人教版高二物理变压器专题练习题含答案

人教版高二物理变压器专题练习题含答案
一、单选题
1．如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压恒为U 1、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，下列表述正确的是（ ）
A ．若
14
23
n n n n =，则用户获得的电压41U U = B ．若用户开启的用电器增多，则升压变压器输出的2U 增大 C ．若用户开启的用电器增多，则输电线消耗的功率增大 D ．若用户开启的用电器增多，则发电机输出的功率减小 2．匝数为110、面积为
20.5m π的矩形线圈，在磁感应强度大小为2
25
T 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以100πrad s 的角速度匀速转动，产生正弦交变电流。

如图所示，在理想变压器的输入端加上该交变电流，额定电压为10V 的小灯泡L 正常发光。

不计线圈与导线的电阻。

下列说法正确的是（ ）
A ．该交变电流的电压最大值为220V
B ．该交变电流的频率为100Hz
C ．理想变压器原、副线圈的匝数比为22∶1
D ．将滑动变阻器的滑片向d 端移动，小灯泡变暗
3．如图所示为某小型电站高压输电示意图。

发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。

在输电线路的起始端接入A 、B 两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10，电压表的示数为220V ，电流表的示数为5A ，线路总电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A ．互感器A 是电流互感器，互感器
B 是电压互感器 B ．线路上损耗的功率250W
C ．发电机输出的电功率1100kW
D ．用户使用的用电设备越多，降压变压器输出电压U 4大小不会改变
4．如图所示的变压器为理想变压器，所有电表均为理想电表，原线圈接一发电机。

如果发电机内的磁感应强度B 变为原来的一半，发电机线圈内阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A ．两电表的读数均变为原来的一半
B ．变压器的输入功率变为原来的一半
C ．R 消耗的电功率变为原来的八分之一
D ．交变电流的频率变为原来的一半
5．如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n ∶1，原线圈接正弦交流电，电压为u ＝U 0cos 100πt （V ），副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。

电动机线圈电阻为R ，当电键S 接通后，电流表读数为I ，电动机带动一电阻为r 、质量为m 、长为l 的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v 匀速上升。

下列判断正确的是（ ）
A ．电动机两端电压为IR ，其消耗的电功率为I 2R
B ．变压器的输入功率为I 2
R ＋mgv ＋222
B l v r
C ．原线圈中的电流为nI ，变压器的输入功率为I 2R ＋mgv ，副线圈电流的频率为50 Hz
D ．电动机的热功率为I 2R ，副线圈电压的有效值为
U n
6．华为手机充电器中装有变压器。

用正弦交流电路给手机充电时，原线圈两端电压为220V ，副线圈两端电压为5V ，副线圈电流为2A ，若将变压器视为理想变压器，则
（）
A．原副线圈的匝数比为4.4：1 B．原线圈的电流约为0.05A
C．副线圈两端电压的最大值为5V D．原副线圈的功率之比为44：1
7．如图所示为远距离输电示意图，发电机输出正弦式交变电压瞬时值表达式为
=，则（）
2202sin100V
u tπ
A．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
B．发电机输出交流电的电压有效值是2202V
C．输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定
D．用户用电器上交流电的频率是100Hz
8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，原线圈AB两端所接电压u随时间t 按正弦规律变化，如图乙所示。

已知电流表示数为2A，若电表均为理想电表，下列说法正确的是（）
A．电压表示数为1102
B．负载电阻R的阻值为27.5Ω
C．副线圈中的电流频率为25Hz
D．仅增大负载电阻R，电压表示数增大，电流表示数减小
9．如图所示，高铁的供电流程是将高压220kV或110kV经过牵引变电所进行变压，降至27.5kV，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得
25kV的电力使高铁机车运行，下列回答正确的是（）
A ．若电网的电压为220kV ，则变压所的变压器原、副线圈匝数比12:4:1n n =
B ．若电网的电压为110kV ，则变压所的变压器原、副线圈匝数比12:1:4n n =
C ．如果高铁机车的电动机输出机械功率为9000kW ，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为6.9Ω
D ．如果高铁机车的电动机输出机械功率为9000kW ，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为6.25Ω
10．如图（甲）所示，理想变压器原副线圈匝数比n 1∶n 2= 55∶4，原线圈接有交流电流表A 1，副线圈电路接有交流电压表V 、交流电流表A 2滑动变阻器R 等，所有电表都是理想电表，二极管D 正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L 的阻值恒定。

原线圈接入的交流电压的变化规律如图（乙）所示，则下列说法正确的是（ ）
A ．交流电压表V 的读数为64V
B ．灯泡L 两端电压的有效值为32V
C ．当滑动变阻器的触头P 向下滑动时，电流表A 2示数增大，A 1示数减小
D ．由图乙可知交流发电机转子的角速度为100πrad/s
二、多选题
11．如图所示，理想变压器的原线圈接在()2202sin 100V u t π=的交流电源上，副线圈接有55R =Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A ．原线圈中电流表的读数为1A
B ．原线圈中的输入功率为220W
C ．副线圈中电压表的读数为1102V
D ．副线圈中输出交变电流的周期为50s
12．如图所示，矩形线框的匝数为N ，面积为S ，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，定值电阻R 1、R 2的阻值均为R ，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B ，现让线框由图示位置开始绕轴OO ＇以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，忽略线框以及导线的电阻。

下列说法正确的是（ ）
A ．图示位置时，线框的输出电压为NBSω
B ．图示位置时，线框的输出电压为0
C ．矩形线框的输出功率为2222
2N B S R
ω
D ．矩形线框的输出功率为
2222
59N B S R
ω
13．如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值为220V 的正弦式交流电源，原、副线圈的匝数比为5:1，13220R R ==Ω，理想电流表的示数为1.0A ，则下列判断正确的是（ ）
A ．电阻R 2的阻值为4Ω
B ．电阻R 3两端电压是电阻R 1两端电压的2倍
C ．电源的输出功率为44W
D ．减小R 2的阻值,电流表的示数将变大
14．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，正弦交流电源电压的有效值为U =15V 保持不变，电阻R 1=15Ω，R 2=20Ω，滑动变阻器R 3最大阻值为40Ω。

开始时，滑片P 处于滑动变阻器正中间位置，则下列正确的是（ ）
A ．通过R 1的电流的有效值为1A
B ．电压表读数为12V
C ．若向下移动P ，电压表读数将变大
D ．若向下移动P ，变压器的输出功率将变小
15．如图所示，一理想变压器初级线圈1120=n 匝，次级线圈330n =匝，初级线圈与2202sin(100)e t π=的交流电源连接，电流表示数为2A ，标注有“110V 、55W ”的灯泡正
常发光，电动机线圈的总电阻为1Ω，则下列说法中正确的是（ ）
A ．流过灯泡的交变电流的频率为60Hz
B ．灯泡两端的电压峰值为1102V
C ．流过电动机的电流为55A
D ．电动机的输出功率为336W
16．如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路。

a 、b 端接电压稳定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为k 且k ＜1，定值电阻R 1＜R 2，电流表、电压表均为理想电表，其示数分别用I 和U 表示。

当向上调节滑动变阻器R 3的滑片P 时，电流表、电压表示数变化量分别用ΔI 和ΔU 表示。

则以下说法正确的是（ ）
A ．2ΔΔU
R I
=
B ．2
1ΔΔU
R k
I
= C ．电阻R 2消耗的功率P 2=UI D ．电源的输出功率一定增大
17．如图所示是某供电电路的示意图，电网输出端a 、b 间电压保持不变，理想变压器原副线圈匝数比为n 1：n 2，R 1、R 2是输电线的等效电阻，变阻器R 代表用户用电器的总电阻，用电器增加时相当于R 减小，图中电流表和电压表都是理想交流电表。

下列说法正确的是（ ）
A ．电流表A 1和A 2示数之比为2
1
n n
B ．电压表V 1和V 2示数之比为
12
n n
C ．用电器增加时，两电流表的示数都变大
D ．用电器增加时，两电压表的示数都变大
18．如图所示，图中ab 端所接的交变电压u =2202sin100πt （V ），L 1、L 2是规格为“20V 10W”的灯泡，现调节电阻箱R 为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光，变压器为理想变压器。

则（ ）
A ．灯泡正常发光时的电阻为40Ω
B ．ab 端所接交流电的频率为100Hz
C ．变压器原、副线圈匝数比为10：1
D ．恰好能使两个灯泡均正常发光时电阻箱R 的阻值为
20Ω9
19．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为1n 、2n ，且12n n >，定值电阻r 与滑动变阻器R 的最大阻值相等，电流表、电压表均为理想电表。

在a 、b 端接入交变电源，当滑动变阻器R 滑片由Q 向P 端滑动时，下列说法正确的是（ ）
A ．电流表示数变大
B ．电压表示数不变
C ．定值电阻r 消耗的电功率逐渐变大
D ．变压器副线圈的输出功率逐渐变小
20．如图所示是手摇发电机经变压器给灯泡L 供电的电路图。

当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表示数为U ，灯泡正常发光。

已知发电机线圈匝数为n ，总电阻为r ，灯泡正常发光时的电阻为R ，其他电阻可忽略，变压器副线圈与原线圈的匝数比为k ，电表均为理想电
表，变压器可视为理想变压器。

则（）
A．从中性面开始计时，流过原线圈电流的瞬时值表达式为
2
1
2sin
Uk t i
R
ω=
B．灯泡的额定功率为
22 k U R
C．仅减小转速，灯泡仍能正常发光
D．线圈转到图示位置时，电流表读数为0
三、解答题
21．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1=3 300 V，副线圈两端电压U2=220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2 V，求：
（1）原线圈n1等于多少匝？
（2）当开关S断开时，电流表A2的示数I2=5 A．则电流表A1的示数I1为多少？
（3）在（2）中情况下，当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？
22．某个小型水电站发电机的输出功率为P1=100kW，发电机的输出电压为U1=250V，通过升压变压器升压后向远处输电，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，要求在输电线上损失的功率控制在4kW，请你设计两个变压器的匝数比。

为此，请你计算：
（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
（2）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
23．某实验兴趣小组设计并制作了一个远距离输电演示器，如图所示。

（1）观察装置并尝试描述演示步骤及实验现象。

（2）若想测出升压变压器原、副线圈的匝数比，应当如何进行实验操作？
【参考答案】
一、单选题 1．C 【解析】 【详解】
A ．根据变压器原理可得
1212::U U n n = 3434::U U n n =
又
1243::n n n n =
可得
13
42
U U U U =
由于输电线上电阻分压作用
32U U ≠
所以
41U U ≠
故A 错误；
B ．输入电压恒定，升压变压器的原副线圈匝数比恒定，则则升压变压器输出的2U 不变，故B 错误；
CD ．当用户的功率增大时，用电器增多，总电阻减小。

降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的消耗功率增加，发电机的输出功率等于输电线消耗功
率与用户的功率之和，因此，发电机的输出功率增加，故C 正确，D 错误。

故选C 。

2．C 【解析】 【详解】
A ．交变电流的电压最大值为
m 0.5110100V E nBS ωππ
==⨯= A 错误；
B ．交变电流的频率为
50Hz 2f ω
π
=
= B 错误；
C ．交变电流的电压有效值为
220V E =
= 额定电压为10V 的小灯泡L 正常发光，故副线圈的电压为10V ，故理想变压器原、副线圈的匝数比为
12221
n E n U == C 正确；
D ．滑动变阻器与灯泡并联连接，将滑动变阻器的滑片向d 端移动，不改变小灯泡两端的电压，小灯泡亮度不变，D 错误。

故选C 。

3．C 【解析】 【详解】
A ．互感器A 并联在零火线上，所以是电压互感器，互感器
B 串联在电路中，是电流互感器，故A 错误；
B ．电流表的示数为5A ，互感器原、副线圈的匝数比1：10，则线路上电流
50A I =
线路上损耗的功率
2
25000W P I r ==损
故B 错误；
C ．电压表的示数为220V ，匝数比分别为100：1，所以输送电压
22000V U =
功率
1100kW P IU ==
则发电机输出的电功率1100kW ，故C 正确；
D ．用户使用的用电设备越多，用户回路电流变大，则输送电流变大，损失电压变大，降压变压器输入电压变小，降压变压器输出电压U 4大小变小，故D 错误。

故选C 。

4．A 【解析】 【详解】
磁场的磁感应强度变为原来的一半，由
E =
知，原线圈中输入电压变为原来的1
2，根据
11
22
U n U n = 知，副线圈输出电压2U 变为原来的1
2，即电压表示数变为原来的1
2，由电功率公式
2
U P R
= 可知，R 消耗的功率变为原来的14
，由欧姆定律可知通过R 的电流变为原来的1
2，根据
21
12
I n I n = 知，原线圈中的电流也变为原来的1
2，由于发电机的转速没发生变化，故交流电的频率不变。

故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

5．B 【解析】 【详解】
A ．电动机不是纯电阻元件，不能用欧姆定律计算其两端电压，其消耗的电功率也不等于I 2R ，故A 错误；
B ．金属杆上升过程中所受安培力大小为
22Blv B l v
F BIl Bl r r
==⋅=
电动机的输出功率为
()222
B l v P F mg v mgv r
=+=+
出 变压器的输入功率为
222
2
2B l v P P I R mgv I R r
=+=+
+入出 故B 正确；
C ．根据理想变压器变流规律有
11I I n
= 所以原线圈中的电流为
1I I n
=
故C 错误；
D ．电动机的热功率为I 2R ，由题意可知原线圈电压的有效值为
1U =
根据理想变压器变压规律有
1
2
U n U = 解得副线圈电压的有效值为
2U =
故D 错误。

故选B 。

6．B 【解析】 【详解】
A ．变压器原副线圈电压与匝数成正比，可得
11
22
44n U n U == A 错误；
BD ．理想变压器不改变功率，即原副线圈功率相等，可得
1122U I U I =
解得原线圈的电流为
10.05A I ≈
B 正确，D 错误；
C ．原副线圈均为正弦交流电，故副线圈两端电压的最大值为
2m 2U =
C 错误。

故选B 。

7．A 【解析】 【详解】
A ．当用户用电器的总电阻增大时，即用电器的数量减少，则降压变压器的输出功率减小，而副线圈电压不变，则副线圈电流减小，则降压变压器的原线圈电流减小，则输电线上损失的功率减小，故A 正确；
B
．发电机输出交流电的电压最大值是，有效值为
220V E =
= 故B 错误；
C ．由A 解析可知，用户用电器的总电阻对输电线的电流也有影响，故C 错误；
D ．用户用电器上交流电的频率应当与发电机输出正弦式交变电流的频率相同，即为
150Hz 2ωf T π
=
== 故D 错误。

故选A 。

8．B 【解析】 【详解】
A
．由图乙知，原线圈输入电压最大值为，有效值为
1220V U =
= 根据原、副线圈两端电压之比等于匝数之比，有
112221
U n U n == 得副线圈两端电压有效值为
2110V U =
所以电压表示数为110V ，故A 错误；
B ．根据原、副线圈两端电压之比等于匝数之比，有
211221
I n I n == 得副线圈电流有效值为
21222A 4A I I ==⨯=
负载电阻R 的阻值为
22110
27.54
U R I =
=Ω=Ω 故B 正确；
C ．由图可知原线圈的电流频率
2
1
Hz 50Hz 210f -=
=⨯ 理想变压器原、副线圈电流频率相等，故C 错误；
D ．仅增大负载电阻R ，因为原线圈电压有效值和线圈匝数不变，所以副线圈电压有效值不变，即电压表示数不变，根据欧姆定律，副线圈电流有效值减小，而原副线圈电流比不变，所以原线圈电流有效值减小，即电流表示数减小，故D 错误。

故选B 。

9．D 【解析】 【详解】
AB ．若电网的电压为220kV ，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为
1122220kV 827.5kV 1
U n U n === 若电网的电压为110kV ，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为12:4:1n n =，故AB 错误；
CD ．若高铁机车功率为9000kW ，根据
0.9P
IU = 25kV U =
则电流
400A I =
牵引变电所至机车间的等效电阻
2=6.25ΩU U
R I
-=
故C 错误，D 正确。

故选D 。

10．D 【解析】 【详解】
A ．由图乙可知，原线圈输入电压有效值为440V ，根据
12n n = 1
2
U U
可得副线圈电压为32V ，交流电压表V 的示数为有效值，即为32V ，A 错误；
B ．设灯泡L 两端电压的有效值为U ′，灯泡的阻值为r ，交变电流的周期为T ，根据交变电流有效值的定义有
232r ⋅2
T = 2
U r 'T 解得
U ′ = 22.6V
B 错误；
C ．当滑动变阻器的触头P 向下滑动时，滑动变阻器阻值减小，则由欧姆定律可知，电流表A 2示数增大，因为理想变压器输入功率与输出功率相等，所以电流表A 1示数也增大，C 错误；
D ．根据
ω =
2T
π = 20.02π
= 100π（rad/s ） 可知，交流发电机转子的角速度为100πrad/s ，D 正确；
故选D 。

二、多选题
11．AB 【解析】 【详解】
AC
．由变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式可知，原线圈输入电压的最大值为
m U =，则有效值为
1220V U = 由理想变压器的变压比
11
22
U n U n =可得 22111
220V 110V 2
n U U n =
=⨯= 则副线圈中电压表的读数为110V ，由欧姆定律可知，副线圈电流
22110
A 2A 55
U I R =
== 由理想变压器的变流比
12
21
I n I n =可得 21211
2A 1A 2
n I I n =
=⨯= 即原线圈中电流表的读数为1A ，故A 正确，C 错误； B ．原线圈中的输入功率为
P 1=U 1I 1=220×1W=220W
故B 正确；
D ．由原线圈输入电压瞬时值表达式可知，交流电源的ω=100πrad/s ，周期为
220.02s 100T π
π
ω
π
=
=
= 变压器副线圈输出交变电流的周期与原线圈输入电流周期相等，是0.02s ，故D 错误。

故选AB 。

12．BD 【解析】 【详解】
AB ．矩形线框转到图示位置时，通过线框的磁通量最大，但磁通量变化率为0，则此时线框的输出电压为0，A 错误，B 正确；
CD ．矩形线框转动时产生的感应电动势的最大值为
m E NBS ω=
则有效值为
E =
=
定值电阻R 1两端的电压等于理想变压器的输入电压有效值，即
1U =
由理想变压器的工作原理可知
11
22
U n U n = 则
2211n U U n =
定值电阻R 1消耗的电功率为
222221112U N B S P R R
ω=
=
定值电阻R 2消耗的电功率为
22222
22218U N B S P R R
ω=
=
则矩形线框的输出功率为
2222
1259N B S P P P R
ω=+=
C 错误，
D 正确。

故选BD 。

13．BD 【解析】 【详解】
A ．设电流表的读数为I ，通过原线圈的电流为1I ，由变压比公式可得
112220V 5I R IR -=
由电流关系可得
2
13
5IR I I R =+
将两式联立并代入数据求解可得
240R =Ω 1 1.0A I =
A 错误；
B ．由以上分析可得流过电阻3R 的电流大小为
4A I '=
电阻1R 两端的电压为
11120V R U I R ==
电阻3R 两端的电压为
3340V R U I R '==
B 正确；
C ．电源的输出功率为
1220W P UI ==
C 错误；
D ．由A 的推导过程可知
112220V 5I R IR -=
以及
2
13
5IR I I R =+
消掉I 1可得
11223
220555I R R R R R =
++
减小R 2的阻值，则电流表的示数将变大，D 正确。

故选BD 。

14．BC 【解析】 【详解】
AB ．理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2，可知原副线圈的电流之比为2∶1，设通过原线圈的电流为I ，则副线圈的电流为0.5I ，初级电压为
111515U U IR I =-=-
次级电压为
3
220.5()202
R U I R I =+
= 根据电压器电压之比等于匝数之比可得
1211515220U I U I
-== 联立解得
0.6A I =
212V U =
A 错误，
B 正确；
C ．向下移动P ，则3R 电阻增大，次级电流变小，初级电流也随之变小，电阻1R 的电压变小，变压器输入的电压变大，次级电压也变大，电压表读数变大，C 正确；
D ．直流电路中外电路的总电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，如图所示
R 1等效为电源内阻，若向下移动P ，R 3电阻变大，等效外电阻为
2
12322
()R R R n n =+等效
开始时，滑片P 处于滑动变阻器正中间位置，可知
110ΩR R =<等效
当R 3=40Ω时， R 等效=15Ω=R 1，则随着向下移动P ，副线圈输出功率将变大，D 错误。

故选BC 。

15．BD 【解析】 【详解】
A ．由周期与角速度的关系式
100Hz=50Hz 22f ωπππ
=
= 变压器不改变交流电频率，A 错误；
B ．灯泡的额定电压为有效值，可知灯泡两端的电压峰值为1102V ，B 正确；
C ．理想变压器初、次线圈匝数比与电流比的关系
11
33
n U n U = 可得
355V U =
由于电动机为非纯电阻电路，故不满足闭合电路欧姆定律，所以电流不为55A ；C 错误； D ．由理想变压器初线圈功率等于所有次线圈功率之和
112233U I U I U I =+
解得
37A I =
电动机的输出功率为
2
55771W=336W r P P P
=-=⨯-⨯出 D 正确。

故选BD 。

16．BD 【解析】 【详解】
AB ．根据变压器的原理可得
11
22
U n k U n == 21
12
I n k I n == 则有
12U kU =
2
1I I k
=
在原线圈电路中有
0111U I R U =+
即
2
012I U R kU k
=
+ 整理可得
120221
R U U I k k
=-
则有
12R U
I k
∆=∆ 故A 错误，B 正确； C ．副线圈消耗的功率为
2P UI =
副线圈消耗的功率大于R 2的功率，故C 错误；
D ．当向上调节滑动变阻器3R 的滑片P 时，副线圈的总电阻减小，所以回路中的电流增大，电源的电压不变，所以电源的输出功率一定增大，故D 正确。

故选BD 。

17．AC 【解析】 【详解】
A ．由图可知，电流表A 1和A 2即为两线圈所在回路电流之比，所以电流表A 1和A 2示数之比即为原副线圈匝数反比，即电流表A 1和A 2示数之比为
2
1
n n ，故A 正确； BD ．由图可知，电压表V 1即为电网输出端a 、b 间电压，保持不变，即为R 1与原线圈两端电压之和，而原副线圈电压之比等于匝数之比，所以电压表V 1和V 2示数之比大于1
2
n n ，且
用电器增加时，电压表V 1保持不变，故BD 错误；
C ．用电器增加时，用户用电器的总电阻减小，则电流表A 2增大，又因为电流表A 1和A 2示数之比为2
1
n n ，所以电流表A 1也增大，故C 正确。

故选AC 。

18．AC 【解析】 【详解】
A ．灯泡正常发光时的电阻
2
L 40ΩU R P
==
A 正确；
B ．ab 端所接交流电的频率为
100Hz 50Hz 22f ωπππ
=
== B 错误；
C ．灯泡正常发光时通过的电流
0.5A P
I U
=
= 变压器原线圈输入电压
1220V 20V 200V U =-=
副线圈输出电压
220V U =
由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数比为
1212::10:1n n U U ==
C 正确；
D ．变压器的输入功率等于输出功率
2
202000.510R
⨯=+ 解得
409
R =
Ω D 错误。

故选AC 。

19．AC 【解析】 【详解】
A ．设原线圈中电流为1I ，交流电源的输出电压为0U ，副线圈的电流为2I ，则根据题意有
12
21
I n I n =，220112U I I r I R =+ 整理可得
2
10112n U I r I R n ⎛⎫
=+ ⎪⎝⎭
当滑动变阻器R 滑片由Q 向P 端滑动时，电阻R 减小，又有0U 不变，原副线圈匝数比不变，则1I 变大，故电流表示数变大，故A 正确； B ．根据题意可知，原线圈两端的电压
101U U I r =-
有A 分析可知，1I 变大，则1U 减小，设副线圈两端电压为2U ，又有
11
22
U n U n = 则
2
211
n U U n =
则2U 减小，即电压表示数变小，故B 错误； C ．定值电阻r 消耗的电功率为
21P I r =
由A 分析可知，1I 变大，则P 变大，故C 正确； D ．根据题意可知，副线圈的输出功率为
22011P U I I r =-
可知，当
12U I r
=
副线圈的输出功率最大，此时
1
212n I I n =
，02212
U n U n =⋅ 则滑动变阻器的阻值为
2
'
202222110122n U U
n r n R r I n nU n ⎛⎫⋅==⋅= ⎪⎝⎭
又有
12n n >
则可知
'R r <
定值电阻r 与滑动变阻器R 的最大阻值相等，则当滑动变阻器R 滑片由Q 向P 端滑动时，变压器副线圈的输出功率先增大后减小，故D 错误。

故选AC 。

20．AB 【解析】 【详解】
A ．由变压器电压与匝数比的关系可得
1L U U k
= 故
L U kU =
故副线圈电流为
L L U kU
I R R
=
= 设原线圈电流为I ，由变压器电流与匝数比关系可得
L
I
k I = 故
2L k U
I kI R ==
2max
U
I R
=
图中从中性面开始计时，故电流瞬时值表达式为
1max sin i I t ω==
A 正确；
B ．灯泡的额定功率为
222L U k U P R R
==
B 正确；
C ．由若减小转速，角速度也随之减小，故感应电动势的最大值、有效值均减小，变压后灯泡两端的电压也会减小，灯泡不能正常发光，C 错误；
D ．电流表读数为电流的有效值，与图示位置时刻的瞬时值无关，D 错误。

故选AB 。

三、解答题
21．（1）1 650匝；（2）13
A ；（3）2
3A
【解析】 【详解】
（1）由变压器电压与匝数的关系可得
12121
U U U
n n == 则n1=1 650匝。

（2）当开关S 断开时，有
1122U I U I =
22111
A 3U I I U =
= （3）当开关S 断开时，有
2
12
44U R I =
=Ω 当开关S 闭合时，设副线圈总电阻为R ′，有
1
222
R R '=
= Ω 副线圈中的总电流为
2210A U
I R '=='
由
1122U I U I ''=
可知
22112
A 3
U I I U ''=
= 22．(1)400A ，20A ；(2)200V ，5000V ；(3)120∶，24011∶ 【解析】 【分析】
【详解】
(1) 升压变压器输入的电流为
31
1110010A 400A 250
P I U ⨯=== 由2
2=P I R 损解得输电线上通过的电流是
220A I =
= (2) 输电线损失的电压为
2=2010V 200V U I R =⨯=损
由1222P P U I ==可得升压变压器输出的电压是
3
22210010V 5000V 20
P U I ⨯===
(3)升压变压器的匝数比为
112
2
25015000
20
n U n U 降压变压器输入电压为
32=5000V-200V 4800V U U U =-=损
降压变压器的匝数比为
3344
4800240
22011
n U n U 23．（1）见解析；（2）见解析 【解析】 【详解】
（1）演示步骤：闭合开关，观察小灯泡明亮程度。

增大输入电压，观察小灯泡变化情况。

打开开关，更换阻值更小的电阻，闭合开关，观察小灯泡的变化情况。

现象：增大输入电压，灯泡变亮。

更换阻值更小的电阻，灯泡变亮。

（2）断开开关，将电压表V 2接在升压变压器副线圈两端，闭合开关，读出两电压表示数，根据
11
22
U n U n 由此可解得升压变压器原、副线圈的匝数比。