浙江省2018-2019版高中物理 第五章 交變電流 第4課時 變壓器學案 新人教版選修3-2.doc

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第4課時　變壓器 [研究選考把握考情] 知識內容 變壓器 考試要求 加試c 教學要求 1.知道變壓器的基本結構及符號，會區(qū)分原、副線圈 2.了解變壓器的工作原理，知道變壓器不能改變直流電壓的原因 3.掌握理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數的關系 4.了解變壓器的應用 5.了解變壓器能量損耗的原因，知道理想變壓器的輸入功率等于輸出功率 6.知道理想變壓器的原、副線圈中電流與匝數的關系 7.會應用電壓與線圈匝數、電流與線圈匝數的關系解決簡單的問題 說明 不要求分析、計算兩個及以上副線圈和有兩個磁路的變壓器問題 知識點一　變壓器的構造和原理 [基 礎 梳 理] 1.變壓器的構造： 由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成。與交流電源相連接的線圈叫原線圈(匝數用n1表示，又叫做初級線圈)，與負載相連的另一個線圈叫副線圈(匝數用n2表示，又叫做次級線圈)，兩個線圈都繞在閉合鐵芯上。如圖1所示。 圖1 2.變壓器的工作基礎是互感現象。因此變壓器只對變化的電流起作用，對恒定電流不起作用。(后兩空選填“變化”或“恒定”) [要 點 精 講] 1.對變壓器工作原理的理解。如圖2所示，當原線圈上加交流電壓U1時，原線圈中就有交變電流，它在鐵芯中產生交變的磁通量，在副線圈中要產生感應電動勢U2。如果副線圈是閉合的，則副線圈中將產生交變的感應電流，原、副線圈間雖然不相連，電能卻可以通過磁場從原線圈傳遞到副線圈。其能量轉換方式為：原線圈電能→磁場能→副線圈電能。 圖2 2.原、副線圈的地位 (1)原線圈在其所處回路中充當負載。 (2)副線圈在其所處回路中充當電源。 【例1】 如圖3所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為n1∶n2＝4∶1，當導體棒在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時，電流表的示數是12 mA，則電流表的示數為(　　) 圖3 A.3 mA　　　　　 　　B.0 C.48 mA D.與負載R的值有關 解析　導體棒向左勻速切割磁感線時，在線圈n1中通過的是恒定電流，不能引起穿過線圈n2的磁通量變化，在副線圈n2上無感應電動勢出現，所以電流表A2中無電流通過。故選項B正確。 答案　B 名師點睛　本題常見錯誤是忽略了變壓器的工作條件，只有原線圈中的電流是變化的，才能引起副線圈中的磁通量發(fā)生變化，產生感應電動勢。 知識點二　理想變壓器電壓與匝數的關系 [基 礎 梳 理] 1.理想變壓器： 沒有能量損失的變壓器。 2.電壓與匝數的關系： 原、副線圈的電壓之比等于兩個線圈的匝數之比，即＝。 3.降壓變壓器： 副線圈的電壓比原線圈的電壓低的變壓器。 4.升壓變壓器： 副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器。 [要 點 精 講] 1.理想變壓器的特點 理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原、副線圈內阻上的分壓，忽略原、副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗。實際變壓器一般可看成理想變壓器。 2.對理想變壓器“變壓”原理的理解 變壓器的工作基礎是互感現象，由于互感作用，穿過原、副線圈的磁通量相等，磁通量的變化率相等。若原線圈匝數為n1，則U1＝n1；副線圈匝數為n2，則U2＝n2，所以＝。 【例2】 如圖中，可以將電壓升高給電燈供電的變壓器是(　　) 解析　變壓器只能對交變電流實現變壓，不能對直流變壓，故選項A、D錯誤；由于電壓與變壓器線圈匝數成正比，副線圈匝數多于原線圈的變壓器才能實現升壓，所以選項B錯誤，C正確。 答案　C 【跟蹤訓練1】 某型號家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原、副線圈都帶有滑動觸頭，如圖4所示，當變壓器輸入電壓發(fā)生變化時，可通過向上、向下調節(jié)P1、P2的位置，使輸出電壓穩(wěn)定在220 V。現發(fā)現輸出電壓低于220 V，欲通過調節(jié)P1、P2的位置使輸出電壓穩(wěn)定在220 V，下列措施可行的是(　　) 圖4 A.保持P1不動，將P2向上移 B.保持P2不動，將P1向下移 C.將P1向上移，同時P2向下移 D.將P1向下移，同時P2向上移 解析　設變壓器的輸入電壓為U1，輸出電壓為U2，原、副線圈匝數分別為n1、n2；現輸出電壓低于220 V，要調高U2，根據變壓器的工作原理，＝，則U2＝U1，增大U2的方法：可以增大n2，A正確，也可以減小n1，B正確，還可以增大n2的同時減小n1，D正確。 答案　ABD 【跟蹤訓練2】 將輸入電壓為220 V，輸出電壓為6 V的變壓器，改裝成輸出電壓為30 V的變壓器，副線圈原來的匝數為30匝，原線圈的匝數不變，則副線圈應增加的匝數為(　　) A.150匝 B.144匝 C.130匝 D.120匝 解析　由題意＝，＝，將n2＝30匝代入得n2′＝150匝，則副線圈應增加Δn＝120匝。 答案　D 知識點三　理想變壓器中的功率關系及電流關系 [基 礎 梳 理] 1.理想變壓器的特點： (1)變壓器鐵芯內無漏磁；無發(fā)熱損失。 (2)原、副線圈不計內阻，即無能量損失。 實際變壓器(特別是大型變壓器)一般可以看成理想變壓器。 2.功率關系：P入＝P出。 3.電流關系：由I1U1＝I2U2，可得＝。 [要 點 精 講] 要點1　對理想變壓器規(guī)律的理解 1.由＝知，對于只有一個副線圈的變壓器，電流與匝數成反比。因變壓器高壓線圈匝數多而通過的電流小，可用較細的導線繞制；低壓線圈匝數少而通過的電流大，可用較粗的導線繞制。 2.變壓器能改變交變電壓、交變電流，但不能改變功率和交變電流的頻率，輸入功率總等于輸出功率，副線圈中交變電流的頻率總等于原線圈中交變電流的頻率。 3.變壓器的電流關系也是有效值(或最大值)間的關系。 【例3】 如圖5所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比為20∶1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“200 V　60 W”燈泡一只且燈泡正常發(fā)光。則(　　) 圖5 A.電流表的示數為0.015 A B.電源輸出功率為1 200 W C.電流表的示數為6 A D.原線圈端電壓為10 V 解析　從副線圈接入“200 V　60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光這一條件可以看出，輸出功率為60 W，由公式＝得電流表讀數是0.015 A，由＝得原線圈端電壓為4 000 V。 答案　A 【跟蹤訓練3】 理想變壓器連接電路如圖6甲所示，已知原、副線圈匝數比為10∶1，當輸入電壓波形如圖乙時，電流表讀數為2 A，則(　　) 圖6 A.電壓表讀數為282 V B.電壓表讀數為28.2 V C.輸入功率為56.4 W D.輸入功率為40 W 解析　由題圖乙可知，Um＝282 V，則輸入電壓有效值U1＝≈200 V。根據＝知，U2＝20 V，再根據＝知，I1＝0.2 A，輸入功率P＝U1I1＝40 W，故A、B、C錯，D正確。 答案　D 要點2　理想變壓器中各量的制約關系和動態(tài)分析 1.理想變壓器工作時各量的制約關系 (1)電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數比()一定時，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2＝。 (2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減小，P出為0，P入為0。 (3)電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數比()一定，且輸入電壓U1確定時，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1＝。 2.對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況 (1)原、副線圈匝數比不變，分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是R→I2→P2→P1→I1。 (2)負載電阻不變，分析各物理量隨匝數之比的變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1。 特別提醒　(1)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時總是“量出為入” ，即用戶消耗多少，原線圈就提供多少，因而輸出功率決定輸入功率。 (2)可以把理想變壓器的副線圈看作給用戶供電的無阻電源，對負載電路進行動態(tài)分析時，可以參照直流電路動態(tài)分析的方法。 【例4】 如圖7所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關，P為滑動變阻器的滑動觸頭，U1為加在原線圈上的電壓，則(　　) 圖7 A.保持U1及P的位置不變，K由a合到b時，I1將增大 B.保持P的位置及U1不變，K由b合到a時，R消耗的功率將減小 C.保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大 D.保持P的位置不變，K合在a處，若U1增大，I1將增大 解析　K由a合到b時，n1減小而U1不變，由＝可知，副線圈上的電壓增大，流過負載R的電流I2增大，P2增大，又由于P1＝P2＝U1I1，故I1增大，故選項A正確；同理K由b合到a時，P2減小，故選項B正確；P上滑時，負載電阻R增大，而U1、U2均不變，由I2＝可知I2減小，又由于n1、n2均不變，由＝可知I1將減小，故選項C錯誤；當U1增大時，由＝可知U2也增大，I2＝增大，再由＝可知I1增大，故選項D正確。 答案　ABD 規(guī)律總結　(1)理想變壓器原、副線圈的電路發(fā)生變化時，電流和電壓如何變化的判斷，先要由＝判斷U2是否變化，再根據U2及負載電阻變大或變小的情況，由歐姆定律確定副線圈中的電流I2的變化情況，最后再由P入＝P出判斷原線圈中電流的變化情況。 (2)理想變壓器的動態(tài)問題的分析思路可表示為： 知識點四 實驗：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系 [要點精講] 1.實驗目的：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系。 2.實驗原理：原線圈通過電流時，鐵芯中產生磁場，由于交變電流的大小和方向都在不斷變化，鐵芯中的磁場也在不斷的變化，變化的磁場在副線圈中產生感應電動勢，副線圈中就存在輸出電壓，本實驗通過改變原、副線圈匝數，探究原、副線圈的電壓與匝數的關系。 3.實驗器材：兩只多用電表(或兩只交直流數字電壓表)、學生電源(低壓交流電源)、開關、可拆變壓器、導線若干。 4.實驗步驟 (1)按如圖8所示連接好電路，將兩個多用電表調到交流電壓擋，并記錄兩個線圈的匝數。 圖8 (2)接通學生電源，讀出電壓值，并記錄在表格中。 (3)保持匝數不變，多次改變輸入電壓，記錄下每次的兩個電壓值。 (4)保持電壓、原線圈的匝數不變，多次改變副線圈的匝數，記錄下每次的副線圈匝數和對應的電壓值。 5.數據記錄與處理 次序 n1(匝) n2(匝) n1∶n2 U1(V) U2(V) U1∶U2 1 2 3 4 6.結論：原、副線圈的電壓比與原、副線圈的匝數比相等。 7.誤差分析 (1)實驗變壓器存在各種損耗。 (2)交流電表的讀數存在誤差。 8.注意事項 (1)在改變學生電源電壓、線圈匝數前均要先斷開開關，再進行操作。 (2)為了人身安全學生電源的電壓不能超過12 V，不能用手接觸裸露的導線和接線柱。 (3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當的擋位進行測量。 【例5】 在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”的實驗中，實驗室中備有下列可供選擇的器材： A.可拆變壓器(鐵芯、兩個已知匝數的線圈) B.條形磁鐵 C.直流電源 D.多用電表 E.開關、導線若干 上述器材在本實驗中不必用到的是________(填器材前的序號)，本實驗中還需用到的器材有____________。 答案BC　低壓交流電源 【例6】 做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”實驗時，原線圈接在學生電源上，用多用電表測量副線圈的電壓，下列操作正確的是(　　) A.原線圈接直流電壓，電表用直流電壓擋 B.原線圈接直流電壓，電表用交流電壓擋 C.原線圈接交流電壓，電表用直流電壓擋 D.原線圈接交流電壓，電表用交流電壓擋 解析　副線圈上的感應電動勢是通過兩個線圈間的互感現象產生的，所以原線圈上的電流應該是變化的，應為交流電流，電壓為交流電壓，故D正確。 答案 D　 1.關于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是(　　) A.通有正弦交變電流的原線圈產生的磁通量不變 B.穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等 C.穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產生感應電動勢 D.原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈 解析　通有正弦交變電流的原線圈產生的磁場是變化的，由于面積S不變，故磁通量Φ變化，A錯誤；因理想變壓器無漏磁，故B錯誤；由互感現象知C正確；原線圈中的電能轉化為磁場能又轉化為電能，原、副線圈通過磁場聯系在一起，故D錯誤。 答案　C 2.理想變壓器原、副線圈匝數比為5∶1，正常工作時，下列說法正確的是(　　) A.穿過原、副線圈的磁通量相等，且每一匝線圈磁通量的變化率相等 B.原、副線圈每一匝產生的電動勢瞬時值之比為5∶1 C.原、副線圈的電壓之比為5∶1 D.原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶1 解析　對理想變壓器，無磁通量損失，因而穿過兩個線圈的磁通量相等，磁通量變化率也相等，因而每匝線圈產生的感應電動勢相等，所以電壓與匝數成正比，A、C正確，B錯誤；理想變壓器可以忽略各種損耗，故輸入功率等于輸出功率，D正確。 答案　ACD 3.如圖9甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5 A的保險絲L，原線圈匝數n1＝600 匝，副線圈匝數n2＝120 匝。當原線圈接在如圖乙所示的交流電源上，要使整個電路和用電器正常工作，則副線圈兩端可以接(　　) 圖9 A.阻值為12 Ω的電阻 B.并聯兩盞“36 V　40 W”的燈泡 C.工作頻率為10 Hz的用電設備 D.耐壓值為36 V的電容器 解析　當原線圈接在題圖乙所示的交流電源上，變壓器輸入電壓為180 V，由變壓器的電壓規(guī)律得，副線圈輸出電壓為36 V，由電流規(guī)律可知副線圈最大電流為2.5 A，副線圈兩端可以接的最小電阻為14.4 Ω，選項A錯誤；變壓器最大輸入功率為1800.5 W＝90 W，副線圈兩端可以并聯兩盞“36 V　40 W”的燈泡，選項B正確；由圖乙可知，交變電流頻率為50 Hz，副線圈兩端不可以接工作頻率為10 Hz 的用電設備，選項C錯誤；副線圈輸出電壓最大值為36 V，耐壓值為36 V的電容器如果接上的話，將會被擊穿，選項D錯誤。 答案　B 4.如圖10，將額定電壓為60 V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開關S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數分別為220 V和2.2 A。以下判斷正確的是(　　) 圖10 A.變壓器輸入功率為484 W B.通過原線圈的電流的有效值為0.6 A C.通過副線圈的電流的最大值為2.2 A D.變壓器原、副線圈匝數比n1：n2＝11∶3 解析　對于理想變壓器，輸入功率等于輸出功率，所以輸入功率P入＝602.2 W＝132 W，A錯誤；通過原線圈的電流I1＝＝ A＝0.6 A，B正確；正弦式交變電流的最大值I2m＝I2＝2.2 A，C錯誤；根據變壓器變壓比有n1∶n2＝U1∶U2＝11∶3，D正確。 答案　BD 5.如圖11所示，理想變壓器原線圈接一交流電源，副線圈回路中有一定值電阻R和兩個小燈泡L1、L2，最初開關S是斷開的，現閉合開關S，則(　　) 圖11 A.副線圈兩端電壓變大 B.小燈泡L1變亮 C.交流電流表A1示數變大 D.電阻R中的電流變小 解析　閉合開關S，副線圈兩端電壓不變，選項A錯誤；同時副線圈回路中總電阻變小，所以副線圈輸出電流變大，電阻R中的電流變大，小燈泡L1兩端電壓降低，小燈泡L1變暗，選項B、D錯誤；由于原、副圈匝數比一定，當副線圈的輸出電流增大時，原線圈的輸入電流也增大，所以交流電流表A1示數變大，選項C正確。 答案　C 一、選擇題(在每小題給出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。) 1.一個正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，下列物理量一定相等的是(　　) A.交流電的頻率 B.電流的有效值 C.電功率 D.磁通量的變化率 解析　由變壓器的工作原理可知輸入、輸出交變電流的頻率相同，穿過原、副線圈的磁通量變化率相等，所以A、D正確；理想變壓器沒有能量損失，即輸入功率和輸出功率相等，所以C正確；對于升、降壓變壓器中原、副線圈中電流的最大值、有效值不同，所以B錯誤。 答案　ACD 2.如圖1所示，水平銅盤半徑為r，置于磁感應強度為B，方向豎直向下的勻強磁場中，銅盤繞通過圓盤中心的豎直軸以角速度ω做勻速圓周運動，銅盤的邊緣及中心處分別通過滑動變阻器R1與理想變壓器的原線圈相連，該理想變壓器原、副線圈的匝數比為n∶1，變壓器的副線圈與電阻為R2的負載相連，則(　　) 圖1 A.變壓器原線圈兩端的電壓為 B.若R1不變時，通過負載R2的電流強度為0 C.若R1不變時，變壓器的副線圈磁通量為0 D.若R1變化時，通過負載R2的電流強度為通過R1電流的 解析　水平銅盤做勻速圓周運動，半徑切割磁感線產生恒定的感應電動勢相當于電源，E＝。當R1不變時變壓器原線圈所加的是恒定電壓，副線圈中的磁通量一定，磁通量的變化量為零，故其輸出電壓為零，分析可知，原線圈兩端電壓小于，A、C錯誤，B正確；當R1變化時，原線圈所加的不是交流電壓，其原、副線圈的電流關系不確定，故D錯誤。 答案　B 3.理想變壓器正常工作時，原、副線圈中的電流為I1、I2，電壓為U1、U2，功率為P1、P2，關于它們之間的關系，下列說法中正確的是(　　) A.I1由I2決定 B.U2與負載有關 C.P1由P2決定 D.以上說法都不正確 答案　AC 4.一輸入電壓為220 V，輸出電壓為36 V 的變壓器副線圈燒壞，為獲知此變壓器原、副線圈匝數，某同學拆下燒壞的副線圈，用絕緣導線在鐵芯上新繞了5匝線圈，如圖2所示，然后將原線圈接到220 V交流電源上，測得新繞線圈的端電壓為 1 V。按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數分別為(　　) 圖2 A.1 100，360　　　　　 　B.1 100，180 C.2 200，180 D.2 200，360 解析　由＝得＝，＝解得n1＝1 100、n2＝180，選項B正確。 答案　B 5.如圖3所示是通過變壓器為一精密儀器供電的電路，儀器兩端的電壓可通過示波器顯示出來，電路中的變壓器可視為理想變壓器，已知示波器顯示的電壓為U2＝31.1sin(100πt)V，變壓器原線圈與副線圈的匝數比＝，若儀器可以看成純電阻電路，其工作時的電阻R＝44 Ω，下列判斷正確的是(　　) 圖3 A.原線圈兩端電壓為311 V，原線圈中的電流為70.7 mA B.原線圈兩端電壓為220 V，原線圈中的電流為50 mA C.原線圈所接交流電源的頻率為100 Hz D.原線圈所接交流電源的頻率為50 Hz 解析　根據題目給出的副線圈輸出電壓的變化規(guī)律可知，副線圈兩端的電壓U2＝＝ V＝22 V。由＝得，U1＝220 V；由U2＝I2R，得I2＝0.5 A＝500 mA。由＝得：I1＝50 mA，B正確，A錯誤；變壓器原、副線圈中交變電流的頻率相等，均為50 Hz，D正確，C錯誤。 答案　BD 6.下圖所示的4種亮度可調的臺燈的電路示意圖，它們所用的白熾燈相同，且都是“200 V，40 W”。當燈泡所消耗的功率都調至20 W時，臺燈消耗的功率最小的是(　　) 解析　在通過電阻進行分壓或分流的電路中，電阻本身將消耗能量，利用理想變壓器使燈在工作時變壓器不損失能量，則這種可調臺燈消耗的功率就最小，分析可知使燈的功率都調至20 W時C電路消耗功率最小。 答案　C 7.(2017紹興高二月考)對于理想變壓器，下列說法正確的是(　　) A.原線圈的輸入功率隨副線圈輸出功率的增大而增大 B.原線圈的輸入電流隨副線圈輸出功率的增大而增大 C.原線圈的電流不隨副線圈輸出電流的變化而變化 D.當副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零 解析　理想變壓器的原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，且隨副線圈輸出功率的變化而變化，原線圈的輸入電流取決于副線圈的輸出電流，當副線圈的電流為零時，原線圈的電流也為零，但原線圈電壓并不一定為零，故A、B正確，C、D錯誤。 答案　AB 8.一自耦變壓器如圖4所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動觸頭從M點順時針旋轉到N點的過程中(　　) 圖4 A.U2＞U1，U2降低 B.U2＞U1，U2升高 C.U2＜U1，U2降低 D.U2＜U1，U2升高 解析　從圖中看到，原線圈匝數對應整個部分，而副線圈匝數對應的是一部分，所以該變壓器為降壓變壓器。根據理想變壓器電壓和匝數的關系＝，在將滑動觸頭從M點順時針旋轉到N點的過程中，副線圈的匝數變少，U2降低。 答案　C 9.(2017溫州高二期中)如圖5所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比為20∶1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接“220 V　60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光。則(　　) 圖5 A.交流電流表的示數為A B.電源輸出功率為1 200 W C.交流電流表的示數為 A D.原線圈兩端電壓為11 V 解析　副線圈電壓U2＝220 V，電流I2＝＝ A，則原線圈兩端電壓U1＝U2＝4 400 V，電流I1＝I2＝ A，所以交流電流表的示數為 A，選項A、D錯誤，C正確；電源輸出功率等于燈泡消耗的功率，為60 W，選項B錯誤。 答案　C 10.(2017紹興高二期中)如圖6所示，面積為0.02 m2、內阻不計的100匝矩形線圈ABCD，以50 r/s的轉速繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉動，勻強磁場的磁感應強度為 T。矩形線圈通過滑環(huán)和電刷與理想變壓器相連，觸頭P可移動，副線圈所接電阻R＝50 Ω，原、副線圈匝數比為2∶1，電表均為理想交流電表。當線圈平面與磁場方向平行時開始計時。下列說法正確的是(　　) 圖6 A.副線圈兩端交變電壓的頻率為25 Hz B.P上移時，電流表示數減小 C.電壓表示數為100 V D.電阻上消耗的功率為200 W 解析　矩形線圈以50 r/s的轉速轉動，故頻率為50 Hz，變壓器不改變電流的頻率，A項錯誤；P上移時，原線圈的匝數減小，則導致副線圈電壓增大，那么副線圈電流也增大，則原線圈的電流會增大，B項錯誤；由于最大值Em＝nBSω＝1000.022π50 V＝200 V，有效值是最大值的倍，所以交流電的有效值為U＝100 V，電壓表示數為100 V，C項正確；當原、副線圈匝數比為2∶1時，副線圈的電壓為50 V，電阻上消耗的功率為P＝＝100 W，D項錯誤。 答案　C 11.(2017杭州富陽市高二月考)如圖7甲是線圈繞垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉動時所產生的正弦交流電圖象，把該交流電壓加在圖乙中變壓器的A、B兩端，已知理想變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數比為5∶1，交流電流表和交流電壓表均為理想電表，電阻R＝1 Ω，其它各處電阻不計，以下說法正確的是(　　) 圖7 A.在t＝0.1 s、0.5 s時，穿過線圈的磁通量最大 B.線圈轉動的角速度為10π rad/s C.電壓表的示數為 V D.電流表的示數為0.40 A 解析　由圖象可知，在t＝0.1 s、0.5 s時，電壓最大，此時磁通量的變化率最大，此時穿過線圈的磁通量為零，所以A項錯誤；根據圖象可以知道，交流電的周期是0.4 s，由ω＝＝5π rad/s，B項錯誤；電壓表讀數為副線圈有效值，原線圈的電壓的有效值為10 V，由電壓與匝數成正比可得副線圈的電壓有效值為2 V，所以電壓表的示數為2 V，所以C項錯誤；因I2＝ A＝2 A，由＝得I1＝0.40 A，所以電流表讀數為0.40 A，D項正確。 答案　D 二、非選擇題 12.(2017臺州市高二期中)一個變壓器原線圈輸入電壓為220 V，副線圈輸出電壓為22 V。若副線圈增加100 匝后，輸出電壓增加到33 V，則變壓器原線圈匝數為多少？ 解析　根據變壓器匝數與電壓成正比， U1∶U2＝n1∶n2＝10∶1， 若副線圈增加100 匝，則輸出電壓就增加到33 V。 所以n1∶(n2＋100)＝220∶33 解得：原線圈匝數為n1＝2000 匝。 答案　2000 匝