第72課時(shí)變壓器遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)十五：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系目標(biāo)要求1.會(huì)用實(shí)驗(yàn)探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，體會(huì)控制變量法，了解實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因。2.知道變壓器的工作原理，掌握變壓器的特點(diǎn)，并能分析、解決實(shí)際問(wèn)題。3.會(huì)對(duì)遠(yuǎn)距離輸電線路各物理量分析和計(jì)算?？键c(diǎn)一實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)原理(1)實(shí)驗(yàn)電路圖(如圖所示)：(2)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法①n1、U1一定，研究n2和U2的關(guān)系。②n2、U1一定，研究n1和U2的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)器材學(xué)生電源(低壓交流電源，小于12V)1個(gè)、可拆變壓器1個(gè)、多用電表1個(gè)、導(dǎo)線若干。3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程(1)保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究n2對(duì)副線圈電壓U2的影響。①估計(jì)被測(cè)電壓的大致范圍，選擇多用電表交流電壓擋適當(dāng)量程，若不知道被測(cè)電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電壓擋的最大量程進(jìn)行測(cè)量。②組裝可拆變壓器：把兩個(gè)線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用交流電壓擋測(cè)量輸入、輸出電壓。(2)保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響。重復(fù)(1)中步驟。4.數(shù)據(jù)處理由數(shù)據(jù)分析變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比與原、副線圈的匝數(shù)n1、n2之比的關(guān)系。5.注意事項(xiàng)(1)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再進(jìn)行操作。(2)為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過(guò)12V，通電時(shí)不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量。例1某興趣小組用如圖所示的可拆變壓器進(jìn)行“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)下列說(shuō)法正確的是。A.變壓器工作時(shí)，通過(guò)鐵芯導(dǎo)電把電能由原線圈輸送到副線圈B.變壓器工作時(shí)在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能C.理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，沒(méi)有能量損失D.變壓器副線圈上不接負(fù)載時(shí)，原線圈兩端電壓為零(2)如圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)，原線圈接“0”“8”接線柱，副線圈接“0”“1”接線柱，原線圈兩端連接低壓交流電源10V擋，用交流電壓表測(cè)得副線圈兩端的電壓為0.4V，這與其他小組的正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論明顯不一致。對(duì)于這個(gè)小組實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)明顯偏差的原因，最有可能的是。A.原線圈匝數(shù)太多，電阻過(guò)大B.鐵芯沒(méi)有閉合，漏磁過(guò)多C.副線圈匝數(shù)太少，增加實(shí)驗(yàn)誤差D.副線圈的電阻太小(3)實(shí)際操作中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個(gè)接線柱之間，測(cè)得副線圈的“0”和“4”兩個(gè)接線柱之間的電壓為3.0V，則可推斷原線圈的輸入電壓可能為。A.3.0V B.5.3V C.6.0V D.6.2V(4)為了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全，下列做法正確的是。A.為了人身安全，只能使用低壓直流電源，所用電壓不要超過(guò)12VB.連接好電路后，應(yīng)先檢查電路連接是否正確，再接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C.因?yàn)槭褂秒妷狠^低，通電時(shí)可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱D.為了測(cè)量電表的安全，測(cè)量電壓時(shí)，先選用最大量程試測(cè)答案(1)BC(2)B(3)D(4)BD解析(1)變壓器是通過(guò)互感工作，而不是通過(guò)鐵芯導(dǎo)電把電能由原線圈輸送到副線圈，A項(xiàng)錯(cuò)誤；變壓器工作時(shí)在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)正確；理想變壓器忽略能量損失，原線圈輸入功率等于副線圈輸出功率，C項(xiàng)正確；變壓器的原線圈兩端電壓由發(fā)電機(jī)提供，則副線圈上不接負(fù)載時(shí)，原線圈兩端電壓不變，不為零，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)根據(jù)變壓器的工作原理可知，若通過(guò)原、副線圈的磁通量相同，則原、副線圈兩端電壓之比等于匝數(shù)比，則有U2U1＝n2n(3)若是理想變壓器，則變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為U1U2＝n1n2，當(dāng)變壓器的原線圈接“0”和“8”兩個(gè)接線柱，副線圈接“0”和“4”兩個(gè)接線柱時(shí)，可知原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，副線圈電壓為3.0V，則原線圈電壓應(yīng)該為6.0V；實(shí)際操作中，不是理想變壓器，需要考慮損失部分，則原線圈所接電壓大于(4)在實(shí)驗(yàn)中為了確保人身安全，需要使用低壓交流電源，且電壓不要超過(guò)12V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；為了確保安全，實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接好電路后，應(yīng)先檢查電路連接是否正確，再接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B項(xiàng)正確；即使使用電壓較低，為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠精確性，通電時(shí)也不能用手直接接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱，C項(xiàng)錯(cuò)誤；為了測(cè)量電表的安全，測(cè)量電壓時(shí)，先選用最大量程試測(cè)，再選用小一點(diǎn)的量程，確保精確度，D項(xiàng)正確?？键c(diǎn)二理想變壓器原理及應(yīng)用1.構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成的。(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。2.基本關(guān)系式功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入＝P出，且輸出功率P出決定輸入功率P入電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，U1U2＝n1電流關(guān)系①只有一個(gè)副線圈時(shí)，I1I2＝n2②有多個(gè)副線圈時(shí)，由P入＝P出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn或I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…＋I(xiàn)nnn，輸出決定輸入頻率關(guān)系f1＝f2，變壓器不改變交變電流的頻率1.變壓器只對(duì)交變電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用。(√)2.變壓器不僅能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。(×)3.在任何情況下，理想變壓器均滿足U1U2＝n1n2、I1I2＝例2(多選)(2024·海南卷·9)電動(dòng)汽車充電站變壓器輸入電壓為10kV，輸出電壓為220V，每個(gè)充電樁輸入電流為16A，設(shè)原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，輸入正弦交流電的頻率為50Hz，則下列說(shuō)法正確的是()A.交流電的周期為0.02sB.原副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶500C.輸出的最大電壓為220VD.若10臺(tái)充電樁同時(shí)使用，輸入功率為35.2kW答案AD解析交流電的周期為T(mén)＝1f＝0.02s，故A正確；根據(jù)理想變壓器原副線圈的電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系可得，原副線圈匝數(shù)比為n1n2＝U1U2＝10×1000220＝50011，故B錯(cuò)誤；輸出的最大電壓為U2m＝2U2＝2202V，故C錯(cuò)誤；若10臺(tái)充電樁同時(shí)使用，輸出功率為P2總＝10U2I2＝10×220×16W＝35200W＝35.2kW例3(多選)(2024·山東臨沂市模擬)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶2，原線圈與定值電阻R1串聯(lián)后，接入輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源，副線圈電路中負(fù)載電阻為可變電阻R2，A、V為理想交流電表。當(dāng)R2＝2R1時(shí)，電流表的讀數(shù)為1A，電壓表的讀數(shù)為4V，則()A.電源輸出電壓為6VB.電源輸出功率為4WC.保持R1阻值不變，當(dāng)R2＝8Ω時(shí)，電壓表的讀數(shù)為6VD.保持R1阻值不變，當(dāng)R2＝8Ω時(shí)，變壓器輸出的功率最大答案ACD解析方法一(常規(guī)解法)當(dāng)R2＝2R1時(shí)，電流表的讀數(shù)為1A，電壓表的讀數(shù)為4V，所以R2＝4Ω，R1＝2Ω，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶2，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得原線圈兩端的電壓U1＝2V，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比得原線圈中的電流I1＝2A，所以電源輸出電壓U＝U1＋I(xiàn)1R1＝6V，電源輸出功率P＝UI1＝12W，故A正確，B錯(cuò)誤；設(shè)副線圈兩端的電壓為U2，根據(jù)歐姆定律得副線圈中的電流為U2R2，則原線圈中的電流是2U2R2，所以電源的輸出電壓U＝2U2R2R1＋12U2，副線圈輸出電壓與電阻R2的關(guān)系為U2＝2UR24R1＋R2，變壓器輸出的功率P2＝U22R2＝4U2R2(4R1＋R2)2＝4U2方法二(等效電阻法)因原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2，則等效負(fù)載R'＝(12)2R2＝14R2，R2＝U2I2＝4Ω，R1＝2Ω，I1＝2I2＝2A，所以U＝I1R1＋I(xiàn)1R'＝6V，P＝UI1＝12W，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)R2＝8Ω時(shí)，R'＝2Ω，I1'＝UR'＋R1＝1.5A，I2'＝I1'2＝0.75A，則U2'＝I2'R2＝6V，C正確；將R1等效為電源的內(nèi)阻，則R'＝R1，即R方法三(等效電源法)設(shè)電源輸出電壓為U，因原、副線圈的匝數(shù)之比為k＝12，將變壓器、定值電阻R1與原交流電源看成一個(gè)整體，等效為一個(gè)新電源，則新電源的電動(dòng)勢(shì)E'＝Uk＝2U，新電源的內(nèi)阻r'＝R1k2＝4R1，當(dāng)R2＝2R1時(shí)，電流表的讀數(shù)為1A，電壓表的讀數(shù)為4V，所以R2＝4Ω，R1＝2Ω，由電流表的讀數(shù)I2＝E'r'＋R2，代入E'和r'，解得U＝6V，電源輸出功率P＝I2E'＝12W，故A正確，B錯(cuò)誤；新電源的電動(dòng)勢(shì)E'＝Uk＝2U＝12V，內(nèi)阻r'＝R1k2＝4R1＝8Ω，保持R1阻值不變，當(dāng)R2＝8Ω時(shí)，電壓表的讀數(shù)為電動(dòng)勢(shì)的一半，即為6V，交變電路中的等效思想1.等效電阻的建立在只有一個(gè)副線圈的理想變壓器電路中，設(shè)原線圈、副線圈的匝數(shù)之比為n1n2＝k，負(fù)載電阻為R，則變壓器和負(fù)載電阻整體可以等效為一個(gè)新電阻，其阻值R'＝k證明：如圖甲所示，設(shè)原線圈兩端的電壓為U1、電流為I1，副線圈兩端的電壓為U2、電流為I2，副線圈所接負(fù)載為R，變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。由歐姆定律可知U2I2＝R，令原線圈、副線圈的匝數(shù)之比n1n2＝k，根據(jù)理想變壓器規(guī)律可知U1U2＝n1n2＝k，2.等效電源的建立理想變壓器中與原線圈串聯(lián)的定值電阻為R0，交流電源輸出電壓為U，設(shè)原線圈、副線圈的匝數(shù)之比為n1n2＝k，則變壓器、定值電阻R0與原交流電源整體可等效為一個(gè)新電源，新電源的電動(dòng)勢(shì)E'＝Uk，新電源的內(nèi)阻證明：如圖丙所示，設(shè)原線圈兩端的電壓為U1、電流為I1，副線圈兩端的電壓為U2、電流為I2，副線圈所接負(fù)載為R，與原線圈串聯(lián)的定值電阻為R0，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。將變壓器、定值電阻R0與原交流電源看成一個(gè)整體，等效為一個(gè)新的電源，令新電源的電動(dòng)勢(shì)為E'，新電源的等效內(nèi)阻為r'，作出等效后的電路圖如圖丁所示。對(duì)圖丙，由串聯(lián)電路的規(guī)律得U1＝U－I1R0，令n1n2＝k，則U1U2＝k，I2I1＝k，聯(lián)立可得U2＝Uk－I2R0k2。對(duì)圖丁，由閉合電路歐姆定律得U2＝E'例4(多選)(2024·全國(guó)甲卷·19)如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過(guò)滑動(dòng)觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動(dòng)變阻器R、定值電阻R0和R1、開(kāi)關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓U0不變的情況下，為提高R1的熱功率，可以()A.保持T不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)B.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)D.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)答案AC解析保持T不動(dòng)，根據(jù)理想變壓器的性質(zhì)可知副線圈中電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)時(shí)，R與R1串聯(lián)后的總電阻減小，電流增大，根據(jù)P＝I2R1可知此時(shí)R1的熱功率增大，故A正確；將T向b端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)變小，故副線圈兩端電壓變小，滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變時(shí)，通過(guò)R1的電流減小，故R1的熱功率減小，故B錯(cuò)誤；將T向a端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)增加，故副線圈兩端電壓變大，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)，R與R1串聯(lián)后的總電阻減小，電流增大，此時(shí)R1的熱功率增大，故C正確；將T向b端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)減少，故副線圈兩端電壓變小，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)，R與R1串聯(lián)后的總電阻增大，電流減小，此時(shí)R1的熱功率減小，故D錯(cuò)誤。常見(jiàn)的兩種動(dòng)態(tài)變化分析(1)匝數(shù)比不變的情況(如圖)①U1不變，根據(jù)U1U2＝n1n2，輸入電壓U1決定輸出電壓②當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化。③I2變化引起P2變化，而P1＝P2，故P1發(fā)生變化。(2)負(fù)載電阻不變的情況(如圖)①U1不變，n1n2發(fā)生變化時(shí)，②R不變，U2變化時(shí)，I2發(fā)生變化。③根據(jù)P2＝U22R和P1＝P2，可以判斷P2變化時(shí)，P1發(fā)生變化，U1不變時(shí)，考點(diǎn)三高壓輸電線路的電壓損失和功率損失1.輸電電流I＝PU2.電壓損失(1)ΔU＝U－U'；(2)ΔU＝IR。3.功率損失(1)ΔP＝P－P'＝ΔU·I；(2)ΔP＝I2R＝(PU)24.降低輸電損耗的兩個(gè)途徑(1)減小輸電線的電阻R。由R＝ρlS知，可加大導(dǎo)線的橫截面積、采用電阻率小(2)減小輸電導(dǎo)線中的電流。在輸電功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，要減小電流，必須提高輸電電壓。例5(多選)特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國(guó)已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)。假設(shè)從A處采用550kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為ΔP，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1100kV特高壓輸電。輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣'，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU'。不考慮其他因素的影響，則()A.ΔP'＝14ΔP B.ΔP'＝12C.ΔU'＝14ΔU D.ΔU'＝12答案AD解析由輸電電流I＝PU知，輸送的電功率不變，輸電電壓加倍，輸電電流變?yōu)樵瓉?lái)的12，損耗的電功率ΔP＝I2r，故輸電電壓加倍，損耗的電功率變?yōu)樵瓉?lái)的14，即ΔP'＝14ΔP；輸電線上損失電壓為ΔU＝Ir，則輸電電壓加倍，損失電壓變?yōu)樵瓉?lái)的12，即ΔU'＝12Δ考點(diǎn)四遠(yuǎn)距離輸電1.理清輸電電路圖的三個(gè)回路(如圖)(1)在電源回路中，P發(fā)電機(jī)＝U1I1＝P1。(2)在輸送回路中，I2＝I線＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R線，ΔP＝I22R(3)在用戶回路中，P4＝U4I4＝P用戶。2.抓住兩組關(guān)聯(lián)式(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系著電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：U1U2＝n1n2，(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系著輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：U3U4＝n3n4，3.掌握一個(gè)守恒觀念功率關(guān)系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I線＝I線2R線＝例6(2024·山東省青島第二中學(xué)期末)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝100kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝250V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線＝8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V。已知輸電線上損失的功率P線＝5kW，假設(shè)兩個(gè)變壓器均是理想變壓器，下列說(shuō)法正確的是()A.發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝40AB.輸電線上的電流I線＝625AC.降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝190∶11D.用戶得到的電流I4＝455A答案C解析發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝PU1＝100×103250A＝400A，故A錯(cuò)誤；輸電線上損失的功率P線＝I線2R線＝5kW，所以I線＝P線R線＝25A，故B錯(cuò)誤；用戶得到的功率P4＝P－P線＝(100－5)kW＝95kW，則I4＝P4課時(shí)精練(分值：60分)1~4題每小題4分，5題8分，共24分1.電流互感器是一種測(cè)量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上。則電流互感器()A.是一種降壓變壓器B.能測(cè)量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流答案D解析電流互感器原線圈匝數(shù)少，副線圈匝數(shù)多，是一種升壓變壓器，故A錯(cuò)誤；變壓器的原理是電磁感應(yīng)，只能夠在交流電路中正常工作，故它不能測(cè)量直流電路的電流，故B錯(cuò)誤；理想變壓器不改變交變電流的頻率，故C錯(cuò)誤；變壓器的電流與匝數(shù)成反比，因此副線圈的電流小于原線圈的電流，故D正確。2.(多選)(2025·山東煙臺(tái)市?？?某發(fā)電廠原來(lái)用11kV的交流電壓輸電，后來(lái)改用升壓變壓器將電壓升高到550kV后再輸電。若輸電的電功率都是P，輸電線路的電阻均為R，則下列說(shuō)法中正確的是()A.根據(jù)公式P損＝I2R，為減小輸電功率損失，可以減小輸電電流B.根據(jù)公式P損＝U2C.根據(jù)公式I＝UR，提高電壓后輸電線上的電流增大為原來(lái)的50D.根據(jù)公式I＝PU，提高電壓后輸電線上的電流減小為原來(lái)的答案AD解析輸電線上的損耗功率為P損＝I2R，為減小輸電損失，可以減小輸電電流，故A正確；根據(jù)P損＝U2R，可知此時(shí)U表示輸電線上的損失電壓，而不是輸電電壓，故B錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律I＝UR，可知此時(shí)U表示輸電線上的損失電壓，而不是輸電電壓，故C錯(cuò)誤；由公式I＝PU可得，當(dāng)電壓升高為原來(lái)的50倍后，電流變?yōu)樵瓉?lái)的3.(2024·北京卷·5)如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V，3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是()A.原線圈兩端電壓的有效值為242VB.副線圈中電流的有效值為0.5AC.原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D.原線圈的輸入功率為12W答案B解析由題圖乙知，理想變壓器原線圈電壓最大值為Um＝242V，則有效值為U1＝Um2＝24V，故A錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光，由P＝UI得，副線圈中電流有效值為I＝PLU2＝3W6V＝0.5A，故B正確；由理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系可知n1n2＝U1U2＝4.(多選)(2024·山東淄博市期中)如圖為理想的自耦變壓器，其中P為變壓器上的滑動(dòng)觸頭，P'為滑動(dòng)變阻器上的滑片，電流表為理想電表，若輸入電壓U1一定，則()A.P不動(dòng)，P'向下滑動(dòng)時(shí)，U2一直在減小B.P'不動(dòng)，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度時(shí)，U1和U2的比值增大C.P'不動(dòng)，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度時(shí)，電流表讀數(shù)在增大D.P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度，同時(shí)P'向下滑動(dòng)時(shí)，小燈泡的亮度可以不變答案BD解析根據(jù)U1U2＝n1n2，P不動(dòng)，則匝數(shù)比一定，可知U2不變，A錯(cuò)誤；P'不動(dòng)，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度時(shí)，副線圈接入的線圈匝數(shù)變小，根據(jù)U1U2＝n1n2可知，U1和U2的比值增大，B正確；P'不動(dòng)，P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度時(shí)，根據(jù)上述可知，U2減小，則通過(guò)副線圈的電流減小，根據(jù)I1I2＝n2n1可知，通過(guò)原線圈的電流減小，即電流表讀數(shù)在減小，C錯(cuò)誤；P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度，同時(shí)P'向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈接入的線圈匝數(shù)變小，根據(jù)U5.(8分)(2024·山東棗莊市期中)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)學(xué)習(xí)小組采用了如圖甲所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究，原、副線圈的電壓由電壓傳感器獲得。(1)(2分)觀察變壓器的鐵芯，發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)和材料是；A.整塊不銹鋼鐵芯B.整塊硅鋼鐵芯C.絕緣的不銹鋼片疊加而成D.絕緣的硅鋼片疊加而成(2)(2分)第一組同學(xué)將變壓器正確組裝好，如圖乙所示。連接到圖乙中的電源上，閉合電源開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)原線圈兩端電壓傳感器有示數(shù)，但無(wú)論如何調(diào)節(jié)電源的電壓旋鈕，副線圈兩端電壓傳感器均無(wú)示數(shù)，經(jīng)檢查導(dǎo)線和各連接處均無(wú)斷路，則最可能的原因是。(3)(2分)第二組同學(xué)正確組裝變壓器后，記錄數(shù)據(jù)如下：原線圈n1(匝)100100400400副線圈n2(匝)200800200800原線圈電壓U1(伏)1.961.504.062.80副線圈電壓U2(伏)3.9011.82.005.48通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是。(4)(2分)第二組同學(xué)繼續(xù)探究實(shí)驗(yàn)，把2.0V的學(xué)生電源cd接到原線圈“0”“100”接線柱，副線圈接到“200”“800”接線柱，則接在副線圈兩端的傳感器示數(shù)最有可能是。A.1.0V B.2.0V C.11.5V D.15.8V答案(1)D(2)連接的是電源ab間的直流電(3)原、副線圈兩端電壓U與匝數(shù)n成正比(4)C解析(1)為防止產(chǎn)生渦流而損耗能量，變壓器的鐵芯采用絕緣的硅鋼片疊成。故選D。(2)由于原線圈有電壓，副線圈無(wú)電壓，且電路連接完好，最可能的是第一組同學(xué)在連接電源的時(shí)候連接的是ab間的直流電源。當(dāng)電路連接完好，原線圈接直流電壓時(shí)，副線圈的磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(3)由表格數(shù)據(jù)可知，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)U1U2＝n(4)若為理想變壓器，則U解得U2＝12.0V考慮到不是理想變壓器，有漏磁現(xiàn)象，則副線圈的電壓應(yīng)略小于12.0V，所以最有可能的是11.5V。故選C。6~10題每小題6分，共30分6.(2023·天津卷·6)如圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認(rèn)為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說(shuō)法正確的有()A.T1輸出電壓與T2輸入電壓相等B.T1輸出功率大于T2輸入功率C.若用戶接入的用電器增多，則R功率降低D.若用戶接入的用電器增多，則T2輸出功率降低答案B解析由于輸電過(guò)程中電阻R要產(chǎn)生熱量，會(huì)損耗功率，故T1輸出功率大于T2輸入功率，T1輸出電壓大于T2輸入電壓，故A錯(cuò)誤，B正確；由于輸入電壓不變，所以變壓器T1的輸出電壓不變，隨著用戶接入的用電器增多，導(dǎo)致用戶端的等效電阻變小，則用戶端電流變大，輸電電路電流也相應(yīng)變大，根據(jù)P損＝I2R可知R功率增大，故C錯(cuò)誤；用戶接入的用電器增多，用電器消耗功率增大，即T2輸出功率增大，故D錯(cuò)誤。7.(2024·浙江6月選考·7)理想變壓器的原線圈通過(guò)a或b與頻率為f、電壓為u的交流電源連接，副線圈接有三個(gè)支路，如圖所示。當(dāng)S接a時(shí)，三個(gè)燈泡均發(fā)光，若()A.電容C增大，L1燈泡變亮B.頻率f增大，L2燈泡變亮C.RG上光照增強(qiáng)，L3燈泡變暗D.S接到b時(shí)，三個(gè)燈泡均變暗答案A解析電容增大，對(duì)交流電的阻礙作用減小，則L1燈泡變亮，故A正確；頻率f增大，則電感的阻礙作用增大，則L2燈泡變暗，故B錯(cuò)誤；光照增強(qiáng)，光敏電阻阻值減小，由于各支路兩端電壓不變，則通過(guò)L3燈泡的電流增大，變亮，故C錯(cuò)誤；S接到b時(shí)，根據(jù)變壓比可知，副線圈電壓增大，則三個(gè)燈泡均變亮，故D錯(cuò)誤。8.(2025·山東煙臺(tái)市質(zhì)檢)由匝數(shù)為n1的原線圈和兩個(gè)匝數(shù)分別為n2和n3的副線圈組成的理想變壓器，如圖所示。已知圖中定值電阻R1＝3Ω，R2＝4Ω，電流表為理想交流電表。當(dāng)原線圈接入電壓恒定的正弦交變電流，開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合時(shí)電流表示數(shù)為僅閉合S1時(shí)的4倍，則n2∶n3為()A.1∶2 B.2∶1C.1∶3 D.3∶1答案A解析根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系U1U2＝n1n2，U1U3＝n1n3，開(kāi)關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，變壓器輸出功率為P1＝U22R1＋U32R2，僅閉合S1時(shí)，變壓器輸出功率為P2＝U22R1，又P1＝U19.(多選)(2022·湖北卷·9)近年來(lái)，基于變壓器原理的無(wú)線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其簡(jiǎn)化的