2025高考物理复习变压器电能的输送课件教案练习题

第十二章交变电流电磁振荡与电磁波传感器第2讲变压器电能的输送课标要求1．通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系，知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。2．了解发电机和电动机工作过程中的能量转化，认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。考点一变压器的工作原理与基本关系考点二变压器的动态分析考点三远距离输电内容索引聚焦学科素养课时测评考点一变压器的工作原理与基本关系1．构造和原理(1)构造：如图所示，变压器是由__________和绕在铁芯上的__________组成的。(2)原理：利用电磁感应的______现象。知识梳理闭合铁芯两个线圈互感2．基本关系式(1)功率关系：________。(2)电压关系：只有一个副线圈时，_______；(3)电流关系：只有一个副线圈时，________；有多个副线圈时，U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn。(4)频率关系：f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)。P1＝P2(2023·广东高考·改编)用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，输出功率为8.8kW，原线圈的输入电压u＝220sinV。判断下列说法的正误：(1)副线圈输出电压的最大值为110V。 (

)(2)副线圈输出电压的有效值为440V。 (

)(3)副线圈输出电流的有效值为20A。 (

)(4)副线圈输出电流的频率为50Hz。 (

)高考情境链接×√√√1．变压器原、副线圈的物理量间的制约关系2．含有多个副线圈的变压器的电路分析副线圈有两个或两个以上时，一般从原、副线圈的功率相等入手。利用P1＝P2＋P3＋…，结合原、副线圈电压关系、欧姆定律等分析。核心突破电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和原、副线圈匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和原、副线圈匝数比决定3．变压器原线圈所在电路中含有负载问题的分析(1)将原线圈看作用电器，在原线圈电路中可应用串、并联电路规律、闭合电路的欧姆定律等。(2)要求解原线圈电路中负载的电流、电压和功率，一般需先求副线圈中的电流，然后根据理想变压器原、副线圈中的电流关系求得原线圈电路中的电流，进而求解通过负载的电流。原、副线圈的电流关系往往是解决问题的突破口。考向1变压器的基本关系(多选)(2022·湖南省娄底高三期末)理想变压器原、副线圈所接的电路如图甲所示，原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝5∶1，其中定值电阻R1＝R2＝R3＝110Ω，两电表为理想交流电表，原线圈两端接有如图乙所示的交流电。当t＝

s时，原线圈的瞬时电压为u＝110V。断开S1、S2，电源消耗的电功率为P1；闭合S1、S2，电源消耗的电功率为P2。则下列说法正确的是A．闭合S1、断开S2，电压表的示数为44VB．闭合S1、S2，电流表的示数为4.0AC．断开S1、S2，电流表的示数为0.04AD．P1∶P2＝1∶4例1√√√由题图乙可得，周期T＝0.02s，故可得ω＝

＝100πrad/s，故交流电的表达式为u＝Umsin(100πt)V，又因为t＝

s时原线圈瞬时电压u＝110V，所以Um＝220V，原线圈电压有效值为U1＝

＝220V，根据

可得，副线圈电压U2＝44V，当闭合S1、断开S2，电压表测量副线圈电压，故电压表的示数为44V，故A正确；闭合S1、S2，副线圈电流为I2′＝

＝0.8A，根据

可得I1′＝0.16A，电流表的示数为0.16A，故B错误；断开S1、S2，副线圈总电阻为R＝R1＋R2＝220Ω，副线圈电流为I2＝

＝0.2A，根据

可得原线圈电流I1＝0.04A，故C正确；P1＝U1I1＝8.8W，P2＝U1I1′＝35.2W，所以P1∶P2＝1∶4，故D正确。考向2原线圈有电阻的变压器(2023·河北衡水模拟)如图所示，含理想变压器的电路中，a、b两端接在输出电压u＝40sin(100πt)V的交流电源上，R0的阻值是R的4倍。已知当S断开时，R消耗的电功率和R0消耗的电功率相等，下列说法正确的是A．副线圈输出电压的频率为100HzB．R0两端的电压为10VC．原、副线圈的匝数之比为2∶1D．若开关S闭合，电阻R消耗的电功率变为原来的2倍例2√由电源输出电压表达式和ω＝2πf可知，交流电压的频率为50Hz，变压器不改变电流的周期和频率，则副线圈输出电压的频率为50Hz，故A错误；设变压器原、副线圈匝数的比值为k，由等效电阻知识可知，变压器和电阻R的等效电阻为k2R，可将题图电路等效为如图所示的电路，开关断开时，R消耗的电功率和R0消耗的功率相等，可得电阻R0两端的电压与等效电阻两端的电压相等，此时R0两端的电压为20V，故B错误；结合上述分析可知R0＝k2R，解得k＝2，故C正确；若开关S闭合，原线圈两端的电压变为原来的2倍，电阻R两端的电压也变为原来的2倍，由P＝

，可知电阻R消耗的电功率变为原来的4倍，故D错误。故选C。考向3

“一原多副”变压器(多选)(2023·河北张家口统考)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2∶n3＝2∶1∶1，a、b两端接u＝40sin(100πt)V的交流电源，定值电阻R＝2Ω，两个完全相同的灯泡L额定电压均为20V，其电阻恒定且均为1Ω，下列说法正确的是A．灯泡L均能正常工作B．通过电阻R的电流为10AC．通过灯泡L的电流均为10AD．交流电源消耗的总功率为400W例3√√根据原、副线圈电压与匝数的关系

所以三个线圈两端的电压之比为U1∶U2∶U3＝2∶1∶1，原、副线圈消耗的电功率相等，即U1I1＝2，原线圈回路满足的关系为U＝I1R＋U1，其中交流电源电压的有效值是U＝40V，联立可得U1＝20V，U2＝U3＝10V，I1＝I2＝I3＝10A，交流电源消耗的总功率为P＝UI1＝400W。故选BC。规律总结具有两个(或两个以上)副线圈的变压器的三个关系(2)电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋…(3)功率关系：P1＝P2＋P3＋…

考向4含有二极管的变压器(2023·安徽滁州统考)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1＝R2＝55Ω，D1、D2为理想二极管，A为理想电流表。原线圈接u＝220sin(100πt)V的交流电，则A．副线圈中交流电频率为100HzB．电流表示数为2AC．理想变压器输入功率为440WD．二极管的反向耐压值应大于110V例4√根据题意可知交流电的角速度ω＝100πrad/s，频率为f＝

＝50Hz，变压器可以改变电压和电流的值，但不能改变频率，因此副线圈中交流电频率仍为50Hz，故A错误；原线圈两端电压的最大值U1m＝220V，根据

副线圈两端电压的最大值U2m＝110

V，当最大电压为110V时，二极管仍然正常工作，说明二极管的反向耐压值大于110V，故D错误；由于二极管的作用，副线圈两个电阻交替工作，与没有二极管时一个电阻R始终工作完全相同，副线圈两端电压的有效值U2＝

＝110V，因此电流表的示数I2＝

＝2A，理想变压器输入功率等于电阻消耗的功率P＝U2I2＝110×2W＝220W，故B正确，C错误。故选B。返回考点二变压器的动态分析1．匝数比不变，负载变化如图甲所示，匝数比不变，负载变化的情况的分析思路：(1)U1不变，根据

输入电压U1决定输出电压U2，可以得出不论负载电阻R如何变化，U2不变。(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，根据输出电流I2决定输入电流I1，可以判断I1的变化。(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化。知识梳理2．负载不变，匝数比变化如图乙所示，负载电阻不变，匝数比变化的情况的分析思路：(1)U1不变，

发生变化，U2变化。(2)R不变，U2变化，I2发生变化。(3)根据P2＝

和P1＝P2、P1＝U1I1，可以判断P2变化时，P1发生变化；U1不变，I1发生变化。考向1匝数比不变，负载变化(2021·福建高考)某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是A．A1增大，V2不变，V3增大B．A1增大，V2减小，V3增大C．A2增大，V2增大，V3减小D．A2增大，V2不变，V3减小例5 √不考虑变压器的输入电压随负载变化，即变压器原线圈的输入电压U1不变，根据

可知，变压器副线圈的输出电压U2即V2示数不变；因为住户的用电器均为并联，所以用电器增加时，用户的总电阻R总＝R＋R用变小，由I2＝

可知，副线圈的电流I2即A2示数变大，而由U3＝U2－I2R，可知U3即V3示数减小；由理想变压器的关系U1I1＝U2I2，可知原线圈的电流I1即A1示数变大，故选D。对点练．(多选)(2023·河南周口联考)如图甲所示，理想变压器三个线圈匝数分别n1＝600、n2＝300、n3＝1200，定值电阻R1＝10Ω、R3＝20Ω，R2是半导体热敏电阻(电阻随温度升高而减小)，电压表和电流表均为理想电表。原线圈接线柱a、b所接正弦交流电压随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是A．电压表的示数为10VB．开关K闭合前，若环境温度降低，电流表A1的示数将减小C．开关K闭合前，电流表A1和A2的示数之比大于1∶2D．若闭合开关K，电流表A1的示数将增大4A√√根据理想变压器电压的关系

可得副线圈n2两端的电压U2＝

U1＝10V，但电压表V测量半导体热敏电阻R2两端的电压，A错误；若环境温度降低，半导体热敏电阻R2的阻值增大，副线圈n2输出的电功率

减小，根据能量守恒定律得P2＝P1＝U1I1，所以电流表A1的示数将减小，B正确；由理想变压器原理可得

C错误；若闭合开关K，根据理想变压器原理可得副线圈n3两端的电压U3＝

U1＝40V，由能量守恒定律得ΔP1＝U1ΔI1＝P3＝

，所以电流表A1的示数增加量ΔI1＝4A，D正确。故选BD。考向2负载不变，匝数比变化(2023·河北唐山统考)一线圈在匀强磁场中匀速转动，输出的电压随时间变化的规律如图甲所示，发电机与如图乙所示的变压器电路相连，副线圈匝数可通过滑片P来调节，原线圈的匝数n1＝2000，当滑片P位于副线圈正中间位置时，额定电压为44V的灯泡恰好正常发光。发电机线圈电阻忽略不计，灯泡的电阻保持不变，且灯泡没有烧毁。下列说法正确的是A．t＝0.5s时，穿过线圈的磁通量为零B．副线圈的匝数n2＝400C．若滑片P由如图乙所示的位置向下移动，则灯泡的亮度变暗D．若仅将线圈的转速提高1倍，则灯泡的功率也增加1倍例6 √由题图甲可知交变电流的周期T＝0.02s，t＝0.5s时穿过线圈的磁通量与t＝0时穿过线圈的磁通量相等，而t＝0时线圈的电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，故A错误；由题图甲可知原线圈的输入电压U1＝220V，当滑片P位于中间位置时有

解得n2＝800，故B错误；当滑片P向下滑动时，副线圈接入电路的匝数减小，副线圈的输出电压减小，所以灯泡的功率减小，即灯泡变暗，故C正确；若仅将发电机线圈的转速提高一倍，由Em＝NBSω＝2πNBSn，可知发电机的输出电压提高一倍，所以灯泡两端电压也提高一倍，由P＝

，可知，灯泡的功率变为原来的四倍，故D错误。故选C。对点练．(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦式交流电，则A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小√√保持Q的位置不动，则副线圈两端电压U2不变，P向上滑动，则R增大，副线圈电流I2减小，由P1＝UI1＝U2I2，可知I1减小，电流表读数减小，故A错误，B正确；保持P的位置不动，则R不变，Q向上滑动，n2变大，根据

得，U2＝

U，则U2增大，由I2＝

知I2增大，U不变，由UI1＝U2I2知I1增大，电流表读数变大，故C正确，D错误。返回考点三远距离输电1．输电过程(如图所示)2．输送电流3．电压损失(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝___。知识梳理IR4．功率损失5．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＝ρ知，可加大导线的__________、采用__________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__________。I2R横截面积电阻率小输电电压(2023·天津高考·改编)如图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R。判断下列说法的正误：(1)T1输出电压与T2输入电压相等。 (

)(2)T1输出功率与T2输入功率相等。 (

)(3)若用户接入的用电器增多，输送电流增大。 (

)(4)若用户接入的用电器增多，输电线上的电压损失和功率损失增大。 (

)高考情境链接××√√远距离输电问题的分析技巧1．理清三个回路核心突破2．抓住两个联系(1)理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是

P1＝P2。(2)理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是

P3＝P4。3．掌握一个守恒：能量守恒关系式P1＝P损＋P3。(多选)(2023·河北邯郸统考)绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家，某物理老师为自家电动汽车安装充电桩的电路图如图所示，已知总电源的输出电压为U1＝220V，输出功率为P1＝3.3×105W，输电线的总电阻r

＝12Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为n1∶n2＝1∶15，汽车充电桩的额定电压为50V。则下列说法中正确的有A．输电线上的电流为100AB．用户获得的功率为1.5×105WC．降压变压器的匝数比为n3∶n4＝66∶1D．若充电桩消耗的功率增大，在总电压不变的情况下，充电桩用户端获得的电压减小例7√√升压变压器原线圈电流为I1＝

＝1500A，所以I2＝

I1＝100A，故A正确；输电线损耗的功率为ΔP＝Ir＝1.2×105W，所以用户获得的功率为P4＝P1－ΔP＝2.1×105W，故B错误；升压变压器副线圈电压为U2＝

U1＝3300V，输电线损耗的电压为ΔU＝I2r＝1200V，所以降压变压器的匝数比为

＝42，故C错误；若充电桩消耗的功率增大，则电源输入总功率变大，因为总电压不变，由I＝

可知升压变压器原线圈电流变大，升压变压器副线圈电流变大，则输电线上的损耗电压变大，降压变压器原线圈电压变小，则降压变压器副线圈电压也变小，故D正确。故选AD。易错警示1．输送功率是指升压变压器输出的功率，损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率。两者关系为P损＝P－P′(P为输送功率，P′为用户所得功率)。2．P损＝IR线，I线为输电线路上的电流，R线为线路电阻。3．P损＝

，ΔU为输电线路上损失的电压。4．P损＝ΔUI线。5．在远距离输电问题中，计算线路功率损耗时应用P损＝IR线，其原因是I线可以由公式P输出＝I线U输出求出，而P损＝ΔUI线和P损＝

则不常用，其原因是在一般情况下，ΔU不易求出，且易将ΔU和U输出相混而出错。返回对点练1．白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其远距离输电电路示意图如图所示。如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，R表示输电线电阻，则当用户功率增大时A．A2示数增大，A1示数减小B．V1、V2示数都减小C．输电线上的功率损失减小D．V1、A1示数的乘积大于V2、A2示数的乘积√当用户功率增大时，降压变压器的输出功率增大，输出电流增大，A2示数增大，根据理想变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系可知，降压变压器中的输入电流增大，A1示数增大，故A错误；升压变压器线圈匝数以及升压变压器输入电压不变，则升压变压器输出电压不变，则V1的示数不变，降压变压器中的输入电流增大，输电线电阻消耗的电压增大，则降压变压器输入电压减小，根据理想变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系可知，降压变压器输出电压减小，故V2示数减小，故B错误；输电线上的电流增大，输电线上的功率损失增大，故C错误；根据降压变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系可知

设降压变压器的输入电压为U0，有U1＞U0，根据降压变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系可知

故I1U1＞I1U0＝I2U2，故D正确。故选D。对点练2．(多选)(2023·山东日照高三期末)如图所示，某小型水电站发电机的输出电压U1＝250V，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻R线＝5Ω，输电线上损失的功率P线＝2kW，养殖场共有1100盏标有“220V

40W”字样的灯泡正常工作(除此之外没有其他用电器)。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是A．输电线上的电流I线＝20AB．升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶10C．降压变压器的匝数比n3∶n4＝10∶1D．发电机的输出功率为44kW√√根据P线＝IR，解得I线＝20A，故A正确；设升压变压器原线圈电流为I1，P出＝U1I1＝P线＋1100×40W＝46kW，解得I1＝184A，升压变压器的匝数比为n1∶n2＝I2∶I1＝20∶184＝5∶46，故B、D错误；降压变压器的副线圈的电流为I4＝1100×＝1100×A＝200A，降压变压器的匝数比为n3∶n4＝I4∶I3＝200∶20＝10∶1，故C正确。返回聚焦学科素养

两类特殊的变压器类型1自耦变压器自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，原、副线圈共用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(如图甲所示)也可以降压(如图乙所示)，变压器的基本关系对自耦变压器同样适用。应用1．如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω＝10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L(规格为“4W

100Ω”)和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是

A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为40sin(10t)VB．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为2∶1C．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大D．若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮√若从题图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为e＝NBSωcosωt＝40cos(10t)V，故A错误；原线圈电压为U1＝40V，灯泡电压即副线圈电压为U2＝

＝20V，所以原、副线圈的匝数比为U1∶U2＝2∶1，故B正确；若将滑动变阻器滑片向上移动，有效电阻增大，则副线圈电流变小，根据电流关系可知电流表示数变小，故C错误；若将自耦变压器触头向下滑动，则副线圈匝数减小，根据变压器电压规律可知副线圈电压减小，灯泡会变暗，故D错误。类型2互感器互感器电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在交流电路中串联在交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应用2．如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中，甲图中变压器原、副线圈的匝数比为k1，电压表读数为U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为k2，电流表读数为I，则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为A．k1U，k2I

B．k1U，C．

，k2I

D．根据原、副线圈的电压、电流与线圈匝数关系可知

由此可知U1＝k1U，I1＝

，故B正确。√返回课时测评1．(多选)如图甲所示，用电器额定电压为40V，通过一理想变压器接在如图乙所示的正弦式交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表均为理想电表，交流电流表的示数为2.2A。以下判断正确的是A．交流电压表的示数为220VB．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶2C．通过原线圈的电流的最大值为2.2AD．开关S断开后，交流电压表示数为0√√由题图乙可知，交流电源电压的最大值为Um＝220V，则有效值为U＝V＝220V，则交流电压表的示数为220V，故A正确；变压器原、副线圈匝数比等于电压比，因此有n1∶n2＝220∶40＝11∶2，故B正确；由变压器原、副线圈的电流比与匝数比I1∶I2＝n2∶n1得I1＝

I2＝

×2.2A＝0.4A，原线圈的电流最大值为I1m＝

I1＝0.4

A，故C错误；开关S断开后，交流电流表示数为0，交流电压表示数仍为220V，故D错误。2．(多选)(2023·广东省茂名一模)无线充电技术已经逐渐应用于智能手机上，手机无线充电器的原理类似于理想变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈，简化模型如图所示，已知发射、接收线圈匝数比n1∶n2＝5∶1，E、F端输入电流i＝

sin(100πt)A，下列说法正确的是A．发射线圈的输入功率等于接收线圈的输出功率B．E、F端输入的交变电流方向每秒变化50次C．接收线圈两端输出电流的有效值为1AD．接收线圈两端输出电流的有效值为

A√√理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，故A正确；由题意得f＝

＝

Hz＝50Hz，因为正弦式交流电每个周期内电流方向改变两次，故每秒变化100次，故B错误；由表达式i＝

sin(100πt)A可得原线圈电流的有效值为I1＝

＝0.2A，由于

＝

＝5，所以接收线圈两端输出电流的有效值为I2＝1A，故C正确，D错误。3．(多选)(2023·福建莆田二模)如图是一种调压变压器的原理图，线圈AB绕在一个圆形的铁芯上，A、B端加上u＝220sin(100πt)V的交流电压，通过移动滑动触头P来调节C、D端输出电压。当P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，现想将一个“38V

19W”的灯泡接到输出端C、D，下列操作可使灯泡正常发光的是A．仅将P顺时针旋转到合适位置B．仅将P逆时针旋转到合适位置C．仅将灯泡并联一个阻值为144Ω的电阻D．仅将灯泡串联一个阻值为144Ω的电阻√√输入电压的有效值为U1＝

＝220V，根据变压器两端的电压与线圈匝数的关系可知U2＝

U1＝110V，灯泡的额定电压为38V，可知现想将一个“38V

19W”的灯泡接到输出端C、D，要使灯泡正常发光，可以仅将P顺时针旋转到合适位置减小副线圈的匝数或串联一个电阻，根据RL∶R＝UL∶UR，又RL＝

，UL＋UR＝110V，联立解得R＝144Ω，故A、D正确，B、C错误。4．(多选)(2023·河南开封一模)如图为一理想变压器，其中所接的4盏灯泡规格均为“10V

5W”。当接入电压u＝U0sin的电源时，4盏灯均正常发光。下列说法正确的是A．原、副线圈的匝数比n1∶n2∶n3＝3∶1∶2B．电流在1s时间内改变50次方向C．U0＝40VD．变压器的输出功率为20W√√由ω＝2πf可知，交流电的频率为f＝

Hz＝50Hz，所以在1s时间内方向要改变100次，B错误；4盏灯相同且均正常发光，所以加在灯泡两端的电压均为U，理想变压器的输入功率等于输出功率，则有

U1I＝UI＋2UI(I、U分别为灯泡的额定电流和额定电压)，可得U1＝3U，根据

则有原、副线圈的匝数比n1∶n2∶n3＝3∶1∶2，A正确；电源电压的有效值为U＋U1＝40V，则U0＝40V，C正确；变压器的输出功率等于副线圈各用电器功率之和，即三个灯泡的功率之和为15W，D错误。故选AC。5．如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示，变压器原、副线圈匝数分别为n1和n2。下列说法正确的是C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小√由题图可知，原、副线圈两端电压满足电压之比为匝数之比，而U2不是副线圈两端电压，为滑动变阻器两端电压，即

故A错误；I1和I2是原、副线圈电路中的电流，满足

故B正确；滑片P向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，所以副线圈所在回路的电流I2变大，则由

可知I1变大，又因为U1不变，即副线圈两端电压不变，而定值电阻两端电压增大，所以U2变小，故C、D错误。6．(2024·安徽安庆模拟)如图为远距离输电的原理图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，T1、T2的原、副线圈匝数比分别为k、

，输电线的总电阻为R0。已知发电机输出电压为U1、用户两端的电压为U2，则升压变压器T1的输送功率为√T1、T2的原、副线圈匝数比分别为k、，输电线的总电阻为R0。已知发电机输出电压为U1、用户两端的电压为U2，则T1副线圈两端电压为

，T2原线圈两端电压为

，R0两端电压为UR＝

，R0中电流为

则升压变压器T1的输送功率为

故选D。7．(多选)理想变压器原线圈a的匝数为800匝，副线圈b的匝数为200匝，原线圈接在u＝220sin(314t)V的交流电源上，副线圈中“12V

6W”的灯泡L恰好正常发光，电阻R2＝16Ω，电压表V为理想电表。则下列推断正确的是A．穿过铁芯的磁通量的变化率最大为0.1Wb·s－1B．电压表V的示数为20VC．R2消耗的功率为8WD．电阻R1的阻值为100Ω√√变压器副线圈电流为I2＝

＝0.5A，因此副线圈电压即电压表示数为U2＝UL＋I2R2＝20V，则副线圈电压峰值为U2m＝20V，穿过铁芯的磁通量的变化率最大为

Wb/s，故A、B正确；R2消耗的功率为PR2＝IR2＝4W，故C错误；根据

得原线圈电流I1＝0.125A，U1＝80V，电阻R1的阻值为R1＝

Ω＝1120Ω，故D错误。8．(多选)(2024·安徽滁州模拟)如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈n1上，副线圈n2通过理想二极管接有电容C＝2×10－4F的电容器和阻值R＝20Ω的电阻，理想变压器匝数比n1∶n2＝1∶2。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，发电机线圈匝数N＝10，内阻不计且线圈面积是0.2m2，发电机转动的角速度大小为25rad/s，电压表是理想电表，下列说法正确的是A．电压表示数为10VB．电阻R的电功率为10WC．电容器上的电荷量为2×10－3CD．电容器上的电荷量为4×10－3C√√发电机产生的电动势峰值Em＝NBSω＝10×0.2×0.2×25V＝10V，电压表示数为有效值，则U1＝

即电压表示数为5V，A错误；电阻R两端的电压U2＝

n2＝10V，故电阻R的电功率P＝

＝10W，B正确；由于二极管的单向导电性，电容器只充电不放电，故电容器两端的电压最大值为交流电峰值，由变压器的匝数比关系可知电阻R两端的电压最大值为20V，此即电容器两端的电压最大值，故电容器上的电荷量Q＝CU＝2×10－4×20C＝4×10－3C，C错误，D正确。故选BD。9．(2022·湖南高考)如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表

的示数为U，理想电流表

的示数为I。下列说法正确的是A．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变B．保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大D．保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小√如图所示，将理想变压器等效为电阻，R等＝

·R1(n1和n2分别为变压器原、副线圈匝数)，若保持P1位置不变，则R等＝4R，P2向左缓慢滑动，R2接入电路的阻值减小，由I＝

知I增大，由U＝U总－IR等知U减小；由PR1＝P等＝I2R等知PR1增大，故A错误，B正确；若保持P2在最右端位置不变，R2＝9R，P1向下缓慢滑动，n2减小，R等增大，I减小，由U＝UR2＝IR2知U减小，故C错误；将R2等效为电源内阻R内，当R等＝R内＝9R时，R1消耗的功率最大，故R1消耗的功率先增大后减小，故D错误。10．(2023·山东省实验中学一模)如图所示，理想变压器原线圈电源电压U1＝3300V，副线圈两端电压U2＝220V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为3V，当开关S断开时，电流表A2的示数为15A。电表均为理想电表。下列说法正确的是A．原线圈匝数为75匝B．当开关S断开时，电流表A1的示数为2AC．当开关S闭合时，电流表A1的示数变小D．当开关S闭合时，电流表A2的示数为30A√设单匝线圈的匝数用n3表示，电压为U3，原线圈的匝数为n1，由电压与匝数的关系

可得n1＝1100匝，故A错误；当开关S断开时，由输入功率等于输出功率有U1I1＝U2I2，代入数据解得I1＝1A，故B错误；当开关S闭合时，副线圈回路中的总电阻减小，故电流增大，而原副线圈的匝数比不变，则可知原线圈