专项突破14 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（人教版）

心专项突破14 理想变压器的动态 1.（2023·河北保定三模)如图所示，理想变 压器的碰数之比为”号，电压表为理想电 表，小灯泡的电阻R=102,定值电阻R= 12,滑动变阻器R2的最大电阻为52.导 体棒αb在光滑导轨上以速度v= 10W2sin(100mt)m/s运动，导轨间距L= 1m,不计导体棒与导轨电阻，匀强磁场的 磁感应强度大小为B=1T,方向如图所示. 下列说法正确的是 R ☒⊙ A.t=1s时，电压表示数为零 B.线圈n,为原线圈 C.R2的滑片向下移动，小灯泡上的电流 减小 D.当R2=12时，R2上消耗的功率最大 2.(2023·四川泸县一中期末)如图所示，理 想变压器的三个线圈的匝数分别为n1、n2、 n3,a、b端接入电压为U的正弦式交流电， 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左移动 时，下列说法正确的是 A.线圈n1上的电流不变 B.线圈n上的电流不断减小 C.线圈n,的输出功率不变 D.滑动变阻器R'两端的电压不断增大 分析 R Uo n 几3 (第2题) (第3题) 3.(2024·四川内江零模)如图，用理想变压 器给负载供电，变压器输入电压不变，变压 器降压后用总电阻为R的输电线对用电器 供电，设两盏灯泡L1、L2的电阻相同，且都 在发光.若将滑动变阻器的触头P向M端 滑动，会出现的现象是 ( A.A的示数变大，灯泡L1、L2均变暗 B.A的示数变小，灯泡LL2均变暗 C.A的示数变大，灯泡L,变亮、L2变暗 D.A的示数变小，灯泡L,变暗、L2变亮 4.(2024·青海西宁期末)如图所示的变压器 为理想变压器，”=4，两定值电阻的阻值 n21 均为R,在原线圈两端接入电压为U的正弦 交流电源.若仅用导线连接a、b,变压器原线 圈输入的功率为P.若仅用导线连接c、d,变 压器原线圈输入的功率为P;若用导线连 接a、c,再用导线连接b、d,变压器原线圈输 入的功率为 ( 3 B. P D. 进阶突破·专项练15 心专项突破15 输电电路的动态分 1.（2024·山东济南质检)2022年11月23 日，我国自主研制的16兆瓦海上风电机组 正式下线，标志着我国海上风电技术实现 重大突破.风力发电机的工作原理可以简化 为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流 电，并通过变压器和远距离输电线给灯泡 L供电.两变压器均为理想变压器，当发 电机线圈转速减小时，以下说法正确的是 ( 风力发电机 升压变压器 降压变压器 n 齿轮箱 L☒ U A.通过R的电流增加 B.降压变压器的输入电压U,减小 C.灯泡L消耗的功率增加 D.发电机的输出功率不变 2.(2024·四川成都期中)（多选）某探究小组 设计如图乙所示电路模拟远距离输电.T、 T,为理想变压器，T,输入的电压如图甲所 示.L1、L2是完全相同的灯泡，额定电压和功 率分别为22V、60W;R,是输电线的总电 阻.滑动触头P、P,处于图示位置时，只闭 合S1,L1恰好正常发光，若再闭合S2,则 ( +UNV 380J2 3引t×10-2s) -3802 R L◇L,X 16黑白题物理|选择性必修第二册·RJ 析 A.T2的输出电压不变 B.输电过程中的能量损耗增大 C.若要L、L2保持正常发光，可适当将P 向上移动 D.若要L1、L2保持正常发光，则P,端输入 电流的有效值一定大于0.31A 3.(2024·河北衡水五调)某条河流，河水流 量200m3/s,落差为1m.现利用它来发电， 水电站的总效率为7=50%，发电机的输出 电压为500V.水电站到用户之间要进行远 距离输电，两地间输电线的总电阻为52， 允许输电线上损耗的功率为发电机输出功 率的5%，用户所需要电压为220V,认为所用 的变压器都是理想变压器已知水的密度为 p=1×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2.求： (1)发电机输出的功率； (2)输电线路中设置的升压变压器的原、副 线圈的匝数比n1:n2; (3)若要将输电线上损失的功率降低到原 来的100，在其他条件不变的情况下，则 调整升压、降压变压器的原、副线圈的 匝数比分别是多少？4.D解析：A.磁场方向平行ab边向上时，金属框磁通量不变， 不产生感应电流，但b边切割磁感线，有感应电动势，bc电 势差不为0，A错误：B.若磁场方向垂直纸面向里，金属框转 动产生正弦式交变电流，图示时刻感应电流为0，B错误； C从图示时刻开始至金属框转过90的过程有E=4中， E √3BL2 1=是解得g=代，C错误，D,从图示时刻开始至金属 框转过180°的过程中，金属框中产生的焦耳热Q=,其中 1-BS0,解得Q=3TR,故D正确，放选D √2R 专项突破14理想变压器的动态分析 1.D解析：A.导体棒ab切割磁感线产生的感应电动势e= 102sin(100πt)V,则U,=10V,根据理想变压器变比公式 角外-完解得线圈心两端的电压U,=2V,由于电压表为 理想电表，所以电压表示数为2V,故A错误；B.接有交流电 源的线圈为原线圈，线圈，为副线圈，故B错误：C.小灯泡 并联在电路中，R2的滑片向下移动，不影响小灯泡两端的电 压，小灯泡上的电流不变，故C错误；D.R1、R2两端电压之和 始终为2V,将R等效为电源内阻，所以当R2=1D,此时， R2上消耗的功率最大，故D正确故选D. 2.C解析：根据少凸可知，两个副线圈上的电压不变， n n2 n3 电阻R上的电流I,不变；当滑动变阻器的滑片缓慢向左移动 时，R'电阻减小，I,变大，则根据11U=12U2+l3U,可知线圈n 上的电流不断增大；根据P,=可知，线圈的输出功率不 R 变故选C. 3.D解析：依题意，变压器输入电压不变，则输出电压也不 变，将滑动变阻器的触头P向M端滑动，则灯泡L,所在支路 电阻增大，导致两灯泡并联电路阻值增大，根据，R+R U 可知，变压器副线圈电流减小，由二-票可得变压器原线 圈的电流减小，即电流表的示数减小在副线圈电路中，由分 压原理可知，并联部分电路的电压增大，即灯泡L2变亮，根 据分流原理可知，灯泡L所在支路电流减小，灯泡L,变暗 故选D. 4.C解析：设变压器原线圈两端的电压为U1,副线圈2两端 的电压为U2,副线圈3两端的电压为3；根据理想变压器 电压与匝数比的关系心，=亮，=，者仅用导线连接a、 n U1)2 02 b,变压器原线圈输入的功率为P= B=B广=6视若仅 用导线连接c、d,变压器原线圈输入的功率为P= 据理想变压器电压与匝数比的关系U,=U,联立解得 n U3= 81,= 1,。=日，若用导线连接a、c,再用导线连接b、d,变 1 压器刷线圈的匝数n=%+=4,+8,=81,根据理想 选择性必修第二册·RJ 变压器电压与匝数比的关系，此时变压器副线圈两端电压 2 心令U,变压器原线圈输出的功率为P 3 12 】99,根据理想变压器的功率关系，箱入 8 2R 128R81 功率P人=P=P综上分析，故ABD错误，C正确，故选@ 专项突破15输电电路的动态分析 1.B解析：D.当发电机线圈转速减小时，根据E=nBSw可知 升压变压器的输入电压U,减小，而负载不变，因此升压变压 器的输入电流11减小，故发电机的输出功率减小，故D错 误：A根据二=儿可知，减小时，山也减小即通过R的电 流减小，故A错误；BC.由于1，=，因此1，减小，根据= 14 n3 可知I4减小，根据U4=I4R,P=R,可知灯泡L消耗的功 整破小，U,孩小，根据号：，可知U减小，故B正确，C错 误故选B. 2.BD解析：A.若再闭合S2,则变压器次级电阻减小，则次级 电流变大，初级电流也变大，R。上的电压变大，则变压器T, 初级电压减小，则次级电压也减小，选项A错误；B.因R。上 的电压变大，则输电线上消耗的功率变大，即输电过程中的 能量损耗增大，选项B正确；C因输电线上的电压损失变大， 则两灯泡上的电压减小，若要L、L2保持正常发光，可适当 将P,向下移动，从而增加T,的次级电压，即可增加T,的初 级电压，从而使得L,、L2能正常发光，选项C错误；D若输电 线没有电阻，则当两灯泡正常发光时，则P,端输入电流满足 =2,解得1= A≈0.316A,因输电线有电阻，则 若要L1、L2保持正常发光，则P1端输人电流的有效值一定 大于0.31A,选项D正确.故选BD. ni_1n59995 3.(1)1x10W(2)1:20(3)3200'42 解析：(1)△t时间内流过水的质量m=pQ△t, 河水减少的重力势能AE。=mgh, △E.×50% 发电机输出的功率P= =1×106W. △t Px5%=1×102A, (2)升压变压器输出端电流为☑=√ 升压变压器输出端电压为儿= P =1×104V, 升压变压器的原、副线圈的匝数比严=”-1 n2U220 (3)由P=() 广R可知，P变为原来的0则6变为 P )2 原来的10倍，即U2=1×103V, ni U1 则升压变压器原、副线圈的匝数比为 3U3200' 根据P×0R,解得g=10A,AU=gR=50V 所以降压变压器的输入电压U,=U2-△U=99950V, 降压变压器原，副线图的匝数比为_995 n40422 黑白题56