11-19年高考物理真题分专题汇编之专题063.变压器.doc

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资源描述

1、第第 63 节节 变压器变压器 1.【2019年物理江苏卷】某理想变压器原、副线圈的匝数之比为 1:10,当输入电压增加 20V 时,输出电压 A. 降低 2V B. 增加 2V C. 降低 200V D. 增加 200V 【答案】D 【解析】 【详解】由理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比即 11 22 Un Un ,得: 2 21 1 n UU n ,即副线圈 两端电压与原线圈两端电压成正比,所以有: 2 21 1 n UU n ,当输入电压增加 20V 时,输出电压增 大 200V,故 D正确。 1.2015 年江苏卷年江苏卷 1. 一电器中的变压器可视为理想变压器,它将 220 V 交

2、变电流改变为 110 V. 已知 变压器原线圈匝数为 800,则副线圈匝数为 ( B ) (A)200 (B)400 (C)1600 (D)3200 解析:根据变压器的变压规律 2 1 2 1 n n U U ,可求得副线圈匝数为 400,所以 B正确。 2. 2016 年新课标年新课标卷卷 19如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a 和 b。当 输入电压 U为灯泡额定电压的 10倍时,两灯泡均能正常发光。 下列说法正确的是 A原、副线圈砸数之比为 9:1 B原、副线圈砸数之比为 1:9 C此时 a和 b的电功率之比为 9:1 D此时 a和 b的电功率之比为 1:9 【答案】

3、AD 【解析】 :设灯泡的额定电压为 0 U,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为 10 9UU,副线 圈两端电压为 20 UU,故 1 2 9 1 U U ,根据 11 22 9 1 Un Un ,A 正确 B 错误;根据公式 12 21 In In 可得 1 2 1 9 I I ,由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式PUI可得两者的电功率之比为 1:9,C错误 D 正确。 3. 2016 年江苏卷年江苏卷 4一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在 a、b 间作为 原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分,接在 c、d 间作为副线圈。在 a、b 间输入电压为 U1的交变 电

4、流时,c、d间的输出电压为 U2,在将滑动触头从 M 点顺时针旋转到 N点的过程中( ) a b U AU2U1,U2降低 BU2U1,U2升高 CU2U1,U2降低 DU2U1,U2升高 【答案】C 【解析】根据变压器原、副线圈两端电压和原、副线圈匝数的关系式有 2 1 2 1 n n U U ,这里 n2 n1, 所以 U2 n2,则当原、副线圈 减少相同匝数时,由数学知识可知 1 2 n n 变大,则 U2减小,故灯泡变暗,选项 AC错误,B正确;根据 12 21 In In 可知通过原、副线圈电流的比值变小,选项 D错误;故选 B. 5.2016 年天津卷年天津卷 5、如图所示,理想变

5、压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下 列说法正确的是 A、当滑动变阻器的滑动触头 P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B、当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时,电压表 V示数变大 C、当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时,电 流表 A1示数变大 D、若闭合开关 S,则电流表 A1示数变大,A2 U1 M N c a b d U2 n1 L n2 A1 V A2 S R1 R2 R3 R P 示数变大 【答案】B 【解析】当滑动变阻器的滑动触头 P向上滑动时,R 的阻值变大,变压器的次级电压不变,则次 级电流减小,则 R1消耗的功率及两端电压均变小,电压表的示数等于变压器次级电

6、压减去 R1两端的电 压,故电压表的示数变大,选项 A 错 B正确;由于滑动变阻器的滑动触头 P向上滑动时,次级电流减 小,故初级电流也减小,电流表 A1示数变小,选项 C错误;若闭合开关 S,则变压器次级电阻减小, 次级电流变大,R1的电压变大,则电压表 V 示数减小,则 R2两端电压减小,安培表 A2示数变小;次 级电流变大,则初级电流也变大,则电流表 A1示数变大,选项 D 错误。故选 B。 6.2016 年海南卷年海南卷 9图(a)所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为 4:1,RT为阻值随温度升 高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电 压表和电流表均为理想交流电表。原线圈 所接电压

7、u 随时间 t按正弦规律变化,如 图(b)所示。下列说法正确的是 A变压器输入、输出功率之比为 4:1 B变压器原、副线圈中的电流强度之比为 1:4 Cu 随 t变化的规律为51sin(50 )ut(国际单位制) D若热敏电阻 RT的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大 【答案】BD 【解析】由题意,变压器是理想变压器,故变压器输入、输出功率之比为 1:1,故 A 错误;变压器 原、副线圈中的电流之比与匝数成反比,即 1:4,故选项 B 正确;由图(b)可知交流电压最大值 Um=51V,周期 T=0.02s,可由周期求出角速度的值为 =100rad/s,则可得交流电压 u 的表达式

8、U=51sin100tV,故选项 C 错误;RT处温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,电压表示数不变, 故选项 D 正确。 7. 2011 年新课标版年新课标版 17如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为 12;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为 220V,额定功率为 22W;原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光。若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数,则 AU=110V,I=0.2A BU=110V,I=0.05A A V R1 A V RT 图图 u/V t/10-2s 0 1 2 3 51 -51 0.2AV,2110CIU. A20.2V,2110

9、DIU. 答:A 【解析】U2=220V,根据 U1:U2n1:n2 得,U1110V。I2P/U20.1A,根据 I1:I2n2:n1得 I10.2A。所以正确答案是 A。 8. 2011 年理综广东卷年理综广东卷 19图(a)左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中 R=55,A、V为理想电流表和电压表, 若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压, 电压表的示数为 110V,下列表述正确的是 A电流表的示数为 2A B原、副线圈匝数比为 12 C电压表的示数为电压的有效值 D原线圈中交变电压的频率为 100Hz 答:A C 【解析】交流电压表和交流电流表的示数都是有效值,电流表的示数 I

10、=U/R=110/55=2A,选项 A、C正确。由图 7(b)可知原线圈电压有效值为 220V,周期 0.02S,则可得原、副线圈匝数比为 2:1,交变电压的频率为 50Hz,B、D 错误; 9. 2014 年物理海南卷年物理海南卷 2理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源, 另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为 ( ) A1 : 2 B2 : l C2 : 3 D3 : 2 【答案】B 【解析】三个灯泡都相同,并且都正常发光,可知三个灯泡此时的电流都相同,即原线圈中的电 流是副线圈中电流的一半,由 1

11、2 2 1 n n I I 和 21 2 1 II 可知该变压器原、副线圈的匝数之比为 2 : l。 10. 2014 年理综山东卷年理综山东卷 17、如图,将额定电压为 60V 的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关 S 后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220V 和 2.2A。以下 判断正确的是( ) A、变压器输入功率为 484W B、通过原线圈的电流的有效值为 6.6A (b) u/V t/s O 220 2 -220 2 0.01 0.02 0.03 A V R (a) A V n1 n2 S 用 电 器 C、通过副线圈的电流的最

12、大值为 2.2A D、变压器原、副线圈匝数比3:11: 21 nn 【答案】BD 【解析】由于变压器为理想变压器,因此输入功率等于输出功率,即 P入=U2I2=60 2.2=132W,A 错误;变压器的匝数比为 n1:n2=220:60=11:3,D 正确;根据 n1:n2= I2:I1可得:通过原线圈的电 流的有效值为 I1=0.6A,选项 B 正确;通过副线圈的电流的最大值为A,222.选项 C 错误。 112013 年广东卷年广东卷 16.如图 5,理想变压器原、副线圈匝数比 n1:n2=2:1, V 和 A 均为理想电表,灯泡电阻 RL=6,AB 端电压 u1=12 2sin100t(

13、V).下列说法正确的是 A. 电流频率为 100 Hz B. V 的读数为 24V C. A 的读数为 0.5A D. 变压器输入功率为 6W 答:D 解析: 由f2100得:f=50Hz,A错 有效值 U1=12V ,又: 1 2 1 2 n n U U 得:U2=6V ,A1 1 2 2 R U I,选项 B、C 错; 由能量守恒:W6 2221 IUPP , D 对。 12. 2012 年理综重庆卷年理综重庆卷 15如题 15图所示,理想变压器的原线圈接入tsinu100211000(V)的交变电压,副线圈通 过电阻 r=6 导线对“220V/880W”电器 RL供电,该电器正常工作。由

14、 此可知 A. 原、副线圈的匝数比为 50 : 1 B. 交变电压的频率为 100HZ C. 副线圈中电流的有效值为 4A D. 变压器的输入功率为 880W 答:C 解析:电器 RL的额定电流为 4A,该电器正常工作,所以副线圈中电流的有效值为 4A, 选项 A正 确,排除其它选项。 13. 2011 年海南卷年海南卷 题15图 u r RL K n1 n2 图5 L A B u1 11如图,理想变压器原线圈与 10V的交流电源相连,副线圈并联 两个小灯泡 a和 b,小灯泡 a的额定功率为 0.3W,正常发光时电阻为 30 可,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为 0.09A,可计算 出

15、原、副线圈的匝数比为_,流过灯泡 b 的电流为_A。 答:10:3 0.2A 【解析】副线圈电压,VPPUU aaa 3 2 3 10 2 1 2 1 U U n n , ,VUU ab 3 由能量守恒得: ,IUPIU bba 11 代入数据得:,.IbA20 14.2011 年理综浙江年理综浙江卷卷 16如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数 n1=800和 n2=200 的两个线 圈,上线圈两端与 u=51sin314tV 的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压 表,则交流电压表的读数可能是 A2.0V B9.0V C12.7V D144.0V 答:A 【解析】交流电源电压的有效值VU 2

16、51 1 ,如果看成理想的来处理有: 2 1 2 1 n n U U 、 800 1 n、200 2 n,解得V0 . 9 2 U,故交流电压表的读数应该小于V0 . 9,所以答案为 A。 15. 2012 年物理海南卷年物理海南卷 4如图,理想变压器原、副线圈匝数比为 201,两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的 两端。当两灯泡都正常工作时,原线圈电路中电压表和电流表(可视为理 想的)的示数分别是 ( ) A120V,0.10A B240V,0.025A C120V,0.05A D240V,0.05A 答:D 解析:两灯泡都正常工作时,副线圈的电压 12V, 副线圈消耗的电功率为

17、12W,副线圈中通过的电 流为 1A,所以原线圈电路中电压表和电流表分别为 240V,0.05A,选项 D正确。 16. 2013 年四川卷年四川卷 2用 220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是 110V,通过负载的电 流图像如图所示,则 A变压器输入功率约为 3.9W B输出电压的最大值是 110V C变压器原、副线圈匝数比是 12 t/s i/A 0 0.05 -0.05 0.01 0.02 a b V n1 n2 u V A D负载电流的函数表达式:i=0.05sin(100t+ 2 )A 【答案】:A 【解析】:由题意知,u2=110v,im=0.05A, 2

18、 = 2 m ii 有效 ,输出功率为 2 pu i 出有效,=11 2w ,输入 功率等于输出功率,选项 A 正确;u2=110v 是有效值,选项 B 错误;根据变压器的变压比公式 11 22 un un ,解得 1 2 2 1 n n ,选项 C 错误;负载电流的表达式:0.05sin100(it A),交流电的初相位 为 0 ,选项 D 错误。 17. 2012 年理综四川卷年理综四川卷 16如图所示,在铁芯 P上绕着两个线圈 a和 b,则 A线圈 a输入正弦交变电流,线圈 b可输出恒定电流 B线圈 a输入恒定电流,穿过线圈 b的磁通量一定为零 C线圈 b输出的交变电流不对线圈 a的磁场

19、造成影响 D线圈 a的磁场变化时,线圈 b中一定有电场 答案:D 解析:由于变压器的互感作用,当线圈 a 输入正弦交变电流时,线圈 b 输出的也是正弦式交变电 流,故 A、C 均错;在线圈 a中输入恒定电流,穿过线圈 b的磁通量保持恒定且不为零,从而 B也错 误。正确答案:D。 18. 2013 年天津卷年天津卷 4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 Aab接 MN、cd接 PQ,IabIcd Cab接 PQ、c

20、d接 MN,IabIcd 【答案】B 【解析】本题考查远距离输电和理想变压器的基础知识。 由理想变压器的基本规律: Uab:Ucd=nab:ncd,Pab=Pcd,可知 nab Iab =ncd Icd,高压输电线 MN 上电流较大,故应设法降低交流电流表 的待测电流,B选项正确。 a b c d A M N P Q a b 输出 P 电源 19. 2013年江苏卷年江苏卷 8. 如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光. 要使灯泡变亮,可以采取的方法有 (A)向下滑动P (B)增大交流电源的电压 (C)增大交流电源的频率 (D)减小电容器 C

21、 的电容 答案:BC 解析:根据 2 1 2 1 n n U U 有 ,向下滑动P时,n2减小导致U2减小 ,灯泡变暗,故A错;增大交流电源 的电压U1可使U2增大,灯泡变亮,故B对;增大交流电源的频率,可减小容抗,增大通过灯泡的电流, 灯泡变亮,故C对;减小电容器C的电容,增加容抗,减小通过灯泡的电流,灯泡变暗,故D错。 20. 2012 年理综新课标卷年理综新课标卷 17.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,一升压式自耦调压变 压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为 1900 匝;原线圈为 1100 匝,接 在有效值为 220V的交流电源上

22、。当变压器输出电压调至最大时,负载 R上的功率为 2.0kW。设此时原 线圈中电流有效值为 I1,负载两端电压的有效值为 U2,且变压器是理想的,则 U2和 I1分别约为 A.380V和 5.3A B.380V和 9.1A C.240V和 5.3A D.240V和 9.1A 答:B 解析: 由公式 2 1 2 1 n n U U 得 V380220 1100 1900 1 1 2 2 U n n U , 222 IUP , 111 IUP 负载 R 上的功率就是变压器的输出功率,因为是理想变压器,故输入功率 U1I1等于输出功率,A19 220 2000 1 2 121 . U P IPP,故

23、 B选项正确. 21. 2012年理综山东卷年理综山东卷 18图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并 加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。V为交流电压表。当变压器副 线圈电压的瞬时值大于5000V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是 ( ) R L u C P A电压表的示数等于5V B电压表的示数等于V 2 5 C实现点火的条件是1000 1 2 n n D实现点火的条件是1000 1 2 n n 答:BC 解析:电压表的示数为有效值,所以等于V 2 5 2 1 m E U,选项A错误B正确

24、;实现点火的条件 是U25000V,所以1000 1 2 1 2 U U n n ,选项C正确D错误。 22. 2012 年物理江苏卷年物理江苏卷 7. 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈 L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈 L2 中产生电流时,电流经 放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关 K,从而切断家庭电路. 仅考 虑 L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有 (A)家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零 (B)家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变 (C)家庭电路发生短路时,开关 K 将被电磁铁吸起 (D)地面上的人接触火线发生触电时,开关 K将被电磁铁吸

25、起 【答案】ABD 【解析】因原线圈是双线绕法,所以家庭电路正常工作时 L1、L2磁通量为 0,A、B 正确;家庭电 路短路时,L1、L2磁通量仍为 0,C 错误;地面上的人接触火线发生触电时,两根电线电流不等且变 化,开关 K被磁铁吸起,D正确。 23. 2012 年理综福建卷年理综福建卷 14.如图,理想变压器原线圈输入电压 u=Umsint,副线圈 电路中 R0为定值电阻,R是滑动变阻器。V1和 V2是理想交流 电压表,示数分别用 U1和 U2表示;A1和 A2是理想交流电流 表,示数分别用 I1和 I2表示。下列说法正确的是 A I1和 I2表示电流的瞬间值 B U1和 U2表示电压的

26、最大值 C滑片 P向下滑动过程中,U2不变、I1变大 D滑片 P向下滑动过程中,U2变小、I1变小 【答案】C 图甲 V 转 换 器 n1 n2 金属板 钢针 图乙 5 -5 0 t u/V T T/2 V2 A1 R0 V1 R A2 u P 【解析】 在交变电流中电压表和电流表显示的都是有效值,选项 A、B均错误;由理想变压器可知, 原、副线圈的匝数 n1、n2不变,U1不变,副线圈两端电压1 1 2 2 U n n U ,U2不变,从电路可知当滑片 P 向下移动时,电阻变小,电流 I2增大,输出功率增大,所以输入功率也增大,所以电流 I1增大,答案 选 C。 24. 2011 年理综山东

27、卷年理综山东卷 20为保证用户电压稳定在 220V,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压器示意图。保持输入电 压 u1不变,当滑动接头 P上下移 动时可改变输出电压。某次检测 得到用户电压 u2随时间 t变化的 曲线如图乙所示。以下正确的是 A V502190 2 )tsin(u BV)100sin(2190 2 tu C为使用户电压稳定在220V,应将P适当下移 D为使用户电压稳定在220V,应将P适当上移 答案:BD 解析:由电压 2 u随时间 t变化的曲线可知,用户电压的最大值是V2190,周期是s 2 102 ,所以 Vtu)100sin(2190 2 ,A 错误,B正确;根据 2 1

28、 2 1 U U n n , 1 n减小, 2 u增大,因此为使用户电压稳 定在 220V,应将 P适当上移,C错误,D 正确。 25. 2014 年理综广东卷年理综广东卷 19. 如图 11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 【答案】BD 【解析】由于理想变压器输入电压不变,则副线圈的电压 U2不变,滑片 P滑动时,对灯泡电压没 有影响,故灯泡亮度不变,则选项 A

29、错误;滑片 P向下滑动时,电阻变大,但副线圈的电压由原线圈 图甲 u2 u1 用 户 P u2/V t/ 10-2s 0 1 2 2190 2190 图乙 P R0 L U1 U2 S 图 11 电压决定,故 U2不变,B正确;滑片 P 向上滑动时,电阻变小,电流 I2增大,则原线圈的电流 I1也增 大,选项 C错;此时变压器的输出功率 P2= U2 I2将变大,选项 D 正确。 26. 2014 年理综新课标卷年理综新课标卷 21.如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n2。原线圈通过一理想电流表 A 接正弦交流 电源,一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端;假设

30、该二极管的正向电阻为零, 反向电阻为无穷大;用交流电压表测得 a、b端和 c、d 端的电 压分别为 Uab和 Ucd,则: ( ) A.Uab:Ucd=n1:n2 B.增大负载电阻的阻值 R,电流表的读数变小 C.负载电阻的阻值越小, cd 间的电压 Ucd 越大 D.将二极管短路,电流表的读数加倍 【答案】BD 【解析】若变压器初级电压为 Uab,则次级电压为 ab U n n U 1 2 2 ;由于二级管的单向导电性使得 2 2 1U Ucd,故 2 1 2 n n U U cd ab ,选项 A 错误;增大负载的阻值 R,输出功率减小,变压器次级电流减 小,则输入电流也减小,即电流表的读

31、数减小,选项 B 正确;cd间的电压由变压器的初级电压诀定, 与负载电阻 R 的大小无关,选项 C 错误;若二极管短路则 2 UUcd,则次级电流会加倍,则初级电流 也加倍, 选项 D正确。 27. 2011 年物理江苏卷年物理江苏卷 13 (15分)图 1为一理想变压器,ab 为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线 圈输入正弦式交变电压的 u-t图象如图 2所示。若只在 ce间接一只 Rce=400的电阻,或只在 de间接一 只 Rde=225 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为 80W。 请写出原线圈输入电压瞬时值 uab的表达式; 求只在 ce 间接 400的电阻时,原

32、线圈中的电 流 I1; 求 ce 和 de 间线圈的匝数比 de ce n n 。 【解析】 (1)由题 13-2 图知 s/rad200 , 电压瞬时值(V)200400tsinuab (2)电压有效值 V2220 1 U,理想变压器 21 PP ,原线圈中的电流 1 1 1 U P I n1 n2 R A c d b a a b e d c 图 1 uab/V t/s O 400 -400 0.01 0.02 图 2 解得: )A(A.I 5 2 280 1 或 ) (3)设 ab 间匝数为 n1, de de n U n U 1 1 , 由题意知 de de ce ce R U R U

33、22 ,解得: de ce de ce R R U U , 代入数据得 3 4 de ce n n . 28. 2011 年理综福建卷年理综福建卷 15图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1n2=51,电阻 R=20,L1、L2为规格相同的两 只小灯泡,S1为单刀双掷开关。原线圈接 正弦交变电源,输入电压 u 随时间 t的变 化关系如图乙所示。现将 S1接 1、S2闭 合,此时 L2正常发光。下列说法正确的 是 A输入电压u的表达式u=202sin(50t)V B只断开 S2后,L1、L2均正常发光 C只断开 S2后,原线圈的输入功率增大 D若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8W 答:

34、D 【解析】读图知周期 T = 0.02 s,所以V100220)tsin(u。原本 L2正常发光,只断开 S2后, 电压被两灯泡均分,肯定不会再正常发光。只断开 S2后,两灯泡串联,负载电阻增大,输出功率减 小,输入功率等于输出功率,所以也减小。由变压器的变压比 1 2 1 2 n n U U 可得副线圈输出电压为 4 V,S1 换接到 2后,R消耗的功率 P =U2/R=16/20 W = 0.8 W。D 正确。 29.2015 年理综新课标年理综新课标 I 卷卷 16.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 3:1,在原、副线圈的回路中 分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为 220V

35、 的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路 中电阻两端的电压为 U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k,则 ( A ) A. 9 1 V66k,U B. 9 1 V22k,U C. 3 1 V66k,U D. 3 1 V22k,U 解析:原副线圈电压比等于匝数比,根据副线圈负载电阻的电压为 U,可知副线圈电压为 U,原 线圈电压为 3U,副线圈电流 R U I ,原副线圈电流与匝数成反比,所以原线圈电流 R U I 3 1 ,那么原线 u n1 n2 S1 S2 1 2 R L1 L2 甲 乙 u/V t/s O 20 2 -20 2 0.01 0.02 R R 圈输入电压R R U

36、U 3 3V220,整理可得 U=66V;原副线圈电阻消耗的功率根据 P=I2R,电阻相 等,电流比为 1:3,可得功率比为 1:9, 9 1 k,只有选项 A对。 30.2015 年理综天津卷年理综天津卷 6、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 ( BC ) A、保持 Q的位置不动,将 P 向上滑动时,电流表读数变大 B、保持 Q的位置不动,将 P 向上滑动时,电流表读数变小 C、保持 P的位置不动,将 Q 向上

37、滑动时,电流表读数变大 D、保持 P的位置不动,将 Q 向上滑动时,电流表读数变小 解析:保持 Q 位置不动时,负载电路电压保持不变,将 P向上滑动时,连入电路的电阻变大, 故负载消耗功率变小,原线圈输入功率变小,电流表示数变小,所以选项 A错误、B正确; 保持 P 位置不动,即负载电路电阻不变,将 Q 向上滑动时,由理想变压器电压、匝数关系可知,副线圈输 出电压升高,负载电路消耗功率变大,故原线圈输入电流变大,所以选项 C正确的、D错误。 31.2015 年理综安徽卷年理综安徽卷 16图示电路中,变压器为理想变压器,a、b 接在电压有效值不变的交流 电源两端,R0为定值电阻,R 为滑动变阻器

38、。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到 电流表 A1的示数增大了 0.2 A,电流表 A2的示数增大了 0.8 A,则下列说法正确的是 ( D ) A电压表 V1示数增大 B电压表 V2、V3示数均增大 C该变压器起升压作用 D变阻器滑片是沿 cd的方向滑动 解析:根据变压器原理,输出电压 U2保持不变,而 A2示数变大说明回路电阻变小,所以滑动变 阻器电阻 R减小了,即变阻器滑片是沿 cd的方向滑动,故答案为 D 32.2015 年海南卷年海南卷 10如图,一理想变压器原、副线圈匝数比为 4:1,原线圈与一可变电阻串联 后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为 R0,

39、负载电阻的阻值 R=11R0,V是理想电 压表;现将负载电阻的阻值减小为 R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压表读数为 5.0V,则 ( AD ) A.此时原线圈两端电压的最大值约为 34V B.此时原线圈两端电压的最大值约为 24V C.原线圈两端原来的电压有效值约为 68V D.原线圈两端原来的电压有效值约为 48V 解析:当负载电阻的阻值减小为 R=5R0时,根据串并联电路特 A Q P R R0 R c d a b R0 A1 V1 V2 A2 V3 R0 R V 点,R 两端的电压为 R0两端的电压的 5倍,因为电压表测量 R两端的电压,所以V15 5 1 0 R U,故 副

40、线圈两端电压为 U2=6V,根据公式 1 2 1 2 n n U U 可得此时原线圈两端电压的有效值为 U1=24V,所以原线 圈两端电压的最大值为34VV224,选项 A正确 B错误;因为变化过程中变压器的输入电流不变, 所以副线圈中的电流在变化前后也不变,则变化前副线圈中的电压 U2=IR0+11 IR0=12 IR0,所以 U2=2U2=12V,根据公式 1 2 1 2 n n U U 可得原线圈两端原来的电压有效值约为 48V,选项 D正确 C错。 33.2015 年广东卷年广东卷 15.图 5 为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变 压器,原线圈接入电压有效值

41、恒定的交流电并保持匝数不变,调节 触头 P,使输出电压有效值由 220V降至 110V。调节前后 ( C ) A副线圈中的电流比为 1:2 B副线圈输出功率比为 2:1 C副线圈的接入匝数比为 2:1 D原线圈输入功率比为 1:2 解析:设原线圈中电流为 I1,匝数为 n1,两端输入电压为 U1,输入功率为 P1,副线圈中电流为 I2,匝数为 n2,两端输出电压为 U2,输出功率为 P2,根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系 有: 1 2 1 2 n n U U ,所以当输出电压 U2由 220V 降至 110V 时,副线圈匝数 n2也应减少为一半,故选项 C 正确;由于副线圈两端所接用电

42、器不变,所以当用电器电压减半时,其电流 I2也减半,故选项 A 错 误;根据功率计算式 PUI 可知,副线圈中输出功率 P2变为原来的 1/4,故选项 B 错误;由能量守恒 定律可知,原线圈中输入功率 P1也变为原来的 1/4,故选项 D错误。 34.2018 年天津卷年天津卷 4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,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 1 ,则 ( B ) AR消耗的功率变为P 2 1 B电压表 V的读数为U 2 1 C电流

43、表 A 的读数变为 2I D通过 R 的交变电流频率不变 解析:根据n2,若发电机线圈的转速变为原来的 2 1 ,则角速度减为原来的 2 1 ,根据 P 图 5 n1 n2 A V R SnBEm可知,发电机产生的最大电动势减为原来的 2 1 ,根据 2 m E U 可知发动机的输出电压变为 原来的 2 1 ,即原线圈的输出电压变为原来的 2 1 ,根据 1 2 1 2 n n U U 可知副线圈的输入电压变为原来的 2 1 , 即电压表的示数变为原来的 2 1 ,根据 R U P 2 可知电阻 R消耗的电功率变为P 4 1 ,所以 A 错 B正确; 副线圈中电流为 R U I 2 ,即变为原

44、来的 2 1 ,根据 1 2 2 1 n n I I 可知原线圈中的电流也变为原来的 2 1 ,选项 C 错误;转速变为原来的 2 1 ,则频率变为原来的 2 1 ,选项 D错误。 35.2017 年北京卷年北京卷 16如图所示,理想变压器的原线圈接在220 2sin(V)ut的交流电源上, 副线圈接有55R 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原线圈的输入功率为220 2W B电流表的读数为1A C电压表的读数为110 2V D副线圈输出交流电的周期为 50s 答:B 解析:电表的读数均为有效值,因此在原线圈两端电压有效值为 220V,

45、由理想变压器原副线圈两 端电压与线圈匝数成正比,因此副线圈两端电压有效值为 110V,故选项 C错误;流过电阻 R的电流为 2A,可知负载消耗的功率为 220W,根据能量守恒可知,原线圈的输入功率为 220W,故选项 A错误; 由 P=UI可知,电流表的读数为 1A,故选项 B 正确,由交变电流瞬时值表达式可知:=100,因此周 期为:T=0.02s,故选项 D错误。 36.2016 年新课标年新课标 I 卷卷 16.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻12 RR 、和 3 R的阻值分别是 31、 和4, A 为理想交流电流表,U为正弦交流电压 源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电

46、流表的示数 为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈 匝数比为( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 答案:B 解法一:解法一: 当 S断开时,电路如右图所示 由闭合电路欧姆定律,原线圈两端电压 U1=U-IR1 得 U1=U-3I A R1 R2 R3 S U A R1 R2 R3 U R V A u 根据变压器原副边电压关系: 2 1 2 1 n n U U 副线圈中的电流: 5 2 32 2 2 U RR U I 联立得: I IU n n 5 3 )( 2 2 1 当 S闭合时,电路如右图所示 由闭合电路欧姆定律,原线圈两端电压 U1=U-4R1 得 U1=U-

47、12I 根据变压器原副边电压关系: 2 1 2 1 n n U U 副线圈中的电流得: 1 2 2 2 2 U R U I 联立得 I IU n n 4 12 )( 2 2 1 联立 解得 3 2 1 n n 解法二:解法二: 设开关 S断开前后,变压器的等效电阻为 R 和 R,由于变压器输入功率与输出功率相同, S 闭合前:)()( 32 22 RRnIRI ,得)( 32 2 RRnR S 闭合后: 2 22 )4(4RnIRI)( ,得 2 2R nR 根据闭合电路欧姆定律: S 闭合前: RR U I 1 S 闭合后: RR U I 1 4 根据以上各式得: 4 1 53 3 2 2 32 2 1 2 2 1 n n RRnR RnR )( 解得,n=3 A R1 R2 U

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