专题12 变压器 远距离输电—2023年高考物理母题题源解密（全国通用）

专题12 变压器 远距离输电 【母题来源一】2022年高考湖南卷 【母题题文】（2022·湖南卷·T6）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻的阻值为，滑动变阻器的最大阻值为，滑片初始位置在最右端。理想电压表V的示数为，理想电流表A的示数为。下列说法正确的是（　　） A. 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，减小，不变 B. 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大 C. 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，减小，增大 D. 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率减小 【答案】B 【解析】 AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为 则变压器原线圈的电压有效值为 设输入交流电的电压有效值为，则 可得 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律 可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误； CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得 则 整理可得 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知 可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率 整理可得 可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。 故选B。 【母题来源二】2022年高考山东卷 【母题题文】（2022·山东卷·T4）如图所示的变压器，输入电压为，可输出、、电压，匝数为的原线圈中电随时间变化为．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为。将阻值为的电阻R接在两端时，功率为。下列说法正确的是（　　） A. n1为1100匝，为 B. 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为 C. 若将R接在两端，R两端的电压为，频率为 D. 若将R接在两端，流过R的电流为，周期为 【答案】D 【解析】 A．变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为 解得原线圈为2200匝，A错误； B．根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC间的电压应该为12V，故BC间的线圈匝数关系有 BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为 B错误； C．若将R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压应该为18V。根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为，故交流电的频率为 C错误； D．若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AC间的电压应该为30V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为 交流电的周期为 D正确。 故选D。 【母题来源三】2022年高考湖北卷 【母题题文】（2022·湖北·T9）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　） A. 接收线圈的输出电压约为8 V B. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1 C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同 D. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同 【答案】AC 【解析】 A．根据 可得接收线圈的输出电压约为U2=8V； B．根据 可得 故B错误； C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确； D．由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误。 故选AC。 【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