高中物理高考 考点53 理想变压器-备战2022年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点53 理想变压器-备战2022年高考物理考点一遍过，共26页。试卷主要包含了变压器，变压器的工作原理，理想变压器原，理想变压器的动态分析等内容，欢迎下载使用。

一、变压器
1．变压器的构造：原线圈、副线圈、铁芯
2．电路图中的符号

二、变压器的工作原理
在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象；
铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。
三、理想变压器原、副线圈基本关系的应用
1．基本关系
（1）P入=P出；
（2），有多个副线圈时，仍然成立，=···；
（3），电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系，n1I1=n2I2+n3I3+···；
（4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同。
2．制约关系
（1）电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定；
（2）功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定；
（3）电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。
3．两种特殊的变压器模型
（1）自耦变压器
高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压，也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。
（2）互感器
电压互感器和电流互感器，比较如下：
4．关于理想变压器的四点说明
（1）变压器不能改变直流电压；
（2）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；
（3）理想变压器本身不消耗能量；
（4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。
四、理想变压器的动态分析
1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法
（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；
（2）分析该类问题的一般思维流程是：
2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。
（1）匝数比不变的情况
①U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变；
②当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化；
③I2变化引起P2变化，由P1=P2知P1发生变化。
（2）负载电阻不变的情况
①U1不变，发生变化，U2变化；
②R不变，U2变化，I2发生变化；
③根据和P1=P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。
（2019·山东省潍坊市高三模拟训练）（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=11:5，原线圈接ul=110sin100πt V的交流电，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，则
A．通过电阻R1的电流为2 A
B．二极管的反向耐压值应大于50 V
C．原线圈的输入功率为大于50 W
D．通过原线圈的电流为
【参考答案】BC
【详细解析】由表达式知原线圈电压有效值为，根据，得副线圈两端电压为，则通过电阻R1的电流为；故A错误；输出电压最大值为50 V；故要使电路正常工作，反向耐压值应大于50 V，故B正确；根据电流热效应，，所以R2两端的电压为，则通过R2的电流为，输出端的总功率，故输入功率也为75 W，故C正确；原线圈的电流，故D错误。故选BC。
1．（2019·沈阳市东北育才学校高三第八次模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=10:1，原线圈输入交变电压u=sinl00πt（V），在副线圈中接有理想交流电流表、阻值为22 Ω的定值电阻R和电容器C。下列说法中正确的是
A．电阻R中电流方向1 s内变化50次
B．电流表示数是1 A
C．电阻R消耗的电功率为22 W
D．电容器的耐压值至少是22 V
【答案】C
【解析】原线圈输入交变电压u=220sin100πt（V），频率f=50 Hz，电流方向变化次数为2f，则电阻R中电流方向1 s内变化100次，选项A错误。根据理想变压器的规律可知副线圈两端的电压为：知，则U2=22 V，，因交流电也能通过电容器，可知电流表的读数大于1 A，选项B错误；电阻R消耗的电功率为：，故C正确；电容器的最小耐压值对应交流电压的最大值22V，故D错误。
2．如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是
A．变压器输入电压的最大值是220 V
B．若电流表的示数为0.50 A，变压器的输入功率是12 W
C．原线圈输入的正弦交变电流的频率是100 Hz
D．电压表的示数是
【答案】B
【解析】由图乙可知交流电压最大值Um=220V，故A错误；输入电压的有效值为220 V，根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数为U=×220 V=24 V，电压表的示数是24 V，流过电阻中的电流为0.5 A，变压器的输入功率是：P入=P出=UI=24×0.5 W=12 W，故B正确；变压器不改变频率，由图乙可知交流电周期T=0.02 s，可由周期求出正弦交变电流的频率是50 Hz，故C错误；电压表的示数为24 V，故D错误；故选B。
【名师点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。
（2019·江西省名校高三5月联合考）某电风扇挡位变换器的电路如图所示，它可视为一个可调压的理想变压器，总匝数为2 400匝的原线圈两端输入电压 （V）的交变电源，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240匝、600匝、1200匝、2400匝。电动机M的内阻r=8 Ω、额定电压U=220 V，额定功率P=110 W，下列说法正确的是
A．交变电源的频率为100 Hz
B．当选择挡位3后，电动机两端电压的有效值为110 V
C．当由挡位3变为挡位2后，原线圈的电流变大
D．当选择挡位4后，电动机的输出功率为110 W
【参考答案】B
【详细解析】根据原线圈两端输入电压的瞬时值表达式知，交变电源的频率，选项A错误；当选择挡位3后，副线圈的匝数为1 200匝，根据电压与匝数成正比得，即，解得，电动机两端电压的有效值为110 V，故选项B正确；当由挡位3变为挡位2后，根据电压与匝数成正比知副线圈两端的电压减小，输出功率变小，输入功率变小，根据知原线圈的电流变小，故选项C错误；当选择挡位4后，副线圈的匝数为24 00匝，根据电压比规律得副线圈两端的电压为220 V，电动机正常工作，流过的电流，电动机的发热功率热，电动机的输出功率出，故选项D错误。
1．（2019·四川省成都市高三三模）（多选）一不计电阻的矩形导线框，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的正弦交流电如图甲所示。把该交流电接在图乙中理想变压器的a、b两端，Rt为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小），R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是
A．在t=l.5×10-2 s时刻，线框平面与磁场方向垂直
B．该交流电电压的瞬时值表达式为
C．Rt处温度升高时，Vl表示数与V2表示数的比值增大
D．Rt处温度升高时，V2表示数与A表示数的比值不变
【答案】BC
【解析】A、在t＝l.5×10﹣2s时刻，交变电压最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，穿过该线圈的磁通量为零，线框平面与磁场方向平行，故A错误；B、由图知，最大电压，周期0.02 s，角速度是，则该交流电电压的瞬时值表达式为，故B正确；C、Rt处温度升高时，原副线圈电压比不变，故副线圈两端电压不变，设副线圈两端电压为，Rt温度升高时，阻值减小，则副线圈所在电路的电流，电流变大，根据闭合电流欧姆定律：，故V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，故C正确；D、Rt处温度升高时，阻值减小，V2表示数与A表示数的比值等于电阻Rt，故减小，故D错误。
2．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大
D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
【答案】B
【解析】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电阻变大，则干路电流变小，则消耗的功率变小，则A错误；干路电流变小，分压变小，则电压表V的测量的电压变大，示数变大，则B正确；因输出电流变小，则输出功率变小即输入功率变小，电流表A1示数变小，则C错误；闭合开关S并联支路增加，电阻变小，则副线圈即R1的电流变大，分压变大，则R2的分压变小，电流变小，电流表A1示数随副线圈电流的变大而变大，则D错误。
【名师点睛】考查电路的动态分析：本题中P的移动与电键的闭合均会引起电阻的变小，再由电路的联接关系可分析各表的示数的变化，可见明确电路的结构是求解的关键。
（2019·广东省高三下学期第一次模拟）（多选）某交变电路如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为5:1，R1=30 Ω，R2=20 Ω，一示波器接在电阻R1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示。电压表与电流表均为理想电表，不计示波器的电流对电路的影响，下列说法正确的是
A．电压表的示数为35.4 V
B．电流表的示数为0.2 A
C．原线圈的输人电压u=250sin50πt（V）
D．电阻R2消耗的电功率为15 W
【参考答案】AC
【详细解析】一示波器接在电阻R1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示，R1两端电压的有效值是V，又R1=30 Ω，R2=20 Ω，根据串联电路电流相等，可知R2两端为 V，则电压表的示数为 V，A正确；副线圈电流，根据，解得： A，B错误；根据图乙所示，周期T=0.04s，则角速度为 rad/s，理想变压器的原、副线圈匝数比为5:1，变压器中电压与匝数成正比，原线圈的电压最大值是250 V，所以原线圈的输入电压（V），C正确；电阻R2消耗的电功率为 W，D错误。
1．（2019·安徽高三月考）如图所示的电路中，理想变压器的输入端接一正弦交流电，保持电压U1不变，P为滑动变阻器的滑片，闭合开关S，下列说法正确的是 （）
A．只增加原线圈匝数，变压器的输出电压变大
B．只减少副线圈匝数，变压器的输出功率变小
C．只断开开关S时，变压器的输出电压变大
D．只将P向下滑动时，变阻器消耗的功率一定变大
【答案】B
【解析】根据理想变压器电压和匝数的关系可知，增加原线圈匝数，则副线圈的输出电压减小，故A项与题意不相符；减少副线圈的匝数，则副线圈的输出电压减小，输出功率变小，故B项与题意相符；断开开关S时，副线圈电阻增大，但匝数不变，变压器输入电压不变，则输出电压不变，故C项与题意不相符；将P向下滑动时，副线圈电阻增大，输出电压不变，将定值电阻R0与副线圈看成“电源”，定值电阻R0相当于电源内阻，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，即变阻器消耗的功率最大，由于定值电阻R0与变阻器的阻值大小不清楚，所以无法确定，变阻器功率变化情况，故D项与题意不相符。
2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，除R以外其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin100πt(V)，下列说法中正确的是
A．t＝s时，电压表的读数为22 V
B．t＝s时，a、c两点电压瞬时值为110 V
C．滑动变阻器滑片向上移，电压表和电流表的示数均变大
D．单刀双掷开关由a扳向b，电压表和电流表的示数均变小
【答案】A
【解析】A：原线圈两端电压的最大值为，根据原、副线圈电压与匝数成正比可知，副线圈两端电压的最大值为，副线圈两端电压的有效值为22 V，任一时刻电压表的读数均为22 V，故A项正确。B：由所接交流电压的瞬时值表达式可知，当时，a、c两点之间电压的瞬时值应为，故B项错误。C：滑动变阻器滑片向上移动的过程中，其接入电路的有效阻值变大，由于原线圈的电压不变，原、副线圈的匝数不变，则副线圈的输出电压不变，电流表的示数减小，故C项错误。D：在单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比由10：1变为5：1，所以副线圈的输出电压升高，电压表和电流表的示数均变大，故D项错误。
【名师点睛】涉及变压器动态分析类问题时要注意原线圈两端的电压和原副线圈匝数比决定副线圈两端电压；副线圈的电流和原副线圈匝数比决定原线圈中电流。原副线圈中电流的功率、频率相同。
1．（2019·山东省潍坊市教科院高三高考模拟）图甲是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的交变电压图象。将该电压加在图乙中理想变压器的M、N两端。变压器原、副线圈匝数比为5:1，电阻R的阻值为2 Ω，电流表、电压表均为理想电表。下列说法不正确的是
A．电流表的示数为2 A
B．线圈转动的角速度为50 πrad／s
C．流过灯泡的电流方向每秒钟改变50次
D．0.01 s时穿过线圈的磁通量最大
2．如图所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成，当此变压器工作时，初级和次级线圈的匝数、电流、电压均在图中标出，则下列几组关系式中正确的是
A．，B．，
C．n1I1=n2I2+n3I3D．
3．图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数I1增大了0.2 A，电流表A2的示数I2增大了0.8 A，电压表V1、V2、V3的示数分别为U1、U2、U3，则下列说法正确的是
A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大
C．该变压器起升压作用D．I1U1=I2U2
4．如图甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22 V的电容器，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是
A．副线圈两端电压的变化频率为0.5 Hz
B．电流表的示数表示的是电流的瞬时值
C．为保证电容器C不被击穿，原副线圈匝数比应小于10:1
D．滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大
5．（2019·云南师大附中高三月考）如图所示，理想变压器原副线圈匝数比n1:n2＝1:2，其原线圈所接电压随时间变化的规律为u＝220(V)，电阻R＝2Ω，理想电流表示数为40A，则下列说法正确的是
A．副线圈中电流变化的频率为100Hz
B．负载消耗的功率为8000W
C．副线圈两端电压最大值为440V
D．副线圈中电流为80A
6．（2019·湖北高三月考）如图所示，理想变压器的原线圈连接一个r=9的电阻，且原线圈匝数n1可以通过滑动触头P来调节，在副线圈两端连接了R =16 的电阻，副线圈匝数n2=1000匝。在原线圈上加一输出电压恒定的正弦交流电，下列说法正确的是
A．若交流电的周期增大，则变压器的输出功率增大
B．若触头P向上移动，则电阻R消耗的功率一定减小
C．若触头P向下移动，则流过电阻r的电流减小
D．当n1=750匝时，电阻R消耗的功率最大
7．在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是
A．变压器原线圈两端电压的瞬时表达式为u=36sin50πt（V）
B．在t=0.01 s时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零
C．Rt处温度升高时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表V1、V2的比值不变
D．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
8．如图所示，一个匝数为N=100匝，电阻不计的线框以固定转速50 r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1:n2=10:1的理想变压器给阻值R=20 Ω的电阻供电，已知电压表的示数为20 V，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是
A．t=0时刻线框内的电流最大
B．变压器原线圈中电流的有效值为10 A
C．穿过线框平面的最大磁通量为Wb
D．理想变压器的输入功率为10 W
9．如图所示的理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接一个标有“12 V，100 W”的灯泡，已知变压器原、副线圈的匝数比为18:1，那么小灯泡正常工作时
A．原线圈消耗的功率为90 W
B．电流表的读数为0.46 A
C．原线圈所接电压最大值为311 V
D．电压表的读数为216 V
10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2:1，R1、R2为定值电阻，且R1=2R2，已知ab两端电压u按图乙所示正弦规律变化。下列说法正确的是
A．电阳R2中的电流方向每秒钟改变100次
B．电压表示数为110 V
C．ab两端与副线圈两端的电压之比为3:1
D．电阻R1、R2消耗的功率之比为1:4
11．如图l所示为一理想变压器，完整原、副线圈匝数相等。原、副线圈都有4个接线柱，正好三等分原、副线圈匝数，其中D、H分别为原、副线圈公共接线柱；变压器原线圈两端接入如图2所示的交流电，副线圈接额定电压为120 V的用电器。改变原、副线圈的接法，在保证安全的情况下，用电器的最大工作电压接近
A．73 V B．84 VC．110 V D．147 V
12．（2019·安徽省江南十校联考）图1所示是调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，总匝数为1000匝。AB间加上如图2所示的正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q。已知开始时滑动触头位于变阻器的最下端，且BP间线圈匝数刚好是500匝，变阻器的最大阻值等于72欧姆。则下列判断中正确的是
A．开始时，安培表示数为A
B．开始时，流过R的交流电频率25 Hz
C．保持P的位置不动，将Q向上移动时，R消耗的功率变大
D．保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，R消耗的功率变大
13．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈的电阻不计，线圈共N匝，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:2，定值电阻，当线圈的转动角速度为时，电压表的示数为U。则
A．电流表的示数为
B．从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为
C．线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为
D．当线圈的转动角速度为时，电压表的示数为
14．图示为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，原副线圈的匝数比为5:1，原线圈接在U=1 100sin100πt (V）的交流电压上。V1、A1为监控市电供电端的电压表和电流表，V2、A2为监控校内变压器的输出电压表和电流表，R1、R2为教室的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S闭合后
A．副线圈上交流电的频率为50 Hz，电压表V2的示数为220 V
B．电流表A1、A2和A3的示数都变大
C．电压表V1和V2的示数不变，V3的示数减小
D．副线圈上的功率增加
15．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，且分别接有阻值相同的电阻和，，通过电阻瞬时电流如图乙所示，则此时
A．用电压表测量交流电源电压约为424 V
B．断开开关K后，通过电阻R1的瞬时电流还是如图乙所示
C．交流电源的功率162 W
D．R1和R2消耗的功率之比为1:3
16．理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图。在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。原线圈两端接在电压为U的交流电源上。则
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
17．用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率P变化情况描述正确的是(均为理想电表)
A．U1、U2不变，I1、I2增大，P增大
B．U1、U2不变，I1、I2减小，P减小
C．U1、U2不变，I1增大，I2减小，P增大
D．U1不变，U2增大，I1减小，I2增大，P减小
18．如图甲所示为一种自耦变压器的结构示意图。线圈均匀绕在圆环形铁芯上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个理想交流电压表（图甲中未画出），则
A．AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u=220sin 50πt V
B．滑动触头P顺时针旋转时，电压表读数变大
C．t=1×10–2 s时电压表的读数为零
D．BC间输出的电功率为零
19．手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡L供电，其电路如图所示，当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表示数为U，灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为R，其他电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为k，变压器可视为理想变压器。则
A．灯泡的额定电压为
B．灯泡的额定功率为
C．发电机的线圈中产生的电动势最大值为
D．从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=Usinωt
20．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1:n2=3:1，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压u的图象如图乙所示。
（1）求图甲中电压表的读数；
（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；
（3）为满足第（2）问要求，求可变电阻R应调到的电阻值。
1．（2019·江苏卷）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20 V时，输出电压
A．降低2 VB．增加2 VC．降低200 VD．增加200 V
2．（2018·天津卷）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则
A．R消耗的功率变为
B．电压表V的读数为
C．电流表A的读数变为2I
D．通过R的交变电流频率不变
3．（2017·北京卷）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是
A．原线圈的输入功率为220W
B．电流表的读数为1 A
C．电压表的读数为110V
D．副线圈输出交流电的周期为50 s
4．（2017·江苏卷）某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则
A．电感L1的作用是通高频 B．电容C2的作用是通高频
C．扬声器甲用于输出高频成分 D．扬声器乙用于输出高频成分
1．D 【解析】原线圈的电压的有效值为=100 V，由电压与匝数成正比可得副线圈的电压有效值为：；副线圈上的电流：，由电流与匝数成反比得，所以电流表读数为2 A，故A正确。根据图象可以知道，交流电的周期是0.04 s，由，故B正确；交流电的周期是0.04 s，在每一个周期内交流电的方向改变2次，所以流过灯泡的电流方向每秒钟改变次数：次，故C正确。由图象可知，在t=0.01 s时，电压最大，此时是磁通量的变化率最大，此时穿过线圈的磁通量为零，故D错误；此题选择错误的选项，故选D。
2．AC 【解析】根据变压器的电压与匝数关系可知：，，选项A正确；变压器的输入功率等于输出功率，可得U1I1=U2I2+U3I3，解得n1I1=n2I2+n3I3，选项C正确，BD错误。
3．D 【解析】观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，即副线圈电流增大，由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，匝数比不变，所以副线圈电压不变，即V1，V2示数不变，由于R0两端电压增大，所以滑动变阻器R两端电压减小，即电压表V3示数减小，故AB错误；观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，即原线圈电流增大量小于副线圈电流增大量，根据电流与匝数成反比，所以该变压器起降压作用，故C错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即：I1U1=I2U2，故D正确。
4．D 【解析】根据图乙知交流电周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；电流表的示数表示的是电流的有效值，故B错误；由题意知，原线圈的最大电压为311 V，而电容器的耐压值为22 V，即为最大值，根据原副线圈的电压与匝数成正比，则有原副线圈匝数比应大于；故C错误；滑动变阻器的触头向下滑动，电阻减小，而副线圈电压不变，变压器的输入功率等于输出功率，增大，两个电流表的示数都增大，故D正确；故选D。
5．B 【解析】由，可得，故A错误。根据变压器原理电压与匝数成正比，电流与匝数成反比可得副线圈两端电压，副线圈中电流，负载两端的电压，故负载的功率，故B正确。副线圈两端电压最大值为 ，故C错误。副线圈中电流，故D错误。
6．D 【解析】输出功率与电压和电阻有关，与周期无关，故A错误；设变压器原线圈两端的电压为U1，电流为I1，副线圈两端的电压为U2，电流为I2，则有：U1=U-I1r，又根据，可得：，根据，，联立得和，则R消耗的功率为，由数学知识可知，当匝时P有最大值，故D正确，B错误；当出头P向下移动时，原线圈匝数减小，由可知原线圈电流将增大，所以流过电阻r的电流增大，故C错误。
7．BD 【解析】AB、原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压，周期0.02 s，故角速度是ω=100π，，当t=0.01 s时，u=0，此时穿过该线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为零，故A错误，B正确。C、Rt处温度升高时，原副线圈电压比不变，但是V2不是测量副线圈电压，Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，则R电压增大，所以V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，故C错误。D、Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，而输出电压不变，所以变压器输出功率增大，而输入功率等于输出功率，所以输入功率增大，故D正确。故选BD。
【名师点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。
8．C 【解析】t=0时刻为中性面位置，故感应电动势为零，故感应电流为零，流过线圈的电流为零，故A错误；副线圈中的电流，根据电流与匝数成反比，，原线圈中电流的有效值，故B错误；根据电压与匝数成正比，原线圈两端的电压U1=200 V，角速度ω=2πn=100π rad/s，线圈产生最大感应电动势200 V，Em=NBSω，最大磁通量，故C正确；理想变压器输出功率P2=U2I2=20×1 W=20 W，输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率为20 W，故D错误；故选C。
【名师点睛】本题考查了交流发电机的工作原理和变压器的变压比公式，要记住最大电压的公式Em=NBSω，不难。
9．BD 【解析】变压器原副线圈的功率相同，则小灯泡正常工作时，原线圈消耗的功率为100 W，选项A错误；灯泡正常发光说明副线圈输出电压、功率：U2=12 V，P2=100 W；在理想变压器中：，所以原线圈输入电压即电压表读数：；原线圈所接电压最大值为216 V≠311 V，选项D正确，C错误；由变压器功率关系可知，变压器输入功率：P1=P2=100 W，所以电流表读数：I1＝=0.46 A，选项B正确；故选BD。
10．AC 【解析】A.从图乙得到电压的最大值为220V，周期为0.02 s，频率为f=1/T=1/0.02 Hz=50 Hz，变压器不改变交流电的频率，电阻R2中交流电的频率为50 Hz，1 s内完成50个周期性变化，1个周期电流方向改变2次，所以电阻R2中电流方向每秒改变100次，故A正确；B.电源电压的有效值为U=220/=220 V，根据变压器的变流比公式，有I1:I2=n2:n1=1:2，根据变压器的变压比公式，有U1:U2=n1:n2=2:1，对左侧回路，有U=U1+I1R1，对右侧回路，有U2=I2R2，联立上面4个式子，可以得到U2=V，故B错误；C.U2=I2R2，原线圈两端电压U1=2U2，电阻R1两端电压为I1R1=I2⋅2R2=U2，ab两端的电压为U=UR1+U1=3U2，所以ab两端与副线圈两端电压之比为3:1，故C正确；D.根据变流比公式，有I1:I2=n2:n1=1:2，根据P=I2R，有P1：P2==1:2，故D错误；故选AC。
11．C 【解析】根据变压器的变压规律：，且输入电压的有效值为220 V，副线圈所接的用电器额定电压为120 V，由此可知应为降压变压器，因此匝数比只有，，三种可能，综上分析，应选匝数比为，故在保证安全的情况下，用电器的最大工作电压接近110 V，C正确；ABD错误；故选C。
12．CD 【解析】由图2知，输入电压的有效值为U1=36 V，根据变压规律：，解得输出电压U2=18 V，所以电流表的读数为I=U2/R=0.25 A，所以A错误；交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，故B错误；保持P的位置不动，将Q向上移动时，R的阻值减小，U2不变，R消耗的功率变大，所以C正确；保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，n2增大，U2增大，R消耗的功率变大，所以D正确。
13．BC 【解析】流过副线圈的电流I2=U/R，根据I1:I2=n2:n1可知，流过电流表的电流I1=2U/R，故A错误；变压器中原线圈的电压为U1，根据U1:U2=n1:n2可知电压U1=U/2，电阻R1分得的电压UR=I1R=2U，故线圈产生的感应电动势的有效值为U有=U1+UR=5U/2，最大值Em=，故从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为，故B正确；根据Em=NBSω可知BS=Em/Nω=，故C正确；根据Em=NBSω可知，转动角速度加倍，产生的感应电动势加倍，故电压表的示数加倍，故D错误。故选：BC。
【名师点睛】线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，产生正弦式交变电流，最大值Em=NBSω；然后结合变压器的变压比公式和输入、输出功率关系列式分析。
14．ACD 【解析】A项：原线圈接在U=1 100sin100πt (V）的交流电压上，所以交流电的频率为，由电压之比等于匝数正比即，解得：，故A正确；BC项：当开关闭合后，副线圈的总电阻变小，由于变压器的输入电压不变，则输出电压不变，即U2不变，可知输电线中的电流增大，即A2增大，则输电线上损失的电压增大，可知用户端得到的电压减小，即U3减小，所以通过R1的电流减小，即A3减小，副线圈中电流决定原线圈中的电流，根据知，原线圈中的电流I1增大，所以A1示数增大，故B错误，C正确；D项：由BC项分析可知，原线圈中的电流I1增大，原线圈中电压不变，所以功率变大，所以副线圈上的功率增加，故D正确。
【名师点睛】解决本题的关键知道输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率。
15．A 【解析】变压器初级电流有效值为；次级电流有效值：；次级电压：；初级电压：，则输入电压：，选项A正确；断开开关K后，次级电流为零，则原线圈电流也变为零，则通过电阻R1的瞬时电流为零，选项B错误；交流电源的功率，选项C错误；R1和R2消耗的功率之比为，选项D错误；故选A。
16．AC 【解析】AB、在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定。因此当Q位置不变时，输出电压不变，此时P向上滑动，负载电阻值增大，则输出电流减小，电流表的读数I变小，故A正确，B错误。CD、P位置不变，将Q向上滑动，则输出电压变大，输出电流变大，则电流表的读数I变大，故C正确，D错误。故选AC。
【名师点睛】本题的关键在于P位置不动时总电阻不变，Q不变时输出电压不变，完全利用变压器特点。
17．B 【解析】根据可知输入电压U1和匝数比决定输出电压U2，匝数及U1不变则U2不变，故当滑动触头向上滑动的过程中，输出电路的总电阻一直增大，根据欧姆定律则电流表I2示数减小，根据电流与匝数成反比，得I1变小，由于U2不变而I2变小，根据P=UI可知P变小，故B正确，ACD错误；故选B。
【名师点睛】变压器上的决定关系为：输入电压U1决定输出电压U2，输出电流I2决定输入电流I1，输出功率决定输入功率。据此结合欧姆定律分析解答。
18．D 【解析】因，则AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u=220sin 100πt V，选项A错误；滑动触头P顺时针旋转时，次级线圈匝数减小，则次级电压减小，电压表读数变小，选项B错误；电压表读数为交流电的有效值，故t=1×10–2 s时电压表的读数不为零，选项C错误；因理想电压表内阻很大，则BC间输出的电流为零，电功率为零，选项D正确；故选D。
19．AD 【解析】电压表测量的是原线圈的电压有效值，因为此时灯泡正常发光，则灯泡的额定电压等于此时副线圈的电压，则由得灯泡的额定电压，A正确；灯泡的额定功率，B错误；副线圈的电流电流，则原副线圈的电流之比，故原线圈的电流，因此发电机的线圈中产生的电动势的有效值E=U+I1r，最大值，C错误；输入电压最大值为U，则从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=Usinωt，D正确；故选AD。
20．【答案】（1）U2=9 V （2）n=9 （3）R= Ω
【解析】（1）根据图象可得原线圈电压的最大值U1m=27V，其有效值为
U1==27 V，根据代入数据可得U2=9 V，即为电压表读数。
（2）设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2
为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3 A
根据U1I1=U2I2代入数据可得I2=9 A
正常发光时每个灯泡中的电流为I3==1 A
所以允许接入的灯泡个数为n==9
（3）电阻两端电压为UR=U2–U3=3 V
电阻阻值为R== Ω。
1．D 【解析】由理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比即，得：，即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：，当输入电压增加20V时，输出电压增大200V，故D正确。
2．B 【解析】根据公式分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值、频率的变化情况；根据判断原副线圈中电流电压的变化情况，根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变化；根据可知转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据可知电动机产生的最大电动势为原来的，根据可知发电机的输出电压有效值变为原来的，即原线圈的输出电压变为原来的，根据可知副线圈的输入电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，根据可知R消耗的电功率变为，A错误，B正确；副线圈中的电流为，即变为原来的，根据可知原线圈中的电流也变为原来的，C错误；转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误。
【名师点睛】本题考查了交流电最大值，有效值，频率，变压器等；需要知道交流电路中电表的示数为有效值，在理想变压器中，恒有，副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率。
3．B 【解析】电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为110 V，C错误；流过电阻R的电流为2 A，可知负载消耗的功率为220 W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为220 W，A错误；由P=UI可知，电流表的读数为1 A，B正确，由交变电压瞬时值表达式可知，ω=100π rad/s，周期T=0.02 s，D错误。
【名师点睛】理想变压器原副线圈两端电压、电流、功率与匝数的关系需注意因果关系，电压由原线圈决定副线圈，电流与功率则由副线圈决定原线圈。
4．BD 【解析】电感线圈对交流电的阻碍作用由感抗描述，，频率越高阻碍作用越大，对输入端的高频和低频交流信号的作用是通低频阻高频，所以A错误；电容对交流电的阻碍作用，频率越高阻碍作用越小，所以是通高频阻低频，故BD正确；C错误。
【名师点睛】本题主要考查电感、电容对交流电的阻碍作用，即感抗、容抗的大小与什么因素有关，记住这个问题不难解决。内容
要求
要点解读
理想变压器
Ⅱ
掌握变压器的工作原理，灵活运用变压器原副线圈电流、电压关系，结合电路知识解决理想变压器电路的动态分析问题、能量问题。
电压互感器
电流互感器
原理图
原线圈的连接
并联在高压电路中
串联在待测高流电路中
副线圈的连接
连接电压表
连接电流表
互感器的作用
将高电压变为低电压
将大电流变成小电流
利用的公式
I1n1=I2n2