2022届高考物理一轮复习经典题汇编28变压器含解析

变压器

选择题（共10小题）

1.如图，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（）

A.原、副线圈匝数之比为9：1

B.两灯泡的额定功率相等

C.此时a的电功率大于b的电功率

D.a和b两端电压的频率之比为1：9

2.如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器,

其中接入交变电流的电压有效值U°=220V,n°=2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分

别为220匝、550匝、1100匝、2200匝.电动机M的内阻r=4Q,额定电压为U=220V,额

定功率为P=110W.下列判断正确的是（）

A.当选择挡位2时，电动机两端电压为110V

B.当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大

C.当选择挡位2时，电动机的热功率为1W

D.当选择挡位4时，电动机的输出功率为109W

3.图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器「的原、副线圈匝数比m：n2=l：k,降压

变压器孔的原、副线圈匝数比th：m=k：1,模拟输电导线的电阻r=3Q,4的负载是规格

为“15V45W”的灯泡L.当T.的输入电压为16V时L正常发光，两个变压器可视为理想变

压器，则k的值为（）

4.甲、乙两个完全相同的变压器如图接在交流电路中，两负载电阻的阻值之比R中：RL3：

1,甲变压器原线圈上电压为U”副线圈上电流为I中；乙变压器原线圈上电压为Uz,副

线圈上电流为I乙，则有（）

A.U甲二U乙I甲=1乙B,U甲二3U乙I甲二1乙

C.Uip-Uz.I甲=31z.D.U甲=3Uz,I甲=31z.

5.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1,原线圈接入图乙所示的

不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想

电表，R。和R为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中

A.R处出现火警时电压表示数增大

B.R处出现火警时电流表示数减小

C.图乙中电压的有效值为220v

D.电压表的示数为11&V

6.如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n,

原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡L和交流电风扇电动机D,

电动机线圈电阻为r.接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I.则

下列说法正确的是（）

c.风扇电动机D输出的机械功率为Ua-」L）

nnR

D.若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为Ug+r）

n2Rr

7.如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电.当原线圈输入如图乙所示的交变电压时,

额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Q,图中电压表为理想电表，

下列说法正确的是（）

Offi二餐―

EB7

A.电压表的示数为220V

B.变压器原、副线圈的匝数比为11：1

C.变压器的输入功率为110W

D.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=20«sinnt（V）

8.一理想变压器的原，副线圈的匝数比为3：1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同

的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻

两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则（）

D.U=22V,kJ

3

9.如图所示，理想变压器的原线圈接有交变电压U,副线圈接有光敏电阻R（光敏电阻随

光照强度增大而减小）、定值电阻R.则（）

A.仅增强光照时•，原线圈的输入功率减小

B.仅向下滑动P时，R两端的电压增大

C.仅向下滑动P时，R,消耗的功率减小

D.仅增大U时，上消耗的功率减小

10.如图，发电机的电动势e=678sinl00“tV,变压器的副线圈匝数可调，触头P置于a

处时，用户的用电器恰好得到220V的电压，R表示输电线的电阻。下列说法正确的是（）

A.电流的频率为100Hz

B.电压表％的示数为220V

C.电压表明的示数为678v

D.当用户的用电器功率增加时，要保持用户仍得到220V的电压，触头P应向上滑

二.多选题（共5小题）

11.如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abed,在磁感应强度为B的匀

强磁场中绕转轴00'以角速度3匀速转动，轴00'垂直于磁感线，制成一台交流发电机。

它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1：2,二极管的正向电阻

为零，反向电阻无穷大。从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是（）

A.交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBG）L2cos«t

B.变压器的输入功率与输出功率之比为1：1

C.电压表V示数为NB317

D.若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小

12.如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上，输出端

接理想电流表及阻值为R的负载，变压器原、副线圈匝数的比值为m：则下列说法正确

的是（）

A.交流电源的最大效率为50%

B.该交流电源电动势的瞬时值表达式为r=Emsinl00ntV

n<nE„

C.电流表的读数为------129m-

V2（njR+n2、）

D.若R电阻增大，则变压器副线圈两端电压变大

13.如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比m：m=22：5,电阻R尸R=25Q,D

为理想二极管，原线圈接u=220Msinl00nt（V）的交流电.则（）

A.交流电的频率为50HzB.通过R的电流为2&A

C.通过R的电流为血人D.变压器的输入功率为150W

14.如图所示，矩形线圈abed与理想变压器原线圈组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中

绕垂直于磁场的be边匀速转动，磁场只分布在be边的左侧，磁感应强度大小为B,线圈的

面积为S,转动的角速度为3,匝数为N,线圈电阻不计。下列说法正确的是（）

A.将原线圈抽头P向下滑动时，灯泡变亮

B.线圈abed转动过程中，通过线圈的最大磁通量为NBS

C.线圈处于图示位置时，矩形线圈中磁通量的变化率最大

D.若线圈abed转动的角速度变为23,则变压器原线圈电压的有效值为NBS3

15.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R。，负载电阻的阻值R=11R。，V是理想电压

表；现将负载电阻的阻值减小为R=5R”保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5V,

B.此时原线圈两端电压的有效值为34V

C.原来电压表的示数为11V

D.原来电压表的示数为16V

变压器

参考答案与试题解析

一.选择题（共10小题）

1.如图，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（）

A.原、副线圈匝数之比为9：1

B.两灯泡的额定功率相等

C.此时a的电功率大于b的电功率

D.a和b两端电压的频率之比为1：9

【解答】解：A、灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U,则说明原线圈输入电压为9U,

输出电压为U；则可知，原副线圈匝数之比为包=迪=包：故A正确；

n2U1

BC、通过a灯和b灯的电流之比由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式

I?nj9

P=UI可得两者的电功率之比为1：9；此时a的电功率小于b的电功率，故BC错误；

D、变压器不改变交流电的频率，所以a和b两端电压的频率之比为1：1,故D错误；

故选:A»

2.如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器,

其中接入交变电流的电压有效值U°=220V,n°=2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分

别为220匝、550匝、1100匝、2200匝.电动机M的内阻r=4Q,额定电压为U=220V,额

定功率为P=110W.下列判断正确的是（）

A.当选择挡位2时，电动机两端电压为110V

B.当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大

C.当选择挡位2时，电动机的热功率为1W

D.当选择挡位4时，电动机的输出功率为109W

【解答】解：A、由电压与匝数的关系一U旦n二一n，i代入数据解得：Uz=55V,故A错误；

U2n2

B、当由档位3变换到2时，副线圈匝数减少，输出电压减小，电动机的功率减小，故B错

误；

C、选择挡位2时，不知道电流或输出功率的大小，不能求出电动机的热功率；不过电风扇

在额定功率的情况下工作，电动机的额定电流为：I导0.5A，热功率「「二：［2「=1卬，可知

选择挡位2时，电动机的热功率一定小于1W.故C错误；

D、选择挡位4时，电风扇在额定功率的情况下工作，电动机的额定电流为：I导0.5A，

热功率P/I输出功率为P-Pr=(110-l)W=109W，故D正确。

故选：Do

3.图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T,的原、副线圈匝数比m：n2=l：k,降压

变压器T2的原、副线圈匝数比m=k：1,模拟输电导线的电阻r=3Q,”的负载是规格

为“15V45W”的灯泡L.当T.的输入电压为16V时L正常发光，两个变压器可视为理想变

压器，则k的值为()

A.2.B.3C.4D.9

2

【解答】解：根据电压与匝数成正比，有

三口

U2n2

即3

112k

得U2=16k

灯泡的额定电流为

1U15°

降压变压器副线圈电流Q=3A

Uqk

根据丁=丁得U3=kL=15k

根据电流与匝数成反比，得&二工

14k

得I_工W

X3k-k

电压关系:U2=U3+I3r

代入数据16k=15k+?X3

k

解得：k=3

故选：Bo

4.甲、乙两个完全相同的变压器如图接在交流电路中，两负载电阻的阻值之比R甲：R乙二3：

1,甲变压器原线圈上电压为U甲，副线圈上电流为I甲；乙变压器原线圈上电压为U乙，副

线圈上电流为I乙，则有（）

甲

A.U甲二U乙I甲=1乙B.U甲二3U乙I甲二I乙

C.U甲=U乙I申=31乙D.U中=3Uz,I甲=31%

【解答】解：由图象知本题为两个变压器串联的情况，所以电流相等I甲=1%，因为是两个

相同的变压器，所以两个变压器副线圈电流相等，根据欧姆定律副线圈电压之比为3：1,

因为变压器完全相同，所以原线圈电压之比为3：1,故U甲=3Uz,B正确。ACD错误；

故选：Bo

5.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1,原线圈接入图乙所示的

不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想

电表，R。和R为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中

A.R处出现火警时电压表示数增大

B.R处出现火警时电流表示数减小

C.图乙中电压的有效值为220V

I）.电压表的示数为U&V

【解答】解：AB、R处温度升高时，电压表示数不变，阻值减小，副线圈电流增大，而输出

功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故AB错误；

C、设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为u，电压的有效值为

（艰）/2

u.》—工代入数据得图乙中电压的有效值为ns历v,故c错误；

R2R

D、变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是10：

1,所以电压表的示数为11故D正确。

故选：Do

6.如图所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈的匝数比为n,

原线圈接电压为U的交流电源，输出端接有一只电阻为R的灯泡L和交流电风扇电动机D,

电动机线圈电阻为r.接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I.则

下列说法正确的是（）

B.风扇电动机D中的电流为工

nr

c.风扇电动机D输出的机械功率为Ua-」L）

nnR

D.若电风扇由于机械故障被卡住，则通过原线圈的电流为Ug+r）

n2Rr

【解答】解：A、理想变压器的原、副线圈的匝数比为n,原线圈接电压为U的交流电源，

则输出端电压为旦，而电动机的输入功率为乜L故A错误；

nn

B、理想变压器的原、副线圈的匝数比为n,原线圈接电压为U的交流电源，则输出端电压

为U,所以电流为」L,故B错误；

nnR

C、电动机的输入功率为UL,而电动机的线圈电阻消耗的功率为Fr,则电动机D的机械功

n

率为迎故c错误；

n

D、若电风扇由于机械故障被卡住可视为纯电阻，两电阻并联，则根据欧姆定律可知，通过

原线圈的电流为U（R+r）；故I）正确。

n2Rr

故选：D。

7.如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电.当原线圈输入如图乙所示的交变电压时,

额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Q,图中电压表为理想电表，

下列说法正确的是（）

A.电压表的示数为220V

B.变压器原、副线圈的匝数比为11：1

C.变压器的输入功率为110W

D.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=2()Msinwt(V)

【解答】解：A、原线圈输入电压为U=220V,电压表示数为灯泡的额定电压U产屈=20V,

故A错误；

B、由A分析，结合变压比公式得，3_=5=些=旦，故B正确；

n2U2201

C、变压器的输入功率与输出功率相等，为10W,故C错误；

D、由图象可知，川二转二]。。兀rad/s，副线圈电压的最大值为20则副线圈两端电

压的瞬时值表达式为u=20Msinl00nt(V),故D错误。

故选：B,

8.一理想变压器的原，副线圈的匝数比为3：1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同

的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻

两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则()

D.U=22V,k=l

3

【解答】解：由题意知：副线圈的电流为：12=旦

R

则原线圈的电流为：I产

3123R

与原线圈串联的电阻的电压为：UR=LR=U

3

由变压器的变比可知，原线圈的电压为3U,所以有：U+3U=220V

3

解得：U=66V

原线圈回路中的电阻的功率为：PI=[2R具或

‘19R

副线圈回路中的电阻的功率为：P产卫一

R

P

所以k=」=L

P29

选项A正确，BCD错误

故选：A»

9.如图所示，理想变压器的原线圈接有交变电压U,副线圈接有光敏电阻R,（光敏电阻随

光照强度增大而减小）、定值电阻R”则（）

A.仅增强光照时，原线圈的输入功率减小

B.仅向下滑动P时，R两端的电压增大

C.仅向下滑动P时，Rz消耗的功率减小

D.仅增大U时，Rz消耗的功率减小

【解答】解：A、当光照增强时，光敏电阻的电阻值减小，故变压器的输出功率增加，故输

入功率也增加，故A错误；

B、当滑动触头P向下滑动时，原线圈匝数减小，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电

压增大；根据功率表达式P=比，R?消耗的功率增大，故B正确C错误；

R

D、当U增大时，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压增大；根据功率表达式P=U_,

R

用电器消耗的功率增大；故D错误；

故选：B,

10.如图，发电机的电动势e=678sinl00ntV,变压器的副线圈匝数可调，触头P置于a

处时，用户的用电器恰好得到220V的电压，R表示输电线的电阻。下列说法正确的是（）

A.电流的频率为100Hz

B.电压表Vz的示数为220V

C.电压表片的示数为678V

D.当用户的用电器功率增加时，要保持用户仍得到220V的电压，触头P应向上滑

【解答】解：A、变压器只改变电压，不会改变频率，故频率为f=50Hz,故A错误;

B、电压表的示数为用户和输电线路上损失的电压值和大于220V,故B错误；

C、电压表测量的是有效值，故示数为11=678故c错误:

7TV,

1）、当用户功率增大时，由P=U1可知，输电线路上的电流增大，故损失电压增大，用户得到

的电压将减小，要保持用户仍得到220V的电压，必须使变压器副线圈两端电压增大，故由

U1d

可知触头P应向上滑,故D正确

故选：Do

多选题（共5小题）

11.如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abed,在磁感应强度为B的匀

强磁场中绕转轴00'以角速度3匀速转动，轴00'垂直于磁感线，制成一台交流发电机。

它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1：2,二极管的正向电阻

为零，反向电阻无穷大。从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是（）

A.交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=NB317cos3t

B.变压器的输入功率与输出功率之比为1：1

C.电压表V示数为NB3[;

D.若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均减小

【解答】解：A、从垂直于中性面时开始时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为

e=NBI?3cos31,故A正确；

B、理想变压器输入功率等于输出功率，所以变压器的输入与输出功率之比为1：1,故B正

确；

C、交流电在一个周期内有半个周期通过二极管，原线圈交流电压的最大值等于NB3I7,根

据电压之比等于匝数之比可得副线圈交流电压的最大值为2NB3/,根据电流的热效应可得

22

2NBI?、

^-XT.uip

解得U=NB3l?,则电压表V示数为NB31；,故C正确;

R2R

D、当P位置向下移动，R增大，根据理想变压器的变压原理知输出电压不变，则电压表V2

的示数不变，电阻消耗的功率变小，故电流表示数变小，故D错误;

故选：ABC«

12.如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上，输出端

接理想电流表及阻值为R的负载，变压器原、副线圈匝数的比值为m：n”则下列说法正确

的是（）

A.交流电源的最大效率为50%

B.该交流电源电动势的瞬时值表达式为r=E,„sinlOOntV

n<n9E_

C.电流表的读数为------

V2（njR+n2，）

D.若R电阻增大，则变压器副线圈两端电压变大

【解答】解：A、将变阻器等效为电阻R',当R'=i'时交流电源的效率的50%,电源的效率

P中I2R'R，

n=—.........=丁----R'越大，交流电源的效率越大，交流电源的最大效率可

P总l2（R，+r）R+=

以大于50%,故A错误；

B、根据图甲交流电的周期T=4x1（）-2s,角速度：rad/s=50兀rad/s,交

流电源电动势的瞬时值表达式为e=EMsin50兀tV，故B错误；

C、原线圈电流I】,副线圈电流12,根据电流与匝数成反比，

【2nl

E

根据能量守恒,11禧口3+1乐②

n<nE„ninE

解得：I广-----—9，所以电流表的读数为-----------产工9m5一一，故C正确；

V2(njR+n^r)&(n；R+njr)

【)、若R增大，副线圈电流减小，根据电流与匝数成反比，得原线圈电流减小，原线圈两端

电压U/E-Iir，原线圈两端电压增大，根据电压与匝数成正比，得副线圈两端的电压变

大，故D正确；

故选:CDo

13.如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比m：W22：5,电阻R=R2=25C,D

为理想二极管，原线圈接u=22O0sinlOOnt(V)的交流电.则()

A.交流电的频率为50HzB.通过R的电流为2圾A

C.通过R2的电流为、历AD.变压器的输入功率为150W

【解答】解：A、原线圈接U=220Msinl00nt(V)的交流电。

所以T=_?兀_=0.02s；

100兀

交流电的频率f=—=50Hz,故A正确；

T

B、由原线圈接U=220、/丐sinlOOmt(V)交流电，有效值是220V,

原、副线圈的匝数比m：nz=22：5,

根据原副线圈电压之比等于匝数之比可知，副线圈的电压为U2=AX220V=50V,

22

通过网的电流1=改=2八，故B错误；

25

Un

C、副线圈的电阻2消耗的功率P=3ioow；

R1

由于现在二极管的作用，副线圈的电阻2电压只有正向电压。则电阻2消耗的功率为P'=2