1、1课时跟踪检测（四十二） 变压器 电能的输送A级保分题目巧做快做1.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比 n1 n212，副线圈与阻值 R10 的电阻相连，原线圈两端所加的电压 u10 sin 2100 t(V)，下列说法正确的是( )A交流电压表的示数为 14.1 VB原线圈中的电流为 4 AC电阻 R消耗的电功率为 400 WD副线圈中交流电的频率为 100 Hz解析：选 B 交流电压表的示数为电压的有效值，所以电压表的示数为 10 V，所以 A错误。根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为 20 V，所以电阻 R上消耗的电功率为P W40 W，所以 C错误。副线圈的电流为 I2 A2
2、A，根据电流与匝数U2R 20210 UR 2010成反比可得，原线圈中的电流为 4 A，所以 B正确。变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出交流电的频率为 f 50 Hz，所以 D错误。1T 2 10022.(2018黄山屯溪一中模拟)有一理想变压器，副线圈所接电路如图所示，灯 L1、L 2为规格相同的两只小灯泡。当 S断开时，灯L1正常发光。S 闭合后，下列说法正确的是( )A电阻 R消耗的电功率增大 B灯 L1、L 2都能正常发光C原线圈的输入功率减小 D原、副线圈的电流比减小解析：选 A 当 S闭合后，由变压器电压与匝数比关系： ，可知副线圈电压 U2U1U2 n1n2不变，而电路的
3、电阻减小，所以副线圈的电流增大，由 P I2R知 R消耗的电功率增大，故A正确；当 S闭合后，电路的电阻减小，副线圈的电流增大，所以电阻 R的电压增大，而副线圈电压 U2不变，所以灯泡两端的电压减小，灯 L1、L 2都不能正常发光，故 B错误；由于副线圈中负载电阻减小，消耗的功率为 P ，故消耗的功率增大，又因为输入功率等U22R总于输出功率，故原线圈的输入功率增大，所以 C错误；由电流与匝数关系 ，知变压n1n2 I2I1器原、副线圈的匝数不变，故原、副线圈中电流之比不变，故 D错误。3(2018长春质量检测)如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有 0.5 A的保险丝 L(电阻忽略不计)，
4、原线圈匝数 n1600，副线圈匝数 n2120。当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接( )2A阻值为 12 的电阻B并联两盏“36 V 40 W”的灯泡C工作频率为 10 Hz的用电设备D耐压值为 36 V的电容器解析：选 B 根据图乙可知，原线圈输入的交变电压的最大值 U1m180 V，有效值2U1180 V，周期 T10.02 s，频率 f1 50 Hz，又因为 n1 n251，所以副线圈的1T1输出电压的最大值为 U2m36 V，有效值 U236 V，周期 T2 T10.02 s，频率2f2 f150 Hz，故选项 C错误；若副线圈两端接阻
5、值为 12 的电阻，则 I2 3 U2RA， I1 0.6 A0.5 A，即流过保险丝的电流超过了其熔断电流，选项 A错误；若并n2I2n1联两盏“36 V 40 W”的灯泡，流过保险丝的电流 I1 0.2 I20.22 A n2I2n1 4036 49A36 V，即超过了电容器的耐压值，故选项 D错误。24多选(2016海南高考)图(a)所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为41， 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 41B变压器
6、原、副线圈中的电流强度之比为 14C u随 t变化的规律为 u51sin(50 t)(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，电流表的示数变大解析：选 BD 由题意，理想变压器输入、输出功率之比为 11，选项 A错误；变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，即 ，故选项 B正确；由题图(b)可知交I1I2 n2n1 14流电压最大值 Um51 V，周期 T0.02 s，角速度 100 rad/s，则可得u51sin(100 t)(V)，故选项 C错误； RT的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，3电压表示数不变，故选项 D正确。5多选(2018湖北恩施一中模拟)如图
7、所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的 bc边匀速转动，磁场只分布在 bc边的左侧，磁感应强度大小为 B，线圈面积为 S，转动角速度为 ，匝数为 N，线圈电阻不计。下列说法正确的是( )A将原线圈抽头 P向上滑动时，灯泡变暗B电容器的电容 C变大时，灯泡变暗C图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D若线圈 abcd转动的角速度变为 2 ，则变压器原线圈电压的有效值为 NBS解析：选 AD 在图中将原线圈抽头 P向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输出的电压变小，灯泡变暗，选项 A正确；电容器的电容 C变大时，电容器对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮
8、，选项 B错误；图示位置时，线圈位于中性面位置，故矩形线圈中瞬时感应电动势最小，选项 C错误；若线圈 abcd转动的角速度变为 2 ，且线圈转动一周只有半周产生感应电压，在这半周中，电压的最大值是 2NBS ，设变压器原线圈电压的有效值为 U，则 T，即 U NBS ，选项 D正确。 2NBS 2R T2 U2R6多选(2018扬州模拟)钳形电流表的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表的读数为 0.9 A，图乙中用同一电缆线绕了 3匝，则( )A这种电流表能测出交变电流的有效值B这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流C这种电流表能测交变电流，图乙的读数为 0.3 AD这种电流表能测交变电流，图
9、乙的读数为 2.7 A解析：选 AD 由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈产生的磁场发生变化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测交变电流，而且测量的是交变电流的有效值，故 A正确 B错误；根据输入功率和输出功率的关系有： P1 P2，即 U1I1 U2I2，所以： ，由题意可知：当I1I2 n2n1n11， I20.9 A，即 ，当 n13 时： ，解得： I22.7 A，故 C错误，I10.9 n21 I1I2 n23D正确。47.(2018黑龙江大庆中学期末)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 101， b是原线圈的中心抽头
10、，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 u1220 sin 100 t(V)，则( )2A当单刀双掷开关与 a连接时，电压表的示数为 22 VB当 t s时， c、 d间的电压瞬时值为 110 V1600C单刀双掷开关与 a连接，在滑动变阻器触头 P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D当单刀双掷开关由 a扳向 b时，电压表和电流表的示数均变小解析：选 A 当单刀双掷开关与 a连接时，原、副线圈的匝数比为 101，原线圈两端的电压有效值 U1 V 220 V，根据 ，代入数据得 U222 V，故电压表的示数22022 U1U2 n
11、1n2为 22 V，A 正确；当 t s时， c、 d间电压的瞬时值为 u220 sin 100 1600 2 1600V110 V，故 B错误；当单刀双掷开关与 a连接，滑动变阻器触头 P向上移动的过程中，2滑动变阻器电阻的阻值变大，电压不变，电流表示数减小，故 C错误；当单刀双掷开关由a扳向 b时，原线圈匝数减小，根据 ，所以 U2变大，电压表和电流表的读数均变大，U1U2 n1n2故 D错误。8(2018陕西西安中学模拟)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为101，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， R0
12、和 R1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，下列说法中正确的是( )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减小C图乙中电压的有效值为 220 VD电压表的示数为 11 V2解析：选 D R处温度升高时，阻值减小，电压表示数不变，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，故 A、B 错误；设将此电压加在阻值为 R的电阻上，电压的最大值为 Um，电压的有效值为 U， T，代(Um2)2R T2 U2R5入数据得图乙中电压的有效值为 110 V，故 C错误；变压器原、副线圈中的电压与匝数2成正比，所以变压器原、副线圈
13、中的电压之比是 101，所以电压表的示数为 11 V，故2D正确。9.用一台型号为 AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，如图所示，发电机到安置区的距离是 400 m，输电线路中的火线和零线均为 GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为 2.5104 ，安置区家用电器的总功率为 44 kW，当这些额定电压为 220 V的家用电器都正常工作时( )型号 AED6 500S输出电压范围 220300 V最大输出功率 60 kWA.输电线路中的电流为 20 AB发电机的实际输出电压为 300 VC在输电线路上损失的电功率为 8 kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则
14、其输出电压最大值是 300 V解析：选 C 当这些额定电压为 220 V的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为 I 200 A，A 错误；导线电阻为 R2.510 4 4002 0.2 ，则发电机的实PU际输出电压为 U 输 U IR260 V，B 错误；在输电线路上损失的电功率为 P 损 I2R8 kW，C 正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是 UmU 输 368 V，D 错误。210.多选(2018广西南宁二中等三校联考)如图所示，一理想变压器原线圈匝数 n11 100匝，副线圈匝数 n2200 匝，原线圈接交变电源，电压 u220 sin 100 t(
15、V)。副线圈接电动机，电动机2内阻为 5 ，电流表 A2示数为 2 A，电表对电路的影响忽略不计。则( )A此交流电的频率为 100 HzB电压表示数为 220 VC此电动机输出功率为 60 WD电流表 A1示数为 10 A解析：选 BC 此交流电的频率为 f 50 Hz，所以 A错误；电压表的示数2 1002为电路的有效电压值，其大小为 U1 V220 V，选项 B正确；变压器次级电压为220226U2 U1 220 V40 V，则电动机的总功率为 U2I280 W，电动机输出功率为 P 出n2n1 2001 100 I2U2 I22r60 W，选项 C正确；电流表 A1示数为 I1 I2
16、2 A A，选项 Dn2n1 2001 100 411错误。B级拔高题目稳做准做11.(2018长沙市长郡中学模拟)为了浴室用电安全，某同学用理想变压器降压给浴室供电；如图所示，理想变压器原线圈输入交变电压 u311sin 100 t(V)，变压器原、副线圈匝数比为 51，已知照明灯额定功率为 66 W，排气扇电动机内阻为 1 ，电流表示数为 3 A，各用电器均正常工作，电表均为理想电表，则( )A电压表示数为 62 VB变压器的输入功率为 186 WC排气扇输出功率为 63.75 WD保险丝熔断电流不得低于 3 A解析：选 C 变压器输入交变电压 u311sin 100 t(V)，有效值 U
17、220 V，变压器原、副线圈匝数比为 51，所以副线圈电压 U244 V，故 A错误；电流表示数为 3 A，所以输出功率 P443 W132 W，所以变压器的输入功率为 132 W，故 B错误；照明灯的电流 I1 A 1.5 A，则排气扇的电流为 I23 A1.5 A1.5 A，则排气扇输出功率为 P6644出 I2U2 I22r1.544 W 1.521 W63.75 W，选项 C正确；变压器的初级电流为 II 次 A0.6 A，故保险丝熔断电流不得低于 0.6 A，选项 D错误。15 3512多选(2018广东佛山一中模拟)理想变压器原线圈 a匝数 n1200 匝，副线圈b匝数 n2100
18、 匝，线圈 a接在 u44 sin 314t V的交流电源上， “12 V 6 W”的灯泡2恰好正常发光，电阻 R216 ，电压表 V为理想电表。下列推断正确的是( )A交变电流的频率为 100 HzB穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/s25C电压表 V的示数为 22 VD R1消耗的功率是 1 W解析：选 BD 由 u44 sin 314t V知 2 f314 得： f50 Hz，A 错；在副线圈中，2小灯泡正常发光，知副线圈中的电流为 0.5 A，进而可求出 R2两端的电压为 8 V，故副线7圈两端的电压为 20 V，电压表的示数为 20 V，C 错；副线圈两端电压的最大值为 20 V
19、；2由法拉第电磁感应定律知： n2 20 V，可得： Wb/s，B 对；由 和 t 2 t 25 U1U2 n1n2 ，可知原线圈两端的电压为 40 V，电流为 0.25 A，故加在 R1两端的电压为 44 I1I2 n2n1V40 V4 V，故 R1消耗的功率为 1 W，D 对。13.(2018湛江四校联考)如图所示，面积为 0.02 m2，内阻不计的 100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动，转动的角速度为 100 rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头 P可移动，副线圈所接电阻22R100 ，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方
20、向平行时开始计时，下列说法正确的是( )A线圈中感应电动势的表达式为 e50 cos(100t)V2B P上移时，电流表示数减小C t0 时刻，电压表示数为 100 V2D当原、副线圈匝数比为 12 时，电阻上消耗的功率为 400 W解析：选 D 矩形闭合导线框 ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：Em nBS 100 0.02100 V100 V，线圈中感应电动势的表达式为 e100 22 2 2cos(100t)V，故 A错误； P上移时，原线圈的匝数减小，则导致副线圈电压增大，那么副线圈电流也增大，则原线圈的电流会增大，故 B错误；由于最大值为有效值的 倍，所以2交流电的有效值
21、为 U100 V，当 t0 时，电压表示数为 100 V，故 C错误；当原、副线圈匝数比为 12 时，次级电压有效值为 U2200 V，电阻上消耗的功率为 P U22R 2002100W400 W，故 D正确。14.多选(2018南昌模拟)如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，内阻不计，绕 OO轴在水平方向的磁感应强度为 B的匀强磁场中以角速度 做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头 P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻 R，下列判断正确的是( )A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e NBS cos tB矩形线圈从图示位置经过 时
22、间内，通过电流表的电荷量为零28C当 P位置不动， R增大时，电压表读数也增大D当 P位置向上移动， R不变时，电流表读数变大解析：选 AD 从垂直于中性面时开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e NBS cos t ，故 A正确；矩形线圈从图示位置经过 时间内，转过的角度为2t ，磁通量一直增加，电流方向没有改变，故通过电流表的电荷量为：2q N 0(其中 R1为回路的等效电阻)，故 B错误；交流发电机内电阻不计，故变压器 R1输入电压不变，根据理想变压器的变压比公式 ，当 P位置不动， R增大时，电压表读数不变，仍U1U2 n1n2然等于发电机的电动势有效值，故 C错误；当
23、 P位置向上移动， R不变时，根据理想变压器的变压比公式 ，输出电压变大，故电流变大，功率变大，故输入电流也变大，故U1U2 n1n2电流表读数变大，故 D正确。15(2018长沙高三调研)如图所示，负载电阻 R接在理想变压器的副线圈上，虚线部分可以用一个电阻 R1来等效替代， R1称为等效电阻，这里的等效是指输入电路的电压、电流、功率不变。若理想变压器的原、副线圈的匝数之比为 n1 n2，则有( )A R1 2R B R1 2R(n2n1) (n1n2)C R1 R D R1 Rn1n2 n2n1解析：选 B 设副线圈中的电流为 I，则副线圈两端的电压为 IR，根据 ，得：U1U2 n1n2U1 IR，由 ，得： I1 I，等效电阻： R1 2R，故选项 B正确。n1n2 I1I n2n1 n2n1 U1I1n1n2IRn2n1I (n1n2)
