江苏专用2018届高三物理一轮复习必考部分第10章交变电流传感器第2节变压器电能的输送课时强化练

变压器 电能的输送(限时：40分钟)A 级 跨越本科线1．(2015·江苏高考)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( ) 【导学号：96622376】A ．200B ．400C ．1 600D ．3 200B 根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系U 1U 2＝n 1n 2，得n 2＝n 1U 2U 1＝800×110220＝400，选项B 正确． 2．如图10­2­14所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是( )图10­2­14A ．这是一个升压变压器B ．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C ．当原线圈输入交流电压220 V 时，副线圈输出直流电压12 VD ．当原线圈输入交流电压220 V 、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小B 根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220 V ，输出电压为12 V ，该变压器为降压变压器，故选项A 错误、B 正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C 错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，知副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D 错误．3．(多选)在一些学校教室为了保证照明条件，采用智能照明系统，在自然光不足时接通电源启动日光灯，而在自然光充足时，自动关闭日光灯，其原理图如图10­2­15所示．R 为一光敏电阻，L 为一带铁芯的螺线管，在螺线管上方有一用细弹簧系着的轻质衔铁，一端用铰链固定在墙上可以自由转动，另一端用一绝缘棒连接两动触头．有关这套智能照明系统的工作原理描述正确的是( )图10­2­15A．光照越强，光敏电阻阻值越大，衔铁被吸引下来B．在光线不足时，光敏电阻阻值变大，电流小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通C．上面两接线柱应该和日光灯电路连接D．下面两接线柱应该和日光灯电路连接BC 由光敏电阻特性可知，光照强度越强，电阻越小，电流越大，所以A项错，B项正确；上面两接线柱应接日光灯电路，所以C项正确，而D项错误．4．(多选)(2016·全国丙卷)如图10­2­16，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( ) 【导学号：96622377】图10­2­16A．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9AD 设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0I a＝U0I b得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．5．(2017·太原模拟)如图10­2­17，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，和为理想电压表，和为理想电流表．开关S闭合时，和的读数分别为U1和U2；和的读数分别为I1和I2.若交流电源电压不变，现断开S，下列推断中正确的是( )图10­2­17A ．U 2可能变小、I 2一定变小B ．U 2一定不变、I 2一定变小C ．I 1一定变小、I 2可能变大D ．I 1可能变大、I 2可能变大B 交流电源电压不变，U 1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关，现断开S ，U 2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表的读数I 2变小，选项B 正确，A 错误．变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I 1变小，选项C 、D 错误．6．如图10­2­18所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，两端电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，升压变压器到降压变压器之间输电线上的总电阻为R ，变压器均为理想变压器，若保持发电机的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是( ) 【导学号：96622378】图10­2­18A ．用户端的负载增加(并联用电器增多)时，I 2增大，I 1增大B ．远距离输电线上的电流I 2＝U 2RC ．若用户端要得到U 1大小的电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比为n 2∶n 1D ．无论用户端的负载如何变化，始终有I 1U 1＝I 2U 2D 发电机的输出功率及输出电压不变，由P ＝UI 可知I 1不变，进而可得I 2不变，A 错误；U 2为升压变压器副线圈上的电压，U 2并不是完全加在R 上，B 错误；由于输电线路上要分得一部分电压，所以用户要得到U 1大小的电压，降压变压器原、副线圈匝数比大于升压变压器副、原线圈匝数比，C 错误；理想变压器输入功率和输出功率相等，即I 1U 1＝I 2U 2，D 正确．7．(多选)如图10­2­19所示，理想变压器与电阻R 、交流电压表、交流电流表按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝101，电阻R ＝10 Ω，图乙是R 两端电压U 随时间变化的图象，U m ＝10 2 V ．下列判断正确的是( )图10­2­19A ．电压表的读数为10 V B ．电流表的读数为210A C 变压器的输入功率为10 WD ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝cos 100πt (A)AC 电压表的示数为有效值，U ＝U m2＝10 V ，选项A 正确；电流表的示数为有效值，副线圈的电流的有效值为I 2＝UR＝1 A ，由I 1n 1＝I 2n 2可知电流表示数I 1＝0.1 A ，选项B 错误；副线圈消耗的功率为P ＝U 2R＝10 W ，故变压器的输入功率为10 W ，选项C 正确；通过R 的电流的瞬时表达式为i R ＝2cos 100πt (A)，选项D 错误．8.(多选)(2015·天津高考)如图10­2­20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R 0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( ) 【导学号：96622379】图10­2­20A ．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BC 保持Q 的位置不动，则U 2不变，将P 向上滑动时，R 接入电路的电阻变大，根据I 2＝U 2R 0＋R 知，I 2变小，由I 1I 2＝n 2n 1得I 1也变小，即电流表读数变小，选项A 错误，选项B 正确；保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，U 2变大，则根据P 2＝U 22R 0＋R 知副线圈输出功率变大，由P 1＝P 2知，变压器原线圈输入功率P 1变大，而P 1＝I 1U ，输入电压U 一定，I 1变大，即电流表读数变大，选项C 正确，选项D 错误．9．(多选)如图10­2­21所示为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，P 为滑动触头．现令P 从均匀密绕的副线圈最低端开始，沿副线圈匀速上滑，直至灯泡L 两端的电压等于其额定电压为止．用I 1表示流过原线圈的电流，I 2表示流过灯泡的电流，U 1表示原线圈两端电压，U 2表示灯泡两端的电压，假设在此过程中灯泡的电阻不变．则在下图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )图10­2­21BD 理想变压器原线圈两端电压U 1保持不变，C 项错误；P 沿副线圈由最低端匀速上滑，副线圈的匝数n 2均匀增大，由U 1n 1＝U 2n 2，可得U 2＝n 2U 1n 1，因为U 1、n 1均不变，而n 2均匀增大，故U 2均匀增大；又灯泡的电阻不变，所以灯泡中的电流I 2也均匀增大，B 、D 项正确；因副线圈消耗的功率增大，故原线圈中的电流将增大，A 项错误．B 级 名校必刷题10．(多选)(2014·全国卷Ⅱ)如图10­2­22所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表Ⓐ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U ab 和U cd ，则( )图10­2­22A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．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U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍BD 变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2，其中U 1、U 2是变压器原、副线圈两端的电压．U 1＝U ab ，由于二极管的单向导电特性，U cd ≠U 2，选项A 错误．增大负载电阻R 的阻值，负载的电功率减小，由于P 入＝P 出，且P 入＝I 1U ab ，所以原线圈上的电流I 1减小，即电流表的读数变小，选项B 正确．c 、d 端的电压由输入电压U ab 决定，负载电阻R 的阻值变小时，U cd 不变，选项C 错误．根据变压器上的能量关系有E 输入＝E 输出，在一个周期T 的时间内，二极管未短路时有U ab I 1T ＝U 2R ·T 2＋0(U 为副线圈两端的电压)，二极管短路时有U ab I 2T ＝U 2RT ，由以上两式得I 2＝2I 1，选项D 正确．11．(多选)如图10­2­23甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，b 是原线圈的中心触头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R ＝10 Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是( )图10­2­23A ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为55 VB ．当单刀双掷开关与a 连接且t ＝0.01 s 时，电流表示数为零C ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，原线圈的输入功率增大D ．当单刀双掷开关由a 拨向b 时，副线圈输出电压的频率为25 HzAC 原线圈电压的有效值为U 1＝U m2＝220 V ，当单刀双掷开关与a 连接时，根据U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈的电压为U 2＝55 V ，电压表读数为55 V ，选项A 正确；在任何时刻电流表的读数都是电流的有效值，所以电流表的读数不是零，选项B 错误；当单刀双掷开关由a 拨向b时，根据U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈的电压为U 2＝110 V ，输出功率P 2＝U 22R变大，输入功率也变大，选项C 正确；副线圈中交流电的频率与原线圈中交流电的频率相等，大小都是f ＝1T＝50 Hz ，选项D 错误．12．(多选)如图10­2­24甲所示的变压器，接如图乙所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作，现将电源换成如图丙所示的交流电，则( ) 【导学号：96622380】甲 乙 丙图10­2­24A ．由于丙交变电流的周期变短，因此灯泡比第一次亮B ．由于丙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C ．无论接乙电源，还是接丙电源，若滑动触头P 向上移动，灯泡都变暗D ．若将原线圈n 1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变小CD 由题图知，乙、丙所示的交流电的最大值相等，由U 有效＝U m 2知，两交流电的有效值相等，由U 1U 2＝n 1n 2知，经同一变压器后，两种情况下副线圈两端的电压U 2相等，因此灯泡两端的电压相同，由P ＝U 2R知，灯泡消耗的功率相同，因此灯泡的亮度相同，选项A 错误；同理可知，加在电容器两端的电压相同，因此电容器能正常工作，选项B 错误；无论电源接乙还是接丙，若滑动触头P 向上移动，则滑动变阻器接入电路中的阻值都变大，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流都减小，由P ＝I 2R 知，灯泡消耗的功率都减小，因此灯泡都变暗，选项C 正确；若将原线圈n 1的匝数增多，由U 2U 1＝n 2n 1知，副线圈的输出电压U 2减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流减小，由P ＝I 2R 知，灯泡消耗的功率减小，选项D 正确．13．(多选)可拆变压器可简化成如图10­2­25的模型，MN 为可拆的铁芯横条，P 1、P 2为横条与固定铁芯的间隙．压紧横条，当间隙P 1、P 2为零时变压器可视为理想变压器．将变压器的初级线圈接到电压为U 1的正弦交流电源上，在间隙P 1、P 2逐渐减小的过程中，下列说法正确的是( )图10­2­25A ．次级线圈的输出电压的频率越来越高B ．次级线圈的输出电压越来越大C ．输入、输出电压与匝数的关系始终满足U 1U 2＝n 1n 2D ．当间隙P 1、P 2为零时，U 1U 2＝n 1n 2BD 根据法拉第电磁感应定律可知，变压器不改变交变电流的频率，A 项错；P 1、P 2间隙不为零时，通过两线圈的磁通量不相等，输入、输出电压与匝数不成正比，C 项错；当P 1、P 2间隙减小时，通过副线圈的磁通量损失减小，故输出电压不断增大，B 项正确；当P 1、P 2间隙为零时，变压器为理想变压器，输入、输出电压与匝数成正比，D 项正确．。