高中物理-变压器练习题及答案

高中物理－变压器练习题及答案
一、单选题
1．为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图如图甲所示，矩形交流发电机匝数为n =50，线圈、导线的电阻均不计，在匀强磁场中以矩形线圈中轴线OO’为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化图像如图乙所示，
2
m 210Wb π
-⨯Φ=。

并与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供
电，变压器为理想变压器，假设额定电压为220V 的医疗设备恰能正常工作。

下列说法正确的有（ ）
A ．电压表的示数为502V
B ．假如给变压器输入端接入电压50V U =的直流电，医疗设备能正常工作
C ．变压器的匝数比为5：22
D ．从t =0开始计时，变压器的原线圈两端的电压502sin100(V)u t =π
2．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为12n n 、，定值电阻1R ，滑动变阻器2R ，图中电流表、电压表均为理想电表．在a b 、端输入电压有效值恒定的交变电流，当滑动变阻器2R 的滑片P 向下滑动时，则（ ）
A ．电压表示数减小
B ．电流表示数减小
C ．1R 消耗的功率减小
D ．电源的输出功率减小
3．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，12:1:2n n =，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P 。

若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则（ ）
A ．R 消耗的功率变为4P
B ．电压表V 的读数变为2U
C ．电流表A 的读数变为0.5I
D ．通过R 的交变电流频率变为原来的4倍
4．如图所示的电路中，M 、N 端接电压有效值恒定的正弦交流电源，理想变压器的原副线圈分别与定值电阻相连，电表均为理想电表，将变压器副线圈滑片缓慢向下移动，在此过程中，以下说法正确的是（ ）
A ．电流表1A 示数减小
B ．电压表1V 示数增大
C ．电阻1R 功率减小
D ．正弦交流电源输出功率增大
5．如图，理想变压器原线圈与定值电阻R 0串联后接在电压恒定U 0=36V 的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R ，原、副线圈匝数比为1：3.已知R 0=4Ω，R 的最大阻值为100Ω。

现将滑动变阻器R 的滑片P 向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A ．电压表示数变大，电流表示数变小
B ．电源的输出功率变小
C ．当R =4Ω时，电压表示数为5.4V
D ．当R =36Ω时，R 获得的功率最大
6．一理想变压器原、副线圈匝数比12:22:5=n n 。

原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图所示。

副线圈仅接入一个10Ω的电阻。

则（ ）
A ．流过电阻的电流是10A
B ．与电阻并联的电压表的示数是502V
C ．变压器的输入功率是250W
D ．经过1分钟电阻发出的热量是31.510J ⨯
7．如图所示，理想变压器的原线圈接人u =2002sin100πt （V ）的交变电压。

原副线圈匝数比为4:1，电阻R 0=5Ω，电阻箱R 的最大阻值为50Ω，则（ ）
A ．副线圈两端的电压有效值为552V
B ．副线圈中电流方向每秒钟改变314次
C ．当R =20Ω时，原线圈中的电流有效值为0.25A
D ．当R =5Ω时，电阻箱R 消耗的电功率最大
8．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为0100n =、1200n =和2300n =，两个副线圈分别接有电阻15R =Ω、210R =Ω和35R =Ω。

当原线圈中接入正弦交流电源时，理想电压表的示数为5V U =。

不计线圈电阻，理想电流表的读数为（ ）
A ．3A
B ．7A
C ．32A
D 72
9．某种型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，它的原、副线圈匝数比为50:1，若在原线圈上加有交流电压220V ，则在副线圈上可获得电压（ ）
A ．4.4V
B ．220V
C ．11000V
D ．1V
10．如图所示，小型发电机中线圈有20匝（未画出），在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，产生正弦交流电242sin 25(V)π=u t ，通过理想变压器向用电器输电，副线圈回路中接有小灯泡（6V12W ）和交流电动机M ，当闭合开关时，小灯泡和电动机均正常工作，交流电流表1A 的示数为2A ，已知电动机的内阻为1
Ω4
，则以下说法正确的是（ ）
A ．电动机的输出功率为27W
B ．变压器的输入功率为482W
C ．线圈最大磁通量为242
Wb 25π
D ．1s 内通过交流电流表2A 的电流方向改变
50次
二、多选题
11．理想变压器原线圈a 的匝数800匝，副线圈b 的匝数200匝，原线圈接在
2202sin 314V u t =（）的交流电源上，副线圈中“12V ，6W”的灯泡L 恰好正常发光，电阻
R 2＝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10.12Wb s -⋅
B ．电压表V 的示数为20V
C ．R 2消耗的功率为8W
D ．电阻R 1的阻值为100Ω
12．如图所示为远距离输电示意图，其中1T 、2T 为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻r ，灯1L 、2L 相同且阻值不变.现保持变压器1T 的输入电压不变，滑片P 位置不变，当开关S 断开时，灯1L 正常发光.则下列说法正确的是（ ）
A ．仅闭合开关S ，灯1L 会变亮
B ．仅闭合开关S ，r 消耗的功率会变大
C ．仅将滑片P 下移，电流表的示数会变大
D ．仅将滑片P 下移，r 消耗的功率会变小
13．如图所示电路中，变压器为理想变压器，1R 为定值电阻，2R 为滑动变阻器，在a 、b 端接入有效值恒定的正弦交流电压，则下列判断正确的是（ ）
A ．仅滑片P 1向上移，1R 消耗功率变小
B ．仅滑片P 1向上移，1R 消耗功率变大
C ．仅滑片P 2向上移，1R 消耗功率变小
D ．仅滑片P 2向上移，1R 消耗功率变大
14．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n 1∶n 2=10∶1，L 1和L 2是相同型号的白炽灯，L 1与电容器C 串联，L 2与带铁芯的线圈L 串联，V 为交流电压表。

当原线圈接有如图乙所示正弦交变电压时，两只灯泡的亮度相同。

则（ ）
A ．与副线圈并联的电压表在t =1×10-2 s 时的示数为0
B ．与副线圈并联的电压表在t =0.5×10-2 s 时的示数为22V
C ．当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz 时，灯泡L 1变亮，灯泡L 2变暗
D ．当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz 时，灯泡L 1变暗，灯泡L 2变亮 15．如图所示为模拟远距离电能输送示意图，发电机通过升压变压器1T 和降压变压器2T 向用户供电。

已知输电线的总电阻为4R =Ω，用户负载011R =Ω，升压变压器1T 原、副线圈匝数之比为1:5，降压变压器2T 原、副线圈匝数之比为4:1，降压变压器副线圈两端交变电压2202sin100V u t π=。

变压器视为理想变压器，则（ ）
A ．此交流电频率为100Hz
B ．用户用电功率为4400W
C ．变压器1T 原线圈电流有效值为25A
D ．当负载0R 增大时，发电机的输出功率增大
16．家用燃气热水器点火装置的原理简化图如图所示，将家用交流电02220sin10u t π＝（V ）接入理想变压器原线圈，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。

已知点火针与感应针之间的电压瞬时值大于2000V 时，就会引发火花，点燃气体。

以下判断正确的是（ ）
A ．变压器原线圈两端电压的有效值是2202V
B ．交变电流方向每秒钟改变100次
C ．变压器原、副线圈的匝数比可以为
1215
n n = D ．变压器原、副线圈的匝数比可以为1
2
1
7
n
n = 17．如图所示为火灾报警器简化原理图，理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1，原线圈接入电压为2202sin100u t π=（V ）的交流电，电压表和电流表均为理想电表，0R 和1R 均为定值电阻，R 为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。

下列说法中正确的是（ ）
A ．电压表示数为44V
B ．R 处出现火警时电流表示数增大
C ．R 处出现火警时电压表示数增大
D ．R 处出现火警时0R 两端电压降低
18．输电能耗演示电路如图所示。

左侧变压器原、副线圈匝数比为1:3，输入电压为7.5V 的正弦交流电。

连接两理想变压器的导线总电阻为r ，负载R 的阻值为10Ω。

开关S 接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2:1，R 上的功率为10W ；接2时，匝数比为1:2，R 上的功率为P 。

以下判断正确的是（ ）
A ．10r =Ω
B ．5r =Ω
C ．45P =W
D ．22.5P =W
19．如图所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一匝数为N 的矩形线圈，线圈的面积
为S ，线圈以角速度ω绕OO ′轴顺时针匀速转动。

从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，下列说法正确的是（ ）
A ．感应电动势的最大值为2NBS ω
B ．增大角速度ω，电流表示数不变
C ．闭合开关S ，电流表示数增大
D ．线圈按图示方向转动，则在图示位置线圈产生的感应电流方向为MNPQ
20．如图所示的理想变压器，原线圈电路中有定值电阻R 1，阻值为2R 0，接入电动势为
()220sin 100V e t π=的交流电源，内阻不计。

副线圈电路中定值电阻R 2和滑动变阻器R 串
联，R 2的阻值和滑动交阻器的最大阻值均为R 0，原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表。

在滑动变阻器滑片P 从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．电压表和电流表的示数均逐渐减小
B ．R 1两端电压与R 2两端电压之比始终为1：
5
C ．通过R 2的电流的频率始终为5Hz
D ．R 1和R 2消耗的总功率逐渐增大 三、解答题
21．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1n 上，副线圈2n 接有阻值200R =Ω的电阻，理想变压器匝数比12:1:10n n =。

已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度2T B =，发电机线圈匝数10N =，内阻不计且线圈面积是0.4m 2，发电机转动的角速度大小为5rad/s ，电压表是理想电表； （1）求电压表示数为多少？ （2）电阻R 的电功率等于多少？
22．如图所示，假定发电厂输出的电压为U ，输送功率为P ，输电线路中的电流是I ，两条导线的总电阻是r （在图中把导线电阻集中画为r ）。

那么： （1）远距离大功率输电面临的困难是什么？
（2）输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低功率损耗有哪些途径？
23．如图所示，一台理想变压器原、副线圈匝数之比22:10:1n n =。

原线圈接在电压2202sin100u t π=（V ）的交流电源上，副线圈接R =5.5Ω的电阻。

若电流表和电压表均可
视为理想电表，求： （1）电压表的示数； （2）电流表的示数。

【参考答案】
一、单选题 1．C 【解析】 【详解】 AC ．根据图像可得
0.02s =T
线圈的角速度
2100rad/s T
π
ωπ=
= 线圈产生的电动势，根据
m E nBS n ωω==Φ=
则电压表的示数为
150V U =
= 变压器的匝数比
1122522
n U n U == A 错误，C 正确；
B ．根据变压器的原理，变压器输入端接入电压为50V 的直流电，变压器不工作，医疗设备不能正常工作，B 错误； D ．当
0=t
此时磁通量为0，则变压器的原线圈两端的电压为
(V)u t π=
D 错误。

故选C 。

2．A 【解析】 【详解】
设初级电流为I ，ab 两点的输入电压为U ，则初级电压
11U U IR =-
次级电压
2221111
()n n
U U U IR n n =
=- 次级电流
1
22
n I I n =
则
222U I R =
可得
22112112
()n n n
U I R R n n n =+ 则当滑动变阻器2R 的滑片P 向下滑动时，R 2阻值减小，则I 变大，电流表示数变大，1R 消耗的功率变大，根据P =IU 可知，电源的输出功率变大，R 1电压变大，则初级电压减小，则次级电压减小，即电压表的示数减小。

故选A 。

3．A 【解析】 【详解】 AB ．根据
max E nBS ω=
当发电机线圈的转速变为原来的2倍，则发电机感应电动势的最大值变为原来的2倍，感应电动势的有效值变为原来的2倍，则理想变压器原线圈的电压变为原来的2倍，根据
11
22
12n U n U == 可知，副线圈的电压变为原来的2倍，电压表读数变为2U ，根据
2
U P R
= 因定值电阻两端电压变为原来的2倍，则R 消耗的功率变为4P ，A 正确，B 错误； C ．根据欧姆定律可知理想变压器副线圈的电流变为原来的2倍，根据
12
21
n I n I =
可知，理想变压器原线圈的电流变为原来的2倍，电流表读数变为2I ，C 错误； D ．根据
2T
π
ω=
，1T f =
可得
2f ωπ=
可知通过R 的交变电流频率变为原来的2倍，D 错误。

故选A 。

4．D 【解析】 【详解】
如图所示，将原线圈和副线圈电路当作原线圈所在电路的负载（图中虚线框内部分），其电阻称为变压器的等效电阻，设原副线圈两端电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，则根据理想变压器特点
U 1I 1=U 2I 2 U 1：U 2=n 1：n 2
得
1122n U U n =
，2121
n
I I n = 根据功率关系
22112121
=n I R I R n '（）
由上式可得
1222n R R n ⎛⎫= ⎪⎝⎭
'
其中副线圈匝数2n 增多，等效电阻减小，回路总电阻减小，交流电电压有效值不变，所以电流表1A 示数增大，1R 功率增大，由
111U U I R -=，1P UI =
知1U （电压表1V 示数）减小，电源输出功率P 增大，故ABC 错误，D 正确。

故选D 。

【命题意图】
本题以理想变压器为载体，考查学生含变压器电路的动态分析，突出对基础性、应用性和综合性的考查要求。

考查学生物理观念和科学思维。

5．D 【解析】 【详解】
AB ．由理想变压器的特点可知
22
01102U I I R I R =+，12:3:1I I =
可知
1
010I U I R R =+
9
滑动变阻器R 的滑片P 向下滑动，R 减小，所以1I 变大，则2I 变大，故电流表示数变大，电源的输出功率为
01P U I =
则电源的输出功率变大，原线圈两端电压
1010U U I R =-
因为1I 变大，所以1U 减小，得2U 减小，电压表示数减小，故AB 错误； C ．原线圈与副线图两端电压之比为
01021
3
U I R I R -= 电流之比
12:3:1I I =
联立可得
2039U I R R
=
+
即
2 2.7A I =
电压表示数为
2210.8V U I R ==
故C 错误； D ．R 获得的功率
2
2
200
22
20003981918U U P I R R R R R R R
R
⎛⎫=== ⎪+⎝⎭++ 当2081R R R
=时，R 获得的功率最大，此时
0936R R ==Ω
故D 正确。

故选D 。

6．C 【解析】 【详解】
由图可知原线圈输入交变电压
π(V)u t =
有效值为
1220V U =
= 根据理想变压器的规律可知副线圈两端的电压为
2
211
50n U U n =
=V A ．流过电阻的电流是
250
A 5A 10
U I R =
== 故A 错误；
B ．与电阻并联的电压表的示数是有效值，所以是50V ，故B 错误；
C ．输入功率等于输出功率
22
250W 250W 10
U P R =
==出 故C 正确；
D ．经过60s 电阻发出的热量是
4
25060J 1.510J Q P t ==⨯=⨯出
故D 错误。

故选C 。

7．D
【解析】 【详解】
A ．由已知，原线圈接入交流电压有效值为
1200V U =
= 原副线圈匝数比为4:1，得
112241
n U n U == 副线圈电压有效值为
250V U =
故A 错误； B ．交流电频率为
110050Hz 22f T ωπππ
=
=== 一个周期内电流方向改变两次，故副线圈中电流方向每秒钟改变100次，故B 错误； C ．当R =20Ω时，副线圈电流为
22050
A 2A 205
U I R R =
==++ 由
12
21
n I n I =
原线圈电流有效值为
10.5A I =
故C 错误；
D ．当R =5Ω时，电阻箱R 消耗的电功率为
2
2
22
05025005U P R R R R R ⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭
当
=即5ΩR = 时，P 有最大值，故D 正确。

故选D 。

8．B 【解析】 【详解】
设原线圈两端的电压为0U ，副线圈1n 两端的电压为1U ，副线圈2n 两端的电压为2U ，由串并联电路特点可知副线圈2n 两端的电压为
23
23
R R U U R +=
由理想变压器原理可得
012
012
U U U n n n == 由能量守恒定律得
2212
00123
U U U I R R R =++
解得
07A I =
故选B 。

9．A 【解析】 【详解】
根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数关系得
11
22
U n U n = 解得
2 4.4V U =
A 正确，BCD 错误。

故选A 。

10．A 【解析】 【详解】
C ．发电机电动势最大值
m V ω==E nBS
线圈最大磁通量为
m m E BS n ωΦ==
C 错误；
D ．由题意知
25rad/s ωπ=
则交流电的频率
12.5Hz 2ω
π
=
=f 一个周期内交流电方向改变两次，故1 s 内通过交流电流表2A 的电流方向改变25次，D 错误；
B ．电流表1A 示数为
12A I =
发电机产生电动势的有效值为
124V U =
则变压器的输入功率
1148W P U I ==
B 错误；
A ．由理想变压器中电压比与匝数比的关系知
11
22
U n U n = 解得
1241
n n = 由电流比与匝数比的关系知
12
21
n I n I =
解得
L 2L 112W 8A,2A 6V
P I I U ==
== 则通过电动机的电流为
M 2L 6A I I I =-=
则电动机的输出功率
2
M M 2M M 27W P I U I R =-=
A 正确。

故选A 。

二、多选题
11．AB 【解析】 【详解】
A ．变压器副线圈电流为
20.5A L
P
I U =
= 因此副线圈电压，即电压表示数为
22212V 20V U I R =+=
则副线圈峰值为
2m U =
穿过铁芯的磁通量的变化率最大为
2m
200
U t φ∆==∆ 故AB 正确；
C ．R 2消耗的功率为
22224W R P I R ==
故C 错误； D ．根据
12
21I n I n =，1122
U n U n = 原线圈电流
10.125A I =，180V U =
电阻R 1的阻值为
122080
Ω1120Ω0.125
R -=
= 故D 错误。

故选AB 。

12．BC 【解析】 【详解】
AB ．闭合S ，则消耗功率增大，2T 副线圈中电流增大，2T 原线圈中电流也增大，则输电线
r 上损失的电压和功率增大，则2T 输入电压
12 次初=-T T T U Ir
减小，灯泡两端电压2T U 次减小，故灯泡会变暗，故A 错误，B 正确；
CD ．仅将滑片P 下移，1T 副线圈匝数增大，则输出电压增大，2T 的输入电压增大，灯泡两端电压也增大，2T 副线圈中电流变大，则2T 原线圈中电流变大，则输电线r 消耗的功率会变大；变压器1T 副线圈中电流变大，则原线圈中电流也变大，即电流表的示数会变大，故C 正确，D 错误。

故选BC 。

13．BC 【解析】 【详解】 AB ．根据题意，有
R11U U U =+，
1122U n U n =，1221
I n I n =，222U I R =
则有
211111111222212122222()n n n n n U U I R U I R R I R I n n n n n =-=
=⋅=⋅⋅=⋅21121112
()n
U U R I I R n ==⋅+ 滑片P 1向上移，n 1减小，正弦交流电压有效值恒定，则会导致原线圈的电流增大，则R 1上消耗的功率会变大，A 错误，B 正确；
CD ．仅当P 2向上移，2R 增大，则I 2减小，则I 1也会减小，因此R 1消耗的功率变小，C 正确，D 错误。

14．BC 【解析】 【详解】
AB ．输入电压有效值为
1U =
11
22
U n U n = 解得
222V U =
电压表测量值为输出电压的有效值，始终为22V ，A 错误，B 正确；
CD ．题中原正弦交变电压的频率为50Hz ，由电容和电感对交流电的作用规律可知，当频率变为100Hz 时，电容的阻碍作用减弱，电感的阻碍作用增强，灯泡L 1变亮，灯泡L 2变暗，C 正确，D 错误； 故选BC 。

15．BC 【解析】 【详解】
A ．此交流电频率为
50Hz 2f ω
π
=
= 故A 错误；
B ．降压变压器副线圈两端交变电压
V u t π=
用户功率
2240220W 4400W 11
U P R ===
故B 正确； C ．根据用户端电流
44
20A U I R =
= 根据
1221I n I n =，2443
I n I n = 可知
125A I =
故C 正确；
D ．当负载0R 增大时，负载电流减小，则发电机电流减小，因此发电机的输出功率减小，
故选BC 。

16．BD 【解析】 【详解】
A ．由原线圈的输入电压表达式可知，原线圈两端电压的最大值为，有效值为220V ，A 错误；
B ．该交变电流的频率为
100==50Hz 22f ππ
ωπ＝
一个周期内电流方向改变两次，所以电流方向每秒钟改变100次，B 正确；
C ．由题可知点火针与感应针之间的瞬时电压大于2000V 时会引发火花，原线圈最大的瞬
时电压为，由公式
1122=n U n U 可知当变压器原、副线圈的匝数比为1
5
时，副线圈的最
大瞬时电压为，小于2000V ；
当变压器原、副线圈的匝数比为1
7
时，副线圈的最大瞬时电压为，大于2000V 。

C 错误，
D 正确。

故选BD 。

17．AB 【解析】 【详解】
A ．原线圈电压有效值为U 1=220V 。

根据变压器原理得
2
21
1
44V n U U n == 即电压表示数。

故A 正确；
B ．R 处出现火警时，电阻减小，负载总电阻减小，则总电流增大，故原线圈电流增大，即电流表示数增大。

故B 正确；
C ．副线圈电压由原线圈决定，不随R 变化，即电压表示数不变。

故C 错误；
D ．根据“串反并同”可知，R 处出现火警时，电阻减小，则0R 两端电压增大。

故D 错误。

故选AB 。

18．BD 【解析】 【详解】
AB ．开关接1时，根据功率公式
20P I R =
可得，右侧线圈输出电流
31A I =
=
根据变压器电流之比等于匝数的反比，对右侧变压器有
24
33
I n I n = 解得
2311
1A 0.5A 22
I I =
=⨯= 对左侧变压器有
12
21
I n I n = 解得
1 1.5A I =
则可知，左侧变压器输入功率
1117.5 1.5W 11.25W P U I ==⨯=
右侧变压器输入功率
34010W P P P ===
故导线上消耗的功率
1311.25W 10W 1.25W P P P =-=-=损
由
2
2P I r =损
可得
22
2 1.2550.5P r I =
=Ω=Ω损 故B 正确，A 错误；
CD ．开关接2时，根据电流之比等于线圈匝数的反比可得
'12
'21
I n I n = 解得
''123I I =
又
'24
'33
2I n I n == 则
''322I I =
根据能量关系有
''
13P P P P P =+=+损损
即
'
1P P P =-损
则有
'2''23112I R U I I r =-
解得
'23A I =，'3 1.5A I =
则
'223 1.510W 22.5W P I R ==⨯=
故C 错误，D 正确。

故选BD 。

19．CD 【解析】 【详解】
A ．感应电动势的最大值为
m E NBS ω=
故A 错误；
B ．增大角速度ω，感应电动势的最大值增大，所以原线圈的输入电压增大，副线圈的输出电压增大，副线圈的电流增大，原线圈的电流增大，电流表示数增大，故B 错误；
C ．闭合开关S ，负载总电阻减小，而副线圈的输出电压不变，副线圈的电流增大，原线圈的电流增大，电流表示数增大，故C 正确；
D ．在图示位置，对于PN 部分，根据右手定则可知感应电流方向为N P →，对于QM 部分，根据右手定则可知感应电流方向为Q M →，所以产生的感应电流方向为MNPQ ，故D 正确； 故选CD 。

20．BD 【解析】 【详解】
A ．在滑动变阻器滑片P 从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，滑动变阻器的有效值减小，则副线圈的总电阻减小，所以副线圈的电流增大，即电流表的示数逐渐增大；根据变压器的电流比，可知原线圈的电流也增大，故1R 两端的电压增大，因交流电源的电动势有效值不变，所以原线圈两端的电压变小，故电压表的示数逐渐减小，故A 错误；
B ．设原线圈的电流为1I ，副线圈的电流为2I ，则1R 的电压为
111U I R =
2R 的电压为
222U I R =
则有
111
222
U I R U I R = 又
12211
10
I n I n ==，10222R R R ==
解得
1215
U U = 故B 正确；
C ．电源的电动势的瞬时值表达式
()220sin 100V e t π=
可知
100/s rad ωπ=
则交流电的频率为
502f Hz ωπ
== 因变压器不会改变交流电的频率，故通过R 2的电流的频率始终为50Hz ，故C 错误。

D ．由A 项分析，可知流过原、副线圈的电流都增大，根据
2P I R =
可知R 1和R 2消耗的总功率逐渐增大，故D 正确。

故选BD 。

三、解答题
21．（1）20V ；（2）200W
【解析】
【详解】
（1）线框在匀强磁场中的电动势的最大值为
E m =NBSω
则线框电动势的有效值为
120V U == 电压表示数显示的为有效值，则电压表示数为20V 。

（2）根据变压器电压关系
U 1∶U 2=n 1∶n 2
解得，变压器副线圈的电压为
2200V U =
则电阻R 的电功率为
22200W U P R
== 22．（1）在输电线上有功率损失和电压损失；（2）有一部分电能转化为电热而损失掉。

2
2
2∆==P P I r r U ，两个途径为①减小输电线的电阻r ；②减小输电电流I ，即提高输送电压U
【解析】
【详解】
（1）在输电线上有功率损失和电压损失；
（2）由于输电线有电阻，当有电流流过输电线时，有一部分电能转化为电热而损失掉了，这是输电线上功率损失的主要原因，功率损失表达式
2
2
2∆==P P I r r U 所以降低输电损耗的两个途径为：①减小输电线的电阻r ；②减小输电电流I ，即提高输送电压U 。

23．（1）22V ；（2）0.4A
【解析】
【详解】
（1
）原线圈接在电压u t π=（V ）的交流电源上，则有效值
U 1=220V
设副线圈电压的有效值为U 2，则有
1122
U n U n = 电压表的示数
U 2=22V
（2）副线圈中电流的有效值
224A U I R
== 根据变压器原副线圈电流比关系有
1221
I n I n = 所以电流表的示数
10.4A I =。