第3章 专题探究8 理想变压器的动态分析-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

专题探究八理想 黑题专题强化练 题型1双线圈变压器的动态分析 1.如图所示，B为理想变压器，接在原线圈上的 交流电压U保持不变，R为定值电阻，电压表 和电流表均为理想电表.当开关S闭合后，下 列说法正确的是 ( A.电流表A,的示数变大 B.电流表A,的示数变小 C.电压表V的示数变小 D.灯泡L的亮度变亮 2.(2023·福建永宁中学期中)（多选）如图甲所 示电路中，L为“6V,6W”的灯泡，定值电阻 R阻值为32，R为光敏电阻，其阻值随光照 强度增大而减小，变压器为理想变压器，原、 副线圈的匝数比为1：2，各电表均为理想电 表.当ab端接如图乙所示的交变电压，用某 强度的光照射光敏电阻时，灯泡恰好正常发 光，则 ( 6√2 0 3t/×102s -62 A.副线圈两端输出的交流电频率为0.5Hz B.电流表的示数为4A C.增大光照强度，电压表示数变小 D.增大光照强度，灯泡变暗 3.(2023·天津南开期末)如图所示，电流表、电 压表为理想电表，变压器为理想变压器，R1、R, 是定值电阻，R3为滑动变阻器.闭合开关S,下 第三章 变压器的动态分析 限时：45min 列说法正确的是 R A.仅将滑片P,上移时，电流表A的示数减小 B.仅将滑片P,下移时，电压表V的示数变大 C.滑片P1下移、P2上移时，电阻R1的功率 增大 D.只断开开关S,电压表V的示数变大，电流 表A的示数变小 4.(2022·陕西渭南一C。 模)如图所示，理想 L2 变压器原、副线圈匝 L Ro 数比为n1:n2,输入 Do 端C、D接入电压有效值恒定的交变电源.刚 开始，滑动变阻器滑片在a端，L1、L2两灯均 发光，在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b 端的过程中，两个灯泡始终工作在额定电压 以内，下列说法正确的是 A.L,变暗，L2变亮B.L,变亮，L2变亮 C.L1变暗，L2变暗D.L1变亮，L2变暗 5.(2023·广东江门培英高级中学质检)如图甲 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比1： n2=10:1,b是原线圈的中心抽头，S为单刀 双掷开关，定值电阻R=10Ω.从某时刻开始 在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电 压，则下列说法中正确的是 ( 2202 V R 3tM×102s) -2202 A.当S与a连接后，理想电流表的示数 黑白题083 为2.2A B.当S与a连接后，t=0.01s时理想电流表 示数为零 C.当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变 为原来的2倍 D.当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频 率变为25Hz 6.（多选)如图所示电路中，A1、A2、A3为相同的 电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R的阻值相 同，线圈L的电阻不计，在某段时间内理想变 压器原线圈电压u=U sin100wt变化，三个电 流表读数相同 ( A.只增大U。,三个电流表读数都增大 B.只增大ω，三个电流表读数都增大 C.u变化规律不变，增加原线圈匝数，三个电 流表的示数都增大 D.u变化规律不变，增加副线圈匝数，三个电 流表的示数都增大 (第6题) (第7题)》 7.(2022·山东枣庄二模)一含有理想变压器的 电路如图所示，图中电阻R1、R2和R,的阻 值分别为122、12和42，A为理想交流电 流表，“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; 当开关S闭合时，电流表的示数为41.该变压 器原、副线圈匝数之比的比值为 A.7 B.6 C.5 D.4 题型2自耦变压器、多线圈变压器的动 态分析 8.一自耦变压器如图所示，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,定 选择性必修第二册·JK 值电阻R接在cd间，在将滑动触头从M点顺 时针旋转到N点的过程中 () A.U2>U B.R中电流的频率增大 C.R中电流的有效值增大 D.变压器输入功率减小 (第8题) (第9题) 9.如图所示，理想变压器的三个线圈的匝数分别 为n1n2、n,a、b端接入电压为U,的正弦交 流电，另外两个线圈分别接有电阻R和滑动 变阻器R.当滑动变阻器的滑片缓慢向右移动 时，下列说法正确的是 () A.线圈n1的电流不断减小 B.线圈n1上的电流不断增大 C.线圈n2的输出功率不断减小 D.滑动变阻器R'两端的电压不断增大 10.（2022·安徽合肥一中期中)如图所示，a、b 间接一正弦交变电源，内阻不计，理想变压 器原线圈与电阻R,串联，两匝数相等的副线 圈分别接有电阻R2、R3,且R1=4R2=4R3.若 开关S断开时，测得电源输出功率是电阻R2 消耗功率的2倍.则闭合开关S后，电源输出 功率与电阻R,消耗功率之比的比值为( A.3 B.4 C.5 D.6 黑白题084△U3 以有 Un,即降压变压器原线圈两端电压减小了n4U,根 据欧姆定律，电流表A,示数增大了”，输电线上电流增大 了”C,根据电，流与匝数成反比知，电流表A,示数增大， n·AC=AC,故A错误，B正确：根据题意知，发电厂的输 出电压恒为U,升压变压器的变压比不变，所以电压表V,的 示数不变，故C错误；由于输电线上电流增大了4，故输电 线损失的功率增加量一定不是P= R R,故D错误故 选B. 4.B解析：A电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流 (升压)作用，故A错误.B.电压互感器原线圈两端电压U,= .10 7×20V=220V,电流互感器原线圈中的电流月 n'2 [1=0×10A=100A,对于理想变压器，输送功率P=P3 U22=2200×100W=220000W,故B正确.C.将滑动片Q下 移，相当于增加了升压变压器副线圈的匝数2，根据理想变 压器的规律，=U,升压变压器副线圈两端的电压增大； 降压变压器原线圈两端电压U增大，副线圈两端电压U,增 大，通过负我的电流人=尺，当R不变时，1增大，降压变压 04 器原线圈中的电流1，=”1，匝数比不变，1增大，输电线上 n3 损失功率△P=r增大，故C错误D.当用户数增加，负载电 阻R减小，若降压变压器副线圈两端电压U,不变，通过副线 圈的电流，14=R 增大，原线圈中的电流增大，输电线上的电 压损失△U=Lr增大；原线圈两端电压，U=U2-△U将减小， 根据U,=”U,可知，当，减小时，减小，可以使U,不变， n3 所以要将降压变压器的滑动片P上移，故D错误.故选B. 压轴挑战 5.B解析：A.22个班电灯都正常工作时，则干路的总电流为 P总_22×6×40W=24A,理想变压器原、副线圈电流与匝 1-Us20V 数成反比，故输电线上的电流为I==6A,A错误；B,理 几3 想变压器原、副线圈电压与匝数成正比，可得 3_,解得 L,的原线圈两端的电压为U,=U,=4x20V=80V,输 电线所承担的电压为△U=L3R=60V,故T1的副线圈两端的 选择性必修第二册·JK 电压为U2=U,+△U=880V+60V=940V,T1的原线圈两端 的电压为U,=U,=940Y=235V,刀，的原线圈的电流为 几2 4 1=上”=24A,根据闭合电路的跃姆定律，发电机电动 nn 势E=U1+l1r=259V,B正确；C.发电机输出功率为P出= _P急×100%= U,山=5640W,C错误；D.输电效率为刀P) 2x40X6×100%=93.6%,D错误.故选B. 5640 专题探究八理想变压器的动态分析 黑题专题强化练 1.A解析：A当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，而 变压器的匝数比不变，所以原线圈中的电流增大，A正确； B.当S接通后，电路的总电阻减小，副线圈总电流变大，B错 误：C.原线圈上的交流电压U保持不变，变压器的变压比不 变，故副线圈两端电压不变，C错误：D.开关闭合后，总电阻 减小，干路电流增大，故电阻分的电压增大，灯泡L,的电压 减小，故灯泡L,的亮度变暗，D错误.故选A 2.BD解析：A交流电的周期为T=2×102s, 所以频率为/7=50k,故A错误； B.由线圈匝数比可知副线圈两端的输出电压有效值为12V, 灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为6V,所以定值电 阻R,两端的电压为U。=6V, 6 流过R,的电流为☑=3A=2A, 由匝数比可知原线圈的电流为1，=4A,故B正确； CD.副线圈两端的输出电压是不变的，增大光照强度，则光 敏电阻的阻值减小，与之并联的灯泡两端电压降低，灯泡变 暗，故C错误，D正确.故选BD. 3.D解析：A.仅将滑片P1上移时，根据理想变压器电压与线 圈匝数的关系有U,】 U_n 可知副线圈电压增大，则副线圈电功率增大，原线圈电功率 也增大，根据P=UⅢ， 可知电流表A的示数增大，故A错误； B.仅将滑片P2下移时，滑动变阻器电阻减小，根据“串反并 同”规律可知，电压表V的示数变小，故B错误； C由上述分析可知滑片P1下移、P2上移时，副线圈电压减 小，滑动变阻器电阻减大，则副线圈电流减小，电阻R的功 率减小，故C错误； D.只断开开关S,总电阻增大，则副线圈电流减小，R2两端电 压增大，则电压表示数增大，原线圈电流减小，即电流表A 示数减小，故D正确.故选D. 黑白题34 4.D解析：滑动变阻器R的滑片从α端滑动到b端的过程中， 滑动变阻器连入电路电阻减小，由图可以看出，L,、L2两灯 与滑动变阻器分别等效为间接串联和直接并联，由串反并同 的方法可知，L,变亮，L2变暗故选D. =,又知U= 5.A解析：AB.S与a连接后，由0，F 20迈V=220V,解得U,=2V, √2 则理想电压表的示数为22V,又知定值电阻R=102,可得 理想电流表示数为电流的有效值，即 =2.2A,选项A正确，B错误； C.S由a拨到b后n1:n2=5:1,则U1:U2'=5:1,得 ,=2U2,根据P=得功率变为原来的4倍，选项C错误 R D.输出电压频率不变，仍为50Hz,选项D错误故选A 6.AD解析：A.只增大U,则原线圈两端的电压U,增大，根 据“么，则副线圈两端电压变大，三个电流表读数都增 n1 n2 大，A正确：B.只增大，根据/2元可知，交流电的频率变 大，线圈的感抗变大，电容器的容抗减小，可知A,示数不 变，A,示数减小，A3示数变大，B错误；C.u变化规律不变，增 加原线圈匝数，根据_凸 则副线圈电压减小，三个电流 ny n2 表的示数都减小，C错误；Dw变化规律不变，增加副线圈匝 数，根据凸，则次级电压变大，则三个电流表的示数都 n n2 增大，D正确故选AD. 7.B解析：设变压器原、副线圈匝数之比为，则可知，开关断 开时，副线圈电流为；则根据理想变压器原理可知 R+R)k,同理可知 U-IR, -4R-k,代入解得k=6,故B正 4kIR, 确，ACD错误.故选B. 8.D解析：A.变压器的电压之比等于线圈匝数之比，由于 n2<n1,则有U2<U,故A错误；B.变压器只改变交变电流的 电压与电流，不会改变电流的频率，滑动触头旋转过程中，流 过R电流的频率不变，故B错误；C.在滑动触头从M点顺时 针转到N点的过程中，n2减小，n,不变，U1不变，则电压U2减 小，由欧姆定律可知，R中电流的有效值减小，故C错误： D.滑动触头旋转过程，变压器副线圈电压U,减小，根据P出= 可知，变压器的输出功率减小，又因为理想变压器输入功 R 率等于输出功率，变压器的输出功率减小，则输入功率减小， 故D正确， 9.A解析：由于原线圈两端输入电压不变，线圈匝数不变，故 线圈n2、n3的输出电压不变.当滑动变阻器的滑片缓慢向右 参考答案与解析 移动时，R阻值增大，则根据(=？可知线圈，中电流减小 根据理想变压器电流关系n,11=n22+n3l3可知，由于12不 变，L减小，则线圈，的电流不断减小，根据尸，=可知，由 R 于U2、R不变，则线圈2的输出功率不变故选A 10.D解析：开关S断开时，设电阻R2消耗的功率为P,则P= R,,理想变压器的输入功率也为P,由题意知电源输出功 率是2P,而电源输出功率等于电阻R,消耗功率和变压器 的输入功率之和，因此电阻R,消耗功率为P,且P=R1, 联立可得为哈宁因能会会子用合开关5后，因为 两副线圈匝数相等，R2和R,相等，因此通过R2、R,的电流 相等设为1周有8=以，之-名-会子新 得1'1=1，若R2消耗的功率为P'2,则电阻R1消耗功率为 P'=4P'2,电源输出功率P点=P'+P'2+P'2=6P'2,故D正 确，ABC错误.故选D. 本章基础达标检测 白题单元达标测 1.C2.B3.D4.D5.B 6.C解析：A当用户功率增大时，降压变压器次级电流会变 大，A2示数增大；此时发电机输出功率增大，线路中电流增 大，A1示数增大，A项错误；B.发电厂输出的电压恒定，则电 压表V,的示数不变，由于输电线上电流变大，则输电线上损 失的电压变大，则降压变压器原线圈两端电压变小，次级电 压也就会减小，即电压表V2的示数减小，B项错误；C.由 于A,示数I1增大，则根据P损=1，R,可知输电线上损失的 功率P,增大，C项正确；D.根据输电线上有功率损失，可 知V1、A,示数乘积Ul1=P1大于V2、A2示数乘积U2l2=P2, D项错误.故选C 7.D解析：A.线框转动切割产生的电动势最大值为E= NBL2w,故A错误：B.由图甲可知线框运动的半个周期内产 生交变电流，由图乙可知由于二极管的存在，流过灯泡L,的 电流只有！的正弦式电流；电流表的示数为流过电流表的 2 电流的有效值，根据有效值的定义有PRT= 其中1aR解得120R0,散B错误，C.P不动，P向 下滑动时，由于变压器的匝数比不变，可知电压U,不变，故 雪误；D,由欧姆定律知流过灯泡的电流，R,+R 顺时针转动一个小角度，副线圈匝数减小，电压U,减小；同 时P向下滑动时，接入电路的电阻R减小，所以小灯泡L2 的亮度可能不变，故D正确.故选D. 黑白题35