高中物理解題技巧之電磁學(xué)篇-

等效阻抗秒解變壓器動(dòng)態(tài)問題

一?應(yīng)用技巧

1.變壓器原線圈接有負(fù)載R時(shí)，原、副線圈的制約關(guān)系依然成立，但電路輸

入的總電壓。不再等于變壓器原線圈的電壓5,而是U=Ui+U負(fù)載，顯然

件仿.變壓器原、副線圈兩端的功率也始終相等，但電路輸入的電功率P也

不等于原線圈兩端的功率尸1,而是P=Pi+P理.

2.等效負(fù)載電阻法

變壓器等效負(fù)載電阻公式的推導(dǎo)：

設(shè)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為必：小，原線圈輸入電壓為5,副線圈負(fù)載電阻為R,

如圖1(1)所示，在變壓器正常工作時(shí)，求a、b間的等效電阻。

先畫出等效電路圖如圖1(2)所示，設(shè)變壓器等效負(fù)載電阻為R

Uin,

在(1)中由變壓器的分壓規(guī)律：得:

。2=么。1，所以負(fù)載電阻R消耗的功率為:

R

在(2)中等效電阻消耗的功率為：P'=~

R'

因尸=尸’，所以等效電阻為：R'=2R（重要結(jié)論）

〃2

【例】一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻以、尺2和七的阻值分

別為3。、和4Q,A為理想交流電流表，。為正弦交流電壓源，輸出電

壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為/；當(dāng)S閉合時(shí)，電流

表的示數(shù)為4/。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

二、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用（應(yīng)用技巧解題，提供解析僅供參考）

1.我國是全球唯一掌握超特高壓直流輸電技術(shù)的國家。下圖是特高壓直流輸電系統(tǒng)的模擬

圖（只顯示變壓與傳輸部分），則以下說法正確的是（）

A.題中描述的“特高壓直流輸電"，說明變壓器可以直接對(duì)直流電進(jìn)行變壓作用

B.變壓器在升壓過程中頻率隨著電壓的增大而升高

C.在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線路損耗功率將降低為原來的一百分之一

D.在上圖中，用戶接入電路的用電器越多，流過％的電流越大，由匝數(shù)比等于電流的反比

可知，流過電阻廠的電流變小

2.理想變壓器及其前后電路如圖所示，劭間接電壓為U的交流電，變壓器原副線圈的匝數(shù)

比為3:1,R/：必=3:1。下列做法能增大變壓器副線圈輸出電壓的是（）

A.將R/、處調(diào)換位置B.給處并上一個(gè)等值電阻

C.仍間換接頻率更高的交流電D.間換接電壓為2U的直流電

3.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1:4,正弦交流電源電壓為U=200V,電

阻A=10。，7?2=20Q,滑動(dòng)變阻器凡最大阻值為40Q,滑片P處于正中間位置，則下列

說法中正確的是（）

氏

B.電壓表讀數(shù)為160V

C.若向上移動(dòng)P,電壓表讀數(shù)將變大

D.若向上移動(dòng)P,變壓器副線圈輸出功率將變大

4.如圖，是某風(fēng)力發(fā)電節(jié)能路燈的電路簡化圖。風(fēng)速為v時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢表達(dá)式

為e=2v-sina,能感應(yīng)風(fēng)速大小的調(diào)節(jié)器（不消耗副線圈電路的電能）可以控制變壓器副

線圈的滑片P上下移動(dòng)，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，下列說法正確的是（）

A.風(fēng)速變大時(shí)，流過燈泡的電流變大

B.風(fēng)速變大時(shí)，滑片P將向上移動(dòng)

C.風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸入電壓變大

D.風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸出電壓變大

5.如圖所示，一個(gè)面積為S、匝數(shù)為N的金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度。繞垂直

于磁場方向的固定軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2,線圈兩端通過電刷與圖示

的電路連接，線圈內(nèi)阻不計(jì)。無光照時(shí)，光敏電阻此與定值電阻K的阻值相等，均為凡

光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小。理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為左（左＞1）,

電路中的電表均可視為理想電表，則（）

A.開關(guān)S處于斷開狀態(tài)時(shí)，減小光照強(qiáng)度，電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)變小

B.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NSSosin（m）

C.開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí)，將凡用黑紙包裹，鳥的電功率為四誓i

kR

D.將用用黑紙包裹，斷開開關(guān)S,理想交流電壓表的示數(shù)為5；閉合開關(guān)S,理想交流電

壓表的示數(shù)為。2,可算出。|：。2=優(yōu)+1）：1

6.如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓變壓器原、副，線圈兩端的電壓分別為。1

和4,降壓變壓器原副線圈兩端的電壓分別為6和。4。在輸電線路的起始端接入兩個(gè)互感

器，兩個(gè)互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10：1和1：10,各互感器和電表均為理想的，

則下列說法正確的是（）

A.若電壓表的示數(shù)為220V,電流表的示數(shù)為10A,則線路輸送電功率為110kW

B.若保持發(fā)電機(jī)輸送功率一定，僅將滑片。下移，輸電線損耗功率增加

C.若發(fā)電機(jī)輸出電壓3一定，若用戶數(shù)減少，為維持用戶電壓S一定，可將滑片尸上移

D.若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓-一定，僅將滑片。下移，輸電線損耗電壓增加

7.為了研究輸電線上的電阻對(duì)遠(yuǎn)距離輸電的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路，考慮到安

全因素未加裝升壓變壓器。交流發(fā)電機(jī)接在。、6之間（未畫出），忽略發(fā)電機(jī)線圈的電阻。

開動(dòng)發(fā)電機(jī)，待輸出電壓穩(wěn)定后，閉合開關(guān)S,下列說法正確的是（）

A.若4阻值調(diào)到某值（不為零）時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則&消耗的電功率將增加

B.若4阻值調(diào)到零時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則&消耗的電功率將增加

C.若用阻值調(diào)到某值（不為零）時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則電壓表V2示數(shù)將增加

D.若用阻值調(diào)到零時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則電壓表V2示數(shù)將增加

8.如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭Pi初始位置在副線圈正中間，輸入

端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻e的阻值為凡滑動(dòng)變阻器上的最大阻值為

9R,滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U,理想電流表A的示數(shù)為/。下

列說法正確的是（）

A.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，/減小，。不變

B.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，以消耗的功率增大

C.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過程中，/減小，。增大

D.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過程中，尺/消耗的功率減小

9.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4：%，輸入端。、。接入電壓有效值恒定的交變

電源，燈泡Li、L2的阻值始終與定值電阻4的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器尺的滑片從。端滑動(dòng)

到6端的過程中，兩個(gè)燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

A.Li先變暗后變亮,

B.Li先變亮后變暗，1_2一直變亮

C.Li先變暗后變亮，L2先變亮后變暗

D.Li先變亮后變暗，L2先變亮后變暗

10.如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻出電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效

值不變的正弦交流電源。閉合開關(guān)S后（）

s

11.如圖所示，理想變壓器原線圈輸電線上接有定值電阻R,端接正弦交流電，副線圈

上接有兩個(gè)相同的燈泡Li和L2O開始時(shí)，電鍵K斷開。當(dāng)K接通時(shí)（）

A.副線圈兩端的輸出電壓減小B.副線圈的輸出電流減小

C.燈泡Li消耗的功率變大D.原線圈中的電流增大

12.在如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，定值電阻功：為=1：2,滑片尸上方原線

圈匝數(shù)與下方原線圈數(shù)之比為1：3,S為單刀雙擲開關(guān)，在c、d端輸入正弦交流電，S合向

a,N：凡消耗的功率之比為1:8,則（）

A.S合向e4、&兩端的電壓之比為1:4

B.S合向a,4、凡兩端的電壓之比為1：2

C.S合向a與S合向"&兩端的電壓之比為22:27

D.S合向a與S合向6,4兩端的電壓之比為22:25

13.在如圖所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為無=；,在06端輸入電壓

為a的正弦交流電，4為定值電阻，調(diào)節(jié)電阻箱&,當(dāng)用=84時(shí)，電壓表、電流表的示

數(shù)分別為U、1,則下列說法正確的是（）

5

A.U=——

39居

14.如圖所示，滑動(dòng)觸頭N與理想變壓器的副線圈接觸，此、&均為滑動(dòng)變阻器，變壓器

輸入正弦交變電流。下列操作中，可使燈泡變亮的是（）

A.僅提高輸入電壓B.僅將A的滑片左移

C.僅將鳥的滑片上移D.僅將觸頭N下移

15.如圖，理想變壓器原線圈與定值電阻Ro=18Q、一只理想二極管和電流表串聯(lián)后接在

"=36sinl00〃（V）的交流電源上，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭Po初始位

置在副線圈正中間，原、副線圈匝數(shù)比為必定值電阻處=6Q,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為

30Q,滑片Pi初始位置在R=3Q處。電流表、電壓表均為理想交流電表，電源內(nèi)阻不計(jì)，下

列說法正確的是（）

A.若保持Po位置不變,Pi向上滑動(dòng),則電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小

B.若保持Pi位置不變,P。向下滑動(dòng),則電壓表示數(shù)先變大后變小，電流表示數(shù)變小

C.若保持Po位置不變,Pi向上滑動(dòng),當(dāng)R=18Q時(shí)，理想變壓器的輸出功率有最大值9W

D.若保持Pi位置不變,Po向下滑動(dòng),當(dāng)?=3時(shí)，理想變壓器的輸出功率有最大值4.5W

高中物理解題技巧之電磁學(xué)篇-

等效阻抗秒解變壓器動(dòng)態(tài)問題

一?應(yīng)用技巧

1.變壓器原線圈接有負(fù)載R時(shí)，原、副線圈的制約關(guān)系依然成立，但電路輸

入的總電壓。不再等于變壓器原線圈的電壓5,而是U=Ui+U負(fù)載，顯然

件仿.變壓器原、副線圈兩端的功率也始終相等，但電路輸入的電功率P也

不等于原線圈兩端的功率尸1,而是P=Pi+P理.

2.等效負(fù)載電阻法

變壓器等效負(fù)載電阻公式的推導(dǎo)：

設(shè)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為必：小，原線圈輸入電壓為5,副線圈負(fù)載電阻為R,

如圖1(1)所示，在變壓器正常工作時(shí)，求a、b間的等效電阻。

先畫出等效電路圖如圖1(2)所示，設(shè)變壓器等效負(fù)載電阻為R

Uin,

在(1)中由變壓器的分壓規(guī)律：得:

。2=么。1，所以負(fù)載電阻R消耗的功率為:

R

在(2)中等效電阻消耗的功率為：P'=~

R'

因尸=尸'，所以等效電阻為：R'=2R(重要結(jié)論)

n2

【例】一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、處和尺3的阻值分

別為3。、和4Q,A為理想交流電流表，。為正弦交流電壓源，輸出電

壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為/；當(dāng)S閉合時(shí)，電流

表的示數(shù)為4/。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

A.2D.5

【答案】B

【解析】解法一：能量守恒法:

設(shè)原副線圈匝數(shù)比為左S斷開＜=IU=尸R[+*1)2(R?+R?)①

S閉合P2=4IU=(4/)2a+(4紅)2k2②

①②得丹=4巴即:4x(3〃+51/2)=48尸+161/2化簡得k=3

解法二：電流、電壓關(guān)系法

設(shè)原副線圈匝數(shù)比為上S斷開時(shí)才=十=%由圖可知

U2

U2=12(R]+R?)=kI(R2+R3)=5kl即U[=5k~I

則。=。1+笈1=542/+3/①

U,I,,

s閉合方由圖可知

U2

義

U2=I2R2=AklR?=4kl即U[=4k21

則U=U}+4IRl=4k21+12/②

由①②得上=3

解法三：等效負(fù)載電阻法

設(shè)原副線圈匝數(shù)比為左S斷開時(shí)等效負(fù)載電阻為氏=12(&+&)=4k2

則U=I(R+RJ=5k2I+2/①

S閉合時(shí)等效負(fù)載電阻為氏'=后2%=k2

則U=4/（R'+招）=442/+12/（2）

①②得左=3

二、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用（應(yīng)用技巧解題，提供解析僅供參考）

1.我國是全球唯一掌握超特高壓直流輸電技術(shù)的國家。下圖是特高壓直流輸電系統(tǒng)的模擬

圖（只顯示變壓與傳輸部分），則以下說法正確的是（）

用

電

?3器

降壓變壓器

A.題中描述的“特高壓直流輸電”，說明變壓器可以直接對(duì)直流電進(jìn)行變壓作用

B.變壓器在升壓過程中頻率隨著電壓的增大而升高

C.在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線路損耗功率將降低為原來的一百分之一

D.在上圖中，用戶接入電路的用電器越多，流過％的電流越大，由匝數(shù)比等于電流的反比

可知，流過電阻廠的電流變小

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)變壓器工作原理可知，變壓器不可以直接對(duì)直流電進(jìn)行變壓作用，故A錯(cuò)

誤；

B.變壓器在升壓過程中頻率保持不變，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

聯(lián)立可得

一圖，

在輸電功率一定條件下，輸電電壓提高十倍，線路損耗功率將降低為原來的一百分之一，故

C正確；

D.在上圖中，用戶接入電路的用電器越多，流過％的電流越大，根據(jù)

_幺

A?3

可知隨著乙增大，流過電阻廠的電流A變大，故D錯(cuò)誤。

故選Co

2.理想變壓器及其前后電路如圖所示，成間接電壓為。的交流電，變壓器原副線圈的匝數(shù)

比為3:1,處:處=3:1。下列做法能增大變壓器副線圈輸出電壓的是（）

A.將R/、氏調(diào)換位置B.給處并上一個(gè)等值電阻

C.間換接頻率更高的交流電D.間換接電壓為2U的直流電

【答案】A

【詳解】A.原線圈電路中

U=I3+UX

根據(jù)電壓匝數(shù)比關(guān)系有

5=2

U2n2

根據(jù)電流與匝數(shù)比為

，4=3

副線圈電路中

U2=I,R2

解得

3R

U2=2-U=-U

R1+9R24

當(dāng)將以、處調(diào)換位置時(shí)，由分析有

—u=-u>-u

火2+9"284

A正確;

B.由于

Ju

%+97?2

可知，&隨&的減小而減小，當(dāng)給叢并上一個(gè)等值電阻時(shí)，負(fù)載電阻減小，則副線圈輸出

電壓減小，B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)

工u

%+97?2

可知，副線圈輸出電壓與電流頻率無關(guān)，則C錯(cuò)誤;

D.變壓器只能針對(duì)交流電才能夠正常工作，當(dāng)成間換接電壓為2U的直流電時(shí)，變壓器不

能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈輸出電壓為0,D錯(cuò)誤。

故選A。

3.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1:4,正弦交流電源電壓為。=200V,電

阻舄=10C,凡=20。，滑動(dòng)變阻器為最大阻值為40Q,滑片P處于正中間位置，則下列

說法中正確的是（）

&

A.通過4的電流為8A

B.電壓表讀數(shù)為160V

C.若向上移動(dòng)P,電壓表讀數(shù)將變大

D.若向上移動(dòng)P,變壓器副線圈輸出功率將變大

【答案】B

【詳解】AB.理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為1:4,可知原副線圈的電流之比為4:1,設(shè)通

過我/的電流為/,則副線圈電流為0.25/,原線圈電壓

UX=U-IRX=200-10/

根據(jù)匝數(shù)比可知副線圈電壓為

支=翌=4

5%

由歐姆定律知

4=（卜2+與）=1。/

聯(lián)立解得

/=16A,6=160V

故A錯(cuò)誤，B正確；

C.若向上移動(dòng)P,則R3電阻減小，副線圈電流變大，原線圈電流也變大，電阻R/的電壓變

大，變壓器原線圈電壓變小，副線圈電壓變小，故電壓表示數(shù)變小，故C錯(cuò)誤；

D.變壓器副線圈輸出功率為

尸=卬=（.-國）/=[—0（IT。）?+iooo]w

若向上移動(dòng)P,原線圈電流/>16A,故功率尸減小，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

4.如圖，是某風(fēng)力發(fā)電節(jié)能路燈的電路簡化圖。風(fēng)速為v時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢表達(dá)式

為e=2v-sin&,能感應(yīng)風(fēng)速大小的調(diào)節(jié)器（不消耗副線圈電路的電能）可以控制變壓器副

B.風(fēng)速變大時(shí)，滑片P將向上移動(dòng)

C.風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸入電壓變大

D.風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸出電壓變大

【答案】C

【詳解】AD.調(diào)節(jié)器可以控制變壓器副線圈的滑片P上下移動(dòng)，使燈泡始終保持額定電壓

正常發(fā)光，所以風(fēng)速變大時(shí)，流過燈泡的電流不變，變壓器的輸出電壓不變，故AD錯(cuò)誤；

C.由題意知

e-2v-sincot

所以風(fēng)速變大時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢變大，則變壓器的輸入電壓變大，故C正確；

B.由變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系

5=殳

U2n2

可知，輸入電壓S增大，輸出電壓&不變，原線圈匝數(shù)々不變時(shí)，內(nèi)應(yīng)減小，則滑片P向

下移動(dòng)，故B錯(cuò)誤。

故選Co

5.如圖所示，一個(gè)面積為S、匝數(shù)為N的金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度。繞垂直

于磁場方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,線圈兩端通過電刷與圖示

的電路連接，線圈內(nèi)阻不計(jì)。無光照時(shí)，光敏電阻冬與定值電阻4的阻值相等，均為七

光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小。理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為左（左＞1）,

電路中的電表均可視為理想電表，則（）

CO

A.開關(guān)S處于斷開狀態(tài)時(shí)，減小光照強(qiáng)度，電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)變小

B.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBSosin(&)

c.開關(guān)s處于閉合狀態(tài)時(shí)，將與用黑紙包裹，鳥的電功率為空運(yùn)

kR

D.將&用黑紙包裹，斷開開關(guān)S,理想交流電壓表的示數(shù)為5；閉合開關(guān)S,理想交流電

壓表的示數(shù)為。2,可算出q：%=(l+1)：1

【答案】A

【詳解】A.設(shè)發(fā)電機(jī)輸出電壓有效值為U,若設(shè)變壓器次級(jí)電流為/,則初級(jí)電流(，初

級(jí)電壓U-g尺，次級(jí)電壓?-售，則

kkk

UIR_

丁產(chǎn)一見TR

即

Ikk2-

減小光照強(qiáng)度，尺變大，則/減小，則變壓器初級(jí)電流減小，即電流表的示數(shù)變小，次級(jí)電

壓變大，則電壓表的示數(shù)增大，選項(xiàng)A正確；

B.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為

e=NBScocos(cut)

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

c.開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí)，將&用黑紙包裹，則&=R,此時(shí)變壓器次級(jí)電壓

〃NBcoS

"二F

鳥的電功率為

_N2B2S2CO2

R2一了—一2k2R

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.將此用黑紙包裹，斷開開關(guān)S,則為丑，則由A的分析可知

其中

〃NB3s

U——尸—

解得理想交流電壓表的示數(shù)為

5=IR=NBR

k

閉合開關(guān)S,理想交流電壓表的示數(shù)為

「NBcoS

可算出

22

U\tU2=k:(k+V)

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選A。

6.如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。升壓變壓器原、副，線圈兩端的電壓分別為以

和L，降壓變壓器原副線圈兩端的電壓分別為q和。4。在輸電線路的起始端接入兩個(gè)互感

器，兩個(gè)互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10：1和1：10,各互感器和電表均為理想的，

則下列說法正確的是()

A.若電壓表的示數(shù)為220V,電流表的示數(shù)為10A,則線路輸送電功率為110kW

B.若保持發(fā)電機(jī)輸送功率一定，僅將滑片。下移，輸電線損耗功率增加

C.若發(fā)電機(jī)輸出電壓■一定，若用戶數(shù)減少，為維持用戶電壓S一定，可將滑片P上移

D.若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓5一定，僅將滑片。下移，輸電線損耗電壓增加

【答案】D

【詳解】A.由題意，根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律可得

^=10

-=10

/A

解得

U2=2000V

/2=100A

所以線路輸送的電功率為

P=U2I2=2200xl00W=220kW

A錯(cuò)誤;

B.輸電線損耗的功率為

P

AP=/fr=（—）2r

U2

若保持尸不變，輸電電壓增大，則“減小，B錯(cuò)誤；

c.若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓q和。的位置一定，使用戶數(shù)減少，即q不變，R增大,則A減

小，q增大，為了維持用戶電壓S一定，需要減小區(qū)，可將滑片夕下移，C錯(cuò)誤;

n3

D.根據(jù)閉合電路歐姆定律有

U

3=U2-I2r

根據(jù)理想變壓器變壓和變流規(guī)律有

U3n3

5〃4

，414n3

設(shè)用戶端總電阻為心則有

4一天

聯(lián)立解得

若保持發(fā)電機(jī)輸出電壓-和用戶數(shù)一定，僅將滑片。下移，則輸電電壓。2增大，尺不變，

所以輸電電流增大，設(shè)輸電線電阻為公而輸電線損耗電壓為

AU=I2r

所以AU增大，D正確。

故選Do

7.為了研究輸電線上的電阻對(duì)遠(yuǎn)距離輸電的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路，考慮到安

全因素未加裝升壓變壓器。交流發(fā)電機(jī)接在0、6之間（未畫出），忽略發(fā)電機(jī)線圈的電阻。

開動(dòng)發(fā)電機(jī)，待輸出電壓穩(wěn)定后，閉合開關(guān)S,下列說法正確的是（）

A.若4阻值調(diào)到某值（不為零）時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則&消耗的電功率將增加

B.若K阻值調(diào)到零時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則&消耗的電功率將增加

C.若用阻值調(diào)到某值（不為零）時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則電壓表V2示數(shù)將增加

D.若4阻值調(diào)到零時(shí)，將滑片P向上滑動(dòng)，則電壓表V?示數(shù)將增加

【答案】B

【詳解】BD.若A阻值調(diào)到零時(shí)，則無論怎么調(diào)節(jié)凡的阻值，電壓表V2示數(shù)。2不變，由

?

可知，將滑片P向上滑動(dòng)，凡的阻值減小，則與消耗的電功率將增加，B正確，D錯(cuò)誤；

AC.設(shè)電壓表M示數(shù)為■，若用阻值調(diào)到某值（不為零）時(shí)，則有

U=IiRi+Ui

〃2=72A2

設(shè)原、副線圈匝數(shù)比為

九1

-=n

則有

U\

--=n

U2

A=1

/2n

聯(lián)立解得

5=-^~

n+A]-

nR2

故&減小，則“減小;

功率

國…與+2R、

n1

可知當(dāng)

R=旦

八22

n

時(shí)，鳥最大，由于題中未給出A與此的大小關(guān)系，故無法確定E的變化，故AC錯(cuò)誤。

故選Bo

8.如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭Pi初始位置在副線圈正中間，輸入

端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻幻的阻值為尺，滑動(dòng)變阻器上的最大阻值為

9R,滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U,理想電流表A的示數(shù)為/。下

列說法正確的是（）

A.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，/減小，。不變

B.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中，尺/消耗的功率增大

C.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過程中，/減小，。增大

D.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過程中，以消耗的功率減小

【答案】B

【詳解】AB.由題意可知，原副線圈的匝數(shù)比為2,則副線圈的電流為21,根據(jù)歐姆定律

可得副線圈的電壓有效值為

U2=2I&

則變壓器原線圈的電壓有效值為

=2U2=4因

設(shè)輸入交流電的電壓有效值為則

Uo=4困+小2

可得

/=―5—

47?|+7?2

保持B位置不變，B向左緩慢滑動(dòng)的過程中，/不斷變大，根據(jù)歐姆定律

U、=AIR

可知變壓器原線圈的電壓有效值變大，輸入電壓有效值不變，則用兩端的電壓不斷變小，

則電壓表示數(shù)。變小，原線圈的電壓電流都變大，則功率變大，根據(jù)原副線圈的功率相等,

可知A消耗的功率增大，故B正確，A錯(cuò)誤;

CD.設(shè)原副線圈的匝數(shù)比為〃，同理可得

則

4=〃2典+氏2

整理可得

/R]+7?2

保持P2位置不變，P]向下緩慢滑動(dòng)的過程中，〃不斷變大，貝〃變小，對(duì)均由歐姆定律可知

U=IR2

可知。不斷變小，根據(jù)原副線圈的功率相等可知用消耗的功率

P=IU為）

1122

nRt+R2°nRt+R2

整理可得

P_____嗔_____

“R2

+^^+2凡

12

nRt-

可知〃=3時(shí)，用消耗的功率有最大值，可知4消耗的功率先增大，后減小，故CD錯(cuò)誤。

故選Bo

9.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4：%，輸入端。、。接入電壓有效值恒定的交變

電源，燈泡Li、L2的阻值始終與定值電阻4的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器尺的滑片從。端滑動(dòng)

到6端的過程中，兩個(gè)燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

A.Li先變暗后變亮,

B.Li先變亮后變暗，1_2一直變亮

C.Li先變暗后變亮，L2先變亮后變暗

D.Li先變亮后變暗，L2先變亮后變暗

【答案】A

【詳解】副線圈的總電阻為

111

-=------1------

R?&+RapR。+Rpb

解得

R(&+■卬).(4+4")(&+&乂凡+4)

2-(6+6.)+(6+R.J-2凡+及

則滑動(dòng)變阻器R的滑片從。端滑到b端過程中，副線圈的總電阻選增大后減小，根據(jù)等效

電阻關(guān)系有

則等效電阻先增大后減小，由歐姆定律有

U,/2=%乙

RQ+ri?

先減小后增大，，2先減小后增大，則乙先變暗后變亮，根據(jù)

U\=U-IR,3=匕5

由于人先減小后增大，則副線圈的電壓。2先增大后減小，通過L2的電流為

IL2=—^—

R/Rpb

則滑動(dòng)變阻器R的滑片從a端滑到b端過程中，尺岫逐漸減小，副線圈的電壓&增大過程中

%增大；在副線圈的電壓4減小過程中，通過生的電流為

/=—^2—

%q+&P

R砂逐漸增大，則/飛越來越小，則

則心先變暗后變亮，心一直變亮；

故選A。

10.如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻上電表均為理想交流電表，°、6接入電壓有效

值不變的正弦交流電源。閉合開關(guān)S后（）

【答案】BC

【詳解】AC.閉合開關(guān)S后，負(fù)載電阻減小，匝數(shù)為〃4的線圈輸出功率變大，匝數(shù)為々的

線圈輸入功率也變大，。、b兩端電壓有效值不變，由

可知電流表A1的示數(shù)變大，根據(jù)

A?i

因也比值不變，人變大，，2變大，因此，R的發(fā)熱功率變大，故A錯(cuò)誤，C正確；

nl

B.根據(jù)理想變壓器電壓比等于匝數(shù)比

4=2

U2n2

可知輸出電壓L不變，電壓表的示數(shù)不變，故B正確；

D.根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可得

h?1

A?3

由于匝數(shù)均保持不變，人增大，所以，2、4增大，故電流表A2的示數(shù)變大，故D錯(cuò)誤。

故選BC=

11.如圖所示，理想變壓器原線圈輸電線上接有定值電阻凡N3端接正弦交流電，副線圈

上接有兩個(gè)相同的燈泡Li和L2O開始時(shí)，電鍵K斷開。當(dāng)K接通時(shí)（）

R

Ao-II_xII--------------------1

4標(biāo)

A.副線圈兩端的輸出電壓減小E1.副線圈的輸出電流減小

C.燈泡Li消耗的功率變大C）.原線圈中的電流增大

【答案】AD

【詳解】根據(jù)理想變壓器原副線圈的關(guān)系有

。2“2'

其中

Ui=U-hR,U2=I2RSJ

聯(lián)立有

U=/JR+(2)2%]

?2

由題知，48端接正弦交流電，則。不變，當(dāng)K接通R就咸小，則//增大，&增大,仿減小,

S減小，又由于

PL"

RL

則燈泡LI消耗的功率變小。

故選ADo

12.在如圖所示的電路中，變壓器為理想變壓器，定值電阻《：旦=1：2,滑片P上方原線

圈匝數(shù)與下方原線圈數(shù)之比為1:3,S為單刀雙擲開關(guān)，在c、4端輸入正弦交流電，S合向

a,4：&消耗的功率之比為1:8,則()

A.S合向a,4、4兩端的電壓之比為1:4

B.S合向0,4、&兩端的電壓之比為1:2

C.S合向°與S合向6,用兩端的電壓之比為22:27

D.S合向a與S合向6,用兩端的電壓之比為22:25

【答案】AC

【詳解」AB.由

U=4PR

可知，S合向。時(shí)，4、用兩端的電壓之比為1:4,故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.由

Y

可知，通過片、%的電流之比為1:2,根據(jù)變流比可知，S合向q時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)之

比為2:1,設(shè)C、d端輸入電壓為。，S合向〃時(shí)，設(shè)尺2中的電流為‘1，貝

U=2I,R,+-I,R.

i”2

S合向6時(shí)，設(shè)&中電流為右，此時(shí)原副線圈匝數(shù)比為3:2,則

32

U=-I2R2+-I2R1

得到

/1:4=22:27

因此S合向。與S合向6,4兩端的電壓之比為22:27,故C正確，D錯(cuò)誤。

故選ACo

13.在如圖所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為左=；,在°、6端輸入電壓

為。。的正弦交流電，4為定值電阻，調(diào)節(jié)電阻箱&,當(dāng)凡=84時(shí)，電壓表、電流表的示

數(shù)分別為U、I,則下列說法正確的是（）

U3DI.

A.U晉B

,9居

【答案】BC

【詳解】根據(jù)歐姆定律可知

由于原、副線圈的匝數(shù)比為J,原線圈兩端電壓小W原線圈中電流原線圈

電路滿足

TD

k

解得

/=」一

當(dāng)2網(wǎng)時(shí)，電流表示數(shù)/囁，電壓表示數(shù)

故BC正確，AD錯(cuò)誤。

故選BCo

14.如圖所示，滑動(dòng)觸頭N與理想變壓器的副線圈接觸，%、鳥均為滑動(dòng)變阻器，變壓器

輸入正弦交變電流。下列操作中，可使燈泡變亮的是（

A.僅提高輸入電壓B.僅將A的滑片左移

C.僅將鳥的滑片上移D.僅將觸頭N下移

【答案】AC

【詳解】A.理想變壓器原副線圈電壓、電流與匝數(shù)關(guān)系有

U]nx

77=—，1四=12th

U2n2

將變壓器與副線圈電路看為一個(gè)整體，則該整體的等效電阻為

?1

令電源輸入的正弦交變電流的有效值為則有