11-19年高考物理真题分专题汇编之专题 变压器
第63节 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,得:,即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比,所以有:,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1. 一电器中的变压器可视为理想变压器,它将 220 V 交变电流改变为 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,可求得副线圈匝数为400,所以B正确。
2. 2016年新课标Ⅲ卷a
b
U
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】AD
【解析】:设灯泡的额定电压为,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为,副线圈两端电压为,故,根据,A正确B错误;根据公式可得,由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式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( )
U1
~
M
N
c
a
b
d
U2
~
A.U2>U1,U2降低
B.U2>U1,U2升高
C.U2
n2,则当原、副线圈减少相同匝数时,由数学知识可知变大,则U2减小,故灯泡变暗,选项AC错误,B正确;根据可知通过原、副线圈电流的比值变小,选项D错误;故选B.
5.2016年天津卷5、如图所示,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。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
A1
V
A2
S
R1
R2
R3
R
P
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 ~
R1
A
V
RT
图(a)
图(b)
u/V
t/10-2s
0
1
2
3
51
-51
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
C.u随t变化的规律为(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ω=100πrad/s,则可得交流电压u的表达式U=51sin100πtV,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
17.如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2;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
A
V
A.U=110V,I=0.2A B.U=110V,I=0.05A
答:A
【解析】U2=220V,根据U1:U2=n1:n2 得,U1=110V。I2=P/U2=0.1A,根据I1:I2=n2:n1得I1=0.2A。所以正确答案是A。
8. 2011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=55Ω,、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
(b)
u/V
t/s
O
220
-220
0.01
0.02
0.03
A
V
R
(a)
A.电流表的示数为2A
B.原、副线圈匝数比为1∶2
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=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
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 ( )
A.1 : 2 B.2 : l C.2 : 3 D.3 : 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,由和 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
A
V
n1
n2
S
用电器
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
C、通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D、变压器原、副线圈匝数比
【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选项C错误。
112013年广东卷
n1
n2
图5
L
A
B
u1
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=6Ω,AB端电压u1=12sin100πt(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: 由得:f=50Hz,A错
有效值U1=12V ,又:得:U2=6V ,,选项B、C错;
由能量守恒: , D对。
12. 2012年理综重庆卷
15.如题15图所示,理想变压器的原线圈接入(V)的交变电压,副线圈通过电阻r=6Ω导线对“220V/880W”电器RL供电,该电器正常工作。由此可知
题15图
u
r
RL
K
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
a
b
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30Ω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 ,
由能量守恒得: 代入数据得:
14.2011年理综浙江卷
V
n1
n2
u
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
A.2.0V B.9.0V C.12.7V D.144.0V
答:A
【解析】交流电源电压的有效值,如果看成理想的来处理有:、、,解得,故交流电压表的读数应该小于,所以答案为A。
15. 2012年物理海南卷
4.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“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(
V
A
可视为理想的)的示数分别是 ( )
A.120V,0.10A B.240V,0.025A
C.120V,0.05A D.240V,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
t/s
i/A
0
0.05
-0.05
0.01
0.02
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1∶2
D.负载电流的函数表达式:i=0.05sin(100πt+)A
【答案】:A
【解析】:由题意知,u2=110v,im=0.05A,,输出功率为,=,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,解得,选项C错误;负载电流的表达式:,交流电的初相位为0 ,选项D错误。
a
b
输出
P
电源
17. 2012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
a
b
c
d
A
M
N
P
Q
~
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
A.ab接MN、cd接PQ,IabIcd
C.ab接PQ、cd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。
19. 2013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
L
u
C
P
(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 的电容
答案:BC
解析:根据有 ,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
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。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
R
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 得
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,,故B选项正确.
21. 2012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( )
A.电压表的示数等于5V
B.电压表的示数等于图甲
V
转换器
n1
n2
金属板
钢针
图乙
5
-5
0
t
u/V
T
T/2
C.实现点火的条件是
D.实现点火的条件是
答:BC
解析:电压表的示数为有效值,所以等于,选项A错误B正确;实现点火的条件是U2>5000V,所以,选项C正确D错误。
22. 2012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
V2
A1
R0
V1
R
A2
u
P
14.如图,理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt,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
【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,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年理综山东卷
图甲
u2
u1
用户
P
u2/V
t/×10-2s
0
1
2
图乙
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.
B.
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:由电压随时间t变化的曲线可知,用户电压的最大值是,周期是,所以
,A错误,B正确;根据,减小,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
P
R0
L
U1
U2
S
图11
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Ⅱ
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: ( )
n1
n2
R
A
c
d
b
a
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;由于二级管的单向导电性使得,故,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,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
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=400Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。
a
b
e
d
c
图1
uab/V
t/s
O
400
-400
0.01
0.02
图2
⑴请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;
⑵求只在ce间接400Ω的电阻时,原线圈中的电流I1;
⑶求ce和de 间线圈的匝数比。
【解析】(1)由题13-2图知,电压瞬时值
(2)电压有效值 ,理想变压器 ,原线圈中的电流
解得:)
(3)设ab间匝数为n1,,
由题意知,解得: ,
代入数据得.
28. 2011年理综福建卷
u~
n1
n2
S1
S2
1
2
R
L1
L2
甲
乙
u/V
t/s
O
20
-20
0.01
0.02
15.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20Ω,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=20sin(50πt)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:D
【解析】读图知周期T = 0.02 s,所以。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。
R
R
29.2015年理综新课标I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. B.
C. D.
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,原副线圈电流与匝数成反比,所以原线圈电流,那么原线圈输入电压,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,,只有选项A对。
30.2015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
Q
P
R
R0
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。
R
c
d
a
b
R0
A1
V1
V2
A2
V3
31.2015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。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c→d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c→d的方向滑动,故答案为D.
32.2015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,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 )
R0
R
V
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,故副线圈两端电压为U2=6V,根据公式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,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U'2=IR0+11 IR0=12 IR0,所以U'2=2U2=12V,根据公式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P
图5
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:,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P=UI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n1 n2
~
A
V
R
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,则( B )
A.R消耗的功率变为 B.电压表V的读数为
C.电流表A的读数变为2I D.通过R的交变电流频率不变
解析:根据,若发电机线圈的转速变为原来的,则角速度减为原来的,根据可知,发电机产生的最大电动势减为原来的,根据可知发动机的输出电压变为原来的,即原线圈的输出电压变为原来的,根据可知副线圈的输入电压变为原来的,即电压表的示数变为原来的,根据可知电阻R消耗的电功率变为,所以A错B正确;
副线圈中电流为,即变为原来的,根据可知原线圈中的电流也变为原来的,选项C错误;转速变为原来的,则频率变为原来的,选项D错误。
35.2017年北京卷16.如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,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
R
V
A
u
B.电流表的读数为
C.电压表的读数为
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,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:ω=100π,因此周期为:T=0.02s,故选项D错误。
36.2016年新课标I卷A
R1
R2
R3
S
U
16.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻和的阻值分别是和, 为理想交流电流表,为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关断开时,电流表的示数为;当闭合时,电流表的示数为。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:
A
R1
R2
R3
U
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 ①
根据变压器原副边电压关系: ②
副线圈中的电流: ③
A
R1
R2
U
联立①②③得: ④
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-12I ⑤
根据变压器原副边电压关系: ⑥
副线圈中的电流得: ⑦
联立⑤⑥⑦得 ⑧
联立④ ⑧ 解得
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: ,得 ①
S闭合后: ,得 ②
根据闭合电路欧姆定律:
S闭合前: ③
S闭合后: ④
根据以上各式得:
解得,n=3