2018版高考物理一轮复习课时跟踪检测(三十六)第十章交变电流传感器第2节变压器电能的输

1、 课时跟踪检测（三十六） 变压器 电能的输送 对点训练：理想变压器 1. （2017 云南统测）如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为 U = 220 2sin 100n t （V）的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“ 22 V,22 W 的灯泡 10 个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是 （ ） A. 变压器原、副线圈匝数比为 10 2 : 1 B. 电流表示数为 1 A C. 电流表示数为 10 A D. 副线圈中电流的频率为 5 Hz 解析：选 B 由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为 220 V ,交变 1 电流的频率f =严=

2、50 Hz, D 项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效 T 2 n m U 值为 22 V，由理想变压器变压规律可知， -=10, A 项错；由灯泡电功率 P= UI可知， 门2 U2 通过每只灯泡的电流为 1 A，故副线圈输出电流为 10 A，由理想变压器变流规律可知, 10,所以原线圈中电流的有效值为 1 A , B 项正确，C 项错。 A. 原线圈和副线圈的匝数比为 B. 原线圈和副线圈的匝数比为 C. 电流表O2的示数为 0.1 A D. 电流表O2 的示数为 0.4 A 解析：选 B 由电压表OV 的示数和电流表OA1 的示数可得变压器的输入功率 P= UI 1,又 P

3、 = P2= |22R所以电流表OA2 的示数为12 = 220X 0.20 44 错误；原线圈和副线圈的匝数比 n1 12 5 二=十 1，选项 A 错误, B 正确。 1 U R 2 2 2. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为 n 1,副线圈的匝数为 na，原 线圈的两端a、b接正弦交流电源时，电压表O V 的示数为 220 V,电流表01 的示数为 0.20 A。已知负载电阻 R= 44 Q ,则下列判断中正确的是（ ） 3. （多选）如图所示，理想变压器原、畐 U 线圈匝数比为 都为 6V，内阻均不计。下列说法正确的是 （ ）2 : 1。电池和交变电源的电动势 3 D. S 与b接通

4、稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为 2 : 1 解析：选 BC 由理想变压器的原理可知，当 S 与a接通电流稳定时，由于通过原线圈 与副线圈中的磁通量不发生变化， 故在副线圈中无感应电流，但在刚接通瞬间，副线圈两端 的电压不为零，R中有感应电流，故 A 错误，B 正确；当 S 与b接通稳定后，原线圈中接有 交变电流，由变压器的变压比可得副线圈两端电压为 3V，C 正确；变压器并不改变交变电 流的频率，D 错误。 4. （多选）在如图所示的电路中，理想变压器原、畐U线圈的匝数比为 2 : 1，四个灯泡完全相同。其额定电压为 U,若已知灯泡 Ls和 L4恰能正 常工作，那么（ ） A. Li和

5、L2都能正常工作 B. Li和 L2都不能正常工作 C. 交流电源电压为 2U D. 交流电源电压为 4U 解析：选 AD 根据灯泡 Ls和 L4恰能正常工作，变压器原线圈输入电压为灯泡 Ls和 L4 额定电压U的 2 倍，输入电流为灯泡 Ls和 L4的额定电流。所以 Li和 L2都能正常工作，交流 电源电压为 4U,选项 A、D 正确，B、C 错误。 对点训练：理想变压器的动态分析 5. （多选）（20i7 广州模拟）如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加 而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为 i0 ： i,电压表和电流表均为理想交流电表，从 A. S 与a接通的瞬间， B.

6、S 与a接通稳定后, C. S 与b接通稳定后, R中无感应电流 R两端的电压为 0 R两端的电压为 3 V 2 4 某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为Ui = 220 2sin 100 n t (V)，则 A. B. C. 在天逐渐变黑的过程中，电流表O 在天逐渐变黑的过程中，电流表O Ai的示数变大 电压表的示数为 A 2的示数变小 5 D.在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小 解析： 选 BD 原线圈中的输入电压为 220 V,由原、副线圈的匝数比可得，副线圈中电 压表的示数为 22 V ;在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于电压不变，所以 电流表O

7、 A2的示数变小，则原线圈中电流表O Ai的示数变小，输入功率也变小。综上分析 可知，选项 B、D 正确。 6. （20i7 南昌模拟）某供电系统是由交流发电机输出电压和副线圈匝数可调的变压器 组成，如图所示。图中 R）表示输电线的电阻。则（ ） 用户 减小 在不改变触头位置时， Vi读数减小导致 V2读数减小，负载电阻不变，导致 U ni A 错误；电压关系为 U = n，减小U同时增大n2可以使得U2不变，12不变, U2 n2 又不改变触头位置则 U 不变，此时增加负载（即减小负载电阻），12增大, U ni 从而Ii增大，C 错误；根据 江=在U不变时，上移触头，Ua 增大，此时增加负

8、载，|2增 U2 n2 大，从而I i增大，D 错误。 7. （20i5 广东高考）如图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 220 V 降至 ii0 V。调节前后 （ ） A. 当电压表 Vi示数减小，而用电器负载不变时, 不改变触头位置, 电流表 Ai示数增大 B. 当电压表 Vi示数减小，而用电器负载不变时, 适当上移触头 P,可使电流表A示数 不变 C. 当电压表 Vi示数不变，而用电器负载增加时, 不改变触头位置, 电流表 Ai示数不变 D. 当电压表 Vi示数不变

9、，而用电器负载增加时, 适当上移触头 P,电流表 Ai示数一定 解析：选 B 12减小，Ii减小, B 正确；U不变, 发电机 2 6 A. 副线圈中的电流比为 i : 2 B. 畐U线圈输出功率比为 2 : i C. 副线圈的接入匝数比为 2 : i D. 原线圈输入功率比为 i : 2 解析：选 C 根据欧姆定律 I = U，U 由 220 V 降至 ii0 V，副线圈上的电流变为原来的 2,即调节前后，畐U线圈上电流之比为 2 : i，选项 A 错误；根据P= UI知，U、I均变为原来7 1 1 的 2 时，副线圈上输出的功率变为原来的 4，即调节前后副线圈的输出功率之比为 4 ： 1,

10、选 项 B 错误；根据理想变压器电压与匝数的关系 U.=也，当 U 由 220 V 降至 110 V 时，n2变为 LE n2 1 原来的 2,即调节前后副线圈接入的匝数比为 2 : 1，选项 C 正确；根据理想变压器 P入= P出, 所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为 项D 错误。 8. （多选）（2017 杭州模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数 比为 10 : 1, b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想电表，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 = 220 2sin 100 n t V，贝U （ ） A.

11、 当单刀双掷开关与 a连接时，电压表 V1的示数为 22 V 1 B. 当t = s 时，电压表 V）的读数为 220 V 600 C. 单刀双掷开关与 a连接，当滑动变阻器滑片 P向上移动的过程中，电压表 V1的示数 增大，电流表示数变小 D. 当单刀双掷开关由 a扳向b时，电压表 V1和电流表的示数均变小 解析：选 BC 当单刀双掷开关与 a连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10： 1, 1 副线圈输出电压为 L2 = 22 V,但电压表 V1示数小于U2,故 A 错误；当t = s 时，电压表 600 乂的读数为有效值 220 V，故 B 正确；单刀双掷开关与 a连接，在滑动变阻器

12、触头 P向上移 动的过程中，滑动变阻器的电阻变大，电路的总电阻变大，由于副线圈输出电压 L2是由变 压器决定的，所以电流表示数变小，电压表 M 示数变大，故 C 正确；当单刀双掷开关由 a 扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比变为 5 : 1，畐U线圈输出电压 L2变大，电流表和 电压表 V1的示数均变大，故 D 错误。 对点训练：远距离输电 9. （2017 山西质量监测）某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压 变压器T1和降压变压器 TE向R0= 11 Q的纯电阻用电器供电。已知输电线的总电阻 R= 10 Q , TE的原、畐U线圈匝数比为 4 ： 1，用电器两端的电压为

13、u= 220 2sin 100 n t （V），将T1、TE 均视为理想变压器。下列说法正确的是 （ ） 4 : 1,选 2 8 A. 降压变压器的输入功率为 4 400 W B. 升压变压器中电流的频率为 100 Hz9 C. 输电线消耗的功率为 500 W D. 当用电器的电阻减小时，输电线消耗的功率减小 解析：选 A 由题可知，用电器两端电压有效值为 220 V,交流电频率f =耳=100上 Hz 2 n 2 n =50 Hz，由电功率公式可知，降压变压器输出功率 P= U = 4 400 W。理想变压器输入功率 与输出功率相等，故 A 项正确；理想变压器不改变交变电流的频率， B 项错

14、；由变压规律专= 匕，可知降压变压器输入电压为 880 V，由电功率定义式 P= UI可知，降压变压器输入电流 n2 为1 = 5 A，由焦耳定律可知，输电线电阻消耗的功率 P= I 2R= 250 W, C 项错；当用电器的 电阻减小时，输出功率增大，故降压器输入功率增大，从而输入电流增大，再由 P= I2R可 知，输电线R消耗的功率增大，D 项错。 10. （2014 四川高考）如图所示，甲是远距离输电线路的示意图， 乙是发电机输出电压 随时间变化的图像，贝 U （ ） A. 用户用电器上交流电的频率是 100 Hz B. 发电机输出交流电的电压有效值是 500 V C. 输电线的电流只由

15、降压变压器原副线圈的匝数比决定 D. 当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 1 解析：选 D 由u-t图像可知，交流电的周期 T= 0.02 s,故频率f = T= 50 Hz,选项 A um 厂 错误；交流电的最大值 Um= 500 V，故有效值 U=j = 250 寸 2 V,选项 B 错误；输电线上的 电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定， 选项 C 错误；当用 I n 户用电器的总电阻增大时，畐u线圈上的电流减小，根据 讯原线圈（输电线）上的电流减 小，根据P= II2R,得输电线损失的功率减小，选项 D 正确。 对点训练：三种特殊的变压器 11

16、. （多选）（2017 广东适应性考试）如图甲所示为一理想自耦变压器， A B端输入电 甲 2 10 压如图乙所示，A、V1和A、V2分别是接入原线圈和副线圈中的理想交流电流表和电压表， 其示数分别用丨1、U、丨2、U表示，R为定值电阻，现将滑片 P从图示位置逆时针匀速转动， 在P转动过程中，电流表和电压表示数均未超过其量程， 下列选项中能正确反映|1、|2、U、11 U2变化规律的是（ ） 解析：选 AC 将滑片P从图示位置逆时针匀速转动的过程中，原线圈输入电压不变， 电压表 Vi示数U不变，副线圈匝数均匀增大，根据变压比公式，副线圈输出电压 U2均匀增 大，电压表 V2示数U2均匀增大，选

17、项 A、C 正确。电流表测量的是电流有效值，将滑片 P从 图示位置逆时针匀速转动的过程中，副线圈输出电压 U2均匀增大，电阻 R中电流均匀增大, 电流表 A2示数I2均匀增大，选项 D 错误。根据输出功率等于输入功率，可知输入电流增大， 电流表 Ai示数11增大，或者根据电流表 Ai示数I i为电流有效值，不可能呈正弦变化，选项 B 错误。 12. （2017 开封模拟）如图所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分 别为ni和住，所接负载 4R= F2，当只闭合 S 时，电流表示数为 1 A，当 S 和 S 都闭合时，电流表示数为 2 A，贝U ni : n2为（ ） B. i : 2 C. i

18、: 3 D . i : 4 2 2 I = i A、I = 2 A 可得 U2 = 4U , 即卩 U : U2 = i : 2，所以 ni : n2 =i : 2，选项 B 对。 考点综合训练 i3.（多选）（20i7 青岛模拟）如图所示，一理想变压器原、 副线圈匝数之比为 5: i，原线圈与一电阻箱 F0串联后，接入一正 弦交流电源；畐 U 线圈电路中定值电阻的阻值为 R,最初副线圈电路中电阻箱的阻值为 7R, 电路中所连接的电流表是理想电流表。 现保持变压器输入电流不变， 将副线圈电路中的电阻 箱的阻值减小为 5R,此时电流表读数为 5.0 A，则（ )A.此时流过原线圈的电流最大值约为

19、 i.7 A A. i : i 解析：选 B 变压器原副线圈的磁通量变化率相同, 所以U： U ： U= n ： ni : n2,根据能 量守恒，输出功率等于输入功率，所以只闭合 Si时UI = Ur，当 Si和 S2都闭合时，UI U2 4U2+ U22 4R ，代入数据 屮 乙 A BCD 2 12 B.此时流过原线圈的电流最大值约为 i.2 A C.原先电流表的示数为 0.75 A D.原先电流表的示数为 5.25 A 解析：选 AD 保持变压器输入电流不变， 将副线圈电路中电阻箱的阻值减小为 R2= 5R, U 此时电流表读数为 5.0 A,副线圈输出电压有效值为 U2= 5.0 AX R，则F2中电流为R= 1.0 A, 则副线圈输出电流 12 = 5.0 A + 1.0 A = 6.0 11 U2 n2 1 、 A。由变压比和变流比公式可得， 厂=江=-=7,解得此时流过原线圈的电流有效值 11 12 Ui ni 5 1 =5I 2= 1.