1、课时规范练 36 理想变压器 电能的输送课时规范练第 70 页 基础巩固组1.(理想变压器原、副线圈关系的应用)( 多选)(2017 广东湛江四校联考 )理想变压器原、副线圈的匝数比为 10 1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。则( )A.副线圈输出电压的频率为 50 HzB.副线圈输出电压的有效值为 31 VC.P 向右移动时,原、副线圈的电流之比减小D.P 向右移动时,变压器的输出功率增加答案 AD解析 由题图甲可知,交变电流的周期为 0.02 s,所以交变电流的频率为 50 Hz,所以 A 正确; 根据电压与匝数成正比可知,原线圈的电压
2、的最大值为 220 V,所以副线圈的电压的最大值为22 V,所以电压的有效值为 V=22 V,所以 B 错误; 原、副线圈的电流与匝数成反比,线圈的匝数不变,所以电流比也不变,C 错误; P 向右移动时,滑动变阻器的电阻减小 ,副线圈的电压不变,所以电路消耗的功率将变大,变压器的输出功率增加,所以 D 正确。2.(多选)(理想变压器原、副线圈关系的应用)(2017 安徽模拟 )如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光,则下列说法正确的是( )A.U1 U2=3 4B.U1 U2=4 3C.若将 L1 短路,则副线圈的三个灯泡仍能正常发光D.若将 L2
3、短路,则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的 倍答案 BD解析 设灯泡的额定电压为 U,额定电流为 I,则副线圈电压为 3U,电流为 I,原线圈的灯泡正常发光,电流也为 I,所以原、副线圈的匝数比为 1 1,原线圈两端电压为 3U,所以 U1 U2=4 3,选项 A 错误,选项 B 正确;若将 L1 短路,则原线圈的电压增大,则副线圈两端电压也增大,三个灯泡不能正常发光,选项 C 错误 ;若将 L2 短路,设副线圈的电流为 I,原线圈的电流也为 I,因此2IR+IR=U1=4U,则 IR= U,即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的 ,选项 D 正确。3.(多选)(理想变压器的动态分析
4、)(2017 河南中原名校联盟质检 )下图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动,可以认为电压表 V1 示数不变。输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的总电阻用 R0 表示,变阻器 R 表示用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失忽略不计,当用户的用电器增加时,图中各表示数的变化情况是( )A.电流表 A1 示数变大 B.电流表 A2 示数变小C.电压表 V2 示数变大 D.电压表 V3 示数变小答案 AD解析 由于变压器的输入功率和输出功率相等,副线圈的电阻减小了,输出功率变大了,所以原线圈的输入功率也要变大,因为输入
5、电压不变,所以输入电流要变大,所以电流表 A1 的示数变大,A 正确;当用电器增加时,相当于 R 的值减小,副线圈的总电阻减小,所以电流要变大,即电流表 A2 的示数变大,B 错误;理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,所以副线圈的输出电压不变,所以电压表 V2 的示数不变,C 错误;由于副线圈的电流变大,电阻 R0 两端的电压变大,又因为电压表 V2 的示数不变,所以电压表 V3 的示数变小,D 正确。4.(多选)(理想变压器、交变电流的四值)(2017 河北保定调研 )如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为 1 10,原线圈接通正弦交流电源,理想电压表
6、V 示数为 22 V,理想电流表 A1 示数为 5 A,副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表 A2 以及虚线框内的某用电器,电路处于正常工作状态,则下列说法正确的是( )A.熔断器的熔断电流应该大于 0.5 AB.原、副线圈的电流频率之比为 1 10C.若虚线框内接入电容器,电容器的耐压值至少是 220 VD.若虚线框内接入电动机且正常工作 ,可知电动机内阻为 440 ,电流表 A2 示数为 0.5 A答案 AC解析 根据 ,可知副线圈中电流为 0.5 A,则选项 A 正确;原、副线圈的电流频率相等,选项 B 错误;根据 ,可知副线圈两端电压为 220 V,最大值为 220 V,选项 C
7、 正确; 电动机为非纯电阻电器,若电动机内阻为 440 ,则副线圈电流小于 0.5 A,选项 D 错误。5.(理想变压器的动态分析及交变电流的四值问题)(2017江西三校高三上学期第一次联考)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,除 R 以外其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈两端加上交流电压,其瞬时值表达式为 u1=220 sin 100t(V)。下列说法正确的是( )A.t= s 时,电压表的示数为 220 VB.t= s 时,a、c 两点间电压瞬时值为 110 VC.滑动变阻器滑片向上移,电压表的示数不变 ,电流表的示数减小
8、D.单刀双掷开关由 a 扳向 b,电压表的示数不变 ,电流表的示数减小答案 C解析 原线圈两端电压有效值为 220 V,由理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比可得,副线圈两端电压有效值为 22 V,电压表测量的是有效值,故 A 错误; t= s 时,a、c 两点间电压瞬时值为 110 V,故 B 错误;滑动变阻器滑片向上移,接入电阻变大,副线圈两端电压由匝数比和输入电压决定,电压表的示数不变,电流表示数减小,C 正确; 单刀双掷开关由 a 扳向 b,匝数比变小,匝数与电压成正比,所以电压表和电流表的示数均变大,故 D 错误。6.(理想变压器、交变电流的四值问题和电路功率计算)(2017山东
9、淄博一模)如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数比 n1 n2=5 1,其原线圈接一交流电源 ,电压 u=220 sin 100t(V),副线圈接一电动机,电阻为 11 。若电流表 A2 示数为 1 A,电表对电路的影响忽略不计,则( )A.交变电流的频率为 100 HzB.电动机输出功率为 33 WC.电流表 A1 示数为 5 AD.变压器原线圈的输入功率为 33 W答案 B解析 由 =100=2f,解得 f=50 Hz,A 错误;由 解得副线圈两端的电压 U2=44 V,电动机的输出功率 P 出 =U2I2- R=33 W,B 正确;由 ,解得 I1=0.2 A,C 错误;变压器原线圈的输入
10、功率 P=U1I1=2200.2 W=44 W,D 错误。7.(理想变压器原、副线圈关系的应用) 如图所示,接在理想变压器回路中的四个规格相同的灯泡都正常发光,那么,理想变压器的匝数比 n1 n2 n3 为( )A.1 1 1 B.3 2 1C.6 2 1 D.2 2 1答案 B解析 灯泡正常发光,可得 UA=UB=UC=UD,所以 U2=2U3,由理想变压器的电压关系得,可得 n2=2n3。灯泡都正常发光 ,则功率相等,即 PA=PB=PC=PD。由 P=I2R 得 IA=IB=IC=ID,即 I1=I2=I3由理想变压器的功率关系得 U1I1=U2I2+U3I3,即 n1I1=n2I2+n
11、3I3,可得n1=n2+n3=2n3+n3=3n3。所以 n1 n2 n3=3 2 1。8.(多选)(理想变压器原、副线圈关系的应用)(2017 山西晋城期末 )图甲所示的变压器原、副线圈匝数比为 3 1,图乙是该变压器 cd 输入端交流电压 u 的图象,L 1、L 2、L 3、L 4 为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,以下说法不正确的是( )甲乙A.ab 输入端电压的瞬时值表达式为 Uab=27 sin 100t(V)B.电流表的示数为 2 A,且四只灯泡均能正常发光C.流过灯 L2 的电流每秒方向改变 50 次D.ab 输入端输入功率 Pab=18 W答案
12、 ACD解析 变压器副线圈两端的电压 U2=9 V,副线圈中的三只灯泡均正常发光,副线圈中的电流I2=3 =2 A,原线圈中的电流为 I1, ,解得 I1= A,灯 L4 正常发光,电压为 9 V,ab 输入端电压的瞬时值表达式 Uab=36 sin 100t(V),A 错误,B 正确;交变电流的频率为 50 Hz,所以流过每只灯泡的电流每秒方向改变 100 次,C 错误; ab 输入端输入功率 P=UabI1=36 W=24 W,D 错误。导学号 06400489能力提升组9.(多选) 如图甲中,理想变压器的原、副线圈的匝数比为 4 1,RT 为电阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R 1 为定
13、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,如图乙所示。下列说法正确的是( )A.变压器输入、输出功率之比为 4 1B.变压器原、副线圈中的电流之比为 1 4C.u 随 t 变化的规律为 u=51sin(50t) V(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,故选项 A 错误;变压器原、副线圈中的电流之比与匝数成反比,即 ,故选项 B 正确;由题图乙可知交流电压最大值 Um=51 V,周期 T=0.02 s,可由周期求出角速度的值
14、为 =100 rad/s,则可得交流电压 u 的表达式 u=51sin(100t) V,故选项 C 错误;R T 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。10.(多选)如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n 2。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 ( )A.Uab Ucd=n1 n2B.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
15、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 若变压器原线圈两端电压有效值为 Uab,则副线圈两端电压为 U2= Uab;由于二极管的单向导电性使得 +0= T,得 Ucd= ,故 ,选项 A 错误;增大负载电阻的阻值 R,Uab不变,U cd也不变,根据 P 出 = 可知输出功率减小,根据理想变压器的输入功率等于输出功率可知,输入功率必减小,故电流表读数变小,选项 B 正确,选项 C 错误;输出功率 P 出= =2P 出 ,故输入功率 P1 也加倍,而输入电压 U1 不变,根据 P1=U1I1 得电流表读数加倍,选项 D 正确。11.(多选)(2017黑龙江大庆模拟)图
16、甲中的变压器为理想变压器,原线圈匝数 n1 与副线圈匝数n2 之比为 10 1,变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交变电流,电阻 R1=R2=R3=20 和电容器 C 连接成如图甲所示的电路 ,其中电容器的击穿电压为 8 V,电压表 V 为理想交流电表,开关 S 处于断开状态,则( )甲乙A.电压表 V 的读数约为 7.07 VB.电流表 A 的读数为 0.05 AC.电阻 R2 上消耗的功率为 2.5 WD.若闭合开关 S,电容器会被击穿答案 AC解析 开关断开时,副线圈为 R1 和 R2 串联,电压表测量 R2 的电压,由图可知原线圈电压为 100V,所以副线圈电压为 10 V,则电压表的
17、读数是 R2 的电压,为 5 V=7.07 V,故 A 正确;由 A 的分析可知,副线圈电流为 I2= =0.25 A,所以原线圈电流为 I1= I2=0.025 A,故 B 错误;电阻 R2 上消耗的功率为 P= R2=2.5 W,故 C 正确;当开关闭合时,R 1 与 R3 并联后和 R2 串联,电容器的电压为并联部分的电压,并联部分电阻为 R 并 =10 ,所以并联部分的电压为 UC= U2= V,最大值为 V= V8 V,所以电容器不会被击穿,故 D 错误。选 A、C。导学号 0640049012.(多选)(2017山西太原模拟)图甲是远距离输电线路的示意图。图乙是用户得到的电压随时间
18、变化的图象。已知降压变压器的匝数比为 10 1,不考虑降压变压器与用户间导线的电阻,则( )A.发电机输出交变电流的频率是 50 HzB.升压变压器的输出电压为 2 200 VC.输电线的电流只由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答案 AD解析 电压器不会改变交变电流的频率,由题图乙可知周期 T=0.02 s,故频率 f= =50 Hz,A 正确;在降压变压器中,根据 可得 U3=2 200 V,由于输电线路上有电阻,故损失一部分电压,故升压变压器输送的电压大于 2 200 V,故 B 错误;输电线的电流由输送的功率和电压决定,与降压变压器原副线圈的匝数比无关,故 C 错误; 当用户用电器的总电阻增大时 ,用户的功率减小,降压变压器的输出功率减小,则输入的功率减小,输电线上的电流减小,输电线上损失的功率减小,故 D 正确。选 A、D。
