1．[多选](2014·广东高考)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是( )
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大
解析：选BD 由于U1保持不变，根据变压器的变压比可知，副线圈的输出电压U2不变，B正确；P向下滑动时，灯泡L两端的电压不变，灯泡的亮度不变，A错误；P向上滑动时，
U22
滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈电路的总电阻R总变小，根据P2＝可知，变压器
R总
的输出功率变大，D正确；由P1＝U1I1＝P2可知，变压器的输入电流变大，C错误。
2．[多选]火警报警系统原理如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分，R2为用半导体热敏材料(电阻率随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻。下列说法中正确的是 ( )
A．电压表示数为22 V
B．此交变电源的频率为50 Hz
C．当传感器R2所在处出现火警时，电流表的示数减小 D．当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数减小
解析：选BD 副线圈两端电压是22 V，电压表示数等于副线圈两端电压减去R1两端的电压，小于22 V，A错误；由题图乙可知，周期是0.02 s，所以频率是50 Hz，B正确；当传感器R2所在处出现火警时，R2的电阻变小，则它两端的电压变小，电流变大，电流表的示数变大，电压表的示数变小，C错误，D正确。
问题二 负载电阻不变的情况(如图所示)
n1
改变，负载R不变 n2
(1)U1不变，发生变化，故U2变化。 (2)R不变，U2改变，故I2发生变化。
n1n2
U22
(3)根据P2＝，P1＝P2，可以判断P2发生变化时，P1变化，U1不变时，I1发生变化。
R[典题3] (2016·潍坊联考)如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，则( )
A．变压器原线圈中交流电压u的表达式u＝1102·sin100πt(V) B．S接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小
C．S接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大 D．S由a切换到b，Rt消耗的功率变大
[解析] 由交变电流图象，可知电压最大值为1102 V，周期为0.02 s，所以ω＝100π rad/s，A项正确；副线圈输出电压由变压器匝数比和输入电压决定，故温度升高时，RtU2
电阻阻值减小，两端电压不变，C项错；由P＝可知，变压器输出功率增大，故其输入功
R率也随之增大，B项错；S由a切换到b，副线圈匝数减小，故输出电压减小，Rt电阻不变，
U2
由P＝知，消耗功率减小，D项错。
R[答案] A
3．[多选](2015·天津高考)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则( )
A．保持滑动触头Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B．保持滑动触头Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C．保持滑动触头P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D．保持滑动触头P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小
解析：选BC 保持Q的位置不动，则U2不变，将P向上滑动时，R接入电路的电阻变大，根据I2＝
U2
R0＋R知，I2变小，由＝得I1也变小，即电流表读数变小，A错误，B正确；
I1n2I2n1
保持P的位置不动，将Q向上滑动时，U2变大，则根据P2＝
U22
R0＋R知副线圈输出功率变大，
由P1＝P2知，变压器原线圈输入功率P1变大，而P1＝I1U，输入电压U一定，I1变大，即电
流表读数变大，C正确，D错误。
4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表和电流表均为理想电表，除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2202sin 100πt(V)。下列说法中正确的是( )
A．t＝
1
s时刻，c、d两点间的电压瞬时值为110 V 600
B．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为222 V
C．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大
1
解析：选D 由c、d两点间的电压瞬时值表达式u1＝2202sin 100πt(V)，当t＝
600πU1n1U1n21
s时，u1＝2202sin V＝1102 V，A错误；由＝得U2＝＝220× V＝22 V，B
6U2n2n110错误；单刀双掷开关与a连接，滑片P向上移动时，电压表示数不变，C错误。
考点三 三种特殊的变压器模型 问题一 自耦变压器 自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图所示。
[典题4] 如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈AB端输入电压如图乙所示，副线圈电路中定值电阻R0＝11 Ω，电容器C的击穿电压为22 V，移动滑片P使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是( )
A．电压表的示数为220 V
B．原、副线圈的匝数比为10∶1
C．电流表的示数等于通过电阻R0的电流
D．原线圈AB端输入电压的变化规律为u＝311sin πt V
[解析] 由题图乙知电压的有效值即电压表的示数为220 V，A正确；电容器的耐压值
22
为交流最大值，有效值为 V＝112 V，所以原、副线圈的匝数比为102∶1，B错误；
2
电容器通交流电，所以电流表的示数大于通过电阻R0的电流，C错误；由题图乙知交流电的周期为0.02 s所以角速度为100π rad/s，原线圈AB端输入电压的变化规律为u＝311sin
100πt V，D错误。
[答案] A
问题二 互感器
分为电压互感器和电流互感器，比较如下： 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 副线圈的连接 互感器的作用 利用的公式 并联在高压电路中 连接电压表 将高电压变为低电压 串联在交流电路中 连接电流表 将大电流变成小电流 U1n1＝ U2n2I1n1＝I2n2
[典题5] 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则( )
A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd C．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd
D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd[解析] 根据理想变压器的原理，线圈电流与匝数成反比，ab接MN，通过的电流较大，电流表接在cd两端，通过的电流较小，B正确。
[答案] B
问题三 双副线圈变压器
计算具有两个(或两个以上)副线圈的变压器问题时，应注意三个关系：
(1)电压关系：＝＝＝……
(2)电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋…… (3)功率关系：P1＝P2＋P3＋……
[典题6] 如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1∶n2＝3∶1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为( )
U1U2U3n1n2n3
4P4P4PA．P、P B．9P、 C.、9P D.、P
999
[解析] 由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P，设灯泡L2、L3的电压为U，2
电流为I，电阻为R，两种情况下变压器输入电压为3U，变压器输入电流为I；图甲中L1
32?24P（3U）?的功率为P1＝＝9P；图乙中L1的功率为P2＝?I?R＝，选项B正确。
R9?3?
2
[答案] B
考点四 远距离输电问题 1．理清三个回路
远距离输电电网间的基本结构，如图所示。输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路和用户回路。在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁。
2．抓住两个联系
(1)理想的升压变压器联系了电源回路和输送回路，由理想变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是＝，I1n1＝I2n2，P1＝P2。
(2)理想的降压变压器联系了输送回路和用户回路，由理想变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是＝，I3n3＝I4n4，P3＝P4。
3．掌握一个能量守恒定律
发电机把机械能转化为电能，并通过导线将能量输送给线圈1，线圈1上的能量就是远程输电的总能量，在输送过程中，先被输送回路上的导线电阻损耗一小部分，剩余的绝大部分通过降压变压器和用户回路被用户使用消耗，所以其能量关系为P1＝P线损＋P用户。
4
[典题7] 某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×10 W，电厂输出电压仅为350 V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输出。已知输电线路的总电阻为4 Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，所需电压为220 V，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？
[解析] 根据题意，画出输电线路图如图所示。
U1n1U2n2U3n3U4n4
电路中损失功率P损＝P总×5%＝I2R 则输电线路中电流I2＝ 5%P总
＝35 A
2
R
2017版高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器教参
