2026届湖南省高考物理变压器专题专练试卷（含解析）

2026届湖南省高考物理变压器专题专练试卷
一、单选题
1．某同学利用如图所示电路模拟研究远距离输电。图中交流电源电压有效值为6V，定值电阻，小灯泡L的规格为“，”，接通电路调节两个变压器，使小灯泡始终以额定功率状态工作，此时理想变压器、原副线圈的匝数比分别为和。以下说法正确的是（　　）
A．和的乘积等于1
B．越大电路的输电效率越高
C．若，则R上消耗的功率为
D．若，则变压器的输出电压为
2．如图所示，动圈式扬声器、磁电式电流表、小家电中的变压器和真空冶炼炉都有金属导线绕制的线圈，关于这几种器件下列说法正确的是（　　）
A．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的
B．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场
C．小家电中的变压器是利用电流的磁效应进行工作的
D．真空冶炼炉线圈中应通较大的恒定电流，才能使炉中金属容易熔化
3．如图所示的自耦变压器为理想变压器，R为定值电阻，在ab两端输入正弦交流电，将滑片P向下移动，使原线圈的匝数减少为原来的80%，则变压器副线圈输出电压将会是原来的（　　）
A．1.2倍 B．1.25倍 C．0.8倍 D．0.75倍
4．变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，铁芯Q安放在铁芯P上时，铁芯Q中的薄硅钢片应平行于（　　）
A．平面 B．平面 C．平面 D．平面
5．钳形电流表其外形和结构简图如图甲所示，现用其测量一电缆线中的电流，如图乙，若电流表上指示的电流为I，已知表中线圈的匝数为n匝，则下列说法正确的是（　　）
A．这种电流表能测量恒定电流
B．这种电流表利用自感原理工作
C．待测电缆中电流为I
D．待测电缆中电流为nI
6．如图所示为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器的原、副线圈的匝数分别为，输电线的电阻为r，若升压变压器输入电压与降压变压器输出电压之差为U，则输电线损耗的功率为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器的原线圈组成闭合电路，灯泡L1、L2完全相同。当变压器原线圈中的抽头P置于最上端时，原、副线圈的匝数比为，矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，且磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动的角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。则下列说法正确的是（　　）
A．若增大矩形线圈abcd的转速，灯L1不变亮
B．在图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大
C．当抽头P置于最上端时，在线圈abcd转动的过程中，电压表示数为
D．若仅将线圈abcd的转轴平移至ad边处，且转速不变，则电压表示数也不变
8．图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（　　）

A．电流表示数变大 B．电流表示数变小
C．电压表示数变大 D．电压表示数变小
9．如图所示是一种变压器的铭牌，根据上面标示的信息，以下判断正确的是（　　）
型号：PKT-12-3000 输入参数：220V 50Hz 输出参数：12V 3.0A
A．这是一个升压变压器
B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多
C．当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12V
D．当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小
10．一个理想的自耦变压器左端通过定值电阻和电流表接交变电源，电源电压随时间变化的关系为，右端接入如图所示电路，、为定值电阻，为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。，，的最大电阻也为，不计导线的电阻。下列说法正确的是（　　）
A．该自耦变压器属于升压变压器
B．滑动变阻器的触头向上滑动时，电压表的示数减小
C．当自耦变压器的可动端逆时针转动时，电流表的示数增大
D．滑动变阻器的触头调至最上端，当电流表示数、电压表示数时，变压器原、副线圈的匝数比为
二、多选题
11．如图所示是我国普遍应用的特高压远距离输电示意图，特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。假设电站的输出电压，输出功率，升压变压器输出电压，输电线电阻R，降压变压器输入电压，降压变压器输出电压，降压变压器输入功率为和输出功率，不考虑其他因素的影响，则进行远距离输电时，下列说法中正确的是（　　）
A．若电站的输出电压不变，输出功率增大，则升压变压器输出电压增大
B．若电站的输出电压不变，输出功率增大，则降压变压器输出电压减小
C．若电站的输出功率不变，输出电压增大，则降压变压器输出电压增大
D．若电站的、均不变，将升压变压器副线圈匝数增大一倍，输电线上损耗的电功率变为原来的
12．在匀强磁场中有一不计电阻的单匝矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端，图中的电压表和电流表均为理想交流电表，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），为定值电阻，下列说法正确的是（　　）
A．在图甲的时刻，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
C．处温度升高时，电压表V1示数与V2示数的比值变大
D．处温度升高时，电压表V2示数与电流表A2示数的乘积可能变大、也可能变小，而电压表V1示数与电流表A1示数的乘积一定变大
13．如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入有效值恒定的正弦式交变电流，A1、A2为相同的灯泡且电阻不变，R0为定值电阻。下列说法中正确的是（ ）
A．S1、S2均闭合时，将P沿顺时针方向转动，A1一定变暗
B．S1、S2均闭合时，将P沿顺时针方向转动，A1一定变亮
C．断开S1，闭合S2，将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），R0消耗的电功率一定变大
D．断开S1，闭合S2，将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），R0消耗的电功率可能先增大后减小
14．汽油发动机内经过压缩的汽油与空气混合物需要火花塞来点燃。某汽油发动机火花塞需要高达10kV的电压才能点火，如图所示为其工作原理图。闭合点火开关，凸轮不断旋转，使断电器触点不断开闭，当断电器触点闭合时，电压为12V的电源、断电器和变压器原线圈构成闭合回路，当断电器触点被凸轮顶开时，原线圈中电流急剧减小，变压器铁芯中的磁通量急剧变化，副线圈感应产生高压，使火花塞产生电火花，则（　　）
A．该变压器为升压变压器 B．该变压器为降压变压器
C．原线圈回路中的电源可为直流电源 D．原线圈回路中的电源必须使用交流电源
15．互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称，常用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为，的原、副线圈匝数比为，交流电压表的示数为，交流电流表的示数为，则下列说法正确的是（　　）
A．a是交流电压表，b是交流电流表
B．的原、副线圈匝数比为
C．高压线路输送的电流为
D．高压线路输送的电功率为
三、填空题
16．我国在输电中使用的特高压输电技术，其输电电压现在已经可以超过1000kV，技术水平世界领先。在如图所示的远距离输电线路中，已知小型发输中线电厂的总输出功率为2.5万kW，线圈n2上的输电电压U为用100kV，用户使用220V家庭电路，用户得到的功率为2.4万kW，两个变压器均视为理想变压器。则输电线上的总电输电线阻为 Ω，变压器T2的匝数比 。
17．电力公司要检修电路，需停电一天，为了保证正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电。如下图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班，每个班有“220V，40W”的灯6盏，若全部电灯正常发光，则降压变压器的输出功率为 W，降压变压器副线圈电流为 A，降压变压器原线圈电流为 A，输电线损失的功率为 W，降压变压器原线圈电压为 V，输电线上损失的电压为 V，升压变压器的输出电压为 V，升压变压器的输入电压为 V，用户获得的实际功率为 W，发电机的输出功率为 W，发电机的输电效率为 %。

18．如图所示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、上的交流电压，通过移动滑动触头来调节、端输出电压。当处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，现想将一个“”的灯泡接到输出端C、D，为了使灯泡正常发光，可以仅将P （选填“顺时针”或“逆时针”）旋转到合适位置，或仅将灯泡串联一个阻值为 的电阻。
19．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈，当一个线圈中的 变化时，它所产生的 会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫作互感，这种感应电动势叫作 。
20．（1）如图为一正弦交变电流的图象，由图可知电流的有效值I= ，电流瞬时值表达式i= ；
（2）如图所示，和是输电线，在图中空圈内填入所用的电表的符号 ，若已知变压比为100︰1，变流比为100︰1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为1000A，则输电线路中的功率为 W。
四、实验题
21．2023年9月17日，全球单机容量最大的福建平潭海上风电场全容量并网发电，其电能输送示意图如图所示。若将输送电压由220kV升级为1100kV，保持输送的总电功率、发电机输出电压、用户得到的电压和输电线的电阻不变，则升压变压器匝数比变为升级前的 倍，输电线损失的功率变为升级前的 倍。
22．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中
（1）除变压器外，实验时需要的仪器为图中的 （填选项字母）
（2）一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，测得的电压分别为和，发现电压比与匝数比并不相等，主要原因是 （至少写出两点）
（3）某同学在完成上述实验后，用多用电表测量变压器原线圈的电阻，测量时选择开关如图甲、指针偏转如图乙所示，则线圈电阻为 。
23．某挂扇内的一种自耦调压器的结构示意图如图所示，它可用来调整挂扇的转速，某同学要测量这种自耦调压器线圈的总匝数。
(1)在B、C端接入的交流电源，触头P正好在AB的中间，则测得A、B两端的电压可能是_____ 。
A．3.28V B．6.00V C．11.48V D．12V
(2)若忽略漏磁、热损等影响，在A、B端接入电压有效值为U的交流电，用电压表测量出A、C两端的电压，触头P沿顺时针方向绕过n匝的过程中，电压表的示数由U1变为U2，则该自耦调压器的线圈总匝数为 。
24．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断 （选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。
（2）该实验中输入端所接电源最适合的是 。
A．220 V交流电源 B．12 V以内低压直流电源
C．36 V安全电压 D．12 V以内低压交流电源
五、解答题
25．发电机的输出电压为220V，输出电功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω.如果用初、次级线圈匝数之比为1：10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10：1的降压变压器降压供给用户.求用户得到的电压和功率.
26．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2:n3＝44:3:1，原线圈两端输入电压U1＝220V，在变压器输出端如何连接可使一盏“20V,10W”灯泡正常发光，画出连接图．
27．某校项目学习小组制造了电磁弹射器，其等效电路如图所示（俯视图）。通过图中的理想自耦变压器可将的交流电电压升高，再通过直流转换模块（将交流电转换为直流电，且电压有效值不变）。图中的两个电容器的电容C=0.2F。两根固定于同一水平面内足够长的光滑平行金属导轨间距L=0.5m，电阻不计，磁感应强度大小B=1T的匀强磁场垂直于导轨平面向内。金属棒MN（含其上固定一铁钉）总质量m=100g、电阻R=0.25Ω（不计其他电阻）垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。开关S先接1，使两电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右加速运动达到最大速度后离开导轨。已知理想自耦变压器的原副线圈匝数比为，电容器储存电场能的表达式为：。求：
（1）直流转换模块输出端的电压UMN；
（2）开关S接1使电容器完全充电后，每块极板上所带的电荷量Q的绝对值；
（3）MN由静止开始运动时的加速度大小a；
（4）电容器储存电场能转化为MN棒动能的转化效率η。
28．汽油发动机的火花塞工作时需要一万伏左右的瞬时高压才能产生火花。一同学用12V直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路。图中是否可行。如果可行，说明其工作原理。如果不能，说明如何改进。
29．某学生选用匝数可调的可拆变压器（该变压器视为理想变压器），如图甲所示，做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，可以研究副线圈匝数对输出电压的影响。
（1）以为纵坐标，为横坐标。在图乙中画出变压器的输出电压与匝数关系图像的示意图，并说明—图像斜率的物理意义。
（2）设变压器原线圈的匝数为，感应电动势为，端电压为；副线圈的匝数为，感应电动势为，端电压为。请理论推导理想变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
（3）如图丙、丁所示，是电压互感器和电流互感器的原理图（“○”中的电表未画出），根据他们的工作原理填写下列表格。
“○”中所用的电表（选填“电压表”或“电流表”） 比较原线圈与副线圈导线的粗细（选填“较粗”或“较细”）
丙
丁
六、综合题
我国远距离输送交流电用的电压有110kV、220kV和330kV，输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV。
30．交流电技术使高压输电成为现实，变压器是远距离输电不可或缺的设备。变压器的基本结构如图所示，在理想变压器中铁芯的主要作用是： ；
31．实验室的可拆变压器如图所示。为了减小铁芯中的涡流，顶部铁芯条的硅钢片应平行于（　　）
A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd
32．小水电站给出如下设计要求：发电机的输出功率为P1=100kW，发电机的电压为U1=250V。通过升压变压器升压后发电向远处输电，输电线的双线总电阻为R=10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96%，在输电线上损失的功率P控制在4kW、用户得到的功率P4为96kW。
（1）升压变压器输入的电流为多少？
（2）输电线上通过的电流是多少？
（3）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？
（4）两个变压器的匝数比各应等于多少？
（5）如果用户增加用电设备从而提高用电功率，而发电机也通过调整工作状态使U1不变而输入功率增大，满足了用户需求。试判断此后输电线上的电流和电压怎样变化？用户端U4又相应怎样变化？此时输电效率是提高还是减小？（不用说明理由）
有一种能产生交流电的发电机，工作原理源自法拉第电磁感应定律，其基本部分由产生感应电动势的线圈和产生磁场的磁极组成。交变电流技术的发展使远距离输电成为现实，从而推动了人类社会的进步和发展。
33．一交流发电机的模型如图所示，匝的矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度的水平匀强磁场中，线框面积，线框绕垂直于磁场的轴以角速度作逆时针匀速转动，将图示时刻记为，此时线框平面与磁场方向平行。
（1）时穿过线框平面的磁通量为( )
A、0 B、0.04T C、4T
（2）该发电机产生的感应电动势最大值为 V，感应电动势随时间t变化的表达式为 。
34．远距离输电要用到变压器。
（1）理想变压器的输入功率和输出功率的比值 （选涂：A、大于1，B、等于1，C、小于1）。变压器的基本结构如图所示，在变压器中，铁芯的主要作用是 ；
（2）下图是某交变电路的简化示意图。理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈输入电压的有效值为，频率为50Hz。求副线圈中的理想交流电压表的示数为 V；经过灯泡的交流电频率为 Hz。
电动牙刷
现在越来越多的人开始使用电动牙刷。某同学拆解了一支电动牙刷，发现它内部的主要部件除了电路板之外，还有电动机、（直流）充电电池、线圈等，如图所示。该电动牙刷使用了无线充电技术，充电座中的线圈接入交流电，牙刷内的线圈两端获得一定的电压，再通过控制电路对牙刷内的直流电池充电。
35．某段时间内充电底座线圈有如图所示方向正在增大的电流，从俯视的角度看，在牙刷内置线圈会产生 （选填“顺时针”或“逆时针”）方向的感应电流。用多用电表测得充电时内置线圈两端的电压为4V，已知底座线圈接220V交流电，两线圈可视为理想变压器，则充电底座线圈与内置线圈的匝数之比为 。
36．牙刷工作时，驱动电动机转动。电动机的额定电压为3V，额定电流为450mA，内阻为1Ω，则电动机正常工作时输出的机械功率为 W（保留三位有效数字），工作效率为 %。
37．（1）牙刷电动机正常工作时频率为30000 r/min，声速为340m/s。则电动机振动产生的声波波长为 m。
（2）当该同学启动牙刷并甩来甩去时，能听到牙刷振动发出声音的音调忽高忽低，这是因为声波的 。
A．共振 B．干涉 C．反射 D．多普勒效应
38．（1）该同学把牙刷内充满电的电池拆解出来后接入图所示的电路中进行放电测试，测得电压表和电流表的示数随时间的变化关系如图所示，则滑动变阻器消耗的最大功率为 W。
（2）关于实验后期，电压表示数急剧变小，下列说法正确的是 。
A．滑动变阻器的电压急剧变小
B．滑动变阻器的电压急剧变大
C．可能是电池内阻急剧变大导致的
D．可能是电池内阻急剧变小导致的
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
《2026届湖南省高考物理变压器专题专练试卷》参考答案
1．D
【知识点】升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗
【详解】A．由于在两个变压器之间的电阻R上会有电压损失，理想变压器的输出电压等于对应的输入电压与R上损失电压和，匝数比满足
，
又因为
则有
故A错误；
B．由上面分析知，越大则变压器的输出电压越低，要使灯泡正常发光，上的电流就会越大，损失的功率也越大，所以电路的输电效率越低，故B错误；
CD．对变压器，输出电流与输入电流比值满足
，
若，则中电流为，其消耗的功率为
根据
可得
所以变压器的输出电压为
故C错误，D正确。
故选D。
2．A
【知识点】磁电式电流表、安培力的计算式及初步应用、涡流的原理、应用与防止、变压器原理与结构
【详解】A．动圈式扬声器是利用通电线圈受安培力进行工作的，选项A正确；
B．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是辐射状磁场，不是匀强磁场，选项B错误；
C．小家电中的变压器是利用电磁感应原理进行工作的，选项C错误；
D．真空冶炼炉的工作原理是利用涡流使炉内产生大量的热量而使金属熔化，根据法拉第电磁感应定律可知频率越高、相同条件下产生的感应电动势越大，感应电流就会越大，所以真空冶炼炉线圈中应通高压高频交流电，故D错误；
故选A。
3．B
【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、自耦变压器
【详解】由知
所以当时，变压器副线圈输出电压
即变压器副线圈输出电压将会是原来的1.25倍。
故选B。
4．D
【知识点】变压器原理与结构
【详解】根据变压器正视图
硅钢片的作用是形成闭合磁路，所以为了减小涡流产生的热量，硅钢片应平行于平面aehd。
故选D。
5．D
【知识点】电流互感器
【详解】AB．钳型电流表工作原理是电磁感应规律（变压器原理），所以主要应用在交变电流中，故AB错误；
CD．根据变压器原理可得
所以图中电缆线中的电流为nI，故C错误D正确。
故选D。
6．D
【知识点】升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗
【详解】设升压变压器输入电压为，则输出电压
设降压变压器输出电压为，则输入电压
根据题意有
输电线损耗的功率
故选D。
7．C
【知识点】正弦式交流电的电动势和电流有效值、null
【详解】A．若增大矩形线圈abcd的转速，电流的频率变大，副线圈输出电压变大，电容器C的容抗变小，与电容器C串联的灯泡L1变亮，故A错误；
B．图示位置为中性面位置，此时感应电动势为零，故B错误；
C．在线圈abcd转动的过程中，线圈中产生的感应电动势的最大值
由
得理想变压器原线圈电压的有效值为
副线圈电压表示数为
故C正确；
D．若仅将线圈abcd的转轴平移至ad边处，且转速不变，变压器原线圈输入电压变大，副线圈输出电压也变大，电压表示数变大，故D错误。
故选C。
8．A
【知识点】自耦变压器
【详解】CD．单刀双掷开关从a切换到b，由题知，变压器原线圈的电压不变，故电压表的示数不变，故CD错误；
AB．由题知，变压器原线圈的电压和匝数不变，单刀双掷开关从a切换到b，，则副线圈的匝数增加，根据原副线圈的电压之比等于匝数比，可知变压器副线圈的电压变大，则副线圈的电流变大，故变压器的输出功率变大，根据变压器两端功率不变，可知输入功率也变大，根据
可知原线圈的电流增大，即电流表的示数变大，故A正确，B错误。
故选A。
9．B
【知识点】理想变压器原副线圈的电流关系及其推导
【详解】AC．根据铭牌可知，输入电压为时，输出电压
这是一个降压变压器。原线圈输入交流电，副线圈只能输出交流电，不会是直流电，故AC错误；
B．根据变压比公式
则
故B正确；
D．根据知电流与匝数成反比，故副线圈中电流比原线圈中电流大，故D错误。
故选B。
10．C
【知识点】利用局部→整体→局部的方法分析动态电路、自耦变压器
【详解】A．该自耦变压器的原线圈匝数为整个线圈的总匝数，副线圈的匝数为可动端与线圈下端之间的匝数，原线圈匝数大于副线圈匝数，是降压变压器，故A错误；
B．设右端电路的总电阻为R，在功率不变的前提下，自耦变压器及右侧的电路可等效为一接在原线圈电路的电阻，有
原、副线圈的电流关系
则
当滑动变阻器的触头向上滑动时，R增大，增大，所以分得的电压增大，即原线圈两端电压增大，所以副线圈两端电压增大，电压表的示数增大，故B错误；
C．当自耦变压器的可动端逆时针转动时，增大，减小，原线圈电路中总电阻减小，电流增大，电流表的示数增大，故C正确；
D．设原、副线圈匝数比为k，则原线圈电压
副线圈电流
由欧姆定律得
解得
故D错误。
故选C。
11．BCD
【知识点】升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗
【详解】AB．根据理想变压器的性质，输出电压不变，原副线圈的匝数比不变，输出电压不变；输出功率增大，可知增大，根据可知输电线上的电流增大，输电线上的损失的电压降增大，根据
可得减小，所以输出电压也跟着减小，A错误，B正确；
C．若电站的输出功率不变时则不变，输出电压增大时可知增大，故此时输电线上的电流减小，输电线上的损失的电压降减小，可得增大，所以输出电压也跟着增大，C正确；
D．电站的、均不变，将升压变压器副线圈匝数增大一倍，可知增大为原来的2倍，又因为不变可得不变，故此时输电线上的电流减小为原来的一半，根据
可得输电线上损耗的电功率变为原来的，D正确。
故选BCD。
12．CD
【知识点】交流电的u-t图像和i-t图像、正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导、变压器两端电路的动态分析
【详解】A．在图甲的时刻，则磁通量最大，此时矩形线圈平面与磁场方向垂直，A错误；
B．根据图甲可知
则
变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B错误；
C．处温度升高时，电阻减小，电压表测量的电压，则电压表示数减小，示数不变，则电压表示数与示数的比值变大，C正确；
D．副线圈电压不变，若电阻原来大于R，则温度升高时，电压表示数与电流表A2示数的乘积增大，若电阻原来小于R，则电压表示数与电流表A2示数的乘积变小，当处温度升高时，电阻减小，则副线圈总功率增大，原线圈功率随之增大，即电压表示数与电流表A1示数的乘积一定变大，D正确；
故选CD。
13．AD
【知识点】自耦变压器
【详解】AB．S1、S2均闭合时，将P沿顺时针方向转动，副线圈匝数减小，增大，等效电阻
增大，则流过A1电流减小，A1一定变暗，故A正确，B错误；
CD．断开S1，闭合S2，将P沿逆时针方向转动，副线圈匝数增大，减小，等效电阻
减小，讨论R0的功率变化时，可将灯泡A1的电阻看作电源的“内阻”，当等于电源等效内阻时，R0的电功率最大，所以断开S1，闭合S2，将P沿逆时针方向转动，R0消耗的电功率可能先增大后减小，故C错误，D正确。
故选AD。
14．AC
【知识点】变压器原理与结构、理想变压器两端电压与匝数的关系
【详解】AB．该变压器初级电压为12V，次级电压要达到10kV，则该变压器为升压变压器，选项A正确，B错误；
CD．因原线圈中断电器触点不断开合使得变压器磁通量不断变化，从而在次级产生高压，可知原线圈回路中的电源可为直流电源，选项C正确，D错误。
故选AC。
15．BD
【知识点】电压互感器、电流互感器
【详解】A．图中的原线圈并联在高压输电线上，的原线圈串联在高压输电线上，可知，为电流互感器，为电压互感器，即a是交流电流表，b是交流电压表，故A错误；
B．为电压互感器，根据电压与匝数的关系有
故B正确；
C．为电流互感器，根据电流与匝数的关系有
解得
故C错误；
D．结合上述，高压线路输送的电功率为
故D正确。
故选BD。
16． 16Ω 4800:11
【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、理想变压器两端功率的计算、升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗
【详解】[1]总输出功率为
输电过程中损失的功率为
可知
解得
[2]输电过程中损失的电压为
变压器T2的输入电压为
变压器T2的匝数比
17． 5280 24 6 144 880 24 904 226 5280 5424 97.3
【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、理想变压器原副线圈的电流关系及其推导、计算输电线路损耗、null
【详解】[1]全部电灯正常发光，故降压变压器的输出功率为
[2]降压变压器副线圈电流为
[3]降压变压器原线圈电流为
[4]输电线损失的功率为
[5]由题意可知
降压变压器原线圈电压为
[6]输电线上损失的电压为
[7]升压变压器的输出电压为
[8]升压变压器的输入电压为
[9]用户获得的实际功率为
[10] 升压变压器的输入电流为
发电机的输出功率为
[11]发电机的输电效率为
18． 顺时针 196
【知识点】自耦变压器
【详解】[1]由题知，原线圈AB两端电压的有效值为
根据电压与匝数的比值关系
解得副线圈CD两端的电压为
可知大于灯泡的额定电压12V，所以为了让灯泡能正常发光，则需要减小副线圈CD两端的电压，根据电压与匝数的比值关系
因、不变，故应减小，所以应将P顺时针旋转到合适位置。
[2]设仅将灯泡串联一个阻值为的电阻，此时副线圈两端的电压不变，仍为
此时流过灯泡的电流为
故该电阻的阻值为
19． 电流 变化的磁场 互感电动势
【知识点】变压器原理与结构
【详解】略
20． 20sin100πt（A）
【知识点】电流互感器
【详解】（1）[1]由题图可知电流的有效值为
[2]由题图可知交变电流峰值为
角频率为
所以电流瞬时值表达式为
（2）[3]由题图可知电表1所接变压器原线圈并联在两根输电线上，所以该变压器为电压互感器，电表1应是电压表V。电表2所接变压器原线圈串联在一根输电线上，所以该变压器为电流互感器，电表2应是电流表A。
[4]根据理想变压器变压规律可知输电电压为
根据理想变压器变流规律可知输电电流为
所以输电线路中的功率为
21． 5
【知识点】升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗
【详解】[1]由理想变压器基本关系
知不变，变为原来的5倍，所以变为升级前的5倍，故填5；
[2]因为输送功率不变，由公式
损失功率为
当变为原来的5倍，则输电线损失的功率变为升级前的倍，故填。
22． BE 有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压 20~22
【知识点】变压器原理与结构
【详解】（1）[1]在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，除变压器外，还需要低压学生交流电源及多用电表，故选BE；
（2）[2]实验中，发现电压比与匝数比并不相等，主要原因可能是：有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压，从而出现电压之与匝数之比不相符的情况；
（3）[3]测量时选择开关如图甲，则可判断测电阻所用倍率为“”挡，指针偏转如图乙所示，读数为20~22，故所测线圈电阻大约为201~221。
23．(1)C
(2)
【知识点】自耦变压器
【详解】（1）由题可知，原线圈输入交流电的有效值为
触头P正好在A、B的中间，则原、副线圈的匝数比
若该自耦调压器为理想变压器，根据原、副线圈的变压比可知
解得副线圈两端的电压
考虑到有漏磁、热损等影响，则副线圈所测得的电压应小于12V，可能为11.48V。
故选C。
（2）若忽略漏磁、热损等影响，设总匝数为N，电压表示数为U1时，该自耦调压器副线圈的匝数为N1，则由题意得，
解得
24． A D
【知识点】用多用电表测量电学中的物理量、变压器原理与结构
【详解】（1）[1]匝数多的导线横截面积小，长度大，故电阻大，A线圈电阻大，故A线圈匝数较多．
（2）[2]为保证学生安全，应用12 V以内低压交流电源，故选D．
25．219.6 V 43.92 kW
【知识点】升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗
【详解】线路图如图所示．升压变压器次级的输出电压
升压变压器次级输出电流
输电线路上的电压损失和功率损失分别为、
加到降压变压器初级线圈上的输入电压
降压变压器的输出电压，用户得到的电压是
用户得到的功率
26．
【详解】根据，则当灯泡正常发光时，U=20V，此时，则应该把两组副线圈串联使用，然后接到电灯上，电路如图；
27．（1）50V；（2）10C；（3）；（4）
【知识点】电容器的充放电与储能、电磁炮、自耦变压器
【详解】（1）交流电电压的有效值为
根据变压器的电压匝数关系有
由题意可知直流转换模块输出端的电压
解得
（2）根据电容的定义式有
解得
（3）MN由静止开始运动时的电流
此时对金属棒进行分析，根据牛顿第二定律有
解得
（4）MN开始向右加速运动达到最大速度时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势与此时电容器极板电压相等，则有
根据动量定理有
该过程通过金属棒的电荷量
结合上述解得
若考虑最后电容器还有电场能储存，则有
结合上述解得
28．可行，打开或者闭合开关，原线圈磁通量瞬间变化，副线圈中产生感应电动势，只要副线圈的匝数足够大，可以产生一万伏左右的电压
【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系
【详解】变压器是改变交流电的电压的设备，由图可知，当图中的开关接通与断开的瞬间，左侧的电流发生变化，变化的电流引起左侧的线圈内磁通量的变化，进而引起右侧的线圈内磁通量的变化，则在右侧的线圈内产生感应电动势，根据变压器原副线圈电压表等于匝数比
该电动势以高压的形式对外输出，只要副线圈的匝数足够大，即可使火花塞产生一万伏左右的高压点火。
29．(1)图见解析，物理意义为每匝线圈的电压 (2)推导过程见解析 (3)见解析
【知识点】理想变压器两端电压与匝数的关系、电压互感器、电流互感器
【详解】(1)根据题意做出图像如图所示：
—图像斜率的物理意义表示每匝线圈产生的电压。
(2)由于互感现象没有漏磁，原副线圈中的每匝线圈都具有相同的，根据法拉第电磁感应定律有：
所以联立有：
由于不计原副线圈的电阻，因此原线圈两端电压U1=E1，副线圈两端电压U2=E2，所以有：
(3)根据电压互感器和电流互感器原理和特点可填表如下：
“○”中所用的电表（选填“电压表”或“电流表”） 比较原线圈与副线圈导线的粗细（选填“较粗”或“较细”）
丙 电压表 较细
丁 电流表 较粗
30．减小磁场的损失 31．D 32．（1）400A；（2）20A；（3）200V；（4）1:20；240:11；（5）见解析
【知识点】涡流的原理、应用与防止、变压器原理与结构、升压变压器和降压变压器、计算输电线路损耗
【解析】30．在理想变压器中铁芯的主要作用是在理想变压器中铁芯的作用是减小磁场的损失
31．由图可知，根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面abcd平行，为了减小涡流在铁芯中产性的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直面abcd,即平行于面aehd，故选D。
32．（1）升压变压器输入的电流为
（2）根据
输电线上通过的电流是
（3）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为
（4）升压变压器匝数比
降压变压器的次级电压
降压变压器的匝数比
（5）用户增加用电设备，提高用电功率，变压器输入功率变大，而不变，则电路中的电流增大，导线上的电压损失也会变大，用户端变小；而发电机也通过调整工作状态使U1不变，由变压器原理可知，U2也不变，则输电损耗的效率
可知损耗的效率增大，则输电效率减小。
33． A 200 34． B 导磁、引导磁通、构成磁路、减少漏磁、传递或集中磁场、增强磁场的强弱
【知识点】交变电流的峰值、理想变压器两端电压与匝数的关系
【解析】33．[1]由图像可得， 此时线框平面的磁通量为0，故选A。
[2]根据，解得该发电机产生的感应电动势最大值为
[3]感应电动势随时间t变化的表达式为
34．[1] 理想变压器没有能量损失，故输入功率和输出功率的比值为1，故选B。
[2]变压器的基本结构如图所示，在变压器中，铁芯的主要作用是“导磁、引导磁通、构成磁路、减少漏磁、传递或集中磁场、增强磁场的强弱”。
[3]根据，可知副线圈中的理想交流电压表的示数为
[4]变压器不改变交流电的频率，故经过灯泡的交流电频率仍为
35． 逆时针 55：1 36． 1.15 85 37． 0.68 D 38． 0.72 AC/CA
【知识点】波长、频率和波速的关系、含有电动机电路综合计算、增反减同、理想变压器两端电压与匝数的关系、电功和电功率定义、表达式及简单应用
【解析】35．[1] 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。由此可判断“增反减同”，感应电流方向与引起感应电流方向相反。所以在牙刷内置线圈会产生逆时针方向感应电流。
[2]由变压器电压关系知
则
36．[1]由题知，电动机正常工作时输出的机械功率
代入得
[2] 工作效率为
代入得
37．[1]由波长、波速和周期、频率的关系知
由题知f=30000 r/min=500 r/s
代入得
[2] 观测者与声源之间有相对运动时，观测者接收到的频率与声源的频率不同，这种现象称为波的多普勒效应。
故选D。
38．[1]有图像可知，滑动变阻器消耗的最大功率为
[2] AB．由关系式知
滑动变阻器的电压急剧变小，A正确，B错误；
CD．由关系式知
可能是电池内阻急剧变大导致的C正确，D错误；
故选AC。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页