11、、副線圈的匝數(shù)比一定時(shí)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2＝.
(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減小；P出為0，P入為0.
(3)電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1＝(只有一個(gè)副線圈時(shí))．
2．對理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見情況
(1)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是R→I2→P出→P入→I1.
(2)負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.
12、
例5 (多選)(2018·孝感市八校聯(lián)盟高二下學(xué)期期末聯(lián)考)理想變壓器的原線圈連接一只理想電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖8所示，在副線圈上連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑片．原線圈兩端接在電壓為U的交流電源上．則( )
圖8
A．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小
B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大
C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大
D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小
答案 AC
解析在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定
13、．因此Q位置不動(dòng)時(shí)，輸出電壓不變，此時(shí)P向上滑動(dòng)，副線圈電路總電阻增大，則輸出電流減小，輸入電流也減小，故電流表的讀數(shù)變小，故A正確，B錯(cuò)誤．P位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)，則輸出電壓變大，輸出電流變大，輸入電流也變大，則電流表的讀數(shù)變大，故C正確，D錯(cuò)誤．
針對訓(xùn)練 (2018·三明市高二下學(xué)期期末聯(lián)考)如圖9所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時(shí)，開關(guān)S斷開，當(dāng)S接通時(shí)，以下說法正確的是( )
圖9
A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小
B．副線圈輸電線等效電阻R上的電壓減小
C．通過燈泡L1的電流增大
D．原線圈中的電流增
14、大
答案 D
解析輸入電壓和匝數(shù)比不變，由＝知副線圈的輸出電壓不變，A錯(cuò)誤；當(dāng)S接通時(shí)，副線圈電路的總電阻減小，總電流I2變大，電阻R上的電壓增大，并聯(lián)部分的電壓減小，通過燈泡L1的電流減小，B、C錯(cuò)誤；由＝知，電流I2變大，則I1變大，D正確．
[學(xué)科素養(yǎng)] 通過改變原、副線圈的匝數(shù)、滑動(dòng)變阻器滑片的位置、開關(guān)閉合等方式分析理想變壓器的動(dòng)態(tài)問題，使學(xué)生進(jìn)一步熟練掌握理想變壓器的原理，熟練掌握理想變壓器原、副線圈中的電壓、電流、功率關(guān)系：＝，＝(一組副線圈)，P1＝P2，及U1決定U2、I2決定I1、P2決定P1等制約關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合分析能力，較好地體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng).
15、
1．(變壓器的工作原理)關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是( )
A．通有正弦式交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變
B．穿過原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都不相等
C．穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢
D．原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈
答案 C
解析 通有正弦式交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場是變化的，由于面積S不變，故磁通量Φ變化，A錯(cuò)誤；因理想變壓器無漏磁，故B錯(cuò)誤；由互感現(xiàn)象知C正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場能又轉(zhuǎn)化為電能，原、副線圈通過磁場聯(lián)系在一起，故D錯(cuò)誤．
2．(理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用)如圖10所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2
16、＝2∶1，和均為理想電表，燈泡電阻RL＝6Ω，AB兩端電壓u1＝12sin100πt(V)．下列說法正確的是( )
圖10
A．電流頻率為100Hz B.的讀數(shù)為24V
C.的讀數(shù)為0.5A D．變壓器輸入功率為6W
答案 D
解析 根據(jù)u1＝12sin100πt (V)及U＝知U1＝12V，f＝＝50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)＝得U2＝U1＝×12V＝6V，即的讀數(shù)為6V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；又I2＝＝A＝1A，即的讀數(shù)為1A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)P入＝P出及P出＝＝W＝6W，選項(xiàng)D正確．
3.(互感器)(多選)如圖11所示，L1、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數(shù)分別是220V和10A，已
17、知甲圖中原、副線圈匝數(shù)比為100∶1，乙圖中原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，則( )
圖11
A．甲圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000V
B．甲圖是電流互感器，輸電電流是100A
C．乙圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000V
D．圖示高壓輸送電路輸入的總功率為2.2×103kW
答案 AD
解析 題圖甲中的原線圈并聯(lián)在電路中，是電壓互感器，電表是電壓表，故B錯(cuò)誤；根據(jù)＝，有U1＝U2＝×220V＝22000V，故A正確；題圖乙中的原線圈串聯(lián)在電路中，是電流互感器，電表是電流表，故C錯(cuò)誤；只有一個(gè)副線圈的變壓器，電流比等于匝數(shù)的反比，＝，有I1＝I2＝×10 A＝100
18、 A，根據(jù)P＝UI得輸入的總功率P＝U1I1＝22 000×100W＝2.2×103kW，故D正確．
4．(理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析)(2016·天津卷)如圖12所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表．下列說法正確的是( )
圖12
A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大
B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大
C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大
D．若閉合開關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大
答案 B
解析 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，接入電路的阻值變大，變壓器副線圈兩端電壓不
19、變，副線圈中的電流減小，則R1消耗的功率及其兩端電壓均變小，故電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈中的電流減小，則原線圈中的電流也減小，電流表A1示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若閉合開關(guān)S，副線圈電路中總電阻減小，副線圈中的電流變大，原線圈中的電流也變大，電流表A1示數(shù)變大，R1兩端電壓變大，R2兩端電壓減小，電流表A2示數(shù)減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
一、選擇題
考點(diǎn)一 變壓器的工作原理
1．(多選)理想變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中一定相同的物理量是( )
A．每匝線圈中磁通量的變化率
B．交變電流的頻率
C．原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率
20、
D．原線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢和副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢
答案 ABC
2．如圖所示的四個(gè)電路，能夠?qū)崿F(xiàn)升壓的是 ( )
答案 D
解析變壓器只能對交變電流變壓，不能對直流變壓，故A、B錯(cuò)誤；由于電壓與線圈匝數(shù)成正比，所以D能實(shí)現(xiàn)升壓，C能實(shí)現(xiàn)降壓，故C錯(cuò)誤，D正確．
3．如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝4∶1，當(dāng)導(dǎo)體棒在平行導(dǎo)軌上勻速切割磁感線時(shí)，電流表的示數(shù)是12mA，則副線圈中電流表的示數(shù)是( )
圖1
A．3mA B．48mA
C．零 D．與R的阻值有關(guān)
答案 C
解析 當(dāng)導(dǎo)體棒在平行導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電流是恒定的，不會使副線圈的磁通
21、量變化，因而副線圈中無感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確．
考點(diǎn)二 理想變壓器基本關(guān)系的應(yīng)用
4.(多選)如圖2所示，Q是熔斷電流為1A的保險(xiǎn)絲(電阻不計(jì))，R為用電器，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝2∶1.原線圈的電壓為u＝220·sin (100πt) V．要使保險(xiǎn)絲不熔斷，則( )
圖2
A．副線圈電流最大值不超過2A
B．副線圈中電流有效值不超過2A
C．R的阻值一定不能小于55Ω
D．R的阻值一定不能小于77Ω
答案 BC
解析 保險(xiǎn)絲的原理是電流的熱效應(yīng)，應(yīng)該用電流的有效值．由＝得：U2＝U1＝×220V＝110V．由＝得：I2＝I1＝×1A＝2A．所以Rm
22、in＝＝55Ω，故B、C正確．
5．一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶5.原線圈與正弦交流電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖象如圖3所示，副線圈僅接入一個(gè)10Ω的電阻．則( )
圖3
A．流過電阻的電流是20A
B．與電阻并聯(lián)的理想電壓表的示數(shù)是100V
C．經(jīng)過1min電阻產(chǎn)生的熱量是6×103J
D．變壓器的輸入功率是1×103W
答案 D
解析 設(shè)輸入電壓有效值為U1，輸出電壓有效值為U2，由題圖知U1＝220V，則由＝知U2＝100V，I2＝＝A＝10A，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；1min內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量Q＝IRt＝102×10×60J＝6×104J，故選項(xiàng)
23、C錯(cuò)誤；P入＝P出＝＝1×103W，故選項(xiàng)D正確．
6．(多選)如圖4所示，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交流電源上．閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A．以下判斷正確的是( )
圖4
A．變壓器輸入功率為484W
B．通過原線圈的電流的有效值為0.6A
C．通過副線圈的電流的最大值為2.2A
D．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3
答案 BD
解析 理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，P1＝P2＝I2U2＝2.2×60 W＝132 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由＝得＝＝＝，選項(xiàng)D正確；由＝得I
24、1＝I2＝×2.2 A＝0.6 A，選項(xiàng)B正確；根據(jù)I＝得通過副線圈的電流的最大值I2m＝I2＝ A≈3.1 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．
7．如圖5甲所示，一理想變壓器給一個(gè)小燈泡供電．當(dāng)原線圈輸入如圖乙所示的交變電壓時(shí)，額定功率為10W的小燈泡恰好正常發(fā)光，已知燈泡的電阻為40Ω，圖中電壓表為理想電表，下列說法正確的是( )
圖5
A．變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220sinπt (V)
B．電壓表的示數(shù)為220V
C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11∶1
D．變壓器的輸入功率為110W
答案 C
解析 由題圖乙可知，ω＝＝100πrad/s，故A錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓為220
25、V，電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓U＝＝20V，故B錯(cuò)誤；由B項(xiàng)分析，結(jié)合電壓與匝數(shù)的關(guān)系得＝＝，故C正確；理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，為10W，故D錯(cuò)誤．
8．(多選)(2016·全國卷Ⅲ)如圖6所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b.當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說法正確的是( )
圖6
A．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1
B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9
C．此時(shí)a和b的電功率之比為9∶1
D．此時(shí)a和b的電功率之比為1∶9
答案 AD
解析 設(shè)燈泡的額定電壓為U0，兩燈泡均能正常發(fā)光，所以原線圈兩端電壓為U1＝9U0，
26、副線圈兩端電壓為U2＝U0，故＝，＝＝，A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)公式＝可得，＝，由于小燈泡兩端的電壓相等，所以根據(jù)公式P＝UI可得，燈泡a和b的電功率之比為1∶9，C錯(cuò)誤，D正確．
9．(2018·濟(jì)寧市高二下學(xué)期期末)如圖7所示，理想變壓器原、副線圈接有三個(gè)完全相同的燈泡，其額定電壓均為U，且三個(gè)燈泡均能正常發(fā)光．下列說法中正確的是( )
圖7
A．原、副線圈匝數(shù)比為3∶1
B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶3
C．AB端的輸入電壓為3U
D．AB端的輸入電壓為4U
答案 C
解析設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)，流過它的電流為I，則該變壓器原線圈電流I1＝I，副線圈中電流I2＝2I，則原、副線
27、圈匝數(shù)比＝＝2∶1；所以原線圈兩端的電壓為U1＝U2＝2U，則AB端輸入電壓為3U，A、B、D錯(cuò)誤，C正確．
考點(diǎn)三 自耦變壓器與互感器
10．(2018·陜西省教學(xué)質(zhì)量檢測)為了測量高電壓和強(qiáng)電流，常用到變壓器的有關(guān)原理．如圖8所示，L1和L2是輸電線，甲是電壓互感器，乙是電流互感器．若電壓互感器上下線圈的匝數(shù)比為1000∶1，電流互感器上下線圈的匝數(shù)比為1∶100，并且知道電壓表示數(shù)為220V，電流表示數(shù)為10A，下列說法正確的是( )
圖8
A．兩輸電線的電壓為220V B．L2中的電流為10A
C．電路中輸送的功率為2.2×108W D．兩輸電線間的電阻為22Ω
28、答案 C
解析甲是電壓互感器，已知n1∶n2＝1 000∶1，電壓表示數(shù)為U2＝220 V，根據(jù)＝可得傳輸電壓為：U1＝2.2×105 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乙是電流互感器，已知n3∶n4＝1∶100，電流表示數(shù)為I4＝10 A，根據(jù)＝可得傳輸電流為：I3＝1 000 A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線中輸送的功率為P＝U1I3＝2.2×108 W，選項(xiàng)C正確；兩輸電線間的電阻無法求得，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
11．鉗式電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖9中a、b所示．圖b中電流表的讀數(shù)為1.2A，圖c中用同一電纜線繞了3匝，則( )
圖9
A．這種電流表能測直流電流，圖c的讀數(shù)為2.4A
B．這種電流表能測交變電
29、流，圖c的讀數(shù)為0.4A
C．這種電流表能測交變電流，圖c的讀數(shù)為3.6A
D．這種電流表既能測直流電流，又能測交變電流，圖c的讀數(shù)為3.6A
答案 C
解析 鉗式電流表利用了變壓器的工作原理，因此鉗式電流表只能測交變電流．根據(jù)n1I1＝n2I2可知，題圖b中線圈單匝時(shí)，的讀數(shù)為1.2A．在題圖c中繞3匝時(shí)，的讀數(shù)應(yīng)為3.6A，故選項(xiàng)C正確．
12.自耦變壓器的鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分．一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖10所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)．已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝，原線圈為1100匝，接在電壓有效值為220V的交流電源上．當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至
30、最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0kW，設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想變壓器，則U2和I1分別約為( )
圖10
A．380V和5.3A B．380V和9.1A
C．240V和5.3A D．240V和9.1A
答案 B
解析由理想變壓器原、副線圈中電壓、電流及功率關(guān)系可得：＝，＝，U1I1＝P1＝P2，所以，當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，副線圈的匝數(shù)也最大，為n2＝1 900匝，負(fù)載R上的功率也最大，為2.0 kW，則U2＝U1＝×220 V＝380 V，I1＝＝ A≈9.1 A，故選項(xiàng)B正確．
二、非選擇題
13.如圖11所示的理想
31、變壓器原線圈1接到220V的交流電源上．副線圈2的匝數(shù)n2＝30匝，與一個(gè)“12V 12W”的燈泡L連接，L能正常發(fā)光．副線圈3的輸出電壓U3＝110V，與電阻R連接，通過R的電流為0.4A．求：
圖11
(1)副線圈3的匝數(shù)n3；
(2)原線圈1的匝數(shù)n1和電流I1.
答案 (1)275匝 (2)550匝 0.255A
解析 (1)變壓比公式對于兩個(gè)副線圈也適用，
則有＝，n3＝＝匝＝275匝．
(2)＝，n1＝n2＝×30匝＝550匝．
理想變壓器的輸入功率等于輸出功率
P1＝P2＋P3＝12W＋0.4×110W＝56W.
原線圈中電流I1＝＝A≈0.255A.
32、14．如圖12所示，理想變壓器原線圈中輸入電壓U1＝3300V，副線圈兩端電壓U2為220V，輸出端連有完全相同的兩個(gè)燈泡L1和L2，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示數(shù)U＝2V．求：
圖12
(1)原線圈n1等于多少匝？
(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表A2的示數(shù)I2＝5A．則電流表A1的示數(shù)I1為多少？
(3)在(2)情況下，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表A1的示數(shù)I1′為多少？
答案 (1)1650匝 (2)A (3)A
解析(1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關(guān)系可得：＝＝U，則n1＝1 650匝．
(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，有：U1I1＝U2I2，I1＝＝ A.
(3)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，有：
33、RL＝＝44 Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，設(shè)副線圈總電阻為R′，有R′＝＝22 Ω，副線圈中的總電流I2′＝＝10 A．由U1I1′＝U2I2′可知，I1′＝＝ A.
1．(多選)(2017·徐州市、連云港市、宿遷市第三次模擬考試)如圖1甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，原線圈接入如圖乙所示的正弦式交變電流，電表均為理想電表，下列說法正確的是( )
圖1
A．電壓表的示數(shù)為110V
B．交變電流的頻率為50Hz
C．滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大
D．滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變小
答案 BD
解析 根據(jù)題圖乙可知原線圈電壓的有效值U1＝220
34、V，根據(jù)＝可得副線圈輸出電壓有效值U2＝110 V，電壓表測量的是滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓，小于110 V，A錯(cuò)誤；根據(jù)題圖乙可知交變電流的周期為0.02s，頻率為50Hz，B正確；滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值變小，電壓表示數(shù)變小，C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R接入電路的阻值變大，流過副線圈的電流變小，根據(jù)＝可得流過原線圈的電流變小，電流表示數(shù)變小，D正確．
2．(多選)如圖2所示的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是( )
圖2
A．P向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮
B．P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸
35、出電壓不變
C．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小
D．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大
答案 BD
解析 由于理想變壓器輸入電壓U1不變，原、副線圈匝數(shù)不變，由U2＝U1知輸出電壓U2也不變，燈L的亮度不隨P的滑動(dòng)而改變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，副線圈負(fù)載總電阻R總減小，由I2＝知，通過副線圈的電流I2增大，輸出功率P出＝U2I2增大，再由＝知輸入電流I1也增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．
3．(多選)(2018·漳州市、龍海市等四校高二下學(xué)期期末聯(lián)考)如圖3所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝220·sin100πt (V)，原、副線圈匝數(shù)比
36、為10∶1，副線圈電路中R0為定值電阻，R是光敏電阻(其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小)，圖中電表均為理想電表，下列說法正確的是( )
圖3
A．變壓器輸出電壓的頻率為50Hz
B．電壓表V2的示數(shù)為22V
C．照射R的光變強(qiáng)時(shí)，燈泡L變暗
D．照射R的光變強(qiáng)時(shí)，電壓表V1、電流表A1的示數(shù)都不變
答案 AC
解析原線圈接正弦式交變電流，由題知角速度是ω＝100π rad/s，所以f＝ Hz＝50 Hz，故A正確．由表達(dá)式知輸入電壓有效值為220 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，副線圈電壓有效值即電壓表V2的示數(shù)為22 V，故B錯(cuò)誤．R處光照增強(qiáng)時(shí)，阻值減小，但不會影響變壓器的輸入
37、電壓及輸出電壓，則副線圈電路總電流變大，原線圈電流也變大，定值電阻分壓增大，燈泡兩端電壓減小，燈泡變暗，故C正確，D錯(cuò)誤．
4．(2018·南京市高考沖刺練習(xí)卷)如圖4所示的交流電路中，理想變壓器輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)時(shí)( )
圖4
A．燈L變亮 B．各個(gè)電表讀數(shù)均變大
C．因?yàn)閁1不變，所以P1不變 D．P1變大，且始終有P1＝P2
答案 D
解析理想變壓器的輸出電壓由輸入電壓和匝數(shù)比決定，輸入電壓不變，所以輸出電壓也不變，輸入功率和輸出功率始終相等，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接
38、入電路的電阻減小，副線圈電路的總電阻減小，所以總電流變大，消耗的功率將變大，R0兩端的電壓變大，所以燈L兩端的電壓變小，電壓表的示數(shù)變小，所以燈L變暗，由于總電流變大，通過燈L的電流變小，所以電流表的示數(shù)變大，D正確．
5.(多選)(2017·南通、揚(yáng)州、泰州、淮安四市第三次模擬考試)如圖5所示，T為理想變壓器，電流表、電壓表均為理想交流電表．R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，L為電感線圈，A、B兩點(diǎn)間接正弦式交變電流，則( )
圖5
A．只將滑片P1下移時(shí)，電流表示數(shù)變小
B．只將滑片P2下移時(shí)，電壓表示數(shù)變大
C．只增大交變電流的電壓時(shí)，電流表示數(shù)變大
D．只增大交
39、變電流的頻率時(shí)，電壓表示數(shù)不變
答案 AC
解析 只將滑片P1下移時(shí)，變壓器副線圈輸出電壓U2減小，由U1I1＝可知，U1、R不變，I1減小，A正確；只將滑片P2下移時(shí)，副線圈電路中的總電阻減小，U2不變，因此副線圈電路中的電流增大，R1兩端的電壓增大，R3兩端的電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，B錯(cuò)誤；只增大交變電流的電壓時(shí)，根據(jù)變壓器的變壓比公式可知，副線圈兩端的電壓增大，因此副線圈的電流增大，根據(jù)變壓器的變流比公式可知，原線圈的電流增大，故電流表示數(shù)增大，C正確；只增大交變電流的頻率時(shí)，電感線圈的感抗增大，副線圈電路中的總電阻增大，總電流減小，R1兩端的電壓減小，R3兩端的電壓增大，電壓表
40、示數(shù)增大，D錯(cuò)誤．
6．(多選)(2018·中山市第一中學(xué)高二第一次段考)火警報(bào)警系統(tǒng)原理如圖6甲所示，M是一個(gè)小型理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝10∶1，接線柱a、b接上一個(gè)正弦交流電源，電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，在變壓器右側(cè)部分，R2為半導(dǎo)體熱敏電阻(電阻率隨溫度升高而減小)，R1為一定值電阻，下列說法中正確的是( )
圖6
A．電壓表示數(shù)為22V
B．此交流電源的頻率為50Hz
C．當(dāng)熱敏電阻R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電流表的示數(shù)減小
D．當(dāng)熱敏電阻R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，電壓表的示數(shù)減小
答案 BD
解析原線圈電壓有效值U1＝ V＝220 V，根據(jù)
41、變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，可得副線圈的電壓為U2＝22 V，電壓表V測的是R2兩端電壓，則其示數(shù)小于22 V，故A錯(cuò)誤；由原線圈兩端輸入電壓u隨時(shí)間變化的圖象可知，T＝0.02 s，頻率為50 Hz，故B正確；當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí)，溫度升高，電阻R2減小，副線圈的電流變大，所以原線圈的電流也要增大，電流表的示數(shù)變大；由于副線圈的電流變大，所以R1兩端的電壓要增大，由于副線圈的總電壓不變，所以R2兩端的電壓要減小，電壓表的示數(shù)減小，故C錯(cuò)誤，D正確．
7．(多選)(2018·宣威市第一中學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖7所示，理想變壓器接在接頭a時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心接頭，電壓表和電
42、流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220sin100πtV，則( )
圖7
A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22V
B．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為11V
C．單刀雙擲開關(guān)與a連接，將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)，則電壓表的示數(shù)不變，電流表
的示數(shù)變小
D．單刀雙擲開關(guān)與a連接，將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)，則電壓表和電流表的示數(shù)都變大
答案 AC
解析當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，原線圈的電壓的最大值為220 V，所以副線圈的電壓的最大值為22 V，電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，所以
43、示數(shù)為 V＝22 V，A正確；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比由10∶1變?yōu)?∶1，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，此時(shí)副線圈的電壓為44 V，所以電壓表的示數(shù)為44 V，B錯(cuò)誤；單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，副線圈電路的總電阻變大，由于電壓是由變壓器決定的，所以電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變小，所以C正確，D錯(cuò)誤．
8．(多選)如圖8甲所示的理想自耦變壓器的原線圈接有如圖乙所示的正弦式交變電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，觸頭P與線圈始終接觸良好，下列判斷正確的是( )
圖8
A．交流電源的電壓u隨時(shí)間t變化的
44、規(guī)律是u＝U0cos (100πt) V
B．若僅將觸頭P向A端滑動(dòng)，則電阻R消耗的電功率增大
C．若僅使電阻R增大，則原線圈的輸入電功率增大
D．若使電阻R增大的同時(shí)，將觸頭P向B端滑動(dòng)，則通過A處的電流一定增大
答案 AB
解析 由題圖乙可得交流電源的周期為T＝0.02 s，最大值為U0，則電源的電壓u＝U0cos (·t)V＝U0cos (100πt) V，選項(xiàng)A正確；由＝，若僅將觸頭P向A端滑動(dòng)，即n2增大，則副線圈的輸出電壓U2增大，電阻R消耗的電功率P＝增大，選項(xiàng)B正確；若僅使電阻R增大，輸出電壓U2一定，則輸出電功率P＝減小，原線圈的輸入電功率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若使電阻
45、R增大的同時(shí)，將觸頭P向B端滑動(dòng)，則輸出電壓U2減小，輸出和輸入的電功率都減小，通過A處的電流I1＝一定減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
9．(2018·成都市外國語學(xué)校高二下學(xué)期期中)如圖9所示，匝數(shù)為10的矩形線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直磁場的軸以恒定角速度ω＝10rad/s在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，線框電阻不計(jì)，面積為0.4m2，線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器的原線圈相連，副線圈接有一只燈泡L(4W,100Ω)和滑動(dòng)變阻器，已知圖示狀況下燈泡正常發(fā)光，電流表視為理想電表，則下列說法正確的是( )
圖9
A．此時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2
B．此時(shí)電流表的示數(shù)一定為0.1A
C．
46、若將自耦變壓器觸頭向下滑動(dòng)，燈泡會變暗
D．若將滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)，則電流表示數(shù)增大
答案 C
解析變壓器輸入電壓的最大值Um＝NBSω＝40 V，變壓器輸入電壓的有效值為U1＝ V＝40 V，燈泡正常發(fā)光，所以U2＝ V＝20 V，根據(jù)理想變壓器的變壓比與匝數(shù)比的關(guān)系得此時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，A錯(cuò)誤；燈泡消耗的功率為4 W，則副線圈輸出功率P出>4 W，輸入功率與輸出功率相等，即P入＝P出>4 W，故電流表示數(shù)I1＝>0.1 A，B錯(cuò)誤；若將自耦變壓器觸頭向下滑動(dòng)，副線圈匝數(shù)變小，根據(jù)理想變壓器的變壓比與匝數(shù)比的關(guān)系可知輸出電壓減小，所以燈泡變暗，C正確；線圈匝數(shù)不變，根據(jù)理想變壓器的變壓比與匝數(shù)比的關(guān)系可知輸出電壓不變，若將滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)，連入電路的電阻變大，副線圈電路總電阻變大，P1＝P2＝，P1變小，又P1＝U1I1可知電流表示數(shù)變小，D錯(cuò)誤．
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2019-2020學(xué)年高中物理 第二章 交變電流 第六節(jié) 變壓器學(xué)案 粵教版選修3-2
