11.2.1 变压器 学案 -2026届高考物理一轮复习
2025-12-10
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普通
摘要:
该高中物理高考复习学案系统梳理了交变电流中变压器专题,涵盖理想变压器构造、互感原理、电压电流功率关系、动态分析及多副线圈等核心考点,按课前预习、课堂探究、课后巩固分层设计,通过填空判断和问题链引导学生自主梳理制约关系,构建知识网络。
亮点在于诊断性自测与科学思维培养,开篇设置4道判断题检测基础认知,课堂例题变式覆盖匝数计算、动态分析等高考题型,如“原线圈带负载等效电阻法”指导科学推理。课后真题演练含2020全国卷等17道题,助学生自主诊断提升,教师可依学情精准指导,落实因材施教。
内容正文:
第11章 交变电流 第2讲 第1课时 变压器(2026年高考)
第11章 交变电流 第2讲 第1课时 变压器
课前复习
一、理想变压器
1.构造:如图所示。变压器由( )和绕在铁芯上的( )组成。
(1)原线圈:与交流电源连接的线圈,也叫初级线圈。
(2)副线圈:与负载连接的线圈,也叫次级线圈。
2.工作原理:电磁感应的( )现象。
3.理想变压器的基本关系式(线圈无电阻无能量损失)
(1)功率关系:P入=P出。
(2)电压关系:=。若n1>n2,为( )变压器;若n1<n2,为( )变压器。
(3)电流关系:只有一个副线圈时,=;
(4)双副线圈变压器
有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+…+UnIn。
(5)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。
(6)理想变压器基本关系中的U、I均为有效值。
4.基本关系式中物理量之间的决定关系
制约
关系
电压
原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2(当U1和匝数比不变时,不论负载电阻R变化与否,U2不会改变)
功率
副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入(可简记为“用决定供”)
电流
副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1
二、 判断题
1.变压器不但可以改变交流电压,也可以改变稳恒直流电压。( )
2.理想变压器的基本关系式中,电压和电流均为有效值。( )
3.变压器原线圈中的电流由副线圈中的电流决定。( )
4.变压器副线圈两端的电压由原线圈两端的电压决定。( )
课堂讲解:
例1、(求匝数)(2025·广西·高考真题)有一变压器的原线圈接入有效值为的正弦交流电,副线圈输出电压的最大值,则原副线圈的匝数比为( )
A. B. C. D.
变式1、(教材选择性必修二P60页第3题)当变压器的一个线圈的匝数已知时,可以用下面的方法测量其他线圈的匝数:把被测线圈作为原线圈,用匝数已知的线圈作为副线圈,通入交变电流,测出两线圈的电压,就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400 匝,把原线圈接到220 V的交流电路中,测得副线圈的电压是55 V,求原线圈的匝数。
例2、 (变压器求电压电流和匝数)(教材选择性必修二P66页第4题)晚会上装饰着120个彩色小电灯,每个小灯泡的额定电压都是4 V,工作电流都是0.1 A,它们并联在一起,由一台变压器供电,小彩灯正常发光。变压器的原线圈接在220 V的照明电路上,求通过原线圈的电流。
变式2、(教材选择性必修二P66页第2题)图3-4甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图3-4乙所示的正弦交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体,求:
(1)图中开关闭合时电压表的示数;
(2)变压器原、副线圈的匝数满足怎样的关系才能实现点火?
例3、(原线圈带负载的电流电压功率计算)(教材选择性必修二P67页第3题)如图3-5所示,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为220V的正弦交流电源上,求:
(1)副线圈回路中电阻两端的电压;
(2)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比。
变式3、(2020·全国卷)(多选)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10,R3=20,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A.所用交流电的频率为50Hz B.电压表的示数为100V
C.电流表的示数为1.0A D.变压器传输的电功率为15.0W
例4、(变压器动态电路电阻变化)(人教版选择性必修第二册·P60·T5改编)(多选)如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图,变压器的输入电压是市区电网的电压,当滑动变阻器R的滑片向下移动时,下列说法正确的是( )
A.读数不变,读数不变
B.读数变大,读数不变
C.读数变大,读数变小
D.读数不变,读数不变
变式4、(2021·福建·高考真题)某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示,图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器,所有电表视为理想电表,不考虑变压器的输入电压随负载变化,则当住户使用的用电器增加时,图中各电表的示数变化情况是( )
A.A1增大,V2不变,V3增大
B.A1增大,V2减小,V3增大
C.A2增大,V2增大,V3减小
D.A2增大,V2不变,V3减小
例5、(变压器动态电路匝数变化)(2025·河北·高考真题)2024年底,世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图,若该电站通过理想变压器调节输出电压时,输入电压保持不变。已知副线圈总匝数为n,分接头间和间的线圈匝数,开关S接3时输出电压的瞬时值,则S接2时的图像为( )
A.
B.C. D.
变式5、(2025·安徽·高考真题)某理想变压器的实验电路如图所示,原、副线圈总匝数之比,A为理想交流电流表。初始时,输入端a、b间接入电压的正弦式交流电,变压器的滑动触头P位于副线圈的正中间,电阻箱R的阻值调为。要使电流表的示数变为,下列操作正确的是( )
A.电阻箱R的阻值调为 B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的
C.输入端电压调为 D.输入端电压调为
考点:原线圈含有用电器的动态分析技巧
图甲中当R2变化时如何判断原线圈中I1的变化情况?我们可以把图甲等效画成图乙。
由=R,=,=,=R2,
联立得:R====
这样若当R2变大时,知R变大,则U1变大,I1变小。
例6、(变压器动态电路电阻变化且原线圈带负载)(2021·湖南卷)如图,理想变压器原、副线圈匝数比为,输入端、接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是( )
A.L1先变暗后变亮,L2一直变亮
B.L1先变亮后变暗,L2一直变亮
C.L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗
D.L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗
变式6、(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
例7、(两个副线圈的计算)(2021·河北卷)(多选)如图,发电机的矩形线圈长为、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和,两个副线圈分别接有电阻和,当发电机线圈以角速度匀速转动时,理想电流表读数为I,不计线圈电阻,下列说法正确的是( )
A.通过电阻的电流为 B.电阻两端的电压为
C.与的比值为 D.发电机的功率为
变式7、(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
课后巩固
1、(2021·广东卷)某同学设计了一个充电装置,如图所示,假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2s,电压最大值为0.05V,理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60,下列说法正确的是( )
A.交流电的频率为10Hz
B.副线圈两端电压最大值为3V
C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
2、(2024·浙江·高考真题)如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电,经原、副线圈匝数分别为和的变压器升压至峰值大于,就会在打火针和金属板间引发电火花,实现点火。下列正确的是( )
A.
B.
C.用电压表测原线圈两端电压,示数为
D.副线圈输出交流电压的频率是
3、(教材选择性必修二P60页第4题)变压器线圈中的电流越大,所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器,假设它只有一个原线圈和一个副线圈,哪个线圈应该使用较粗的导线?为什么?
4、(多选)(2025·云南·高考真题)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为,输入电压;两副线圈的匝数分别为和,输出电压。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时,两副线圈的输出功率分别为和,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.变压器的输入功率为
D.两副线圈输出电压最大值均为
5、(多选)(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
6、(2025·福建·高考真题)某理想变压器如图甲,原副线圈匝数比4:1,输入电压随时间的变化图像如图乙,R1的阻值为R2的2倍,则( )
A.交流电的周期为2.5s
B.电压表示数为12V
C.副线圈干路的电流为R1电流的2倍
D.原副线圈功率之比为4:1
7、(多选)(2024·重庆·高考真题)小明设计了台灯的两种调光方案,电路图分别如图甲,乙所示,图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定,R为滑动变阻器,理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压为220V的交流电,滑片P可调节灯泡L的亮度,P在R最左端时,甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作,则( )
A.n1:n2 = 110:3
B.当P滑到R中点时,图甲中L功率比图乙中的小
C.当P滑到R最左端时,图甲所示电路比图乙更节能
D.图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大
8、(多选)(2024·海南·高考真题)电动汽车充电站变压器输入电压为10kV,输出电压为220V,每个充电桩输入电流16A,设原副线圈匝数分别为、,输入正弦交流的频率为50Hz,则下列说法正确的是( )
A.交流电的周期为0.02s
B.原副线圈匝数比
C.输出的最大电压为220V
D.若10台充电桩同时使用,输入功率为35.2kW
9、(2024·北京·高考真题)如图甲所示,理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上,输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示,副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A.原线圈两端电压的有效值为
B.副线圈中电流的有效值为0.5A
C.原、副线圈匝数之比为1∶4
D.原线圈的输入功率为12W
10、(多选)(2024·全国甲卷·高考真题)如图,理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节,副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和、开关S。S处于闭合状态,在原线圈电压不变的情况下,为提高的热功率,可以( )
A.保持T不动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动
B.将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片位置不变
C.将T向a端移动,滑动变阻器R的滑片向f端滑动
D.将T向b端移动,滑动变阻器R的滑片向e端滑动
11、(2023·广东·高考真题)用一台理想变压器对电动汽车充电,该变压器原、副线圈的匝数比为,输出功率为,原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是( )
A. B. C. D.
12、(2023·北京·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
13、(多选)(2023·海南·高考真题)下图是工厂利用的交流电给照明灯供电的电路,变压器原线圈匝数为1100匝,下列说法正确的是( )
A.电源电压有效值为
B.交变电流的周期为
C.副线圈匝数为180匝
D.副线圈匝数为240匝
14、(2022·重庆·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“”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55∶3
C.流过卤素灯的电流为 D.卤素灯的电阻为
15、(2022·北京·高考真题)某理想变压器的原线圈接在的正弦交流电源上,副线圈输出电压为,输出电流为。该变压器( )
A.原、副线圈的匝数之比为100∶1 B.输入电流为
C.输入电流的最大值为 D.原、副线圈交流电的频率之比为1∶100
16、(教材选择性必修二P67页第4题)图3-6为某人设计的电吹风电路图,a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P 可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时,电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。
(1)吹冷风时触片P位于怎样的位置?请在图中标注。
(2)由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少?
(3)变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2是多少?
17、(2025·湖南·高考真题)如图,某小组设计了灯泡亮度可调的电路,a、b、c为固定的三个触点,理想变压器原、副线圈匝数比为k,灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R,交变电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连,下列说法正确的是( )
A.S与a相连,灯泡的电功率最大
B.S与a相连,灯泡两端的电压为
C.S与b相连,流过灯泡的电流为
D.S与c相连,灯泡的电功率为
参考答案:
1、 闭合铁芯 两个线圈 互感 降压 升压
2、 判断题 答案 1.× 2.√ 5.√ 6.√
课堂讲解
例1、【答案】C
【详解】变压器次级电压有效值为
则变压器原副线圈的匝数比
故选C。
变式1、答案 1600匝
解析 因为,所以匝
例2、答案 0.218 A
解析 120 个小彩灯正常工作时的总电功率为 P=120UI=120×4×0.1 W=48 W,对于理想变压器,输入功率等于输出功率,故P入=I原U原=P,故通过原线圈的电流≈0.218 A
变式2、答案(1)3.54 V (2)
解析 (1)由图乙知,原线圈所加电压的有效值为 V
即电压表的示数为 3.54 V
(2)
欲实现点火,要求变压器副线圈输出电压的最大值大于5 000 V,由得,
得
所以,当变压器原、副线圈的匝数比时,可实现正常点火。
例3、 答案 (1)66 V (2)1:9
解析 (1)设副线圈回路中电阻两端的电压为U,由题意知,副线圈中的电流为,则原线圈中的电流为,与原线圈串联的电阻两端的电压为,由理想变压器的变压规律可知,原线圈两端的电压为3U。所以有+3U=220 V 。解得U=66V。
(2)原线圈回路中电阻消耗的功率为,副线圈回路中电阻消耗的功率为,所以原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为P1∶P2=1:9。
变式3、答案AD
解析 A.交流电的频率为 A正确;
B.
通过电流的有效值为
两端即副线圈两端的电压,根据欧姆定律可知
根据理想变压器的电压规律可知原线圈的电压
电阻两端分压即为电压表示数,即B错误;
C.电流表的示数为 C错误;
D.副线圈中流过的总电流为
变压器原副线圈传输的功率为 D正确。
故选AD。
例4、答案 AC
解析 输入电压是市区电网的电压,不变,所以读数不变,由=知,读数不变,故A正确;滑动变阻器R的滑片下移,滑动变阻器接入电路的电阻变小,用户电路总电阻变小,故读数变大,I1由I2决定,n1I1=n2I2,所以读数变大,I2变大,则R0分压变大,故读数变小,所以C正确,B、D错误。
变式4、【答案】D
【详解】不考虑变压器的输入电压随负载变化,即变压器原线圈的输入电压不变,根据
可知,变压器副线圈的输出电压不变;当住户使用的用电器增加时,即用户的总电阻变小,由
可知,副线圈的电流变大,而由
可知V3减小;由理想变压器的原理
可知原线圈的电流变大;故综合上述分析可知A1增大,A2增大,V2不变,V3减小;
故选D。
例5、【答案】D
【详解】根据理想变压器电压比与匝数比关系可知,
由于输入电压不变,可知
即
解得;
可知此时输出的交流电的周期为。
故选D。
变式5、【答案】B
【详解】A.输入电压峰值为,则输入电压有效值为,滑动触头在正中间,根据变压比可知,输出电压,若将电阻箱阻值调为18欧姆,则电流为1A,故A错误;
B.若将副线圈匝数调为总匝数的,根据变压比可知,输出电压,则副线圈电流变为,故B正确;
C.输入端电压调为时,其有效值不变,不会导致电流的变化,仍然为,故C错误;
D.将输入电压峰值减小一半,则输入电压有效值变为,输出电压,副线圈电流变为,故D错误。
故选B。
例6、答案 A
解析 副线圈的总电阻为
解得
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中,副线圈的总电阻选增大后减小,根据等效电阻关系有
则等效电阻先增大后减小,由欧姆定律有 ,
先减小后增大,先减小后增大,则先变暗后变亮,根据,
由于先减小后增大,则副线圈的电压先增大后减小,通过L2的电流为
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中,逐渐减小,副线圈的电压增大过程中 增大;在副线圈的电压减小过程中,通过R0的电流为
逐渐增大,则越来越小,则
则先变暗后变亮,一直变亮;
故选A。
变式6、【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。
例7、答案 BC
解析 AB.由题知理想电流表读数为I,则根据欧姆定律U1= IR1
根据变压器电压与匝数的关系有,,代入数据有U0= ,U2=
再由欧姆定律有U2= I2R2,可计算出I2=
综上可知,A错误、B正确;
C.由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈,则有Emax= NB2L2ω,U0= = NBL2ω
由选项AB知U0= ,则 C正确;
D.由于变压器为理想变压器则有P0= P1 + P2= U1I + U2I2= I2R1 + U2I2
代入选项ABC公式有P0=
由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈,则发电机的功率为P0,D错误。
故选BC。
变式7、【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。
课后巩固
1、答案 B
解析 A.周期是T=0.2s,频率是 故A错误;
B.由理想变压器原理可知
解得,副线两端的最大电压为故B正确;
C.根据法拉第电磁感应定律可知,永磁铁磁场强,线圈中产生的感应电动势越大,变压器的输入电压会越大,故C错误;
D.由理想变压器原理可知,充电电路的输入功率等于变压器的输入功率,故D错误。
故选B。
2、【答案】B
【详解】AB.原线圈两端电压的有效值
根据电压匝数关系有
变压器副线圈电压的峰值
根据题意有
解得
,
故A错误,B正确;
C.用电压表测原线圈两端电压,电压表测的是有效值,则示数为
故C错误;
D.根据
解得
变压器不改变频率,则副线圈输出交流电压的频率是,故D错误。
故选B。
3、答案 降压变压器的副线圈应当用较粗的导线。
解析 根据理想变压器的输入功率等于输出功率,即I1U1=I2U2,降压变压器的U2<U1,因而I2>I1,即副线圈的电流大于原线圈的电流,所以相比之下,副线圈应用较粗的导线。
4、【答案】AC
【详解】AB.根据理想变压器的电压比等于匝数比可得,
故A正确,B错误;
C.根据能量守恒可知变压器的输入功率等于总的输出功率,故
故C正确;
D.输出电压为交流电的有效值,根据正弦交流电的最大值与有效值的关系可知,两副线圈输出电压最大值均为
故D错误。
故选AC。
5、答案 AC
解析 由于送电线圈通入的是正弦式交变电流,电流呈周期性变化,因此产生的磁场也呈周期性变化,A正确;送电线圈中电流产生的周期性变化的磁场会使受电线圈中产生周期性变化的感应电流,此电流产生的磁场也呈周期性变化,B错误;由手机无线充电的特点可知,送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递,C正确;手机和基座无需导线连接就能实现充电,但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉,因此这样传递能量是有损失的,D错误。
6、【答案】B
【详解】A.由图可知,交流电的周期为2.25s,故A错误;
B.根据图乙可知,输入电压最大值,则输入电压有效值为,根据变压比可知,副线圈电压即电压表示数为,故B正确;
C.R1的阻值为R2的2倍,根据并联规律可知,两电阻的电压相同,根据欧姆定律可知,流经R1和R2的电流之比为,副线圈干路电流等于流经两电阻的电流之和,则副线圈干路的电流为R1电流的3倍,故C错误;
D.根据变压器的原理可知,原副线圈功率相同,故D错误。
故选 B。
7、【答案】AC
【详解】A.滑片P在最左端时,图甲、乙中变压器输出电压均为灯泡的额定电压6V,因此
故A正确;
B.当P滑到R中点时,图甲中总电阻为P左端电阻与灯泡电阻串联,图乙中总电阻为灯泡电阻与Р右端的电阻并联后再与P左端电阻串联,由于并联电阻小于灯泡电阻,则图甲中灯泡电压大于图乙中灯泡电压,则图甲中灯泡功率比图乙中灯泡功率大,故B错误;
C.当P滑到R最左端时,图甲中只有灯泡,图乙中R与灯泡并联,总电阻更小,输出功率更大,图甲比图乙更节能,故C正确;
D.图乙中的灯泡两端电压在0到6V间变化,图甲中灯泡两端电压最高为6V,最低达不到0,则图乙中灯泡两端可调电压范围大,故D错误。
故选AC。
8、【答案】AD
【详解】A.交流电的周期为
故A正确;
B.根据理想变压器原副线圈的电压与线圈匝数的关系可得,原副线圈匝数比为
故B错误;
C.输出的最大电压为
故C错误;
D.若10台充电桩同时使用,输出功率为
变压器不改变功率,故输入功率为
故D正确。
故选AD。
9、【答案】B
【详解】A.由题图知,原线圈电压最大值为,则原线圈两端电压的有效值为
故A错误;
B.灯泡正常发光,由P = UI得,副线圈中电流有效值为
故B正确;
C.由理想变压器电压与匝数关系可知
故C错误;
D.理想变压器没有能量损失,原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,则原线圈的输入功率
P1 = PL = 3W
故D错误。
故选B。
10、【答案】AC
【详解】A.保持T不动,根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变,当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时,R与串联后的总电阻减小,电流增大,根据可知此时热功率增大,故A正确;
B.将T向b端移动,副线圈匝数变小,故副线圈两端电压变小,滑动变阻器R的滑片位置不变时,通过的电流减小,故热功率减小,故B错误;
C.将T向a端移动,副线圈匝数增加,故副线圈两端电压变大,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,R与串联后的总电阻减小,电流增大,此时热功率增大,故C正确;
D.将T向b端移动,副线圈匝数减少,故副线圈两端电压变小,滑动变阻器R的滑片向e端滑动,R与串联后的总电阻增大,电流减小,此时热功率减小,故D错误。
故选AC。
11、【答案】A
【详解】由题可知原线圈输入电压的有效值为
原线圈电流为
副线圈输出电流的有效值为
变压器无法改变电流的频率,故
故选A。
12、【答案】B
【详解】A.由知,仅增加原线圈匝数,副线圈的输出电压U2减小,不能使小灯泡正常发光,故A错误;
B.由知,仅增加副线圈匝数,副线圈的输出电压U2增大,有可能使小灯泡正常发光,故B正确;
C.由知,将原、副线圈匝数都增为原来的两倍,但由于原线圈的电压不变,则副线圈的输出电压U2不变,不能使小灯泡正常发光,故C错误;
D.将两个3.8V小灯泡并联,但由于原线圈的电压不变,则副线圈的输出电压U2不变,不能使小灯泡正常发光,故D错误。
故选B。
13、【答案】BC
【详解】A.电源电压的有效值
选项A错误;
B.交流电的周期
选项B正确;
CD.根据
可得副线圈匝数
匝
选项C正确,D错误。
故选BC。
14、【答案】B
【详解】A.卤素灯上标记的额定电压即为卤素灯两端的电压有效值,A错误;
B.根据理想变压器的原理可知
B正确;
C.流过卤素灯的电流为
C错误;
D.卤素灯是非线性元件,电阻随着电压不同而改变,D错误。
故选B。
15、【答案】B
【详解】A.原、副线圈的匝数之比为
故A错误;
B.根据
可得输入电流为
故B正确;
C.输入电流的最大值为
故C错误;
D.变压器不会改变交流电的频率,故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1,故D错误。
故选B。
16、答案 (1)P与b、c接触 (2)8 (3)11:3
解析 (1)当电吹风送出来的是冷风时,电路中只有小风扇工作,触片P与触点b、c接触。
(2)根据表中数据,利用正常工作时小风扇的输出功率和冷风时的输入功率可以得出小风扇的热功率,为P热=60 W-52 W=8 W,此时流过小风扇的电流=1A,则由P热=I2r解得r=8 Q。
(3)根据理想变压器的原、副线圈的匝数与电压的关系可。
17、【答案】B
【详解】设变压器原、副线圈的电压分别为,灯泡L的阻值为R,根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻
灯泡L的阻值
由理想变压器原理,电压关系
电流关系
联立解得
A.S与a相连,根据等效电源思想,灯泡的电功率最大时应该满足
因为值不确定,灯泡的电功率不一定最大,故A错误;
B.S与a相连,变压器原线圈电压
灯泡两端的电压为
B正确;
C.S与b相连,变压器原线圈电路接入两个电阻,变压器原线圈的电流
流过灯泡的电流
C错误;
D.S与c相连,变压器原线圈电路接入一个电阻,变压器原线圈的电流
灯泡的电功率为
D错误。
故选B。
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