2011-2018年高考物理试卷分类汇编:63.变压器
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第63节变压器
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220V 交变电流改变为110V.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0U ,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为
109U U =,副线圈两端电压为20U U =,故
1291U U =,根据11229
1
U n U n ==,A 正确B 错误;根据公式
1221I n I n =可得121
9
I I =,由于小灯泡两端的电压相等,所以根据公式P UI =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U 1的交变电流时,c 、d 间的输出电压为U 2,在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中( ) A .U 2>U 1,U 2降低 B .U 2>U 1,U 2升高 C .U 2<U 1,U 2降低 D .U 2<U 1,U 2升高
2
【解析】根据变压器原、副线圈两端电压和原、副线圈匝数的关系式有
2
1
21n n U U =,这里n 2<n 1,所以U 2<U 1.在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中,n 2变小,n 1不变,
而原线圈两端电压U 1也不变,因此U 2降低,选项C 正确。
4.2016年四川卷2.如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其它条件不变,则 A.小灯泡变亮 B.小灯泡变暗
C.原、副线圈两端电压的比值不变
D.通过原、副线圈电流的比值不变 【答案】B
【解析】根据变压器电压与匝数关系,
11
22
U n U n =,因为是降压变压器,则n 1>n 2,则当原、副线圈减少相同匝数时,由数学知识可知
1
2
n n 变大,则U 2减小,故灯泡变暗,选项AC 错误,B 正确;根据
12
21
I n I n =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,R 1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
C 、当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时,电
流表A 1示数变大
D 、若闭合开关S ,则电流表A 1示数变大,A 2示数变大
【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R 1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R 1两端的电压,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A 1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,R 1的电压变大,则电压表V 示数减小,则R 2两端电压减小,安培表A 2示数变小;次级电流变大,则初级电流也变大,则电流表A 1示数变大,选项D 错误。
故选B 。
6.2016年海南卷9.图(a )所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1,R T 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R 1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R T 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U m =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 =51sin100πt 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。
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
图
-2
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 .U =110V ,I =0.2A
B .U =110V ,I =0.05A 答:A
【解析】U 2=220V ,根据U 1:U 2=n 1:n 2得,U 1=110V 。
I 2=P /U 2=0.1A ,根据I 1:I 2=n 2:
n 1得I 1=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
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:AC
【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 .1:2B .2:lC .2:3D .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
(b )
(a )
圈中的电流是副线圈中电流的一半,由
1221n n I I =和212
1I I =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
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3:11:21=n n 【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
=U 2I 2=60×2.2=132W,A 错误;变压器的匝数比为n 1:n 2=220:60=11:3,D 正确;根据
n 1:n 2=I 2:I 1可得:通过原线圈的电流的有效值为I 1=0.6A ,选项B 正确;通过副线圈的
电流的最大值为A,222.选项C 错误。
112013年广东卷
16.如图5,理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=2:1,V 和A 均为理想电表,灯泡电阻
R L =6Ω,AB 端电压u 1=12sin100πt(V ).下列说法正确的是
A.电流频率为100Hz
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f ππω2100==得:f =50Hz ,A 错
n 图5
L
A B
u 1
有效值U 1=12V,又:
1212n n U U =得:U 2=6V,A 11
22==R U
I ,选项B 、C 错; 由能量守恒:W 62221===I U P P ,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t sin u π100211000
=(V)的交变电压,
副线圈通过电阻r =6Ω导线对“220V/880W”电器R L 供电,该电器正常工作。
由此可知
A.原、副线圈的匝数比为50:1
B.交变电压的频率为100H Z
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R L 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
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:10:30.2A
【解析】副线圈电压,
V P P U U a a a 32==
=3
10
2121=
=U U n n ,,V U U a b 3== 由能量守恒得:,I U P I U b b a +=11代入数据得:,.I b A 20=
14.2011年理综浙江卷
16.如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n 1=800和n 2=200的两个线圈,上线圈两端与u =51sin314t V 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
题15图
R L
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V U 2
511=
,如果看成理想的来处理有:
2
1
21n n U U =、8001=n 、2002=n ,解得V 0.92=U ,故交流电压表的读数应该小于V 0.9,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(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
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+2
π)A
【答案】:A
【解析】:由题意知,u 2=110v ,i m =0.05A,,输出功率为,=,输入功率等于输出功率,选项A 正确;u 2=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。
0.0
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
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I ab ,cd 一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd ,为了使电流表能正常工作,则
A .ab 接MN 、cd 接PQ ,I ab <I cd
B .ab 接MN 、cd 接PQ ,I ab >I cd
C .ab 接PQ 、cd 接MN ,I ab <I cd
D .ab 接PQ 、cd 接MN ,I ab >I cd 【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:
U ab :U cd =n ab :n cd ,P ab =P cd ,可知n ab I ab =n cd I cd ,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
(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
2
1
21n n U U =有,向下滑动P 时,n 2减小导致U 2减小,灯泡变暗,故A 错;增大交流电源的电压U 1可使U 2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I 1,负载两端电压的有效值为U 2,且变压器是理想的,则U 2和I 1分别约为 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
2121n n U U =得V 3802201100
1900
1122=⨯==U n n U ,222I U P =,111I U P =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U 1I 1等于输出功率,A 19220
2000
12121.U P I P P ≈==
∴=Θ,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
u
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n 1、n 2。
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
V 2
5
C .实现点火的条件是
10001
2
>n n D .实现点火的条件是10001
2
<n n
答:BC
解析:电压表的示数为有效值,所以等于V 2
52
1=
=
m E U ,选项A 错误B 正确;实现点
火的条件是U 2>5000V ,所以10001
2
12>=U U n n ,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L 1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L 2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L 1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,L 2中的磁通量为零
(B)家庭电路中使用的电器增多时,L 2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L 1、L 2磁通量为0,A 、B 正确;家庭电路短路时,L 1、L 2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
图甲
金属板 图乙
14.如图,理想变压器原线圈输入电压u =U m sin ωt ,副线圈电路中R 0为定值电阻,R 是滑动变阻器。
V 1和V 2是理想交流电压表,示数分别用U 1和U 2表示;A 1和A 2是理想交流电流表,示数分别用I 1和I 2表示。
下列说法正确的是 A .I 1和I 2表示电流的瞬间值 B .U 1和U 2表示电压的最大值
C .滑片P 向下滑动过程中,U 2不变、I 1变大
D .滑片P 向下滑动过程中,U 2变小、I 1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n 1、n 2不变,U 1不变,副线圈两端电压11
2
2U n n U =
,U 2不变,从电路可知当滑片P 向下移动时,电阻变小,电流I 2增大,输出功率增大,所以输入功率也增大,所以电流I 1增大,答案选C 。
24.2011年理综山东卷
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u 1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u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示。
以下正确的是
A .V 5021902)t πsin(u =
B .V )100sin(21902t πu =
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2u 随时间t 变化的曲线可知,用户电压的最大值是V 2190,周期是
图甲
图乙
s 2102-⨯,所以V t u )100sin(21902π=,A 错误,B 正确;根据
2
1
21U U n n =,1n 减小,2u 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
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U 1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U 2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U 2不变,B 正确;滑片P 向上滑动时,电阻变小,电流I 2增大,则原线圈的电流I 1也增大,选项C 错;此时变压器的输出功率P 2=U 2I 2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n 1、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U ab 和U cd ,则:() A.U ab :U cd =n 1:n 2
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U cd 越大
D.将二极管短路,电流表的读数加倍 【答案】BD
b a
图11
【解析】若变压器初级电压为U ab
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2U U cd =,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
R ce =400Ω的电阻,或只在de 间接一只R de =225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均
为80W 。
⑴请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式; ⑵求只在ce 间接400Ω的电阻时,原线圈中的电流
I 1;
⑶求ce 和de 间线圈的匝数比de
ce
n n 。
【解析】(1)由题13-2图知
s
/rad πω200=,电压瞬时值(V )200400t sin u ab π=
(2)电压有效值V 22201=U ,理想变压器21P P =,原线圈中的电流
111U P I =
解得:
)A (A .I 522801或
≈) (3)设ab 间匝数为n 1,
de
de n U n U =11,
由题意知de
de
ce ce R U R U 2
2=
,解得:de
ce
de ce R R U U =, 代入数据得
3
4=de ce n n . 28.2011年理综福建卷
图1
图
15.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=5∶1,电阻R =20Ω,L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡,S 1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S 1接1、S 2闭合,此时L 2正常发光。
下列说法正确的是
A .输入电压u 的表达式u=202sin(50πt )V
B .只断开S 2后,L 1、L 2均正常发光
C .只断开S 2后,原线圈的输入功率增大
D .若S 1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 =0.02s ,所以V 100220)t sin(u π=。
原本L 2正常发光,只断开S 2后,电压被两灯泡均分,肯定不会再正常发光。
只断开S 2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12
12n n U U =可得副线圈输出电压为4V ,S 1换接到2后,R 消耗的功率P =U 2/R =16/20W=0.8W 。
D 正确。
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.91V 66==k ,U
B.9
1
V 22==k ,U
C.31V 66=
=k ,U D.3
1V 22==k ,U 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R
U I =,原副线圈电流与匝数成反比,所以原线圈
电流R
U I 31=,那么原线圈输入电压R R
U
U ⋅+=33V 220,整理可得U =66V
;原副线圈电
1
2
甲
阻消耗的功率根据P=I 2
R ,电阻相等,电流比为1:3,可得功率比为1:9,9
1
k ,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(BC ) 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。
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,R 0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A 1的示数增大了0.2 A ,电流表A 2的示数增大了0.8 A ,则下列说法正确的是(D )
A .电压表V 1示数增大
B .电压表V 2、V 3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U 2保持不变,而A 2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R 0,负载电阻的阻
值R =11R 0,V 是理想电压表;现将负载电阻的阻值减小为R =5R 0,保持变压器输入电流不变,此时电压表读数为5.0V ,则(AD ) 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 =5R 0时,根据串并联电路特点,R 两端的电压为R 0两
端的电压的5倍,因为电压表测量R 两端的电压,所以V 155
1
0=⨯=R U ,故副线圈两端
电压为U 2=6V ,根据公式
1
2
12n n U U =
可得此时原线圈两端电压的有效值为U 1=24V ,所以原线圈两端电压的最大值为34V V 224≈,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=IR 0+11IR 0=12IR 0,所以U'2=2U 2=12V ,根据公式1
21
2n n U U =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I 1,匝数为n 1,两端输入电压为U 1,输入功率为P 1,副线圈中电流为I 2,匝数为n 2,两端输出电压为U 2,输出功率为P 2,根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系有:
1
2
12n n U U =
,所以当输出电压U 2由220V 降至110V 时,副线圈匝数
图5
n 2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I 2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P 2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P 1也变为原来的1/4,故选项D 错误。
34.2018年天津卷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(V)u t =π的交流电源上,副线圈接有55R =Ω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 B .电流表的读数为1A 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。