7.3 变压器（分层作业）物理沪科版选择性必修第二册

7.3 变压器（解析版） 目　录 2 一、变压器的工作原理与基本关系 2 二、理想变压器的动态分析 4 三、变压器在生活与科技中的应用 9 四、远距离输电与线路损耗 13 五、探究变压器电压与匝数的关系 15 24 一、变压器的工作原理与基本关系 1．（26-27高三上·陕西商洛·阶段检测）手机充电器中装有降压变压器（视为理想变压器）。若将手机充电器连接到家用交流电源上，则下列说法正确的是（     ） A．变压器原线圈的匝数比副线圈的匝数少 B．手机充电器连接手机时，变压器原、副线圈功率相等 C．手机充电器连接手机时，变压器副线圈中的电流比原线圈中的电流小 D．手机充电器未连接手机时，穿过变压器副线圈的磁通量为零 【答案】B 【详解】A．设原、副线圈的电压有效值分别为和，匝数分别为和。该变压器为降压变压器，原线圈电压大于副线圈电压，根据理想变压器电压与匝数成正比的关系可得，故A错误； BC．连接手机时，理想变压器没有能量损耗，输入功率等于输出功率。设原、副线圈的电流有效值分别为和，由电功率公式和能量守恒得 结合原线圈电压大于副线圈电压，可得，故B正确，C错误； D．未连接手机时，副线圈中没有电流，但原线圈仍接交流电源，铁芯中仍有交变磁场，因而仍有随时间变化的磁通量穿过副线圈，故D错误。 故选B。 2．（2026·甘肃天水·一模）老式的冰箱、空调、电视等内部通常有降压变压器。降压变压器的原线圈和副线圈相比，原线圈（　　 ） A．匝数多，通过的电流大 B．匝数多，通过的电流小 C．匝数少，通过的电流大 D．匝数少，通过的电流小 【答案】B 【详解】CD． 理想变压器电压与匝数成正比：，其中为原线圈电压、匝数，为副线圈电压、匝数。降压变压器满足，因此，即原线圈匝数更多，故CD错误; AB． 理想变压器输入功率等于输出功率：，结合电压匝数关系可推导得电流与匝数成反比：。由于，因此，即原线圈通过的电流更小，故A错误，B正确。 故选B。 3．（25-26高二下·云南曲靖·阶段检测）如图一理想变压器，原线圈接交流电源，副线圈接电阻R，原副线圈匝数之比为n₁:n₂=4:1。若原线圈输入电压有效值为U₁，则副线圈输出电压U₂为（     ） A． B．4U1 C． D．2U₁ 【答案】A 【详解】对于理想变压器，电压与匝数满足关系 已知，整理得副线圈电压 ，故A正确。 故选A。 4．（26-27高三上·江苏淮安·开学考试）如图所示，原线圈的“0”和“4”两个接线柱接学生交流电源4 V，副线圈的“0”和“8”两个接线柱接交流电压表，下列操作可使交流电压表示数变大的是（     ） A．原线圈改接直流6 V电源 B．取下变压器上部的铁芯 C．将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱 D．将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱 【答案】C 【详解】A．变压器依靠交变磁通工作。改接直流电源后，铁芯中的磁通不再持续变化，副线圈不能产生持续的感应电动势，交流电压表的示数不会变大，故A错误； B．取下变压器上部的铁芯后，磁路不闭合，原、副线圈之间的磁耦合减弱，副线圈中的感应电压减小，故B错误； C．变压器正常工作时，原、副线圈电压有效值与有效匝数满足关系式 原线圈接“0”和“4”时，原线圈有效匝数为4；改接“0”和“1”后，原线圈有效匝数变为1，副线圈仍接“0”和“8”，其有效匝数为8。改接后有 原线圈电压不变，副、原线圈匝数比增大，故副线圈电压表的示数变大，故C正确； D．原线圈接法和电源电压不变，副线圈改接“2”和“8”后，有效匝数由8匝减为6匝，副、原线圈匝数比减小，电压表的示数变小，故D错误。 故选C。 二、理想变压器的动态分析 5．（26-27高二上·上海奉贤·阶段检测）如图所示，用理想变压器给电灯L供电，如果只增加副线圈匝数，其他条件不变，则： (1)变压器输入电压和输出电压（　　） A．变大  变大 B．变小  变小 C．不变  不变 D．不变　变大 (2)电灯亮度和变压器输入功率（　　） A．变亮  变大 B．变暗   变小 C．变暗  不变 D．不变    变小 【答案】(1)D (2)A 【详解】（1）理想变压器的输入电压由外接供电电源决定，题目中电源条件不变，因此输入电压保持不变。 根据理想变压器的电压与匝数关系 变形得 仅增加副线圈匝数，但和均不变，因此副线圈的输出电压变大。 故选D。 （2）副线圈负载为电灯L，其电阻可认为不变，由 可知增大时，电灯的实际功率变大，因此电灯变亮。 理想变压器的输入功率由输出功率决定，即 增大后输出功率变大，因此变压器的输入功率也变大。 故选A。 6．（2026·湖南永州·一模）如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的电源，副线圈接入滑动变阻器R、定值电阻R0和阻值不变的灯泡L、开关S。A1和A2为理想交流电流表，闭合开关S，灯泡L正常发光。现将滑动变阻器滑片从a端滑动到b端，此过程中（     ） A．A1示数增大 B．A2示数先增大后减小 C．原线圈输入功率先减小后增大 D．L先变暗后变亮 【答案】C 【详解】BD．根据变压器电压比等于匝数比可得 由于原线圈输入电压恒定，可知副线圈输出电压保持不变，则灯泡L两端电压不变，通过灯泡L的电流不变，灯泡L亮度不变，示数不变，故BD错误； AC．变阻器滑片在a端时，滑动变阻器并联后的阻值为0，在b端时，滑动变阻器并联的阻值也为0，所以将变阻器滑片从a端滑动到b端，滑动变阻器并联的阻值先增大后减小，则副线圈总电阻先增大后减小，根据欧姆定律可知副线圈电流先减小后增大，根据变压器电流比等于匝数比的反比可得，可知原线圈电流先减小后增大，即示数先减小后增大；根据，可知原线圈输入功率先减小后增大，故A错误，C正确。 故选C。 7．（25-26高二下·辽宁本溪·阶段检测）如图所示为某火灾报警器的简化电路图，理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），为定值电阻，滑动变阻器R用于设定报警温度。当通过的电流大于设定的临界值时就会触发报警，下列说法错误的是（     ） A．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小 B．警戒范围内出现火情时，则两端电压降低 C．当时，原线圈的输入功率最大 D．若将滑动变阻器R的滑片向右移一点，则可以降低报警温度 【答案】C 【详解】A．变压器、和整体可以等效为一个新电阻，新电阻的阻值为 设a、b两端接入的交流电源的电压有效值为U，则新电阻两端的电压为 若出现火情，则环境温度升高，减小，故减小，减小，根据变压器原、副线圈电压与匝数的关系 可得副线圈两端电压，所以副线圈两端电压减小，故A正确； B．根据闭合电路欧姆定律可得两端电压 由于和均减小，则减小，即两端电压降低，故B正确； C．将R等效为电源的内阻，则当时R1两端电压最大，功率最大，即原线圈的输入功率最大，故C错误； D．根据变压器原、副线圈电流与线圈匝数关系 可得副线圈中的电流 若将滑动变阻器R的滑片向右移一点，滑动变阻器R接入电路的阻值将减小，导致会增大，故可以降低报警温度，故D正确。 本题选择错误选项，故选C。 8．（25-26高二上·河北石家庄·期末）如图所示的理想变压器电路中，电表均是理想电表，是定值电阻，为滑动变阻器，原线圈输入端电压保持不变，现将滑动变阻器的滑片向下移动，则（　　） A．电流表A1示数变小，A2示数变大 B．电流表A1示数变大，A2示数变小 C．电压表V1、V2示数不变，V3示数变小 D．电压表示数不变，示数变小，示数变大 【答案】C 【详解】滑片向下移动，电阻R减小，由于原线圈输入电压及线圈匝数比不变，故电压表V1、V2示数不变，副线圈中电流将增大，则A2示数变大，由可知，A1示数也变大，所以R0两端电压变大，由于副线圈两端总电压不变，故滑动变阻器两端电压减小，故V3示数变小，则C正确，ABD错误。 故选C。 9．（26-27高三上·全国·阶段检测）如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，为加在原线圈两端的电压，为原线圈中的电流，则（     ） A．保持及P的位置不变，S由a改接到b，将减小 B．保持不变，S接在a处，使P滑向c端，R的电功率变大 C．保持S接在a处，使增大，同时使P滑向c端，R的电功率一定变大 D．保持P的位置不变，S接在a处，使增大，将增大 【答案】D 【详解】A．由改接到，原线圈接入的匝数减小，由 知增大，副线圈中的电流 随之增大； 由 知也增大，A错误； B．接在处且不变，则不变；滑向端时变阻器接入电路的阻值增大，由 知的电功率减小，B错误； C．增大使增大，滑向端使增大，由 无法判断电功率一定变大，C错误； D．位置不变、接在处，则与都不变，增大时增大、增大，由 知增大，D正确。 故选D。 10．（26-27高三上·安徽马鞍山·阶段检测）如图所示的理想变压器电路中，变压器原、副线圈的匝数比为1∶3，电表均为理想电表，定值电阻R1=4 Ω，R2=6 Ω，在a、b两端加上有效值恒为20 V的正弦交流电，将阻值范围合适的滑动变阻器R3的滑片从c端向d端移动，则下列判断正确的是（     ） A．电流表的示数变小，电压表的示数变大 B．电流表的示数变大，电压表的示数变大 C．当电压表的示数为36 V时，a、b端输入的功率为40 W D．当电流表示数为1 A时，变压器的输入功率最大 【答案】C 【详解】AB．根据理想变压器的工作原理可知，变压器原、副线圈两端电压之比满足 设原、副线圈的电流分别为、，原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，即 可得 可将变压器及输出部分等效为电阻，满足 由闭合电路的欧姆定律可知a、b两端的电压满足 当滑动变阻器的滑片从c端向d端移动时，减小，变大，根据变流比可知，电流表示数变大；两端的电压变大，变压器输入电压变小，根据变压比可知，副线圈两端的电压即电压表的示数变小，故AB错误； C．当电压表的示数为36V时，根据变压比可知，原线圈两端的电压为 则原线圈中电流为 因此a、b端输入的功率为 即当电压表的示数为36V时，a、b端输入的功率为40W，故C正确； D．由电源的输出功率 可知时电源的输出功率最大。 所以当时，变压器的输入功率最大，解得 代入，可知原线圈中电流 由变流比可知，此时电流表的示数为 即当电流表示数为时，变压器的输入功率最大，故D错误。 故选C。 三、变压器在生活与科技中的应用 11．（25-26高二上·北京海淀·期末）图甲是某使用220V正弦交流电的手机无线充电装置，其简化工作原理如图乙所示。其中S为探测开关，如果手机支持无线快充，则S与1接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为10V，给手机的充电功率为30W；若手机不支持快充，则S与2接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为5V，给手机的充电功率为5W。开关1所接电阻为，开关2所接电阻为，若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．的阻值为10Ω B．的阻值为39Ω C．快速充电时，送电线圈中的电流为12A D．快速充电时，ab间输入功率为660W 【答案】B 【详解】A．开关接1时，受电线圈两端电压 此时通过手机电流 则，故A错误； B.开关接2时，受电线圈两端电压 此时通过手机电流 则，故B正确； C．由A选项可知，快速充电时，受电线圈中的电流为，由 解得：,故C错误； D．由A选项可知，快速充电时，ab间输入功率为P=U2I=(55×3）W=165W，故D错误。 故选B。 12．（26-27高三上·安徽芜湖·阶段检测）无线充电是一种基于变压器原理的充电方式。如图发射线圈连接的交流电，发射线圈与接收线圈匝数之比为，若工作状态下，接收线圈内的磁通量约为发射线圈的60%，不计其它损耗，下列说法正确的是（     ） A．发射线圈中的电流每秒钟方向变化50次 B．发射线圈与接收线圈中电流之比不是 C．发射线圈与接收线圈中交变电流的周期之比为 D．接收线圈的输出电压有效值约为3 V 【答案】B 【详解】A．由交流电 可知 则频率 交流电每个周期电流方向改变两次，所以发射线圈中的电流每秒钟方向变化100次，故A错误； B．由于漏磁，为非理想变压器，故发射线圈与接收线圈中电流之比，故B正确； C．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相等，发射线圈与接收线圈中交变电流的周期之比为1∶1，故C错误； D．发射线圈的电压的有效值，发射线圈的电压 穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的60%，则有 则 解得，故D错误。 故选B。 13．（26-27高三上·贵州黔东南·阶段检测）多彩的灯光为晚会营造快乐的气氛。某彩灯带由99个灯泡并联组成，每个灯泡的额定电压为3V，额定电流为0.1A。若将其接在理想变压器的副线圈上，变压器原线圈输入电压为220V时该彩灯带正常发光。不计导线电阻，则下列说法正确的是（     ） A．副线圈的电流为0.1A B．副线圈两端的电压为297V C．原、副线圈的匝数之比为220∶297 D．原线圈的输入功率为29.7W 【答案】D 【详解】AB．由题知，某彩灯带由99个灯泡并联组成，每个灯泡的额定电压为3V，额定电流为0.1A，故副线圈两端的电压为3V，副线圈的电流为，故AB错误； C．根据 解得，故C错误； D．由题可得，副线圈的输出功率为 根据变压器原副线圈的功率相等，可得原线圈的输入功率为，故D正确。 故选D。 14．（2026·陕西西安·模拟预测）某款多功能电加热器内部结构可简化为如图所示理想变压器模型。原线圈匝数为，副线圈有两个，匝数分别为和。副线圈的两端接有发热电阻，副线圈的两端通过开关接有发热电阻。已知，原线圈输入正弦式交变电流的电压恒为。当开关断开时，原线圈中的电流为；当开关闭合时，原线圈中的电流变为。电阻与的阻值之比为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设原线圈输入电压的有效值为，两副线圈输出电压的有效值分别为和。理想变压器无漏磁，各线圈中磁通量的变化率相同，由电磁感应规律有 题给，两副线圈的电压分别为， 理想变压器不计能量损失，输入功率等于输出功率，即，把电压关系代入得 开关断开时，原线圈中的电流，副线圈回路断开，其中电流，只有副线圈所在回路有电流，由电流关系得 即副线圈中的电流为，由欧姆定律得 开关闭合后，原线圈电压不变，两副线圈电压仍为和，所在回路的电流不变，即，原线圈中的电流变为，电流关系为 把和代入，副线圈中的电流为 所以 两式相比得 故选C。 15．（2026·浙江杭州·一模）某台灯的电路结构如图所示，理想交流电源电压，理想变压器的匝数比为，定值电阻。已知滑动变阻器的滑片在某位置时，灯泡L的功率，灯泡L的电压，则（     ） A．灯泡中电流的频率为 B．此时滑动变阻器接入电路的电阻为 C．此时电源的输出功率为220 W D．将滑片P向b端滑动，灯泡变亮 【答案】B 【详解】A．由交流电源电压表达式 可知角频率，则频率 变压器不改变电流频率，故灯泡中电流的频率为，故A错误； B．理想变压器原线圈电压有效值，根据变压比 解得副线圈电压有效值 灯泡两端电压，则定值电阻两端电压 副线圈干路电流 灯泡电流 根据并联电路电流规律，流过滑动变阻器的电流 滑动变阻器接入电路的电阻，故B正确； C．理想变压器输入功率等于输出功率，电源的输出功率 ，故C错误； D．由电路图可知，滑动变阻器接入电路的是滑片到下端的部分。当滑片向端滑动时，接入电路的电阻 减小。 副线圈负载总电阻 可得副线圈负载总电阻减小。 由于不变，副线圈总电流增大。 定值电阻分压增大。 灯泡两端电压减小，灯泡实际功率变小，灯泡变暗，故D错误。 故选B。 四、远距离输电与线路损耗 16．（2026高三·全国·专题练习）使用高压输电，若发电站的输出功率不变，输电线的总电阻不变，将输电线中的电流降为原来的一半，则输电线上损耗的功率变为原来的（     ） A．2倍 B． C．不变 D．4倍 【答案】B 【详解】由题知输电电流降为原来的，即 设输电线总电阻为R，则有， 即损耗功率变为原来的。 故选B。 17．（25-26高二上·江苏南通·期末）“西电东送”是解决我国能源分布与电力需求区域不平衡的战略工程，远距离输电都采用高压输电的方式，其主要优点是（     ） A．可加快输电速度 B．可节省输电线的材料 C．可减少输电线上的能量损失 D．可根据需要调节交变电流的频率 【答案】C 【详解】A．输电速度是电场的传播速度，大小等于光速，和输电电压无关，故A错误； B．高压输电对线路绝缘、支撑设施的要求更高，并不会节省输电线相关材料，且这也不是采用高压输电的核心原因，故B错误； C．设输送的总电功率为，输电电压为，则输电电流 输电线上的功率损耗 其中为输电线的电阻，当输送功率固定时，提高输电电压可减小输电电流，从而大幅降低输电线上的能量损失，这是高压输电的主要优点，故C正确； D．交变电流的频率由发电端的发电机决定，输电过程不会改变交流电的频率，故D错误。 故选C。 18．（2026·海南·高考真题）2025年12月，海南自贸港重大项目——海南500千伏主网架工程全面投产。海南电网主网架首次实现电压等级从到的历史性跨越。若保持输送电功率和输电线电阻都不变，采用500 kV输电与采用220 kV输电在输电线上损失的电功率之比为（     ） A．25∶11 B．11∶25 C．625∶121 D．121∶625 【答案】D 【详解】输电过程中，输送功率、输电电压、输电电流满足，因此输电电流；输电线上损失的功率为电流的热功率，即，联立得 两种输电方式损失功率之比为 故选D。 19．（24-25高二下·全国·课后作业）用高压输电技术远距离输电时，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】因为输出功率为P，输电电压为U，所以输电线上的电流为 根据可得输电线上损失的功率为 故选C。 20．（26-27高三上·河北沧州·阶段检测）某山区光伏电站输出的交流电通过两级理想变压器输送至村内居民用户，简化模型如图所示。已知升压变压器的原、副线圈匝数比，输电线电阻，发电站输出的电压有效值为、总功率为，则和上损失的总功率为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】R1的电流为 则R1消耗的功率 升压变压器次级电流 则R2消耗的功率 可得和上损失的总功率为 故选A。 五、探究变压器电压与匝数的关系 21．（25-26高二上·江苏无锡·期末）某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示： (1)下列说法正确的是________ A．为保证实验安全，原线圈应接直流稳压电源 B．变压器中铁芯是相互绝缘的硅钢片制成，不可以用相互绝缘的铸铁片代替 C．保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响 D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈 E．若有一升压变压器的原、副线圈的导线粗细不同，导线粗的线圈应该是原线圈 (2)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为________；（填字母） A．1.5V B．6.0V C．7.0V (3)变压器原、副线圈匝数分别选择匝、匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的最可能的原因是________。 A．副线圈匝数略少于400匝 B．变压器存在电磁辐射 C．原、副线圈存在电流热效应 D．两块变压器铁芯没有组装在一起 (4)之后，该同学又仔细观察铁芯是由相互绝缘的金属片平行叠成，如下图，金属片应平行于________。 A．平面abfe B．平面adhe C．平面adgf (5)等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。理想变压器是一种理想化模型。如图所示，心电图仪（将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为左侧虚线框内的交流电源和定值电阻串联）与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、（右侧线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当________时，R获得的功率最大。 【答案】(1)BCE (2)C (3)D (4)B (5) 【详解】（1）A．变压器依赖交变磁场工作，直流电源无法产生交变磁通量，副线圈无感应电压，故A错误； B．变压器铁芯由绝缘硅钢片叠成，可有效减小涡流损耗，故B正确； C．由，可知保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响，故C正确； D．变压器的工作原理是互感现象，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，而不是靠铁芯导电来传输电能，故D错误； E．由，可知升压变压器的原线圈电压低，电流大，原线圈应该导线粗，故E正确。 故选BCE。 （2）若是理想变压器，则，解得原线圈的输入电压 实际变压器有电能损耗，原线圈的输入电压大于，故选C。 （3）A．若是理想变压器，则，解得副线圈的输出电压 若副线圈匝数n2略少于400匝，可知副线圈电压应略小于5V，不会明显小于理论值，故A错误； B．变压器存在电磁辐射，辐射电磁波，放出能量，但辐射能量较少，输出电压测量值不会明显小于理论值，故B错误； C．原、副线圈存在电流热效应，副线圈电压将小于5V，但不会明显小于理论值，故C错误； D．两块变压器铁芯没有组装在一起，会出现漏磁，副线圈电压将明显小于理论值，故D正确。 故选D。 （4）为了减小涡流的产生，应使硅钢片的方向与磁场方向平行，所以硅钢片相叠时应平行于平面adhe，故选B。 （5）对于电源电动势为E，内阻为r，外阻为R的电路，电源的输出功率 当内外电阻相等，即r=R时，输出功率最大。 把变压器和R等效为一个电阻R原，R0当作电源内阻，根据理想变压器电压与匝数比的关系，得 根据理想变压器电流与匝数比的关系 原线圈的等效电阻 当R0=R原时，即 电阻R上获得的功率最大，解得 22．（25-26高二下·湖北·期中）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 (1)除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是______（填器材前的字母）。 A．干电池 B．低压交流电源 C．直流电压表 D．多用电表 (2)为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法 (3)某同学正确组装变压器后，选用a线圈匝，b线圈匝进行实验，测出电压数据如下表所示，在确认电路连接无误的情况下，根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是______。（选填a或b） 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 (4)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。分析下列可能的原因，你认为正确的是______。 A．变压器线圈中有电流通过时会发热 B．铁芯在交变磁场的作用下会发热 C．交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D．在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 (5)如图丙，一理想变压器原线圈中接有阻值为的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现，当时，可变电阻上消耗的电功率最大，该变压器原、副线圈的匝数比为______。 【答案】(1)BD (2)A (3)a (4)ABC (5)/ 【详解】（1）AB．变压器工作原理是互感，电源需要用交流电源，可知，电源需要选择低压交流电源，不能够选择干电池，故A错误，B正确； CD．实验中需要测量变压器原副线圈两端交流电的有效值，可知，电表需要选择多用电表的交流档，不能够选择直流电压表，故C错误，D正确。 故选BD。 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，可知，实验探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选A。 （3）实际的变压器存在电能损耗，导致与电源连接的原线圈与副线圈两端电压之比大于原线圈与副线圈的匝数之比，即副线圈与原线圈两端电压之比小于副线圈与原线圈的匝数之比， 根据表格中数据可知，第一组数据中电压之比 第二组数据中电压之比 第三组数据中电压之比 第四组数据中电压之比 b线圈与a线圈匝数比 则有 可知，a线圈为原线圈，即与电源相连的线圈是a。 （4）ABC．实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因在于实际变压器工作过程存在电能损耗，可能是变压器线圈中有电流通过时会发热、铁芯在交变磁场的作用下会发热、交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内，故ABC正确； D．变压器不改变交流电的频率，即副线圈中电流的频率与原线圈中电流的频率相等，故D错误。 故选ABC。 （5）将变压器与负载等效为一个电阻，其等效电阻值 令电源电动势的有效值为，理想变压器不消耗电功率，则可变电阻上消耗的电功率 根据数学函数规律，当等于时，电功率P达到最大值，则有 解得 23．（2023·北京朝阳·二模）某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。 （1）该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示。 实验序号 原线圈匝数 副线圈匝数 原线圈电压 （V） 副线圈电压 （V） 1 400 200 4.22 2.10 2 400 800 4.22 8.36 3 400 1600 4.22 16.83 根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，______________。 （2）该同学利用（1）问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8V ； 0.3A”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为3.00V，并不是8.36V，其原因主要是_____________。 （3）可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成。如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡。第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验。两次均观察到小灯泡由暗变亮。以下说法正确的是________。 A．第二次实验中小灯泡更亮些 B．用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热 C．无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流 （4）如图所示的电路中，电压为的交流电源通过阻值为的定值电阻与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、。若保持不变，将可变电阻R的阻值增大，则流经原线圈的电流________（选填“增大”“减小”或“不变”）；当可变电阻R的阻值为________时（用、和表示），可变电阻R的功率最大。 【答案】 变压器原、副线圈的电压比等于匝数比 副线圈有电阻，副线圈有内压 BC/CB 减小 【详解】（1）[1] 根据实验数据，得到的结论为： 在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比。 （2）[2]副线圈有电阻，副线圈有内压。 （3）[3] AB．铁芯横条与普通铁块都是导磁材料，铁芯闭合后，减小了漏磁现象，产生的感应电动势增大，小灯泡变亮；变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是减小涡流，提高变压器的效率，用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块由于涡流更容易发热，变压器效率低一些，第一次实验中小灯泡更亮些，故A错误，B正确； C．无论用普通铁块还是用铁芯横条，副线圈中还是交变电流，流经小灯泡的电流均为交变电流，故C正确。 故选BC。 （4）[4] 在原、副线圈匝数比一定的情况下，R增大，副线圈电流I2减小，设原线圈电流为I1，根据，知流经原线圈的电流I1减小。 [5] 把变压器和R等效为一个电阻，R0当作电源内阻，则输出功率 当内外电阻相等即 时，输出功率最大，根据，得 代入，解得 24．（21-22高二下·江苏徐州·期中）在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验中 （1）实验中，为了人体安全，电源的交流电压不要超过( ) A．    B．    C．    D． （2）下列器材中，本实验需要用到的是( ) A．        B． C．    D． （3）如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于( ) A．平面    B．平面    C．平面    D．平面 （4）若有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，该变压器可近似看作理想变压器。某同学欲测量它的初级、次级线圈匝数：先在上端铁轭（闭合铁芯中不套绕组只起磁路作用的部分）处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表接成闭合回路。然后在次级线圈两端的接线柱上输入低压交流电压，理想交流电压表示数为，则次级线圈的匝数为___________匝。 （5）某同学组装变压器时，由于疏忽，上端铁轭漏装。实验时，若变压器左右两侧线圈分别选用匝数匝和匝进行实验，一侧线圈与交流低压电源相连，另一侧线圈与理想交流电压表接成闭合回路，实验数据如下表（左侧线圈电压可能是交流低压电源显示的供电电压，也可能是交流电压表测量的电压；右侧线圈电压同样如此）： 2.00 4.00 6.00 8.00 2.90 5.60 8.38 11.14 根据实验数据可判断___________侧（选填“左”或“右”）线圈与交流低压电源相连。 【答案】 A BD B 400 左 【详解】（1）[1]变压器的原线圈接低压交流电，为了保证人身安全,电源电压不要超过12V。 故选A； （2）[2]实验中需要交流电源和交流电压表(万用表) ，不需要干电池和直流电压表，故选BD； （3）[3]磁感线环绕的方向沿着闭合铁芯，根据楞次定律和安培定则，产生的电流方向平行于abcd平面，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，钢片应与涡流方向平行，即应平行于aehd平面。故选B。 （4）[4]根据法拉第电磁感应定律，次级线圈和缠绕在闭合铁芯上的100匝铜线圈之间的电压比为 代入数值 解得 （5）[5]由于变压器上端铁轭漏装，存在漏磁现象，另外还有铜损、铁损等损耗，则副线圈的交流电压表的实际读数小于理想变压器的副线圈的读数，由于总是小于的两倍，所以可判断连接交流电源的原线圈是左侧线圈。 25．（26-27高三上·江西宜春·阶段检测）如图所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，阻值为的定值电阻甲与原线圈串联，开关与甲并联。阻值为的定值电阻乙与滑动变阻器并联接在副线圈的两端，滑动变阻器的最大阻值为。下列说法正确的是（     ） A．若合上，把滑动变阻器的滑片从上向下移动到的正中央，副线圈的电流逐渐减小 B．若合上，把滑动变阻器的滑片置于的正中央，电源输出的功率为 C．若断开，把滑动变阻器的滑片置于的最上端，原线圈的端电压为 D．若断开，把滑动变阻器的滑片置于的正中央，甲的功率为 【答案】C 【详解】A．合上后甲被短路，原线圈端电压恒为，副线圈电压不变；滑片由最上端移到正中央时，滑动变阻器接入阻值由减小到，与乙并联的总电阻随之减小，故副线圈电流逐渐增大，故A错误； B．此时、，电源输出的功率全部消耗在副线圈负载上，为，故B错误； C．断开后甲与原线圈串联；滑片置于最上端时滑动变阻器接入阻值为，副线圈负载 等效到原线圈一侧为 原线圈的端电压，故C正确； D．滑片置于正中央时、，原线圈电流 甲的功率为，故D错误。 故选C。 26．（26-27高三·全国·一轮复习）在如图甲所示的远距离输电线路中，a、b两端接图乙所示的正弦交流电，熔断丝的熔断电流为，电阻为，升压理想变压器原、副线圈匝数比为，输电线总电阻为，降压理想变压器原、副线圈匝数比为，电阻R两端并联理想交流电压表。电路可以长时间工作，下列说法正确的是（     ） A．时，电压表的示数为零 B．输电线上的热功率可能为 C．升压变压器输出电压有效值可能为 D．R的阻值可能为 【答案】B 【详解】A．电压表示数是电压的有效值，电压表示数不为零，故A错误； B．理想变压器规律 熔断丝中电流为时输电线的热功率最大，此时输电线中的电流，输电线最大热功率 输电线上的热功率可能为，故B正确； C．由题图乙可得a、b间所接交流电压的有效值 熔断丝两端电压的最大值 则升压变压器原线圈两端电压的最小值 副线圈输出电压最小值为 升压变压器输出电压有效值不可能为，故C错误； D．降压变压器原线圈两端电压最小值 R两端电压最小值 此时通过R的电流 则其阻值最小为 R的阻值不可能为，故D错误。 故选B。 27．（24-25高三·山东·三轮复习）如图甲所示，理想变压器原线圈两端与两根间距为、不计电阻的平行金属导轨相连，副线圈与定值电阻和交流电动机相连，电表均为理想交流电表，定值电阻，电动机内阻。图示虚线间有垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小，磁场中有一电阻、长为的金属棒垂直放在导轨上且与导轨始终接触良好，棒在磁场内沿导轨运动的图像如图乙所示，运动过程中，电流表示数为4A，电压表V示数为20V，下列说法正确的是（     ） A．变压器副线圈输出的电流频率为2Hz B．电动机的输出功率为20W C．电流表的示数可能为9A D．变压器原，副线圈匝数比可能为 【答案】B 【详解】A．金属棒在磁场中运动，周期为2s，频率为0.5Hz，产生的感应电动势瞬时值为 为正弦交流电，理想变压器不改变交流电的频率，则变压器副线圈输出的电流频率为，故A错误； B．定值电阻与电动机并联，两端的电压均为，经过电动机的电流为 则电动机输出的机械功率为，故B正确； C．理想变压器副线圈输出总功率为 原线圈输入功率 由能量关系有 数值关系有 解得或，故C错误； D．变压器原、副线圈的匝数比为或，故D错误。 故选B。 28．（26-27高三上·上海浦东新·阶段检测）风力发电 风力发电的工作原理可简化为如图模型：风轮叶片通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。线圈匝数N=200匝，面积S=0.5m2，转速n=150r/min，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为。降压变压器原、副线圈的匝数比为5:1，降压变压器的副线圈连接用电户，两变压器间的输电线总电阻R=20Ω，两变压器均为理想变压器。 (1)风速为v且风向与叶片受风面垂直时，发电机输出的电功率为P，发电效率和风向均不变，风速为时输出的电功率为（　　） A． B． C． D． (2)若空气的密度为ρ，吹向发电机叶片的风速从v减小为，叶片转动时扫过的横截面积为S，那么叶片受到的来自空气的作用力为（　　） A． B． C． D． (3)从图示位置开始计时，发电机输出电压的表达式U1=________（V）。 (4)用这个供电设备给某学校供电，该校需要有效值为220V的工作电压、电功率11kW。输电线上损失的电压∆U=________V；发电机的输出功率P1=________W。 【答案】(1)C (2)D (3) (4) 200 13000 【详解】（1）风力发电时，风的动能转化为电能，单位时间内吹到叶片上的风的质量为 则风的动能为 当发电效率和风向均不变时，发电机输出的电功率P与风的动能成正比，即 故当风速为时，输出的电功率为。 故选C。 （2）设∆t时间内吹到叶片上的空气质量为 根据动量定理可得 联立解得 根据牛顿第三定律可得叶片受到的来自空气的作用力为 故选D。 （3）转速为 则角速度为 从图示位置开始计时，发电机输出电压的表达式为 （4）[1][2]根据题意可知， 根据电功率的计算公式 所以 对降压变压器，根据原副线圈与电压、电流与匝数的关系可得， 解得， 所以输电线上损失的电压 输电线上损失的电功率为 所以发电机的输出功率为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 7.3 变压器（原卷版） 目　录 2 一、变压器的工作原理与基本关系 2 二、理想变压器的动态分析 3 三、变压器在生活与科技中的应用 5 四、远距离输电与线路损耗 7 五、探究变压器电压与匝数的关系 8 13 一、变压器的工作原理与基本关系 1．（26-27高三上·陕西商洛·阶段检测）手机充电器中装有降压变压器（视为理想变压器）。若将手机充电器连接到家用交流电源上，则下列说法正确的是（     ） A．变压器原线圈的匝数比副线圈的匝数少 B．手机充电器连接手机时，变压器原、副线圈功率相等 C．手机充电器连接手机时，变压器副线圈中的电流比原线圈中的电流小 D．手机充电器未连接手机时，穿过变压器副线圈的磁通量为零 2．（2026·甘肃天水·一模）老式的冰箱、空调、电视等内部通常有降压变压器。降压变压器的原线圈和副线圈相比，原线圈（　　 ） A．匝数多，通过的电流大 B．匝数多，通过的电流小 C．匝数少，通过的电流大 D．匝数少，通过的电流小 3．（25-26高二下·云南曲靖·阶段检测）如图一理想变压器，原线圈接交流电源，副线圈接电阻R，原副线圈匝数之比为n₁:n₂=4:1。若原线圈输入电压有效值为U₁，则副线圈输出电压U₂为（     ） A． B．4U1 C． D．2U₁ 4．（26-27高三上·江苏淮安·开学考试）如图所示，原线圈的“0”和“4”两个接线柱接学生交流电源4 V，副线圈的“0”和“8”两个接线柱接交流电压表，下列操作可使交流电压表示数变大的是（     ） A．原线圈改接直流6 V电源 B．取下变压器上部的铁芯 C．将电源改接原线圈的“0”和“1”两个接线柱 D．将电压表改接副线圈的“2”和“8”两个接线柱 二、理想变压器的动态分析 5．（26-27高二上·上海奉贤·阶段检测）如图所示，用理想变压器给电灯L供电，如果只增加副线圈匝数，其他条件不变，则： (1)变压器输入电压和输出电压（　　） A．变大  变大 B．变小  变小 C．不变  不变 D．不变　变大 (2)电灯亮度和变压器输入功率（　　） A．变亮  变大 B．变暗   变小 C．变暗  不变 D．不变    变小 6．（2026·湖南永州·一模）如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的电源，副线圈接入滑动变阻器R、定值电阻R0和阻值不变的灯泡L、开关S。A1和A2为理想交流电流表，闭合开关S，灯泡L正常发光。现将滑动变阻器滑片从a端滑动到b端，此过程中（     ） A．A1示数增大 B．A2示数先增大后减小 C．原线圈输入功率先减小后增大 D．L先变暗后变亮 7．（25-26高二下·辽宁本溪·阶段检测）如图所示为某火灾报警器的简化电路图，理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），为定值电阻，滑动变阻器R用于设定报警温度。当通过的电流大于设定的临界值时就会触发报警，下列说法错误的是（     ） A．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小 B．警戒范围内出现火情时，则两端电压降低 C．当时，原线圈的输入功率最大 D．若将滑动变阻器R的滑片向右移一点，则可以降低报警温度 8．（25-26高二上·河北石家庄·期末）如图所示的理想变压器电路中，电表均是理想电表，是定值电阻，为滑动变阻器，原线圈输入端电压保持不变，现将滑动变阻器的滑片向下移动，则（　　） A．电流表A1示数变小，A2示数变大 B．电流表A1示数变大，A2示数变小 C．电压表V1、V2示数不变，V3示数变小 D．电压表示数不变，示数变小，示数变大 9．（26-27高三上·全国·阶段检测）如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，为加在原线圈两端的电压，为原线圈中的电流，则（     ） A．保持及P的位置不变，S由a改接到b，将减小 B．保持不变，S接在a处，使P滑向c端，R的电功率变大 C．保持S接在a处，使增大，同时使P滑向c端，R的电功率一定变大 D．保持P的位置不变，S接在a处，使增大，将增大 10．（26-27高三上·安徽马鞍山·阶段检测）如图所示的理想变压器电路中，变压器原、副线圈的匝数比为1∶3，电表均为理想电表，定值电阻R1=4 Ω，R2=6 Ω，在a、b两端加上有效值恒为20 V的正弦交流电，将阻值范围合适的滑动变阻器R3的滑片从c端向d端移动，则下列判断正确的是（     ） A．电流表的示数变小，电压表的示数变大 B．电流表的示数变大，电压表的示数变大 C．当电压表的示数为36 V时，a、b端输入的功率为40 W D．当电流表示数为1 A时，变压器的输入功率最大 三、变压器在生活与科技中的应用 11．（25-26高二上·北京海淀·期末）图甲是某使用220V正弦交流电的手机无线充电装置，其简化工作原理如图乙所示。其中S为探测开关，如果手机支持无线快充，则S与1接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为10V，给手机的充电功率为30W；若手机不支持快充，则S与2接通，此时送电线圈和受电线圈的匝数比，手机两端的电压为5V，给手机的充电功率为5W。开关1所接电阻为，开关2所接电阻为，若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．的阻值为10Ω B．的阻值为39Ω C．快速充电时，送电线圈中的电流为12A D．快速充电时，ab间输入功率为660W 12．（26-27高三上·安徽芜湖·阶段检测）无线充电是一种基于变压器原理的充电方式。如图发射线圈连接的交流电，发射线圈与接收线圈匝数之比为，若工作状态下，接收线圈内的磁通量约为发射线圈的60%，不计其它损耗，下列说法正确的是（     ） A．发射线圈中的电流每秒钟方向变化50次 B．发射线圈与接收线圈中电流之比不是 C．发射线圈与接收线圈中交变电流的周期之比为 D．接收线圈的输出电压有效值约为3 V 13．（26-27高三上·贵州黔东南·阶段检测）多彩的灯光为晚会营造快乐的气氛。某彩灯带由99个灯泡并联组成，每个灯泡的额定电压为3V，额定电流为0.1A。若将其接在理想变压器的副线圈上，变压器原线圈输入电压为220V时该彩灯带正常发光。不计导线电阻，则下列说法正确的是（     ） A．副线圈的电流为0.1A B．副线圈两端的电压为297V C．原、副线圈的匝数之比为220∶297 D．原线圈的输入功率为29.7W 14．（2026·陕西西安·模拟预测）某款多功能电加热器内部结构可简化为如图所示理想变压器模型。原线圈匝数为，副线圈有两个，匝数分别为和。副线圈的两端接有发热电阻，副线圈的两端通过开关接有发热电阻。已知，原线圈输入正弦式交变电流的电压恒为。当开关断开时，原线圈中的电流为；当开关闭合时，原线圈中的电流变为。电阻与的阻值之比为（     ） A． B． C． D． 15．（2026·浙江杭州·一模）某台灯的电路结构如图所示，理想交流电源电压，理想变压器的匝数比为，定值电阻。已知滑动变阻器的滑片在某位置时，灯泡L的功率，灯泡L的电压，则（     ） A．灯泡中电流的频率为 B．此时滑动变阻器接入电路的电阻为 C．此时电源的输出功率为220 W D．将滑片P向b端滑动，灯泡变亮 四、远距离输电与线路损耗 16．（2026高三·全国·专题练习）使用高压输电，若发电站的输出功率不变，输电线的总电阻不变，将输电线中的电流降为原来的一半，则输电线上损耗的功率变为原来的（     ） A．2倍 B． C．不变 D．4倍 17．（25-26高二上·江苏南通·期末）“西电东送”是解决我国能源分布与电力需求区域不平衡的战略工程，远距离输电都采用高压输电的方式，其主要优点是（     ） A．可加快输电速度 B．可节省输电线的材料 C．可减少输电线上的能量损失 D．可根据需要调节交变电流的频率 18．（2026·海南·高考真题）2025年12月，海南自贸港重大项目——海南500千伏主网架工程全面投产。海南电网主网架首次实现电压等级从到的历史性跨越。若保持输送电功率和输电线电阻都不变，采用500 kV输电与采用220 kV输电在输电线上损失的电功率之比为（     ） A．25∶11 B．11∶25 C．625∶121 D．121∶625 19．（24-25高二下·全国·课后作业）用高压输电技术远距离输电时，如果发电厂输出功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，则输电线上损失的功率为（     ） A． B． C． D． 20．（26-27高三上·河北沧州·阶段检测）某山区光伏电站输出的交流电通过两级理想变压器输送至村内居民用户，简化模型如图所示。已知升压变压器的原、副线圈匝数比，输电线电阻，发电站输出的电压有效值为、总功率为，则和上损失的总功率为（     ） A． B． C． D． 五、探究变压器电压与匝数的关系 21．（25-26高二上·江苏无锡·期末）某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示： (1)下列说法正确的是________ A．为保证实验安全，原线圈应接直流稳压电源 B．变压器中铁芯是相互绝缘的硅钢片制成，不可以用相互绝缘的铸铁片代替 C．保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响 D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈 E．若有一升压变压器的原、副线圈的导线粗细不同，导线粗的线圈应该是原线圈 (2)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为________；（填字母） A．1.5V B．6.0V C．7.0V (3)变压器原、副线圈匝数分别选择匝、匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的最可能的原因是________。 A．副线圈匝数略少于400匝 B．变压器存在电磁辐射 C．原、副线圈存在电流热效应 D．两块变压器铁芯没有组装在一起 (4)之后，该同学又仔细观察铁芯是由相互绝缘的金属片平行叠成，如下图，金属片应平行于________。 A．平面abfe B．平面adhe C．平面adgf (5)等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。理想变压器是一种理想化模型。如图所示，心电图仪（将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为左侧虚线框内的交流电源和定值电阻串联）与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、（右侧线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当________时，R获得的功率最大。 22．（25-26高二下·湖北·期中）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 (1)除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是______（填器材前的字母）。 A．干电池 B．低压交流电源 C．直流电压表 D．多用电表 (2)为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法 (3)某同学正确组装变压器后，选用a线圈匝，b线圈匝进行实验，测出电压数据如下表所示，在确认电路连接无误的情况下，根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是______。（选填a或b） 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 (4)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。分析下列可能的原因，你认为正确的是______。 A．变压器线圈中有电流通过时会发热 B．铁芯在交变磁场的作用下会发热 C．交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D．在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 (5)如图丙，一理想变压器原线圈中接有阻值为的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现，当时，可变电阻上消耗的电功率最大，该变压器原、副线圈的匝数比为______。 23．（2023·北京朝阳·二模）某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。 （1）该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示。 实验序号 原线圈匝数 副线圈匝数 原线圈电压 （V） 副线圈电压 （V） 1 400 200 4.22 2.10 2 400 800 4.22 8.36 3 400 1600 4.22 16.83 根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，______________。 （2）该同学利用（1）问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8V ； 0.3A”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为3.00V，并不是8.36V，其原因主要是_____________。 （3）可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成。如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡。第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验。两次均观察到小灯泡由暗变亮。以下说法正确的是________。 A．第二次实验中小灯泡更亮些 B．用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热 C．无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流 （4）如图所示的电路中，电压为的交流电源通过阻值为的定值电阻与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、。若保持不变，将可变电阻R的阻值增大，则流经原线圈的电流________（选填“增大”“减小”或“不变”）；当可变电阻R的阻值为________时（用、和表示），可变电阻R的功率最大。 24．（21-22高二下·江苏徐州·期中）在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验中 （1）实验中，为了人体安全，电源的交流电压不要超过( ) A．    B．    C．    D． （2）下列器材中，本实验需要用到的是( ) A．        B． C．    D． （3）如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于( ) A．平面    B．平面    C．平面    D．平面 （4）若有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，该变压器可近似看作理想变压器。某同学欲测量它的初级、次级线圈匝数：先在上端铁轭（闭合铁芯中不套绕组只起磁路作用的部分）处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表接成闭合回路。然后在次级线圈两端的接线柱上输入低压交流电压，理想交流电压表示数为，则次级线圈的匝数为___________匝。 （5）某同学组装变压器时，由于疏忽，上端铁轭漏装。实验时，若变压器左右两侧线圈分别选用匝数匝和匝进行实验，一侧线圈与交流低压电源相连，另一侧线圈与理想交流电压表接成闭合回路，实验数据如下表（左侧线圈电压可能是交流低压电源显示的供电电压，也可能是交流电压表测量的电压；右侧线圈电压同样如此）： 2.00 4.00 6.00 8.00 2.90 5.60 8.38 11.14 根据实验数据可判断___________侧（选填“左”或“右”）线圈与交流低压电源相连。 25．（26-27高三上·江西宜春·阶段检测）如图所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，阻值为的定值电阻甲与原线圈串联，开关与甲并联。阻值为的定值电阻乙与滑动变阻器并联接在副线圈的两端，滑动变阻器的最大阻值为。下列说法正确的是（     ） A．若合上，把滑动变阻器的滑片从上向下移动到的正中央，副线圈的电流逐渐减小 B．若合上，把滑动变阻器的滑片置于的正中央，电源输出的功率为 C．若断开，把滑动变阻器的滑片置于的最上端，原线圈的端电压为 D．若断开，把滑动变阻器的滑片置于的正中央，甲的功率为 26．（26-27高三·全国·一轮复习）在如图甲所示的远距离输电线路中，a、b两端接图乙所示的正弦交流电，熔断丝的熔断电流为，电阻为，升压理想变压器原、副线圈匝数比为，输电线总电阻为，降压理想变压器原、副线圈匝数比为，电阻R两端并联理想交流电压表。电路可以长时间工作，下列说法正确的是（     ） A．时，电压表的示数为零 B．输电线上的热功率可能为 C．升压变压器输出电压有效值可能为 D．R的阻值可能为 27．（24-25高三·山东·三轮复习）如图甲所示，理想变压器原线圈两端与两根间距为、不计电阻的平行金属导轨相连，副线圈与定值电阻和交流电动机相连，电表均为理想交流电表，定值电阻，电动机内阻。图示虚线间有垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小，磁场中有一电阻、长为的金属棒垂直放在导轨上且与导轨始终接触良好，棒在磁场内沿导轨运动的图像如图乙所示，运动过程中，电流表示数为4A，电压表V示数为20V，下列说法正确的是（     ） A．变压器副线圈输出的电流频率为2Hz B．电动机的输出功率为20W C．电流表的示数可能为9A D．变压器原，副线圈匝数比可能为 28．（26-27高三上·上海浦东新·阶段检测）风力发电 风力发电的工作原理可简化为如图模型：风轮叶片通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。线圈匝数N=200匝，面积S=0.5m2，转速n=150r/min，电阻不计，匀强磁场的磁感应强度为。降压变压器原、副线圈的匝数比为5:1，降压变压器的副线圈连接用电户，两变压器间的输电线总电阻R=20Ω，两变压器均为理想变压器。 (1)风速为v且风向与叶片受风面垂直时，发电机输出的电功率为P，发电效率和风向均不变，风速为时输出的电功率为（　　） A． B． C． D． (2)若空气的密度为ρ，吹向发电机叶片的风速从v减小为，叶片转动时扫过的横截面积为S，那么叶片受到的来自空气的作用力为（　　） A． B． C． D． (3)从图示位置开始计时，发电机输出电压的表达式U1=________（V）。 (4)用这个供电设备给某学校供电，该校需要有效值为220V的工作电压、电功率11kW。输电线上损失的电压∆U=________V；发电机的输出功率P1=________W。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $