专题12 交变电流和变压器-2021年新高考物理模拟题分项汇编

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专题12 交变电流和变压器
1．（2021·广东高三模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1 ，原线圈输入的交流电如图乙所示，电阻R = 22 Ω ，则（　　）

A．交流电的频率为100 Hz
B．t = 0.005 s时电压表的读数为22V
C．t = 0.01 s时电流表读数为1 A
D．该变压器原线圈的输入功率为22 W
【答案】D
【解析】A．由图像可知，交流电的周期为0.02s，有，故A错误；B．理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，故副线圈的电动势有效值为，t = 0.005 s时电压表的读数为，电压表的读数为22V。故B错误；C．根据闭合电路欧姆定律，有，根据变压器原副线圈电流与匝数的定量关系，有，故C错误；D．该变压器原线圈的输出功率为，故D正确。故选D。
2．（2021·北京朝阳区高三一模）如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（　　）

A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零
B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为c→d
【答案】A
【解析】A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零，A正确；B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为，B错误；C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最小，感应电流为0，C错误；D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为d→c，D错误。故选A。
3．（2021·浙江衢州市高三二模）如图所示，发电机两磁极N、S间的磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B。线圈绕垂直磁场的水平轴OO′匀速转动，线圈电阻不计，匝数为n，面积为s。发电机与理想变压器原线圈连接，V为理想交流电压表。变压器的副线圈接有三条支路，每条支路接有相同规格的小灯泡L1、L2和L3，L1串有电阻R，L2串有电感L，L3串有电容器C。当线圈以ω0匀速转动时，三盏灯恰好亮度相同。下列判断正确的是（　　）

A．当ω＜ω0时，L2比L1亮
B．当ω＞ω0时，三盏灯的亮度仍然相同
C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，三盏灯均变亮
D．当线圈以ω0匀速转动到在图示位置时，电压表的示数为nBsω0
【答案】A
【解析】A．当ω＜ω0时，由，可知，交流电的频率f减小，L1与L2两支路的电压相等，电阻R不变，电感L的感抗减小，故L2比L1亮，A正确；B．当ω＞ω0时，电阻R不变，电感L的感抗增大，电容C的容抗减小，故三盏灯的亮度不相同，B错误；C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，则副线圈的电压减小，三盏灯均变暗，C错误；D．当线圈以ω0匀速转动时，产生正弦交流电，电动势的有效值为
，由于线圈内阻不计，故电压表的示数，D错误。故选A。
4．（2021·天津高三模拟）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=5∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，R为阻值随光强增大而减小的光敏电阻，L1和L2是两个完全相同的灯泡，电表均为理想交流电表。则（　　）

A．通过光敏电阻的交变电流频率为5 Hz
B．若L2的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5 V
C．当照射R的光强增大时，电流表的示数变小
D．图像上对应的0.01 s时刻，发电机中的线圈平面与中性面垂直
【答案】B
【解析】A．由图乙知该交流电的频率为50 Hz，变压器不改变交流电的频率，A错误。B．原线圈电压，电压表的示数U2 = V = 5 V，副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定，与负载电阻无关，故电压表示数不变，B正确。C．当光强增大时，R阻值减小，副线圈电流变大，原线圈电流也变大，C错误。D．0.01 s时，发电机的电动势为零，线圈处于中性面位置，D错误。故选B。
5．（2021·浙江绍兴市高三二模）汽车的“点火线圈”实际上是一个变压器低压直流通过一个开关输入初级线圈，在开关断开或闭合的瞬间，将会在次级线圈中产生脉冲高电压形成电火花图1和图2分别是初级线圈、次级线圈电压随时间变化的图像，则（　　）

A．t1时刻开关刚断开
B．次级线圈的匝数比初级线圈要多
C．t2至t3间穿过次级线圈的磁通量为零
D．开关断开与闭合瞬间次级线圈产生的感应电动势方向相同
【答案】B
【解析】A．根据图像可知t1时刻开关刚闭合。故A错误；B．依题意需要用低电压产生高电压电火花，则需要次级线圈的匝数比初级线圈要多，故B正确；C．t2至t3间穿过次级线圈的磁通量不为零，磁通量的变化量为零，故C错误；D．根据图像可知断开瞬间电压相反，感应电动势方向相反，故D错误。故选B。
6．（2021·广东高三模拟）在如图所示的装置中，电阻不计的线框通过电刷、导线与变压器原线圈构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以大小为ω的角速度逆时针转动，已知线框匀速转动时产生的感应电动势最大值为Em，原、副线圈的匝数比为2：1，副线圈接一个灯泡，电压表为理想电表且始终正常读数，下列说法正确的是（　　）

A．从图示时刻开始计时，线框中感应电动势表达式为e=Emsinωt
B．电压表的示数为Em
C．线框转动角速度增大一倍，电压表示数为Em
D．若给小灯泡两端再并联一个相同的小灯泡，电压表示数变大
【答案】C
【解析】A．由题图可知图示时刻线框中感电动势最大，从该时刻计时电动势按余弦规律变化，说明表达式为，故A错误；B．电压表的示数为电压的有效值，其示数应为，故B错误；
C．线框转动角速度增大一倍，感应电动势最大值变为原来的两倍，电压表示数为，故C正确；
D．若给小灯泡两端再并联一个相同的小灯泡，因线框、导线电阻不计，电压表是理想电表，原线圈两端电压不变，副线圈电压不变，则电压表示数不变，故D错误。故选C。
7．（2021·北京丰台区高三一模）由交流发电机、定值电阻R、交流电流表组成的闭合回路如图所示。线圈ABCD逆时针方向转动，下列说法正确的是（　　）

A．线圈转动过程中AD、BC边产生感应电动势
B．线圈转动到图中位置时，感应电流方向为ADCBA
C．线圈匀速转动时，交流电流表指针左右摆动
D．线圈转动到中性面的瞬间，电路中的电流最大
【答案】B
【解析】A．线圈转动过程中AD、BC边没有切割磁感线，故它们不产生感应电动势，选项A错误；B．对于DC边，利用右手定则可知，线圈转动到图中位置时，DC边向上运动，故感应电流方向为由D到C，所以整个线圈的感应电流为ADCBA，选项B正确；C．线圈匀速转动时，线圈产生的是交流电，而交流电流表测量的是其有效值，有效值是不变的，故其指针稳定，不会左右摆动，选项C错误；D．线圈转动到中性面的瞬间，AB和DC边不切割磁感线，故电路中的电流最小，选项D错误。故选B。
8．（2021·江苏南通市高三二模）如图所示为远距离输电的原理图，发电机输出电压不变，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，降压变压器的原、副线圈匝数之比为n。若用户负载发生变化，电压表V的示数变化△U，电流表A的示数变化△I，=k。则两变压器间输电线的总电阻R等于（　　）

A．nk B． C．n2k D．
【答案】C
【解析】电压表V的示数变化△U，则降压变压器的原线圈两端电压变化了，电流表A的示数变化△I，则流过R的电流变化了，所以两变压器间输电线的总电阻R等于，故选C。
9．（2021·山东济南市历城二中高三模拟）某国产手机充电器将电压（V）的交变电流转变成5V和9V两种恒定电压，将充电器看作是理想变压器与理想转换器组成，转换器将交变电流转换为恒压直流电，则下列说法正确的是（　　）
A．变压器原线圈与两个副线圈的匝数比分别为和
B．变压器原线圈与两个副线圈的匝数比分别为和
C．变压器副线圈输出频率为100Hz的交变电流
D．变压器5V和9V副线圈匝数比为
【答案】A
【解析】AB．理想变压器匝数比等于电压有效值之比，不计充电器的各种损耗，则变压器副线圈分别输出5V和9V交流电，因此变压器原线圈与两个副线圈的匝数比分别为和，A正确B错误；
C．变压器不改变交变电流的频率，而输入交变电流频率为，C错误；D．变压器5V和9V副线圈匝数比为5：9，D错误。故选A。
10．（2021·山东烟台市高三一模）如图所示，理想变压器所接电源的输出电压（V），已知变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=3∶ 1，L1、L2、L3、L4为四个规格相同的灯泡，其中灯泡L1和变压器的原线圈串联，灯泡L2、L3、L4并联在一起接在副线圈回路中，交流电压表为理想电表。现闭合开关S，灯泡L2、L3、L4均正常发光，则下列说法中正确的是（　　）

A．灯泡L1不能正常发光
B．灯泡的额定电压为55V
C．电压表的示数为220V
D．若断开开关S，电压表的示数不变
【答案】B
【解析】A．设原线圈两端电压为U1，电流为I1，副线圈两端的电压为U2，电流为I2，根据变压器的基本关系知，即，得，所以灯泡L1能正常发光，故A错误；B．根据变压器基本关系知，即，由于闭合开关S，灯泡L2、L3、L4均正常发光，即，由于灯泡L1能正常发光，则，即，所以灯泡的额定电压为55V，故B正确；
C．电源表的示数为U1，即，故C错误；D．若断开开关S，电流I2变化，从而导致电流为I1，灯泡L1两端电压变化，所以电压表的示数变化，故D错误。故选B。
11．（2021·山东高三一模）“新疆准东—安徽皖南”±1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程，输电容量1200万千瓦。输电线路流程可简化为

若直流输电线电阻为10Ω，不计变压器与整流等造成的能量损失，直流变交流时，有效值不会变大。当输电线路电流为5×103A时，下列说法正确的是（ ）
A．输电功率为1.2×1010W
B．输电导线上损失的功率为2.5×108W，损失的电压为50kV
C．降压变压器匝数比为11：5
D．若保持输送功率不变，用550kV输电，用户得到的功率比1100kV输电时减少1×109W
【答案】B
【解析】A．理想变压器本身不消耗能量，输入功率等于输出功率，输电导线输送功率为
，发电机输电功率不可能比它低，A错误；
B．输电导线上损失的功率
损失的电压，B正确；
C．输电导线末端电压
则，降压变压器匝数比应小于3：1，C错误；
D．用1100kV输电时输电导线上损失的功率
保持输送功率不变，只用550kV输电，输电导线上损失的功率

则用户得到的功率比1100kV输电时减少，D错误。故选B。
12．（2021·天津高三模拟）在探究变压器的两个线圈电压关系时，某同学自已绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，组成了一个新变压器，如图甲所示，线圈作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压如图乙所示，线圈接小灯泡。若他组成的新变压器可视为理想变压器，则（　　）

A．电源输出电压的频率为
B．适当增加原线圈的匝数，小灯泡变暗
C．在小灯泡旁边并接一个电阻，电源的输出功率减小
D．将线圈改接在学生电源的直流输出端，小灯泡也能发光
【答案】B
【解析】A．根据电源输出的电压的图像可读出正弦交流电的周期，则频率为，
故A错误；B．变压器的输入电压为不变，增大原线圈匝数，根据可知，副线圈的输出电压变小，即小灯泡获得的电压变小，故灯泡的功率变小而变暗，故B正确；C．在小灯泡旁边并接一个电阻，则负载总电阻变小，而副线圈的输出电压，故变压器的输出功率变大，则电源的输出功率变大，故C错误；D．将线圈改接在学生电源的直流输出端，变压器上的磁通量不变，不能利用互感产生感应电动势，则副线圈无电流，灯泡不能发光，故D错误；故选B。
13．（2021·辽宁葫芦岛市高三一模）一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，内阻不计。转轴位于线圈平面内，并与磁场方向垂直。产生的电动势随时间变化的规律如图所示，则（　　）

A．该交变电流频率是0.4Hz
B．计时起点，线圈恰好与中性面重合
C．t＝0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最大
D．该交变电动势瞬时值表达式是e＝cos5πt（V）
【答案】C
【解析】A．由图可知电压随着时间变化的周期为，故频率为，故A错误；
B．计时起点，电动势最大，所以此时磁通量为0，线圈和中性面垂直，故B错误；C．t＝0.1s时，电动势为0，穿过线圈平面的磁通量最大，故C正确；D．该交变电动势最大值为，角速度
，又从垂直中性面开始计时，所以电动势瞬时值表达式是
，故D错误；故选C。
14．（2021·辽宁丹东市高三一模）图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为，下列说法正确的是（　　）

A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的
B．电动势表达式为
C．电流方向每秒改变50次
D．理想电压表示数为
【答案】D
【解析】A．电动势随时间的变化规律从零开始，说明线圈从中性面开始转动，磁通量最大，瞬时电动势为零，故A错误；B．电动势的最大值为，而，则电动势表达式为，故B错误；C．线圈每转一圈，电流改变两次方向，则电流方向每秒改变了100次（），故C错误；D．理想电压表示数为路端电压的有效值，有
，故D正确；故选D。
15．（2021·辽宁锦州市高三一模）如图甲所示为一台小型旋转电枢式交流发电机的构造示意图，内阻，外电路电阻，电路中其余电阻不计。发电机的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数，转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，取，则（　　）

A．时，该小型发电机的电动势为零
B．时，矩形线圈转到中性面位置
C．串联在外电路中的交流电流表的示数为2A
D．感应电动势的最大值为20V
【答案】D
【解析】A．时，磁通量的变化率最大，该小型发电机的电动势为最大，故A错误；
B．时，磁通量的变化率最大，磁场与线圈平面平行，故B错误；
CD．从Φ−t图线可以看出，，，
感应电动势的最大值为
电路中电流最大值为
串联在外电路中的交流电流表的读数为，故C错误，D正确。故选D。
16．（2021·湖南怀化市高三一模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，原线圈与定值电阻R1串联后，接入输出电压有效值恒定的正弦交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻R2，A、V是理想电表，已知R1=1 Ω。当R2=3 Ω时，电流表的读数为2 A，则（　　）

A．电源输出电压为6 V
B．电源输出功率为26 W
C．当R2=6 Ω时，电压表的读数为8 V
D．当R2=4 Ω时，变压器输出功率最大
【答案】D
【解析】A．当时，电流表的读数为2A，电压表的读数为U2=6V，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，根据电压与匝数成正比得原线圈电压是
根据单相变压器中电流与匝数成反比得原线圈电流是
所以电源输出电压为，A错误；
B．电源输出功率为，B错误；
C．根据欧姆定律得副线圈电流为，所以原线圈电流是，所以
当时解得，即电压表的读数为8.4V；选项C错误；
D．由，解得，变压器输出的功率，
所以满足时变压器输入功率最大，解得,即当时，变压器输出的功率最大为，D正确。故选D。
17．（2021·天津高三模拟）如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（　　）

A．电表A1、A2的示数都增大
B．电表V1、V2的示数都不变
C．原线圈输入功率减小
D．电阻R0消耗的电功率减小
【答案】A
【解析】AB．输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变，滑动变阻器滑片向下移动，其接入电路的阻值变小，副线圈中的电流就增大，原先圈电流也增大，所以V1示数不变，V2示数减小A1示数增大，A2示数增大，A正确，B错误；C．输入电压不变，输入电流增大，由可知，则输入功率，C错误；
D．输出电流减小，由，可知，R0消耗的电功率增大，D错误；故选A。
18．（2021·江苏南京市高三二模）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，下列说法错误的是（　　）

A．电压表读数增大 B．电流表读数减小
C．输电线上损耗的功率减小 D．用户的功率减小
【答案】D
【解析】AB．原线圈输入电压及输电功率恒定，当S由2改接为1时，根据，升压变压器副线圈匝数 增大，则增大，由于。则升压变压器副线圈电流 减小，所以电流表读数减小，线路损失的电压减小，则降压变压器原线圈的电压增大，则降压变压器副线圈的电压 增大，所以电压表的读数增大，则AB正确，不符合题意；C．输电线上损耗的功率为，由于升压变压器副线圈电流 减小，所以输电线上损耗的功率减小，则C正确，不符合题意；D．用户的功率为，输电线上损耗的功率减小，所以用户的功率增大，则D错误，符合题意；故选D。
19．（2021·福建漳州市高三二模）如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为，为滑动变阻器，为定值电阻，为电容器，为额定功率的灯泡，原线圈两端加电压，灯泡恰好正常发光，则（　　）

A．灯泡的额定电流为 B．流过的电流始终为零
C．滑片向下滑动时，灯泡变亮 D．滑片向下滑动时，原线圈的电流变小
【答案】D
【解析】A．由原线圈的电压的瞬时表达式可知，原线圈的电压有效值为，根据理想变压器的电压关系可得，灯泡的额定电流为，所以A错误；B．电容器有通交流隔直流的特点，所以流过的电流不可能始终为0，则B错误；C．滑片向下滑动时，不会改变副线圈的电压，所以灯泡L亮度不变，则C错误；D．滑片向下滑动时，电阻增大，电流减小，则副线圈的总电流减小，总功率减小，根据理想变压器原副线圈功率相等的性质，则有，原副线圈电压不变时，副线圈电流减小，所以原线圈的电流变小，则D正确；故选D。
20．（2021·浙江高三二模）小芳设计了一个电吹风，其电路图如图所示，变压器原、副线圈的匝数分别为N1、N2，小风扇的额定电压为60V。a、b、c、d为四个固定触点，转动扇形金属触片P的位置可同时接触两个触点，使电吹风可处于关机、吹热风和吹冷风三种工作状态。在电吹风吹热风时（　　）

A．触片P同时接触a、b，N1：N2=11∶3
B．触片P同时接触a、b，N1：N2=3∶11
C．触片P同时接触b、c，N1：N2=11∶3
D．触片P同时接触b、c，N1：N2=3∶11
【答案】A
【解析】由题意可知，电吹风吹热时，电热丝需连入电路中，触片P同时接触a，b，由变压器电压和匝数关系可得，A正确，BCD错误，故选A。
21．（2021·重庆高三二模）理想变压器原线圈匝数n1=270匝，输入如题图甲所示的正弦交变电压。P是副线圈上的滑动触头，当P处于题图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数n2=135匝，灯泡L恰能正常发光，电容器C刚好不被击穿，R是滑动变阻器。下列说法正确的是（　　）

A．电容器的击穿电压为11V
B．若R的滑片不动，向下移动P，则电容器的电容变小
C．若R的滑片不动，向下移动P，则原线圈的输入功率变大
D．若P不动，向上移动R的滑片，则灯泡变暗
【答案】D
【解析】A．原线圈输入电压的峰值为，则副线圈输出电压的峰值为，
由于电容器C刚好不被击穿，则电容器的击穿电压为，故A错误；B．根据电容器电容决定式可知，当R的滑片不动，向下移动P，电容器的电容不变，故B错误；C．若R的滑片不动，向下移动P，则负载总电阻R总不变，副线圈匝数减小，根据可知，副线圈输出电压有效值U2减小，再根据可知，副线圈输出功率P2减小，根据可知，原线圈的输入功率变小，故C错误；
D．若P不动，向上移动R的滑片，则滑动变阻器接入电阻变大，负载总电阻变大，副线圈匝数不变，根据可知，副线圈输出电压有效值U2不变，根据可知副线圈回路总电流减小，则根据可知，灯泡功率减小，则灯泡变暗，故D正确。故选D。
22．（2021·天津高三模拟）如图甲所示是街头常见的变压器，图乙是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压基本不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，电阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。不考虑变压器的能量损耗，下列说法正确的是（　　）

A．变压器原线圈的导线应该比副线圈的粗 B．用电器增加时，输电线损耗的功率减小
C．用电器增加时，变压器的输出功率增大 D．用电器增加时，用电器两端的电压保持不变
【答案】C
【解析】A．街头常见的变压器是常见的降压变压器，副线圈的电流比原线圈的电流大，为了安全副线圈的导线更粗一些，A错误；B．变压器的匝数比没变，原线圈两端的电压没变，则副线圈的电压不变，当用电器增加时，相当于R的值减小，则副线圈的电流增大，输电线的消耗的功率增大，B错误；C．副线圈的电压不变，副线圈的电流增大，根据，则变压器的输出功率增大，C正确；
D．副线圈的电压不变，副线圈的电流增大，根据，知用电器增加时，用电器两端的电压减小，D错误。故选C。
23．（2021·天津高三模拟）一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，导线框电阻不计，匝数为100匝，把线框产生的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，电压表为理想交流电表，则（　　）

A．在图甲的t=0.02s时刻，矩形线圈平面与磁场方向平行
B．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为（V）
C．线框转动过程中磁通量变化率最大值为0.36Wb/s
D．Rt处温度升高时，电压表V1示数与V2示数的比值变大
【答案】D
【解析】A．由图甲可知在t=0.02s时刻，电压u=0，即磁通量变化量为零，此时线框处于中性面上，线框平面与磁场方向垂直，选项A错误；B．由图知最大电压，交流电的周期为T=0.02s，则
，所以变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为，
选项B错误；C．根据可得线框转动过程中磁通量变化率最大值为
，选项C错误；D．原副线圈电压比不变，原线圈电压不变，则副线圈电压不变。Rt处温度升高时，阻值减小，电流增大，则R电压增大，而副线圈电压不变，所以V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，选项D正确。故选D。
24．（2021·北京海淀区高三一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在u=Umcos(wt+j)的交流电源上，副线圈接一定值电阻R0和滑动变阻器R，电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　）

A．电流表 A1 、A2的示数之比为2∶1
B．电压表 V1 、V2的示数之比为1∶2
C．滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小
D．原线圈的输入功率可能减小
【答案】C
【解析】B．根据原副线圈电压与匝数成正比得，故B错误；A．理想变压器输入功率和输出功率相等可得，则，故A错误；C．当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻值逐渐减小，由于输入电压不变，所以输出电压也不变，则滑动变阻器R消耗的功率则，当时，滑动变阻器R消耗的功率最大，故滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小，也可能一直增大，故C正确；D．由于理想变压器输入功率和输出功率相等，理想变压器输入功率随着输出功率的变化而变化，可能先增大后减小，也可能一直增大，故D错误。故选C。
25．（2021·天津高三模拟）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A．电流表的示数为
B．电压表的示数为
C．原线圈的输入功率为
D．副线圈输出交流电的频率为
【答案】BC
【解析】理想变压器的原线圈接在的交流电源上，有效值为220V，原、副线圈匝数之比为，，故副线圈两端电压 ，故电压表的示数为，副线圈电流
，副线圈功率，则原线圈的输入功率为，电流表示数
，因为变压器不改变频率，故副线圈输出交流电的频率，故BC正确AD错误。故选BC。
26．（2021·河南新乡市高三二模）如图甲所示，L1、L2、L3、L4为四只规格相同的灯泡，电阻均为3Ω，各电表均为理想交流电表，变压器为理想变压器，输入端所接的正弦交变电压u随时间t的关系图像如图乙所示，四只灯泡此时均正常发光，下列说法正确的是（　　）

A．输入端的交变电压有效值为24V B．变压器原、副线圈的匝数比为3∶ 1
C．电流表的示数为2A D．输入端的总功率为24W
【答案】BD
【解析】A．输入端的交变电压有效值为，故A错误；B．设灯泡的额定电流为I，则由题意可知原、副线圈中的电流分别I1=I、I2=3I，所以原、副线圈匝数比为，故B正确；C．灯泡电阻为R=3Ω，根据欧姆定律可知，副线圈两端电压为U2=IR，则原线圈两端电压为U1=3IR，根据闭合电路欧姆定律可得U=U1+IR，解得，故C错误；D．输入端的总功率为，故D正确。
故选BD。
27．（2021·天津高三模拟）如图所示，有一匝数为20、边长为10cm、电阻不计的正方形线框绕着固定转轴OO’以角速度50π rad/s在垂直于纸面向里的匀强磁场中匀速转动，线框关于OO’对称，线框通过两电刷（未画出）与某一理想变压器相连，变压器原线圈串有一个理想交流电流表A，已知理想变压器原、副线圈的匝数之比为n1：n2=10：1，副线圈两端接有两完全相同灯泡L1，L2串联，如果灯泡L1，L2的规格均为“5V，1W”且正常发光，则下列说法正确的是（　　）

A．匀强磁场的磁感应强度大小为T
B．该线框中形成的交变电流，电流方向1秒内改变25次
C．线框转到图示位置的瞬间，电流表A读数为零
D．闭合开关，并联上相同的灯泡L2，不考虑灯泡的烧坏及阻值的变化，则L1变亮，原来的L2变暗
【答案】AD
【解析】A．灯泡L1，L2的规格均为“5V，1W”且正常发光，则U2=10V，根据变压器电压的匝数关系可知U1=100V，则线圈产生的感应电动势最大值为，根据，解得，选项A正确； B．交流电的频率为，电流方向一周期内改变2次，则电流方向1秒内改变50次，选项B错误；C．电流表读数为交流电的有效值，则当线框转到图示位置的瞬间，电流表A读数不为零，选项C错误；D．闭合开关，并联上相同的灯泡L2，则变压器次级电阻减小，因为U2不变，则次级电流变大，则L1变亮，两个并联的L2电压减小，则原来的L2变暗，选项D正确。故选AD。
28．（2021·浙江温州市高三二模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中各接一定值电阻、，原线圈—侧a、b两点间接有电压为的正弦交流电源，则以下说法正确的是（　　）

A．两端电压为 B．两端的电压为
C．、上消耗的功率之比为2∶9 D．电源的输出功率与上消耗的功率之比为3∶1
【答案】BC
【解析】AB．设原线圈的输出电压为，两端的电压为，原线圈的电流为，则有


副线圈的电流为，电压为，则有



联立有
解得
则有

两端的电压为，A错误，B正确；
C．、上消耗的功率分别为，，功率之比为，C正确；
D．电源的输出功率为，上消耗的功率为，电源的输出功率与上消耗的功率之比为，D错误。故选BC。
29．（2021·辽宁朝阳市高三一模）如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原副线圈匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器，当滑片向左滑动时，电压表、电流表的示数变化分别用、、、表示，以下说法正确的是（　　）

A． B．
C． D．
【答案】AD
【解析】正弦交流电源电压稳定，有，，所以有，
根据变压器的规律可知，理想变压器原、副线圈电压变化量之比，原、副线圈电流变化量之比
，所以有，所以AD正确；BC错误；故选AD。
30．（2021·天津红桥区高三一模）为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如下图所示。当开关S闭合后（　　）

A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数不变，变压器输入功率变大
【答案】AD
【解析】线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，所以V1与V2示数及比值均不变。当开关S闭合后，副线圈的总电阻减小，根据欧姆定律得A2示数变大，则根据变压器的电流关系可知，A1示数变大，而A1与A2示数的比值不变。根据P=UI可知，变压器的输入功率变大。故选AD。
31．（2021·天津高三模拟）科技改变生活，如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1， 受电线圈的匝数为n2，且n1∶n2=10∶1。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，则下列说法正确的是（　　）

A．受电线圈cd两端的输出电压为22V
B．充电时，两线圈上所接电阻的阻值R=20Ω
C．充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为20V
D．充电时，受电线圈cd两端的输出电压为21.8V
【答案】BD
【解析】A．因为ab端输入电压为220V，由于送电线圈中的电阻R会分压，故送电线圈两端电压小于220V，则根据匝数比等于电压比可知，受电线圈cd两端的输出电压小于22V，A错误；B．由题意可知U2=1.8+1×R，送电线圈的电流为，则送电线圈两端电压U1=U-I1R=220-0.1R，根据，可得R=20Ω，B正确； C．充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为UR=I1R=2V，C错误；D．充电时，受电线圈cd两端的输出电压为U2=1.8V+1×20V=21.8V，D正确。故选BD。
32．（2021·天津和平区高三一模）如图所示，单匝矩形线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的de边匀速转动，周期为0.2s，线圈电阻为。磁场只分布在de边的左侧，若线圈从如图所示开始计时，线圈转过时的感应电流为1A，那么（　　）

A．线圈中感应电流的有效值为2A
B．线圈磁通量变化率的最大值为（wb/s）
C．线圈从图示位置转过的整个过程中，流经线圈导线横截面的电量为（C）
D．线圈消耗的电功率为5W
【答案】CD
【解析】AD．由图可知，产生的交变电流为半波式正弦交变电流，线圈转过时的感应电流为1A，所以电流的最大值为2A，此线框只有半个周期时间内有电流，因此由有效值的定义可得，
电流的有效值为1A，线圈消耗的功率，故A错误，D正确；B．由A可知，电动势的最大值为10V，，线圈磁通量变化率的最大值为10（wb/s），故B错误；C．由B可知，所以，解得，线圈从图示位置转过的整个过程中，磁通量的变化量为，此时流经横截面的电荷量为，故C正确。故选CD。
33．（2021·福建福州市高三二模）如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为，负载电阻的阻值，V是理想电压表。现将负载电阻的阻值减小为，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为，则（　　）

A．此时原线圈两端电压的最大值约为
B．此时原线圈两端电压的最大值约为
C．原线圈两端原来的电压有效值约为
D．原线圈两端原来的电压有效值约为
【答案】BC
【解析】AB．副线圈输出电压的有效值为，则原线圈输入电压的有效值为，最大值为，故A错误、B正确；CD．变压器输入电流不变，则流过副线圈电路的电流也不变，所以负载电阻变化前副线圈输出电压的有效值为，则原线圈两端的电压有效值为，故C正确、D错误。故选BC。
34．（2021·广东高三模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端的输入正弦交流电压（V），副线圈所接电压表为理想电压表，定值电阻R0=10Ω，滑动变阻器R的阻值变化范围为0~20Ω，下列说法正确的是（　　）

A．电压表的示数为40V
B．副线圈输出电压的频率为50Hz
C．滑动变阻器R消耗功率的最大值为40W
D．滑动变阻器滑片向下移动，变压器的输出功率不变
【答案】ABC
【解析】A.根据原线圈所接正弦交流电压表达式可知原线圈两端电压为U1=220V，则副线圈两端电压为
，所以电压表的示数为40V，故A正确；B.根据原线圈所接正弦交流电压表达式可知原线圈两端电压的频率为，由于变压器不改变交变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50Hz，故B正确；C.设副线圈的电流为I，则根据闭合电路欧姆定律有，则滑动变阻器R消耗的功率为，根据数学知识可知，当R0=R时P有最大值，为
，故C正确；D.变压器的输出功率为，当滑动变阻器滑片向下移动时，R增大，P减小，故D错误。故选ABC。