新课改-高中物理一轮复习（下） 11 B变压器、远距离输电 中档版

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1.构造和原理
(1)构造：如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的.
图1
(2)原理：电磁感应的互感现象.
2.基本关系式
(1)功率关系：P入＝P出.
(2)电压关系：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
(3)电流关系：只有一个副线圈时eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1).
(4)频率关系：f出＝f入.
技巧点拨
1.理想变压器的制约关系
2.含有多个副线圈的变压器
计算具有两个或两个以上副线圈的变压器问题时，需注意三个关系：
电压关系：eq \f(U1,n1)＝eq \f(U2,n2)＝eq \f(U3,n3)＝……＝eq \f(Un,nn)
功率关系：P1＝P2＋P3＋P4＋……＋Pn
电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋……＋nnIn
例题精练
1.如图2所示，一理想变压器原线圈输入正弦式交流电，交流电的频率为50 Hz，电压表示数为11 000 V，灯泡L1与L2的电阻相等，原线圈与副线圈的匝数比为n1∶n2＝50∶1，电压表和电流表均为理想交流电表，则( )
图2
A.原线圈输入的交流电压的表达式为u＝11 000sin 50πt(V)
B.开关K未闭合时，灯泡L1两端的电压为220 V
C.开关K闭合后电流表的示数为通过灯泡L1中电流的eq \f(1,2)
D.开关K闭合后，原线圈输入功率增大为原来的eq \r(2)倍
2.(多选)如图3所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是( )
图3
A.原、副线圈匝数比为9∶1
B.原、副线圈匝数比为1∶9
C.此时a和b的电功率之比为9∶1
D.此时a和b的电功率之比为1∶9
考点二 理想变压器的动态分析
1.匝数比不变的情况
(1)U1不变，根据eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2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.
(3)I2变化引起P2变化，P1＝P2，故P1发生变化.
2.负载电阻不变的情况
(1)U1不变，eq \f(n1,n2)发生变化时，U2变化.
(2)R不变，U2变化时，I2发生变化.
(3)根据P2＝eq \f(U22,R)，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，U1不变，故I1发生变化.
例题精练
3.如图4所示为一自耦变压器的电路图，其特点是铁芯上只绕有一个线圈.把整个线圈作为副线圈，而取线圈的一部分作为原线圈.原线圈接在电压为U的正弦交流电源上，电流表、均为理想交流电表.当触头P向上移动时，下列说法正确的是( )
图4
A.A1读数变小，A2读数变小
B.A1读数变大，A2读数变小
C.R两端电压变大，变压器输入功率变小
D.R两端电压变大，变压器输入功率变大
如图5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( )
图5
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
考点三 远距离输电
如图6所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电电流为I，输电线总电阻为R.
图6
1.输电电流
I＝eq \f(P,U)＝eq \f(P′,U′)＝eq \f(U－U′,R).
2.电压损失
(1)ΔU＝U－U′；
(2)ΔU＝IR.
3.功率损失
(1)ΔP＝P－P′；
(2)ΔP＝I2R＝(eq \f(P,U))2R
4.减少输电线上电能损失的方法
(1)减小输电线的电阻R.由R＝ρeq \f(l,S)知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线.
(2)减小输电线中的电流.在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压.
技巧点拨
1.理清输电电路图的三个回路(如图7)
图7
(1)在电源回路中，P发电机＝U1I1＝P1.
(2)在输送回路中，I2＝I线＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R线，ΔP＝I22R线.
(3)在用户回路中，P4＝U4I4＝P用户.
2.抓住两组关联式
(1)理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，P1＝P2.
(2)理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：eq \f(U3,U4)＝eq \f(n3,n4)，eq \f(I3,I4)＝eq \f(n4,n3)，P3＝P4.
3.掌握一个守恒观念
功率关系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I线＝I线2R线＝eq \f(ΔU2,R线).
例题精练
5.(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU.在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电.输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′.不考虑其他因素的影响，则( )
A.ΔP′＝eq \f(1,4)ΔP B.ΔP′＝eq \f(1,2)ΔP
C.ΔU′＝eq \f(1,4)ΔU D.ΔU′＝eq \f(1,2)ΔU
6.(多选)如图8为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1＝104 V，输出功率P1＝109 W，两个理想变压器的匝数比分别为n1∶n2＝1∶100、n3∶n4＝100∶1，输电线总电阻r＝50 Ω.则( )
图8
A.U4＝U1
B.I4＝I1
C.通过电阻r的电流I2＝2×104 A
D.电阻r损耗的电功率为5×107 W
综合练习
一．选择题（共16小题）
1．（2021•青岛模拟）某型号钳式电流表如图甲所示，图乙为该电流表工作原理图．当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转．不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知线圈匝数n＝1000匝，下列说法正确的是（ ）
A．若流过导线的电流为恒定电流时，电表G有示数且不变
B．若电表G的示数为50mA，则导线中的被测电流为50A
C．若只改变导线中交流电的频率，则电表G的示数也将改变
D．若导线中流过的是矩形脉冲交流电，则电表G的示数为0
2．（2021•海淀区二模）某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，发现变压器两个线圈的导线粗细不同。该同学将原线圈接在学生电源上，分别测量原、副线圈的电压。下列说法中正确的是（ ）
A．原线圈应接在学生电源直流电压输出端
B．只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压
C．只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压
D．匝数较少的线圈应该使用较粗的导线
3．（2020•朝阳区模拟）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，某小组用匝数N1＝400匝和N2＝800匝的变压器来做实验，通过检测知原副线圈匝数都没问题，且实验操作规范正确。实验记录中U1、U2分别表示N1、N2两端的电压实验测量数据如表，并没有得到变压比等于匝数比这个理想的结果。下列推断正确的是（ ）
A．N1一定是原线圈
B．N2一定是原线圈
C．原线圈的直流电阻太小
D．原副线圈上电流频率有可能不同
4．（2017秋•金华期末）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的实验中，若某同学实验时，忘记把图甲中的变压器铁芯A组装到变压器铁芯B上，组装后的变压器如图乙所示。在铁芯上的原、副线圈匝数分别为n1＝800匝和n2＝200匝，原线圈两端与u＝122sin314t （V）的交流电源相连，则副线圈两端电压的有效值可能是（ ）
A．0.6VB．3VC．32VD．12V
5．（2021春•仁寿县校级月考）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的6倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数比为5：1
B．原、副线圈匝数比为1：5
C．此时a和b的电功率之比为5：1
D．如果保持U不变，在b灯两端再并联一个与b相同的灯泡，a灯和b灯仍将能正常发光
6．（2021•山东模拟）如图所示，矩形闭合导线框ABCD（内阻不可忽略）处于匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线框输出端与一个匝数比为5：1的理想变压器的原线圈相连，原线圈两端电压如图乙所示，副线圈接有阻值为88Ω的负载电阻R，交流电压表及电流表为现想电表，其他电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．导线框ABCD每秒转动100圈
B．电流表的示数为0.1A
C．电压表的示数约为62.2V
D．如果给电阻R再并联一只相同的电阻，电压表示数不变
7．（2021•华龙区校级模拟）用同样的交流电源分别给图甲、乙两个电路供电，四个相同的灯泡均正常发光，乙图中理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，则关于滑动变阻器接入电路的阻值，下列说法正确的是（ ）
A．与单个灯泡正常发光时的阻值相等
B．是单个灯泡正常发光时的阻值的2倍
C．是单个灯泡正常发光时的阻值的3倍
D．是单个灯泡正常发光时的阻值的6倍
8．（2021•山东模拟）某品牌电吹风机内部构造电路图如图所示，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，电吹风可处于吹冷风、吹热风、停机三种工作状态。理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。该电吹风的各项参数如表所示，则（ ）
A．吹热风时仅触片P的c与b接触
B．变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝3：11
C．小风扇的内阻为8Ω
D．电吹风正常工作吹热风时，输入电流约为1.8A
9．（2021•河南模拟）如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压，负载变化时电网电压波动极小，可视为不变。变压器可视为理想变压器，其变压比通过P可调，输电线的电阻为R0，则下列判断错误的是（ ）
A．当用户增多负载增大时，用户获得的电压会有所降低
B．当用户增多负载增大时，R0的功率会增大
C．当用户增多负载增大时，为了使用户获得的电压稳定在220V应将P适当上调
D．当用户增多负载增大时，为了使用户获得的电压稳定在220V应将P适当下调
10．（2020秋•西城区期末）我国新能源电动汽车和5G的普及，都需要大量的电力支持。设我国东部省份新增电动汽车400万辆，其中1/16的车处于充电状态，平均每个充电桩40千瓦；5G基站的数量是500万个，一个5G基站需要4千瓦的供电。利用西电东送的战略，把西部以清洁能源为主所发的电，采用800kV特高压直流输电，送到东部省份，输电电阻为1Ω。则既要满足新增电动车充电需求又要满足5G基站供电需求，发电厂所发电的总功率中，消耗在输电导线上的电功率约为（ ）
A．10万千瓦B．140万千瓦C．2000万千瓦D．3000万千瓦
11．（2014春•新津县校级月考）假设甲、乙两地原来用100kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为（ ）
A．100PB．P100C．P10D．10P
12．（2021春•始兴县校级期中）如图所示为某山区小型水电站的电能输送示意图，发电机输出的电压和输电线路上的电阻恒定，用电器均为纯电阻元件。当用电高峰来临时，下列判断正确的是（ ）
A．用电器等效电阻R0变大
B．升压交压器T1的输出电压变大
C．降压变压器T2的输出电压不变
D．输电线路总电阻R上消耗的功率变大
13．（2021春•鼓楼区校级月考）如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20kW。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1：10，电流表的示数为1A，输电线的总电阻为10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．采用高压输电可以增大输电线中的电流
B．若将P下移，用户获得的功率一定增加
C．用户获得的功率为190kW
D．升压变压器的输出电压U2＝2000V
14．（2021•三明三模）远距离输电线路简化如图所示，图中标示了电压、电流和线圈匝数，其中输电线总电阻为R，若电厂输送电功率不变，变压器均可视为理想变压器，则（ ）
A．n2I1＝n1I2
B．输电线损失的电功率为U22R
C．电厂输送的电功率为U2I2
D．提高输送电压U2，则输电线电流I2增大
15．（2011•湛江二模）在远距离输电中，当输送的电功率相同时，则关于输电导线上损失的功率下列说法正确的是（ ）
A．减小输电导线的横截面积，可以减小输电损失的功率
B．降低输送电压从而增大输送电流，可有效减小输电损失的功率
C．提高输送电压从而减小输送电流，可有效减小输电损失的功率
D．输电损失的功率与输送电压的二次方成正比
16．（2009秋•浏阳市期末）为减小远距离输电线上的电能的损失，切实可行且最有效方法是（ ）
A．降低输电电压B．减小输电线横截面积
C．减小距离D．高压输电
二．多选题（共7小题）
17．（2021•龙岩模拟）图中L1、L2是规格为“4V3W”的灯泡，ab端所接的交变电压u＝162sin100πt（V），现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光，变压器为理想变压器。则（ ）
A．变压器原副线圈匝数比为3：1
B．变压器原副线圈匝数比为4：1
C．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表的示数不变
D．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表的示数增大
18．（2021•四川模拟）如图，理想变压器原线圈L1与R0形成闭合回路，其内部有垂直于纸面的匀强磁场，t＝0时刻，方向垂直于纸面向内，磁通量随时间的变化关系为Φ＝2202sin100πt，原线圈中的电流经过变压器变压后接用电器，导线电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．由于电磁感应现象，线圈L1中将产生频率为100Hz的交流电
B．t＝0时刻，在原线圈L1与R0回路中，没有感应电流
C．t＝0.01s时刻，在原线圈L1与R0回路中，感应电流方向从A经R0到B
D．开关S闭合，若滑动变阻器滑片向下移动，电压表示数变大，电流表示数变小
19．（2021春•扶余市月考）如图甲所示为恒压电源给光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和其所受光照强度的关系图像。某同学利用此光敏电阻设计了一个台灯的自动控制电路，如图乙所示，T为一自耦式变压器。下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，R的阻值变小
B．仅光照变强，R中的电流变小
C．仅滑片P下滑，L中的电流频率变小
D．仅滑片P下滑，T的输入功率变小
20．（2021•湖南模拟）图甲所示的电路由理想变压器、理想电流表、理想电压表及负载电阻R组成，负载电阻的阻值为11Ω，变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝20：1，且原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的交流电频率为50Hz
B．电压表的示数为22V
C．电流表的示数为1A
D．电阻R的功率为22W
21．（2021•峨山县校级模拟）远距离输电原理图如图所示，原线圈输入电压及输电功率恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当S由2改接为1时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表读数增大
B．电流表读数增大
C．输电线上损耗的功率减小
D．用户的功率减小
22．（2021•三模拟）某水库有一小型水力发电站要将电能输送到附近的用户，输电线路如图1所示，输送的总功率为9.8×104W，发电站的输出电压按如图2所示规律变化，为减少输电功率损失，先用一理想升压变压器将电压升高再输出，已知升压变压器原、副线圈匝数比为n1n2=128，输电线的总电阻为R＝20Ω。则下列说法正确的是（ ）
A．用户获得的交流电的频率为100Hz
B．升压变压器副线圈两端电压为9800V
C．通过输电线R的电流为I＝10A
D．由于输电线有电阻，输电过程中损失的功率为200W
23．（2021•滨海新区模拟）高压输电可大大节能，至2017年11月，我国已建成投运8项1000kV特高压交流工程和11项±800kV特高压直流工程。中国全面掌握了特高压核心技术，成为世界首个也是唯一成功掌握并实际应用特高压技术的国家。某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示，若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）
A．降压变压器T2原线圈的输入电压为880V
B．降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为4：1
C．当用户端用电量增大时，输电线上损耗的功率减小
D．当用户端用电量增大时，发电厂输出的功率也增大
三．填空题（共9小题）
24．（2021春•沙依巴克区校级期中）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，则原、副线圈匝数之比为 ，此时a、b两灯泡功率之比为 。
25．（2014秋•淮安期末）某同学选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12V的低压 （选填“交流电源”或“直流电源”）．先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 ；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是 （选填“控制变量法”、“转换法”或“类比法”）．
26．（2021•福建模拟）变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。如图所示为一小区的降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则 （填“原线圈”或“副线圈”）应该使用较粗的导线。当副线圈的负载电阻减小时，副线圈中的电流 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
27．（2021春•芜湖期中）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝3：1，在原、副线圈电路中分别接有阻值相同的电阻R1、R2。交变电源电压为U，则电阻R1、R2两端的电压之比为 ，电阻R1、R2上消耗的电功率之比为 。
28．（2012春•嘉善县校级月考）在课堂演示“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”中，利用小灯泡定性判断变压器线圈两端的电压与匝数的关系；按如图，将长导线按顺时针方向一匝一匝地绕在铁芯的左边，边绕边观察小灯泡的发光情况，等小灯泡发出耀眼的强光后，再将导线一匝一匝地退出铁芯，边退边观察小灯泡的发光情况．你观察到的现象是 ；由此你能得出的结论是 ．
29．某实验小组为探究变压器的原理。他们找来一个可拆变压器。它是由U形铁芯、条形铁棒、匝数100的线圈A和匝数200的线圈B组成，然后把各元件组装成如图所示形状，另外又从实验室借了学生电源、12v的小灯泡和两个开关。进行如下试验：
（1）线圈A接6V的直流电和开关S1，线圈B接小灯泡和开关S2，先闭合S1，然后闭合S2，观察小灯泡的亮度。现象是
（2）线圈A接6V的交流电和开关S1，线圈B接小灯泡和开关S2，先闭合S1，然后闭合S2，观察小灯泡的亮度。现象是
（3）在步骤（2）后，把变压器上方的条形铁棒缓慢左移，观察小灯泡的发光情况。现象是
30．（2020春•武胜县校级月考）小型水力发电站的发电机输出功率为24.5kW，输出电压为350V，输电线总电阻为4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示，则输电线上的电流I1＝ ；升压变压器的原、副线圈的匝数之比n1n2= ；降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3n4= 。
31．（2019秋•兴隆台区校级期末）在远距离输电中，输送电压为220伏，输送的电功率为44千瓦，输电线的总电阻为0.2欧，在使用原副线圈匝数比为1：10的升压变压器升压，再用10：1的降压变压器降压方式送电时。输电线上损失的电压为 V，损失的电功率为 W。
32．（2019春•三台县校级月考）图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为n1：n2＝1：100，降压变压器原副线圈匝数比为n3：n4＝100：1，远距离输电线的总电阻r＝100Ω．若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为P1＝750kW．则输电线路损耗功率△P＝ W；用户端电压U4＝ V
四．实验题（共7小题）
33．（2020秋•东阳市校级期中）东阳中学创新班同学想用220V交流作为小型收录机的电源．他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示．他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗．
（1）他不知道如何接法，也没有相应的说明书．你能帮他判断正确的接法是ad端接 （填“220V”或“6V”）．
（2）这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是 匝．
（3）为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数Na＝80匝和Nb＝160匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是 （ 填“Na”或“Nb”）
34．（2020秋•通州区期末）某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。
（1）下列实验器材必须要用的有 （选填字母代号）。
A．干电池组
B．学生电源
C．多用电表
D．直流电压表
E．滑动变阻器
F．条形磁铁
G．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
（2）下列说法正确的是 （选填字母代号）。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C．测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
（3）该同学通过实验得到了如表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是： 。
35．（2019春•温州期中）在学校实验周中，某实验小组同学选用如图（a）可拆变压器做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，实验电路图如图（b），实验时n1＝800匝，n2＝400匝，断开K，接通电源，观察电压表的读数为6V，则下列哪一选项 为可拆变压器的输入电压有效值。
A．3V B．62V C．12V D．15V
灯泡的额定电压也为6V，闭合K，灯泡能否正常发光。 （填：“能”或“不能”）
36．（2019春•濉溪县期末）有一个教学用的可拆变压器，它的原副线圈外部还可以绕线，原线可以接220V交变电流，现在要测定原线的匝数，除有220V交变电源、一根足够长的绝缘导线外，还需要什么器材？实验中需要测量哪些物理量？写出原线圈的匝数的表达式。
37．（2021春•薛城区期中）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，李辉同学采用了如图1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匝”的匝数。
（1）本实验中，实验室有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁
C．多用电表
D．直流电源
E．开关、导线若干
上述器材在本实验中不需要的有 （填器材料序号），本实验中还需用到的器材有 。
（2）实验中，电源接变压器原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为4.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为 。
A．12.0V
B．10.0V
C．8.0V
D．2.0V
（3）组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图2所示，原线圈接8.0V的学生电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是 。
A．0V
B．0.7V
C．1.0V
D．64.0V
（4）用匝数na＝400匝和nb＝800匝的变压器，实验测量数据如表：
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是 （填na或nb）。
38．（2020秋•南京期末）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （填“增大”、“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （填“增大”、“减小”或“不变”）。上述探究过程采用的实验方法是 。
39．（2020春•栖霞市月考）如图所示某小型发电站通过升压变压器向60Km远处的用户供电，在用户端用降压变压器将高压电变为220V供用户使用（设两个变压器均为理想变压器）。已知输电线的电阻率为ρ＝1.25×10﹣8Ω•m，横截面积为1.5×10﹣4m2，发电机输出功率为20KW，输出电压为250V，若线路损耗的功率为输出功率的5%。
求：（1）升压变压器原线圈上的电流I1和输电线上损耗的电功率大小。
（2）升压变压器原、副线圈匝数比。
（3）降压变压器原、副线圈匝数比。
五．计算题（共7小题）
40．（2021春•临沂期中）如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N＝100匝，面积S＝0.03m2，线圈匀速转动的角速度ω＝100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度B=2πT，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R＝8Ω，变压器都是理想变压器。降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n4＝10：1，用户区标有“220V，11kW”的电动机恰能正常工作，发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率△P；
（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2＝1：8，交流发电机线圈电阻r；
（3）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功W。
41．（2018春•温州期末）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。
①下列器材中，实验需要的器材是 （多选）
A．干电池 B．低压交流电源C.220V交流电源D．条形磁铁E．可拆变压器和导线F．直流电压表G．多用电表
②关于实验操作，下列说法正确的是
A．为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V
B．实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C．使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量
③在实验中，其同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将 选填“增大”、“减小”或“不变”）
42．（2020秋•海淀区月考）如图为某人设计的电吹风电路的示意图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可以处于停机、吹热风、吹自然风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原线圈和副线圈的匝数。该电吹风正常工作时各项参数如下面的表格所示。不考虑小风扇电机的机械摩擦损耗及温度对电阻的影响。
（1）求小风扇工作时变压器原线圈和副线圈中的电流比；
（2）计算电热丝的电阻；
（3）求小风扇电机的效率。
43．（2021春•上饶月考）如图a所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，、为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图b所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，试求：
（1）原、副线圈匝数比；
（2）电流表的示数。
44．（2020秋•葫芦岛期末）如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已如发电机的输出电功率为100kW，输出电压为250V。升压变压器原、副线圈的匝数比是1：8，两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，若变压器是理想变压器。求：
（1）升压变压器的输出端电压；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比。
45．（2020秋•海原县校级期末）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输电电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电，求：
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2；
（2）输电线路导线电阻R；
（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比n3：n4。
46．（2021春•邹城市期中）每个居民小区均设有一降压变压器，变压器输入电压为6600V，为了安全，一般将此变压器建在与居住区相距较长的距离之外，经该变压器降压后用长导线接到居民小区。此距离上的导线电阻R不可忽略。一居民小区有440户，每户平均消耗电功率为100W，使用的变压器匝数比为165：6，恰好能使额定电压为220V的用电器正常工作。求：
（1）导线上的总电阻R为多少；
（2）现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为300W。变压器输入电压仍为6600V，输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需更换变压器，则新变压器的原副线圈匝数比为多少？
电压
原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2，U2＝eq \f(n2,n1)U1
功率
副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入，P入＝P出
电流
副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I1，I1＝eq \f(n2,n1)I2
U1/V
1.80
2.81
3.80
4.78
5.80
U2/V
4.00
6.01
8.02
9.98
12.05
电热丝的额定功率
400W
冷风时输入功率
60W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
52W
Ua/V
1.80
2.80
3.80
Ub/V
4.00
6.01
8.02
实验次数
n1/匝
n2/匝
U1/V
U2/V
1
1600
400
12.1
2.90
2
800
400
10.2
4.95
3
400
200
11.9
5.92
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98
热风时电吹风输入功率P1
500W
自然风时电吹风输入功率P2
60W
小风扇额定电压U
60V
小风扇输出机械功率P3
52W