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3.3.2變壓器
一、多個副線圈問題
【例1】一臺理想變壓器原線圈匝數n1=1000匝，兩個副線圈的匝數分別是n2=60匝，n3=600匝，若通過兩個副線圈中的電流強度分別是I2=1 A，I3=4 A，求原線圈中的電流強度。
【針對練習1】如圖所示，一理想變壓器由一個原線圈和兩個副線圈組成。當此變壓器工作時，原、副線圈的匝數、電流、電壓均在圖中標出.則下列關系式中正確的是( )
A． B．
C． D．
二、理想變壓器的動態電路分析
1．制約關系
(1)電壓：原決定副
根據變壓器的原理可知，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，U2＝U1。當U1不變時，不論負載電阻R的阻值變化與否，U2都不會改變。
(2)電流：副決定原
輸出電流I2決定輸入電流I1。當負載電阻R的阻值增大時，I2減小，則I1相應減小；當負載電阻R的阻值減小時，I2增大，則I1相應增大。因此，在使用變壓器時不能使變壓器副線圈短路。
(3)功率：副決定原
輸出功率P2決定輸入功率P1。理想變壓器的輸出功率與輸入功率相等，即P2＝P1。在輸入電壓U1一定的情況下，當負載電阻R的阻值增大時，I2減小，則P2＝I2U2減小，P1也將相應減小；當負載電阻R的阻值減小時，I2增大，P2＝I2U2增大，則P1也將增大。
利用以上關系可解決變壓器的電壓、電流、功率等問題。
2．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比的變化而變化的情況，進行動態分析的順序是n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1。
【例2】 如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。如果變壓器的輸入電壓不變，變壓器上的能量損失可以忽略，當R的滑片向下移時(　　)
A．電壓表V2示數變小 B．電壓表V3示數變大
C．電流表A2示數變大 D．電流表A1示數變小
【針對練習2】有一理想變壓器，副線圈所接電路如圖所示，燈L1、L2為規格相同的兩只小燈泡。當S斷開時，燈L1正常發光。S閉合后，下列說法正確的是(　　)
A．燈L1、L2都能正常發光 B．原線圈的輸入功率減小
C．原、副線圈的電流比增大 D．電阻R消耗的功率增大
三、原線圈含電阻的變壓器問題
對于一組原、副線圈電路，電流與匝數成反比的規律成立，即＝；但要注意電壓與匝數成正比關系成立的條件，原線圈接有用電器時，＝中U1指的是原線圈兩端電壓，而不是電源電壓。原線圈兩端電壓和與原線圈串聯的用電器兩端電壓之和等于電源電壓。
【例3】 (多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為1∶2，原線圈接有阻值為1 Ω的定值電阻R0，副線圈接有兩個阻值均為2 Ω的定值電阻R1、R2，A、B兩端接在u＝5sin(100πt)V的電源上，則下列說法正確的是(　　)
A．R0兩端的電壓為4 V
B．R1兩端的電壓為4 V
C．R0消耗的電功率為20 W
D．R2消耗的電功率為2 W
【針對訓練3】 (多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發光。下列說法正確的是(　　)
A．原、副線圈匝數比為9∶1
B．原、副線圈匝數比為1∶9
C．此時a和b的電功率之比為9∶1
D．此時a和b的電功率之比為1∶9
四、“”型鐵芯問題
【例4】(多選)在繞制變壓器時，某人誤將兩個線圈繞在如圖所示變壓器鐵芯的左右兩個臂上，當通以交變電流時，每個線圈產生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中間的臂，已知線圈1、2的匝數比n1∶n2＝2∶1，在不接負載的情況下(　　)
A．當線圈1輸入電壓為220 V時，線圈2輸出電壓為110 V
B．當線圈1輸入電壓為220 V時，線圈2輸出電壓為55 V
C．當線圈2輸入電壓為110 V時，線圈1輸出電壓為220 V
D．當線圈2輸入電壓為110 V時，線圈1輸出電壓為110 V
【針對練習4】如圖所示為某變壓器對稱鐵芯的示意圖。已知此時原線圈ab兩端輸入交流電壓“u=220sinωt（V），原線圈匝數n1=22匝，副線圈匝數n2=6匝。則副線圈cd端輸出的電壓的有效值為(　　)
A．15 V B．30V C．60V D．120V
五、互感器
(1)電壓互感器：并聯在被測電路中，實質是降壓變壓器，可以把高電壓變成低電壓，故原線圈匝數n1大于副線圈匝數n2。如圖甲所示。
(2)電流互感器：串聯在被測電路中，實質是升壓變壓器，可以把大電流變成小電流，故原線圈匝數n1小于副線圈匝數n2。如圖乙所示。
【例5】 如圖所示，P是電壓互感器，Q是電流互感器，如果兩個互感器的變壓比和變流比都是50，電壓表的示數為220 V，電流表的示數為3 A，則輸電線路中的電壓和電流分別是(　　)
A．11 000 V，150 A B．1 100 V，15 A
C．4.4 V，16.7 A D．4.4 V，0.06 A
【針對練習5】圖甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖，下列說法中正確的是(　　)
A．線圈匝數n1B．線圈匝數n1>n2，n3>n4
C．甲圖中的電表是電壓表，輸出端不可短路
D．乙圖中的電表是電流表，輸出端不可斷路
　
【選做】
★1．圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數比n1∶n2=22∶3，輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15 Ω，額定電壓為24 V。定值電阻R1=10 Ω、R2=5 Ω，滑動變阻器R的最大阻值為10 Ω。為使燈泡正常工作，滑動變阻器接入電路的電阻應調節為(　　)
甲 乙
A．1 Ω B．5 Ω C．6 Ω D．8 Ω
★2．含有理想變壓器的電路如圖所示，L1、L2、L3為“24 V 2 W”的燈泡，為理想交流電壓表，端接正弦式交流電源(輸出電壓的有效值恒定).當開關S閉合時，燈泡均正常發光。下列說法正確的是( )
A．變壓器原副線圈匝數比為1:2
B．電壓表的示數為72 V
C．變壓器的輸入功率為8 W
D．若在副線圈上再并聯一個相同的燈泡，燈泡L1可能會燒壞
★3．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為22:5，b是原線圈的中點觸頭，電壓表和電流表均為理想電表，為光敏電阻(隨光照強度增加電阻變小)，是阻值為的定值電阻，D為二極管.從某時刻開始單刀雙擲開關擲向a，原線圈兩端接的交流電，則下列說法中正確的是( )
A．通過的電流為1 A
B．單刀雙擲開關由a擲向b，產生的熱量是原來的2倍
C．單刀雙擲開關由a擲向b，電壓表和電流表的示數都變大
D．光照強度變強時，電壓表示數不變，電流表的示數變小
【課下作業】
1．（多選）對于理想變壓器，下列說法中正確的是( )
A．副線圈的輸出電壓隨負載電阻的增大而增大
B．原線圈的輸入功率，隨著副線圈輸出功率的增大而增大
C．原線圈的輸入電流，隨著副線圈輸出電流的增大而增大
D．副線圈的輸出電流隨負載電阻的增大而減小
2．(多選)理想變壓器的原、副線圈中一定相同的物理量有 (　　)
A．交變電流的頻率　　　B．磁通量的變化率 C．功率 D．交變電流的峰值
(
～
L
2
L
1
R
N
M
S
)3．（多選）如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，開關S斷開，當S接通時，以下說法正確的是( )
A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小
B．副線圈輸電線等效電阻R上的電壓降增大
C．通過燈泡L1的電流減小
D．原線圈上電流增大
4．如圖所示，一理想變壓器，初級線圈中串有一個燈泡L，次級接三個燈泡，四個燈泡相同并均能正常發光，則原、副線圈的匝數比為( )
A．4 ：1 B．1 ：4
C．3 ：1 D．1 ：3
5．(多選)如圖所示,L1、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數分別是220 V和10 A，已知甲圖中原、副線圈匝數比為100：1，乙圖中原、副線圈匝數比為1：10，則(　　)
A．甲圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22 000 V
B．甲圖是電流互感器，輸電電流是100 A
C．乙圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22 000 V
D．乙圖是電流互感器，輸電電流是100 A
6．將輸入電壓為220 V，輸出電壓為6 V的理想變壓器改繞成輸出電壓為30 V的變壓器，副線圈原來是30匝，原線圈匝數不變，則副線圈新增匝數為(　　)
A．120 B．150 C．180 D．220
7．如圖甲、乙所示的電路中，當A、B接有效值為10 V的交流電壓時，C、D間電壓的有效值為4 V;當M、N接10 V直流電壓時，P、Q間的電壓也為4 V。現把C、D接有效值為4 V交流電壓，P、Q接4 V直流電壓，下列表示A、B間和M、N間電壓的是(　　)
A．10 V，10 V B．10 V，4 V
C．4 V，10 V D．10 V，0
8．鉗形電流表的外形和結構如圖甲所示。圖甲中電流表的讀數為1.2 A，圖乙中用同一電纜線繞了3匝，則(　　)
A．這種電流表能測直流電流，圖乙的讀數為2.4 A
B．這種電流表能測交變電流，圖乙的讀數為0.4 A
C．這種電流表能測交變電流，圖乙的讀數為3.6 A
D．這種電流表既能測直流電流，又能測交變電流，圖乙的讀數為3.6 A
9．一自耦變壓器如圖所示，環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(　　)
A．U2>U1，U2降低
B．U2>U1，U2升高
C．U2D．U210．如圖所示，理想自耦變壓器是在鐵芯上只繞一個線圈，移動開關，可以改變原線圈的匝數和兩個接線柱將線圈三等分，開關接時，電壓表的讀數為，電流表的讀數為，電阻消耗的電功率為，開關接時，電壓表的讀數為，電流表的讀數為，電阻消耗的電功率為，則( )
A． B．
C． D．
11．如圖甲所示，理想變壓器原線圈連接交流電源，該電源輸出電壓u隨時間t的變化關系圖像為正弦曲線，如圖乙所示。理想變壓器副線圈上連接交流電壓表V、標有“36 V　40 W”的燈泡和標有“20μF　45 V”的電容器(其中45 V為電容器的擊穿電壓)，變壓器的原、副線圈匝數比為55∶9，閉合開關S，下列判斷正確的是(　　)
A．t＝0.01 s時刻，電壓表V的示數為零
B．電容器不可能被擊穿
C．小燈泡實際功率為40 W
D．電壓表V的指針做周期性擺動
12．(多選)如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數比為20∶1，圖中電表均為理想電表，R為光敏電阻(其阻值隨光照強度增大而減小)，L1和L2是兩個完全相同的燈泡。原線圈接入如圖所示的正弦交流電壓U，下列說法正確的是(　　)
A．若L1的燈絲燒斷后，電壓表的示數會變小
B．電壓表的示數為11 V
C．當照射R的光強增大時，電流表的示數變大
D．交流電壓的頻率為50 Hz
13．(多選)國家電網公司推進智能電網推廣項目建設，擬新建智能變電站1 400座。變電站起變換電壓作用的設備是變壓器。如圖所示，理想變壓器原線圈輸入交流電壓u＝220sin(100πt) V，電壓表、電流表都為理想電表。則下列判斷正確的是(　　)
A．輸入電壓有效值為220 V，電流頻率為50 Hz
B．S接到a處，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，兩電壓表示數都增大
C．S接到a處，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，兩電流表的示數都減小
D．若滑動變阻器的滑片不動，S由a處改接到b處，電壓表V2和電流表A1的示數都減小
★14． (
k
U
1
a
I
1
b
p
R
)（多選）如圖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為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強度，則( )
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處時，若U1增大，I1將增大
15．在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”的實驗中：
(1)下列儀器中不需要的是__________。
(2)實驗時，原線圈接在電源上，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，電表用交流電壓擋
D．原線圈接交流電壓，電表用直流電壓擋
(3)若某次實驗中用匝數N1＝400、N2＝800的變壓器，測得的電壓分別為U1＝3.6 V、U2＝8.2 V，據此可知__________(選填“N1”或“N2”)是原線圈匝數，電壓比與匝數比不相等，可能的原因是______________________________。
16．如圖所示，一長為m、寬為0.2 m，匝數為100的矩形金屬線圈電阻r＝1 Ω，在B＝0.6 T的勻強磁場中以恒定角速度ω＝10 rad/s繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉動，線圈兩端通過電刷與圖示的電路連接，其中電阻R1＝4 Ω，R2＝1 Ω，理想變壓器的原、副線圈的匝數比n1∶n2＝5∶1。求：
(1)從中性面位置開始計時，線圈轉動時產生感應電動勢的瞬時值表達式；
(2)交流電壓表、電流表的示數U、I；
(3)若不計一切摩擦及空氣阻力，線圈轉動一周外力做的功W。
★17．如圖甲是一理想變壓器的電路圖，圖乙是原線圈兩端所加電壓隨時間變化的關系圖像，已知電壓表和電流表均為理想電表，電壓表的示數為20 V，兩個定值電阻的阻值R均為10 Ω。
(1)求原、副線圈的匝數之比；
(2)將開關S閉合，求原線圈的輸入功率；
(3)若將電流表A2換成一只具有單向導電性的二極管，求電壓表示數。
3.3.2變壓器(二）答案
【例1】【解析】
此題極易生搬硬套公式，得出：，I1=3 A的錯解.
電流強度與匝數成反比，僅適用于理想變壓器只有一只副線圈的情況，本題有兩個副線圈，應根據理想變壓器無能量損失來分析，由于理想變壓器無能量損失，所以有P1=P2+P3（P1為原線圈輸入功率，P2、P3分別為兩只副線圈的輸出功率）
根據電功率公式有：I1U1=I2U2+I3U3 ①
又因為,U2= ②
,U3=U1 ③
把②③代入①，整理得：I1n1=I2n2+I3n3
所以I1=2.46 A
【針對練習1】答案：AC
解析：根據電壓與匝數成正比，有，故A正確；由于副線圈有兩個，電流與匝數不再成反比，故B錯誤；根據理想變壓器輸入功率等于輸出功率，有，電壓與匝數成正比，有，聯立得，得，故C正確；將D選項中表達式變形得，由C分析知，D錯誤.
【例2】 答案：C
解析：　原線圈電壓不變，匝數比不變，所以副線圈電壓不變，即電壓表V2示數不變，A錯誤；當R的滑片向下移時，有效電阻減小，則副線圈電流變大，電流表A2示數變大，根據原、副線圈電流關系，電流表A1示數變大，C正確， D錯誤；副線圈電流變大，則R0兩端的電壓增大，而副線圈兩端的總電壓不變，所以R兩端的電壓減小，即電壓表V3示數變小，B錯誤。
【針對練習2】答案：D
解析：　斷開S時，L1正常發光，當閉合S后，總電阻減小，回路中總電流增大，R兩端電壓變大，燈泡兩端電壓減小，兩燈不能正常發光，選項A錯誤；由P入＝P出＝，且R總減小，U2不變，則P入變大，選項B錯誤；由＝可知，因線圈匝數比不變，則原、副線圈的電流比不變，選項C錯誤；電阻R的功率P＝IR，因I2變大，R不變，則P變大，選項D正確。
【例3】答案：AD
解析：　通過原、副線圈的電流之比為＝＝
原、副線圈兩端的電壓之比為＝＝
定值電阻R0、R1兩端的電壓分別為U0＝I1R0，U2＝R1
又U0＋U1＝U＝5 V
聯立解得I1＝4 A、I2＝2 A
R0兩端的電壓和消耗的電功率分別為
U0＝I1R0＝4 V，P0＝IR0＝16 W，A項正確，C項錯誤；
R1兩端的電壓為UR1＝U2＝R1＝2 V
R2消耗的電功率為P＝2R2＝2 W，
B項錯誤，D項正確。
【針對訓練3】 答案：AD
解析：　設燈泡的額定電壓為U0，兩燈泡均能正常發光，所以原線圈兩端電壓為U1＝9U0，副線圈兩端電壓為U2＝U0，故＝，＝＝，選項A正確，B錯誤；根據公式＝可得，＝，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據公式P＝UI可得，燈泡a和b的電功率之比為1∶9，選項C錯誤，D正確。
【例4】答案：BD
解析：　閉合鐵芯中多了一個中間的臂，導致原線圈中產生的交變磁通量，只有一半通過副線圈，而另一半通過中間的臂。設線圈1兩端輸入電壓為U1時，線圈2輸出電壓為U2，根據法拉第電磁感應定律有U1＝n1，U2＝n2，當線圈1輸入電壓為220 V時，Φ1＝2Φ2，即＝2，可得＝＝4，解得U2＝55 V，選項A錯誤，B正確；當線圈2輸入電壓為110 V時，同理Φ2′＝2Φ1′，＝＝1，所以U1′＝U2′＝110 V，選項C錯誤，D正確。
【針對練習4】答案：B
解析： 此題發生錯解的主要原因是穿過原副線圈的磁通量不同。
因為磁感線為閉合曲線，根據鐵芯磁通路的對稱性可知，任何時刻原線圈中磁通量都是副線圈的2倍，其變化率也是副線圈中的2倍．
所以有：
則，所以應選B。
【例5】答案：A
解析：　由兩個互感器的變壓比和變流比可知輸電線路中的電壓為U＝220×50 V＝11 000 V，電流為I＝3×50 A＝150 A，故A正確。
【針對練習5】答案：CD
解析：　題圖甲中的原線圈并聯在電路中，為電壓互感器，是降壓變壓器，n1>n2，其中的電表為電壓表；題圖乙中的原線圈串聯在電路中，為電流互感器，是升壓變壓器，n3【課上練習】
1．答案：A
解析： 由理想變壓器原、副線圈電壓關系得,求出U2=30 V。小燈泡正常工作,I= A=1.6 A,并聯電路的阻值R并=,根據并聯關系有,代入數據得出R=1 Ω,選項B、C、D錯誤,選項A正確。
2．答案：BD
解析：副線圈中流過每個燈泡的電流，原線圈中的電流也為，副線圈中的電流，則原、副線圈的匝數比為，故A錯誤；副線圈兩端電壓為，則根據變壓比公式得原線圈兩端電壓，則電壓表示數為，故B正確；副線圈輸出的功率，則變壓器的輸入功率為4 W，故C錯誤；若在副線圈上再并聯一個相同的燈泡，則副線圈中的電流增大，原線圈中的電流也增大，超過的額定電流，燈泡可能會燒壞，故D正確。
3．答案：C
解析：當單刀雙擲開關擲向a時，原、副線圈的匝數比為22:5，原線圈兩端電壓的有效值為220 V，所以副線圈兩端電壓的有效值為50 V，因為二極管的存在，根據電流的熱效應有，則兩端的電壓為，可得通過的電流為，故A錯誤；當單刀雙擲開關由a擲向b時，原、副線圈的匝數比為11:5，輸出電壓變為原來的2倍，則輸出電流變為原來的2倍，電壓表和電流表的示數都變大，故產生的熱量是原來的4倍，故B錯誤，C正確；光照強度變強時，副線圈電路中的電阻變小，因為原、副線圈匝數比不變，所以電壓表示數不變，根據歐姆定律可得電流表的示數變大，故D錯誤。
3.3.2變壓器(二）答案
【課下作業】
1．BCD 2．ABC 3．BCD 4．C
5．答案：AD
解析：題圖甲是電壓互感器,題圖甲中的電表是電壓表,根據電壓與匝數成正比可知輸電電壓為22 000 V,A對,B錯;題圖乙是電流互感器,題圖乙中的電表是電流表,根據電流與匝數成反比可得輸電電流是100 A,C錯,D對。
6．答案：A
7．答案：B
解析：題圖甲是一個自耦變壓器,當A、B作為輸入端,C、D作為輸出端時,是一個降壓變壓器,兩邊的電壓之比等于兩邊線圈的匝數之比。當C、D作為輸入端,A、B作為輸出端時,是一個升壓變壓器,電壓比也等于匝數比,所以C、D接有效值為4 V交流電壓時,A、B間將得到有效值為10 V交流電壓。題圖乙是一個分壓電路,當M、N作為輸入端時,上下兩個電阻上的電壓跟它們電阻的大小成正比。但是當把電壓加在P、Q兩端時,電流只經過下面那個電阻,上面的電阻中沒有電流通過,M、P兩端也就沒有電勢差,即M、P兩點的電勢相等。所以當P、Q接4 V直流電壓時,M、N兩端的電壓也是4 V。如果M、N或P、Q換成接交流電壓,上述關系仍然成立,因為交變電流在純電阻電路中歐姆定律仍然適用。
8．答案：C
解析：鉗形電流表的工作原理是電磁感應,所以它只能測交變電流,根據變壓器的原理,I1n1=I0n0,其中n1指鉗形電流表內部線圈的匝數,n0指待測電流導線的匝數,I1指外接電流。當在圖乙中用同一電纜線繞了n0'=3匝,則滿足I2n1=I0n0',解得I2=3I1=3.6 A。
9．答案：C
解析：由變壓器的變壓公式可知,由于原線圈匝數n1大于副線圈匝數n2,因此有U1>U2,當滑動觸頭從M點順時針旋轉到N點的過程中,n2減小,因此U2降低,C項正確。
10．答案：AC
解析：設輸入電壓為U，由于a和b兩個接線柱將線圈等分為三份，所以開關接a時，，開關接b時，，所比，故AC正確。
11．答案：C
解析：根據＝和原線圈電壓的有效值U1＝220 V，知副線圈電壓的有效值U2＝U1＝36 V
電壓表測量的是電壓的有效值，因此無論何時電壓表的示數均為36 V，A、D錯誤；
副線圈電壓的最大值Um＝U2≈51 V＞45 V，電容器被擊穿，B錯誤；
由于加在小燈泡兩端的電壓等于燈泡的額定電壓，因此小燈泡實際功率等于額定功率40 W，C正確。
12．答案：BCD
解析：　當L1的燈絲燒斷后，變壓器的輸入電壓不變，根據＝，輸出電壓也不變，故電壓表讀數不變，故A錯誤；原線圈接入電壓的最大值是220 V，所以原線圈接入電壓的有效值是U＝220 V，理想變壓器原、副線圈匝數比為20∶1，所以副線圈兩端電壓有效值是11 V，故電壓表的示數為11 V，選項B正確；R阻值隨光強增大而減小，根據I2＝知副線圈電流增加，副線圈輸出功率增加，根據能量守恒定律，可知原線圈輸入功率也增加，原線圈電流增加，所以電流表的示數變大，故C正確；由題圖乙可知交流電壓周期T＝0.02 s，所以頻率為f＝＝50 Hz，故D正確。
13．答案　AD
解析：　輸入電壓有效值為U1＝ V＝220 V，由瞬時值表達式可知，角速度為ω＝100π rad/s，電流頻率為f＝＝ Hz＝50 Hz，故A正確；S接到a處，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，副線圈電路的總電阻減小，由＝可知U2不變，即電壓表V2的示數不變，所以電流表A2的示數變大，電流表A1的示數也變大，故B、C錯誤；若滑動變阻器的滑片不動，S由a處改接到b處，副線圈匝數減小，輸入電壓不變，輸出電壓減小，即電壓表V2的示數減小，根據P2＝知輸出功率減小，根據輸入功率等于輸出功率，可知P1＝U1I1減小，U1不變，則I1減小，即電流表A1的示數減小，故D正確。
14．ABD
15．答案：(1)A、B　(2)C　(3)N2　存在漏磁、線圈電阻大、鐵芯發熱等
【解析】(1)在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”實驗中，要用低壓交流電源和交流電表，不需要干電池和條形磁鐵。
(2)根據實驗原理可知，原線圈應接交流電壓，用多用電表測量副線圈的電壓，應選擇交流電壓擋，選項C正確，A、B、D錯誤。
(3)根據匝數及電壓關系可知，該變壓器為降壓變壓器，故N2為原線圈匝數。電壓比與匝數比不相等，是因為變壓器是非理想變壓器，可能是存在漏磁、線圈電阻大、鐵芯發熱等因素。
16．【解析】(1)線圈產生感應電動勢的最大值
Em＝nBSω＝60 V，從中性面開始轉動
e＝Emsinωt＝60sin (10t) V
(2)設變壓器原、副線圈中電流分別為I1、I2，變壓器原、副線圈兩端電壓分別為U1、U2，
則有U1＝E－I1(R1＋r)，E＝
變壓比規律＝，變流比規律＝
又I2＝，
聯立解得，電壓表示數為
U＝U2＝10 V，電流表示數為I＝I1＝2 A
(3)線圈轉動一周外力做的功W，由能量守恒，
有W＝[I(R1＋r)＋IR2]，
代入數據得W＝24π J＝75.36 J
答案：(1)e＝60sin (10t) V
(2)10 V　2 A　(3)75.36 J
17．答案　(1)11∶1　(2)80 W　(3)14.14 V
解析　(1)由題圖乙可知原線圈電壓有效值為U1＝ V＝220 V，已知電壓表的示數為20 V，即U2＝20 V
根據電壓與匝數的關系＝
可知，原、副線圈的匝數之比是＝。
(2)將開關S閉合，副線圈總電阻R′＝5 Ω，則輸出功率P2＝＝80 W，輸入功率等于輸出功率，所以原線圈的輸入功率是80 W。
(3)換成二極管后，電壓表兩端的電壓隨時間變化的關系圖像如圖甲或圖乙所示
設電壓表的讀數是U′，根據有效值定義得
·＝T
解得U′＝10 V＝14.14 V。

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