2023版高考物理一轮复习第10章交流电及传感器第2讲理想变压器电能的输送模拟新人教版选修3-2

PAGEPAGE2理想变压器电能的输送1．(2022·四川理综)如下图，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，那么eq\x(导学号51343126)(B)A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两端电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变[解析]设原、副线圈减少的匝数均为n，那么根据变压比有，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(U1,U2′)＝eq\f(n1－n,n2－n)，由于U2′＝eq\f(n2－n,n1－n)U1，U2＝eq\f(n2,n1)U1，因此U2′小于U2，即副线圈两端的电压变小，小灯泡变暗，A项错误，B项正确；由于匝数比变化，因此原、副线圈两端电压的比值和通过原、副线圈电流的比值均发生变化，C、D项错误。2．(2022·天津理综)如下图，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。以下说法正确的选项是eq\x(导学号51343127)(B)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．假设闭合开关S，那么电流表A1示数变大，A2示数变大[解析]当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变压器副线圈的总负载的等效电阻增大，R1中电流减小，R1两端电压减小，电压表示数变大，R1消耗的电功率变小，选项A错误，B正确。当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，变压器副线圈输出电流减小，输出功率减小，根据变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率减小，电流表A1示数减小，选项C错误。假设闭合开关S，变压器副线圈的总负载的等效电阻减小，那么R1中电流增大，R1两端电压增大，电压表示数减小，电流表A2示数减小，电流表A1示数增大，选项D错误。3．(2022·全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如下图，图中电阻R1，R2和R3的阻值分别为3Ω,1Ω和4Ω，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eq\x(导学号51343128)(B)A．2 B．3C．4 D．5[解析]设理想变压器原、副线圈匝数比值为k，根据题述，当开关S断开时，电流表示数为I，那么由闭合电路欧姆定律得，U＝IR1＋U1。由变压公式U1/U2＝k及功率关系U1I＝U2I2，可得I2/I＝k，即副线圈输出电流为I2＝kI，U2＝I2(R2＋R3)＝kI(R2＋R3)。当开关S闭合时，电流表示数为4I，那么有U＝4IR1＋U1′。由变压器公式U1′/U2′＝k及功率关系U1′·4I＝U2′I2′，可得I2′/(4I)＝k，即副线圈输出电流为I2′＝4kI，U2′＝I2′R2＝4kIR2；联立解得k＝3，选项B正确。4．(多项选择)(2022·全国卷Ⅲ)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。以下说法正确的选项是eq\x(导学号51343129)(AD)A．原、副线圈匝数之比为9∶1 B．原、副线圈匝数之比为1∶9C．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[解析]因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍；所以理想变压器的输入、输出电压比为9∶1，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为9∶1，A项正确，B项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为1∶9，由电功率P＝UI可知，a和b的电功率之比为1∶9，C项错误，D项正确。5．(2022·江西上饶二模)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R1和R2为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51343130)(B)A．R处出现火警时电压表示数增大 B．R处出现火警时电流表示数增大C．图乙中电压的有效值为220V D．电压表的示数为22V[解析]设变压器原线圈两端的电压为U1，有eq\f(220V2,R)×eq\f(T,2)＝eq\f(U\o\al(2,1),R)T，解得U1＝110eq\r(2)V，变压器副线圈两端的电压仅由原线圈两端的电压和匝数比决定，电压表的示数不变，R处出现火警时，R减小，副线圈电路中的电流增大，原线圈的电流增大，电流表的示数增大，A、C错误，B正确；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(10,1)，得U2＝11eq\r(2)V，D错误。易错分析：原线圈接入图乙所示的电流，该电流不是正弦式交流电，所以求解其有效值是此题中的关键和易错点。6．(2022·新课标全国Ⅰ)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的正弦交流电源上，如下图。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，那么eq\x(导学号51343131)(A)A．U＝66V，k＝eq\f(1,9) B．U＝22V，k＝eq\f(1,9)C．U＝66V，k＝eq\f(1,3) D．U＝22V，k＝eq\f(1,3)[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U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为3U，副线圈电流I＝eq\f(U,R)，原、副线圈电流与匝数成