节前后副线圈接入的匝数比为2∶1，选项C 正确；根据理想变压器P 入＝P 出，所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为4∶1，选项D 错误．【答案】 C 二、非选择题11．在远距离输电时，如果升压变压器输出电压是2 000 V ，输出功率是10 kW ，输电线电阻是20 Ω，求：【导学号：18002135】(1)输电线上损失的功率和损失的电压； (2)用户能得到的功率和电压．【解析】 本题考查高压输电线路中的电压损失和功率损失，解题的关键是利用输电线损失功率的公式P 损＝I 2R ，求出输送电流．(1)由P 出＝I 线U 出，得I 线＝P 出U 出＝10×1032 000 A ＝5 A ，则输电线上损失的功率P 损＝I 2线R ＝52×20 W ＝500 W ，损失的电压ΔU ＝I 线R ＝5×20 V ＝100 V . (2)用户得到的电压和功率分别为U 用＝U 出－ΔU ＝2 000 V －100 V ＝1 900 V ， P 用＝P 出－P 损＝10×118 W －500 W ＝9 500 W. 【答案】 (1)P 损＝500 W ΔU ＝100 V (2)P 用＝9 500 W U 用＝1 900 V12．如图10所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r ＝1 Ω，升压变压器匝数比为n 1∶n 2＝1∶4，降压变压器的匝数比为n 3∶n 4＝4∶1，输电线总电阻为R 线＝4 Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220 V 40 W ”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求：图10(1)输电线上损耗的电功率P 损为多大？ (2)发电机的电动势E 为多大？【解析】 (1)所有电灯正常发光时消耗的功率为 P 灯＝40×22×6 W ＝5 280 W ＝P 4由于电灯正常发光时降压变压器副线圈两端电压 U 4＝220 V所以降压变压器原线圈两端电压 U 3＝n 3n 4U 4＝41×220 V ＝880 V两变压器之间输电线上的电流为 I 线＝P 3U 3＝P 4U 3＝5 280880 A ＝6 A输电线上损失的功率P 损＝I 2线R 线＝62×4 W ＝144 W.(2)输电线上损失的电压 U 损＝I 线R 线＝6×4 V ＝24 V 升压变压器副线圈两端电压 U 2＝U 3＋U 损＝(880＋24) V ＝918 V 升压变压器原线圈两端电压 U 1＝n 1n 2U 2＝14×918 V ＝226 V升压变压器原线圈中的电流I1＝n2n1I线＝41×6 A＝24 A发电机内阻上的电压：U r＝I1r＝24 V 发电机的电动势E＝U1＋U r＝226 V＋24 V＝250 V.【答案】(1)144 W(2)250 V。

1. (20分）（2018湖北恩施州一模）如图所示，在高度均为L 的条形区域I 、Ⅱ中分别存在匀强磁场和匀强电场，区域Ⅰ内的磁场方向垂直于纸面向里，区域Ⅱ内的电场方向竖直向上、电场强度大小为E 。

M 、N 是涂有荧光物质的水平板，其中M 板位于匀强磁场的上边界，N 板位于匀强电场的下边界。

现有一束电子从O 点（在磁场内部，且紧贴M 板）连续不断地水平向右射入磁场。

电子束由两部分组成，一部分为速度大小为v 的低速电子，另一部分为速度大小为2v 的高速电子。

当Ⅰ区中磁场较强时，N 板无这斑，缓慢改变磁场的强弱，直至N 板出现两个斑为止，已知电子质量为m ，电荷时为e ，电子间的相互作用不计，磁场下边界没有磁场，但有电场，不计电子重力。

求（1）N 板出现两个亮斑时I 区内磁场的磁感应强度大小B（2）到达N 板左方亮斑的电子在磁场和电场中运动的时间t ；（3）N 板两个亮斑之间的距离x 。

【名师解析】（1）画出带电粒子运动轨迹如图，由几何关系有：L R =12由牛顿第二定律有：12R v m evB =, 解得：eLmv B 2= （3）高速电子的轨道半径为：R 2=2R 1=L由几何关系可知：x 1=LeEmL v vt x 222== 故P 、Q 间的距离为：eE mL vL x x x x 22+=+= （3）在磁场运动时，有200 v qv B m r=，又R =，可得R = 2．（12分）（2018黄山期末）如图所示，在半个空间中分布一匀强磁场，磁感应强度为B(垂直纸面并指向纸面内)。

磁场边界为MN(垂直纸面的一个平面)。

在磁场区内有一点电子源(辐射发射源)S ，向四面八方均匀地，持续不断地发射电子。

这里仅考察电子源所在的平面内，由电子源发射的电子，不计电子间的相互作用，并设电子源离界面MN 的垂直距离为L 。

（1）点源S 发射的电子，其速度达多大时，界面MN 上将有电子逸出?（2）若点源S 发射的电子速度大小均为eBL m，在界面MN 上多宽范围内有电子逸出? （其中m 为电子质量，e 为电子带电量。

10-2变压器和远距离输电一、选择题1．在变电站里，经常要用交流电表监测电网上的强电流。

所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原理的是()[答案] A[解析]电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。

2.如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻。

若U0＝2202V，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是()A．副线圈中电压表的读数为55VB．副线圈中输出交流电的周期为1100πs C．原线圈中电流表的读数为0.5A D．原线圈中的输入功率为1102W [答案]AC[解析]副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U2＝n2U02n1＝55V，A对。

副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T ＝2πω＝150s ，B 错。

原线圈中的电流I 1＝I 2n 2n 1＝U 2n 2Rn 1＝0.5A ，C 对。

原线圈中的输入功率P ＝U 0I 12＝110W ，D 错。

3．(2012·大连四所重点中学联考)如图所示，M 为理想变压器，电表均可视为理想电表，电源电压U 不变，输电线电阻忽略不计。

当变阻器滑片P 向上移动时，读数发生变化的电表是( )A ．A 1B ．A 2C ．V 1D ．V 2 [答案] AB[解析] 本题考查变压器及电路动态分析。

由于电源电压U 不变，根据理想变压器工作原理可知两电压表示数不变，CD 错误；当变阻器滑片P 向上移动时，变阻器连入电路的电阻减小，右侧电路中电流增大，B 正确；根据P 入＝P 出可知原线圈中电流也增大，A 正确。

4．(2012·辽宁丹东四校摸底)如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为n 1 ∶n 2＝3 ∶1，则图甲中L 1的功率和图乙中L 1的功率分别为( )A ．P 、PB ．9P 、4P9C.4P9、9P D.4P 9、P [答案] B[解析] 由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P ，设灯泡L 2、L 3的电压为U ，电流为I ，电阻为R ，两种情况下变压器的输入电压为3U ，变压器输入电流为23I ；图甲中L 1的功率为P 1＝(3U )2R ＝9P ；图乙中L 1的功率为P 2＝(23I )2R ＝4P9，选项B 正确。

2018高考物理二轮交变电流复习题（含2018高考题）
精品题库试题
物理
1( I1RL
由题意可知I1 2R= U1- I1RL
I1 = U1
I1= =
令 =k,则有I1=
由于k 1,则2R+RL +kRL
I1 I2,因PR1= R,PR3= R
故PR1 PR3,因UR2=I1R,UR4=I2R
故UR2 UR4,选项A、C错误,选项D正确;
同理I4= I1= I1= ,知I4 I1
故L1灯亮度比L2灯亮度大,选项B错误。

解法二由题意可知为模拟远距离输电,先采用升压变压器,将输入电压升高,这是为了减小输电线路中的电流I1,其目的是为了减小输电线路中的电能损失和电压降落,使用户得到更多的电能,因此,I1 I2,L1的亮度大,选项A、B、C错误,选项D正确。

6( r,C错。

输电线路上损失的电功率为ΔP= r=I1U-I1U1,D错。

7(2s，所以交流电的频率为50Hz，交流电的有效值为22s时刻，穿过线圈的磁通量最大
D．在05×10-2s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大
[ 答案] 31６．ＣＤ
[解析] 31电压表的示数即为正弦式交流电路端电压的有效值54V，A项错；发电机的输出功率即为灯泡消耗的功率324W，Ｂ项错；在l 0×10-2s时刻，线圈中感应电动势为０，此时线圈位于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，Ｃ项正确；在05×10-2s时刻，线圈。

河北省高考物理2018年考前选择题专项训练变压器问题1．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝2202sin 100πt V ，则( )A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表V 1的示数为22 VB ．当t ＝1600 s 时，电压表V 0的读数为220 VC ．单刀双掷开关与a 连接，当滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，电压表V 1的示数增大，电流表示数变小D ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表V 1和电流表的示数均变小2．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以用一个与大电阻R 1串联的交流电源U 0来等效，如图所示。

心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器（可等效为一个定值电阻R 2）与变压器次级线圈相连。

等效电源的输出电压恒为U 0，为使扬声器获得最大功率，次级线圈的输出电压为（）A ．12R R U 0 B ．02U 12R R C ．21R R U 0 D ．02U 21R R 3．如图所示，理想变压器原线圈接交流电源，副线圈接电阻箱R 、电容器C 和电感器L ，下列说法正确的是A．仅当电阻箱R的阻值变大时，变压器输入功率减小B．仅当电容器C的正对面积增大时，通过它的电流减小C．仅当交流电源的频率增大时，通过三个元件的电流都增大D．仅当在电感线圈L中插入铁芯时，通过它的电流将减小4．如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.2 A。

下列判断正确的是( )A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶１B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶１C.电流表A2的示数为0.1 AD.电流表A2的示数为0.4 A5．如图所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。

变压器远距离输电一、母题呈现【母题来源一】 2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【母题原题】采用220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（）A. 55 kVB. 110 kVC. 440 kVD. 880 kV【答案】 C点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，利用输电线路损失的功率P损=I2R解题。

【母题来源二】 2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【母题原题】教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。

若发电机线圈的转速变为原来的，则A. R消耗的功率变为B. 电压表V的读数为C. 电流表A 的读数变为2ID. 通过R 的交变电流频率不变 【答案】 B【解析】试题分析：根据公式分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值、频率的变化情况；根据判断原副线圈中电流电压的变化情况，根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变化；为原来的，C 错误；转速减小为原来的，则频率变为原来的，D 错误． 【点睛】本题考查了交流电最大值，有效值，频率，变压器等；需要知道交流电路中电表的示数为有效值，在理想变压器中，恒有，副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率． 二、母题揭秘【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：2121n n U U =或者t n U n U ∆∆Φ==2211或者t n U n U n U ∆∆Φ==== 332211（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。

选择题提速练91—5为单选，6—8为多选1．如图为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是( B )A．这是一个升压变压器B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C．当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压12 VD．当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小解析：根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220 V，输出电压为12 V，该变压器为降压变压器，故选项A错误，选项B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误．2．下图为某同学自制的加速度计．构造如下：一根轻质细杆的下端固定一个小球，杆的上端与光滑水平轴相连接．杆可在竖直平面内左右摆动．硬质面板紧靠杆摆动的平面放置，并标有刻度线．其中，刻度线c位于经过O的竖直线上，刻度线b在bO连线上，∠bOc＝30°，刻度线d在dO连线上，∠cOd＝45°.使用时，若约定加速度计的右侧为汽车前进的方向，速度v＝10 m/s，g取9.8 m/s2，汽车前进时( B )A．若细杆稳定地指示在b处，则汽车加速度为4.9 m/s2B．若细杆稳定地指示在d处，则0.5 s内汽车速度减小了4.9 m/sC．若细杆稳定地指示在b处，则0.5 s内汽车速度增大了4.9 m/sD．若细杆稳定地指示在c处，则5 s内汽车前进了100 m解析：若细杆稳定地指示在b处，对小球分析受力，求出沿水平方向所受合力为F合＝mg tan30°，由牛顿第二定律得F合＝ma1，则汽车加速度为a1＝g tan30°＝9.8×33m/s2＝5.66 m/s2，选项A错误；若细杆稳定地指示在d处，则汽车加速度为a2＝g tan45°＝9.8 m/s2，则0.5 s内汽车速度减小了Δv＝a2Δt＝4.9 m/s，选项B正确；若细杆稳定地指示在b处，则0.5 s内汽车速度增大了Δv＝a1Δt＝5.66×0.5 m/s＝2.83 m/s，选项C错误；若细杆稳定地指示在c处，汽车匀速运动，则5 s内汽车前进了s＝vt＝10×5 m＝50 m，选项D 错误．3. (2018·荆州模拟)如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比R B R C＝，A轮的半径大小与C轮的相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b 、c 分别为三轮边缘上的三个点，则a 、b 、c 三点在运动过程中的( D )A ．线速度大小之比为B ．角速度之比为C ．转速之比为D ．向心加速度大小之比为解析：A 、B 间靠摩擦传动，则边缘上a 、b 两点的线速度相等，即v a v b ＝，选项A 错误；B 、C 同轴转动，则其上b 、c 两点的角速度相等，即ωb ＝ωc ，n b n c ＝ωb ωc ＝11，选项B 、C 错误；对a 、b 两点由a ＝v 2r 得a a a b ＝R b R a ＝32，对b 、c 两点由a ＝ω2r 得a b a c ＝R b R c ＝32，故a a a b a c＝，选项D 正确．4．(2018·郑州质量预测)如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设小球在斜面最低点A 的速度为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则从A 点到C 点的过程中弹簧弹力做的功是( A )A ．mgh －12mv 2B.12mv 2－mgh C ．－mghD ．－(mgh ＋12mv 2)解析：小球从斜面底端到最高点C 的过程中，重力、弹簧弹力均做功，C 点为最高点，即v C ＝0，由动能定理得－mgh ＋W ＝0－12mv 2，解得弹簧弹力做的功W ＝mgh －12mv 2，选项A 正确．5．如图，半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q (q >0)、质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域，射入点与ab 的距离为R2.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)( B )A.qBR 2mB.qBR mC.3qBR2mD.2qBRm解析：作出粒子运动轨迹如图中实线所示．因P 到ab 距离为R2，可知α＝30°.因粒子速度方向改变60°，可知转过的圆心角2θ＝60°.由图中几何关系有(r ＋R2)tan θ＝R cos α，解得r ＝R .再由Bqv ＝m v 2r 可得v ＝qBRm，故B 正确．6．(2018·湖北七市联考)如图所示，传送带与水平面夹角为37°，白色传送带以10 m/s 的恒定速率沿顺时针方向转动，今在传送带上端A 处无初速度地轻放上一个质量为1 kg 的小煤块(可视为质点)，它与传送带间的动摩擦因数为0.50，已知传送带A 到B 的长度为16 m ，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g ＝10 m/s 2，则在小煤块从A 运动到B 的过程中( ACD )A ．小煤块从A 运动到B 的时间为2 s B ．煤块对皮带做的总功为0C ．小煤块在白色皮带上留下黑色印记的长度为6 mD ．因煤块和皮带之间的摩擦而产生的内能为24 J解析：煤块放上传送带，滑动摩擦力的方向先沿斜面向下，根据牛顿第二定律得a 1＝mg sin37°＋μmg cos37°m＝g sin37°＋μg cos37°＝10 m/s 2.则速度达到传送带速度所需的时间为t 1＝v a 1＝1 s. 经过的位移为x 1＝12a 1t 21＝5 m.由于mg sin37°>μmg cos37°，可知煤块与传送带不能保持相对静止． 速度相等后，煤块所受的摩擦力沿斜面向上． 根据牛顿第二定律得a 2＝mg sin37°－μmg cos37°m＝g sin37°－μg cos37°＝2 m/s 2.根据vt 2＋12a 2t 22＝L －x 1，代入数据解得t 2＝1 s. 则t ＝t 1＋t 2＝2 s ，故A 正确；煤块对传送带做的总功即是摩擦力所做的功，为W ＝－fx 传＝－μmg cos θ·x传＝－μmg cos θ·vt ＝－80 J ，故B 错误；在t 1时间内，传送带位移为x 2＝vt 1＝10 m. 所以划痕长度是Δx 1＝x 2－x 1＝5 m ； 在t 2时间内，传送带位移为x 3＝vt 2＝10 m ，煤块的位移为x 4＝L －x 1＝11 m. 所以划痕长度为Δx 2＝x 4－x 3＝1 m.所以总划痕长度是Δx ＝Δx 1＋Δx 2＝6 m ，故C 正确； 产生的热量Q ＝f Δx ＝μmg cos θΔx ＝24 J ，D 正确．7．(2018·山东模拟)卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用，第一代、第二代海事卫星只使用静止轨道卫星，不能覆盖地球上的高纬度地区，第三代海事卫星采用同步和中轨道卫星结合的方案，它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成，中轨道卫星高度为10 354 km ，分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角)．在这个高度上，卫星沿轨道旋转一周的时间为四分之一天，下列说法中正确的是( BC )A ．中轨道卫星的线速度小于同步卫星的线速度B ．中轨道卫星的线速度大于同步卫星的线速度C ．在中轨道卫星经过地面某点的正上方的一天后，该卫星还在地面该点的正上方D ．如果某一时刻中轨道卫星、同步卫星与地球的球心在同一直线上，那么经过6小时它们仍在同一直线上解析：由题意知，中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径(约为42 400 km)，所以，其线速度大于同步卫星的线速度，选项B 正确；中轨道卫星的周期T 1＝6 h ，其经过地面某点的正上方的一天后，仍在该点，选项C 正确；选项D 中，中轨道卫星需经过t ＝(T 12＋nT 1)，T 1＝6 h ，n ＝0,1,2,3，…，同步卫星需经过t ′＝(T 22＋nT 2)．T 2＝24 h ，n ＝0,1,2,3，…，二者再次在同一直线上，显然t ′≠t ，选项D 错误．8．(2018·武昌模拟)某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一长为L 、宽为b 、高为d 的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料，图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒为U 的高压直流电源相连．带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v 0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集．将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值称为除尘率．不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用．要增大除尘率，则下列措施可行的是( AC )A ．只增大电压UB ．只增大高度dC ．只增大长度LD ．只增大尘埃被吸入水平速度v 0解析：尘埃做类平抛运动，达到下板的尘埃被收集，竖直偏移量y ＝12at 2＝Uq 2md t 2＝UqL22mdv 2越大越容易收集，则可以增大U 、L ，减小v 0、d ，选项A 、C 正确．。

课时作业(四十) 变压器1．关于高压输电，下列说法正确的是( )A．从发电站到输电线路需要升压变压器B．从发电站到输电线路需要降压变压器C．高压输电是为了增大输电电流D．高压输电是为了减小输电电流2．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是到了晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为( )A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失电压大D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流3．如图中理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈第3题图与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12毫安，那么安培表A2的读数是( )A．0 B．3毫安C．48毫安 D．与R值大小无关4．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V，60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( )第4题图A．电流表的示数为eq \f(3eq \r(2),220) AB．电源输出功率为1 200 WC．电流表的示数为eq \f(3,220) AD．原线圈端电压为11 V5．(11年广东模拟)如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1＝1100匝，副线圈的匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u＝220eq \r(2)sin(100πt)V，电阻R＝44Ω，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是( )第4题图A．交流电的频率为100HzB．电压表的示数为44VC．电流表A2的示数约为1.4AD．电流表A1的示数约为0.2A6．(11年广东模拟)如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为m1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源．电压表的示数为220V，负载电阻R＝44Ω，电流表的示数为0.20A.下列判断中正确的是( )A．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C．电流表的示数为1.0AD．电流表的示数为0.4A第6题图第7题图7．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝20 eq \r(2)sin100πt V．氖泡在两端电压达到100 V时开始发光．下列说法中正确的有( )A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB．开关接通后，电压表的示数为100 VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变8．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接入一电压为U＝U0sinωt的第8题图交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝220eq \r(2) V，ω＝100πHz，则下述结论正确的是( )A．副线圈中电压表的读数为55 VB．副线圈中输出交流电的周期为eq \f(1,100π) sC．原线圈中电流表的读数为0.5 AD．原线圈中的输入功率为110eq \r(2) W9．如图所示，理想变压器有三个线圈A、B、C，其中B、C的匝数分别为n 2、n3，电压表的示数为U，第9题图电流表的示数为I，L1、L2是完全相同的灯泡，根据以上条件不可以计算出的物理量是(忽略温度对电阻的影响)( )A．线圈A的匝数B．灯L2两端的电压C．变压器的输入功率D．通过灯L1的电流强度10．(18年江苏模拟)如图，一理想变压器原线圈匝数n1＝1 100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝220eq \r(2)sin100πt(V)，电阻R＝44 Ω，电压表、电流表均为理想电表，第10题图则下列说法错误的是( )A．交流电的频率为50 HzB．电流表A1的示数为0.2 AC．电流表A2的示数约为1.4 AD．电压表的示数为44 V11．如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流i＝Imsinωt，副线圈接有一电流表和负载电阻R，电流表的示数为0.10 A．在t＝eq \f(T,4)时(T为交流电的周期)，原线圈中电流的瞬时值为0.18 A．由此可知该变压器原、副线圈的匝数比为( ) A．10∶3 B．3∶10eq \r(2)C．10eq \r(2)∶3 D．3∶10第11题图第12题图12．(11年广东模拟)如图是远距离输电的示意图，下列说法正确的是( )A．a是升压变压器，b是降压变压器B．a是降压变压器，b是升压变压器C．a的输出电压等于b的输入电压D．a的输出电压等于输电线上损失的电压13．(10年全国高考)图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连： P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )第13题图14．某小型实验水电站输出功率是20 kW，输电线路总电阻是6 Ω.(1)若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率．(2)若改用5 000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压．。

课时达标检测(六十四) 变 压 器 (重点突破课)一、单项选择题1．(2016·四川高考)如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两端电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变解析：选B 由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n 1＞n 2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比n 1′n 2′变大，根据U 1U 2＝n 1′n 2′，U 1一定，U 2变小，故小灯泡变暗，选项A 错误，选项B 正确；由U 1U 2＝n 1′n 2′知，原、副线圈电压的比值变大，选项C 错误；根据I 1I 2 ＝n 2′n 1′，则通过原、副线圈电流的比值变小，选项D 错误。

2．(2015·江苏高考)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V 交变电流改变为110 V 。

已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为( )A ．200B ．400C ．1 600D ．3 200解析：选B 根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系U 1U 2＝n 1n 2，得n 2＝n 1U 2U 1＝800×110220＝400，选项B 正确。

3．(2015·全国卷Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压在220 V 的正弦交流电源上，如图所示。

设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( )A ．U ＝66 V ，k ＝19B ．U ＝22 V ，k ＝19C ．U ＝66 V ，k ＝13D ．U ＝22 V ，k ＝13解析：选A 设原、副线圈中的电流分别I 1、I 2，则I 1I 2＝n 2n 1＝13，故k ＝I 12R I 22R ＝19。

设原线圈两端的电压为U 1，则U 1U ＝n 1n 2＝31，故U 1＝3U 。