高中物理 加强练习第十三章　129.理想变压器及动态分析

129.理想变压器及动态分析(分值：30分)1~5题每题6分1.(2025·河南信阳市一模)图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为n1和n2(n1<n2)。若单刀双掷开关从a切换到b，则()A.电流表示数变大B.电流表示数变小C.电压表示数变大D.电压表示数变小答案A解析单刀双掷开关从a切换到b，由题知，变压器原线圈的电压不变，故电压表的示数不变，故C、D错误；由题知，变压器原线圈的电压和匝数不变，单刀双掷开关从a切换到b，n1<n2，则副线圈的匝数增加，根据原副线圈的电压之比等于匝数比，可知变压器副线圈的电压变大，则副线圈的电流变大，故变压器的输出功率变大，根据变压器两端功率不变，可知输入功率也变大，根据P=U1I1，可知原线圈的电流增大，即电流表的示数变大，故A正确，B错误。2.(2026·福建全国名校联盟联考)某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器减少时，图中各电表的示数变化情况是()A.A1增大，V2不变，V3增大B.A1减小，V2不变，V3增大C.A2减小，V2增大，V3增大D.A2增大，V2不变，V3减小答案B解析不考虑变压器的输入电压随负载变化，则原线圈输入电压U1不变，根据U2U可知，副线圈输出电压U2不变，即V2不变；当住户使用的用电器减少时，相当于用户电阻增大，可知副线圈总电阻增大，根据欧姆定律I2=U2R总可知，副线圈电流I2减小，即根据I1I2=n2n1可知，原线圈电流I1减小，即A1减小；由于通过输电线电阻R的电流减小，输电线电阻R3.(多选)(2026·广东深圳市检测)如图甲所示为一理想变压器的原理图，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，a、b为输入端，c、d为输出端。除了通过调节原、副线圈的匝数比来调节输出端的电压外，还可以通过调节R1和R2的比值来调节输出端的电压，若在a、b端接入如图乙所示的电压，电压随时间按正弦规律变化，电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是()A.输入端电压的变化规律为e=2202·sin(100πt)(V)B.若n1∶n2=1∶10，输出端电压的有效值可能为1100VC.若输入端的电压保持不变，原、副线圈的匝数比和R1的阻值不变，要使R2的功率最大，则有R2=R1D.若输入端的电压保持不变，原、副线圈的匝数比和R1的阻值不变，增大电阻R2，则电流表示数变小，电压表示数增大答案BCD解析由题图乙可知T=0.2s，故输入端电压的变化规律为e=2202sin2π0.2t(V)=2202sin10πt(V)，故A错误；设原、副线圈两端电压有效值分别为U1、U2，则U1=22022V=220V，根据U1U2=n1n当R1=R2时，输出端电压有效值为U3=U22=1100V，故B正确；若输入端的电压保持不变，原、副线圈的匝数比和R1的阻值不变，则副线圈中电流为I2=U2R1+R2，R2的功率为P=I22R2=U22R12R2+R2+2R1，可知当R2=R1时，R2的功率最大；输出端电压U4.(2025·河北秦皇岛市模拟)如图所示为一理想变压器的原理图，a、b间接输出电压有效值恒定的正弦式交流电源，通过总电阻为r的导线与原线圈连接。副线圈所接四个灯泡规格相同，开关S断开时，三个灯泡亮度一样，若不考虑灯泡电阻的变化，当开关S闭合后，下列说法正确的是()A.L1、L2、L3都变亮B.L1、L2、L3都变暗C.L1、L2变亮，L3变暗D.L1、L2变暗，L3变亮答案B解析电路图可简化为如图所示原线圈输入电压为U1=U-I1r根据U1U2=n1n2可知，两副线圈两端的电压分别为U2=n2n1U1=n2n1(U-I1r)，U3=对理想变压器，根据原副线圈功率相等有U1I1=U22把U1、U2、U3代入可得(U-I1r)I1=n2n整理得U-I可得UI1-r题中开关S闭合后，R3减小，可知I1增大，则原线圈输入电压U1减小，所以两副线圈两端电压都减小，所以L1、L2、L3都变暗，故选B。5.(2026·湖南永州市一模)如图甲所示，小型交流发电机的输出端与含理想变压器的电路相连，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量随时间的变化关系图像如图乙所示。已知原、副线圈匝数比为1∶2，原线圈上定值电阻R0的阻值为6Ω，副线圈上定值电阻R1的阻值为16Ω，滑动变阻器R2的阻值范围0~20Ω，发电机线圈匝数为10匝，其电阻忽略不计，电表均为理想交流电表。下列说法正确的是()A.若R2=0时，电压表的示数为48VB.R2接入电路的阻值为8Ω时，变压器输出功率最大C.R2接入电路的阻值增大时，电流表示数增大D.保持R2滑片位置不变，由于R0电阻部分短路，其电阻变小，则电压表示数变小答案B解析交流发电机的电动势最大值为Em=NBSω=10×242π×10-2×2π2×10-2V=2402V，交流发电机的电动势有效值为E=Em2=240V，将变压器与副线圈负载看成一个等效电阻，则有R等=U1I1=n1n2U2n2n1I2=(n1n2)2·U2I2=14(R1+R2)，若R2=0时，则原线圈电流为I1=ER0+R等=