【高物】同步課程_選修3-2_電磁感應(yīng)A級(jí)(共12級(jí))_第10講_變壓器的應(yīng)用

1、變壓器的應(yīng)用變壓器的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)一、 電壓與匝數(shù)的關(guān)系高考考綱例題一、 電壓與匝數(shù)的關(guān)系1、如圖所示，一理想變壓器，當(dāng)原線圈兩端接的正弦式交變電壓時(shí)，副線圈兩端的電壓對(duì)于該變壓器，下列說(shuō)法正確的是（ ）A原、副線圈的匝數(shù)之比等于B原、副線圈的匝數(shù)之比等于C原、副線圈的匝數(shù)之比等于D原、副線圈的匝數(shù)之比等于【答案】A【解析】由得，原、副線圈的匝數(shù)之比等于，故選A2、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為，額定功率為；原線圈電路中接有交流電壓表和交流電流表現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光若用和分別表示此時(shí)交流電壓表和交流電流表的讀數(shù)，則（ ）A，B，C，D，【答案

2、】A【解析】燈泡正常工作，電壓為額定電壓，所以， 根據(jù)，解得，解得：3、一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比，原線圈與正弦交流電源連接，輸入電壓的圖象如圖所示，副線圈接一個(gè)的電阻，則（ ）2202.5t/10-2s030.5121.5-220u/VA流過(guò)電阻的電流是B與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)是C變壓器的輸入功率是D變壓器副線圈中的交變電壓的頻率為【答案】C【解析】輸入電壓有效值，輸出電壓有效值滿足，于是，電流，A錯(cuò)誤電壓表示數(shù)就是有效值100V，B錯(cuò)誤。輸出功率，理想變壓器輸入與輸出功率相同，C正確電壓周期為，頻率為，D錯(cuò)誤。4、（2015高考房山一模）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比原線圈與電壓

3、正弦交變電源連接副線圈僅接入一個(gè)的電阻則（ ）A變壓器副線圈的電壓是B變壓器的輸入功率是C流過(guò)原線圈的電流的有效值為D電流表的示數(shù)為【答案】B【解析】A、由輸入電壓公式可知，原線圈中電壓的最大值為，所以電壓的有效值為，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓有效值為，故A錯(cuò)誤；B、副線圈的電阻為，所以電流的為，；故B正確；B、電流之比等于匝數(shù)的反比，故流過(guò)原線圈的電流有效值；故C錯(cuò)誤；D、電流表測(cè)副線圈中電流，其大小為；故D錯(cuò)誤；5、（2006高考朝陽(yáng)三模）如圖所示為一理想變壓器，為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，為加在變壓器原線圈兩端的電壓，為原線圈中的電流，則不會(huì)發(fā)生的是（ ）A保持和

4、的位置不變，由合到時(shí)，將增大B保持和的位置不變，由合到時(shí)，消耗功率減小C保持的位置不變，合在處，當(dāng)增大時(shí)，將增大D保持不變，合在處，當(dāng)上滑時(shí)，將增大【答案】D【解析】A、保持及的位置不變，由合到時(shí)，原線圈匝數(shù)變小，副線圈電壓變大，所以副線圈功率變大，而原線圈功率等于副線圈功率，所以原線圈功率變大，根據(jù)，得將增大，故A正確；B、保持及的位置不變，由合到時(shí)，原線圈匝數(shù)變大，副線圈電壓變小，根據(jù)可知功率變小，故B正確；C、保持的位置不變，合在處，若增大，則副線圈電壓增大，所以副線圈電流變大，根據(jù)可知將增大，故C正確；D、保持不變，合在處，使上滑時(shí)，增大，而電壓不變，所以副線圈電流變小，根據(jù)可知將減小

5、，故D錯(cuò)誤6、（2007高三上期末海淀區(qū)）如圖所示，理想變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)為，次級(jí)線圈的匝數(shù)為，初級(jí)線圈的兩端接正弦交流電源，電壓表的示數(shù)為，負(fù)載電阻，電流表的示數(shù)為下列判斷中正確的是（ ）A初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為B初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為C電流表的示數(shù)為D電流表的示數(shù)為【答案】B C【解析】A、變壓器的輸出功率等于輸入功率，則得，由于原副線圈電流與匝數(shù)成反比，所以初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為7、如圖所示，圖()中的變壓器是一理想變壓器，其輸出端輸出電壓信號(hào)如圖()所示(圖線為正弦曲線)，電路中電阻，圖中交流電流表、交流電壓表為理想電表，其中電流表與電流表的讀數(shù)之比為，下列說(shuō)法中正

6、確的是（ ）A電壓表的示數(shù)為B電壓表的示數(shù)為C原線圈輸入功率為D原線圈中交變電壓的頻率為【答案】A【解析】由題圖()可知交流電的有效值為，電壓表測(cè)副線圈兩端電壓，故示數(shù)為，B錯(cuò)；交流電的周期為，頻率為，D錯(cuò)；根據(jù)得：，A對(duì)；副線圈的輸出功率為，等于原線圈的輸入功率，故C錯(cuò)8、理想變壓器副線圈通過(guò)輸電線接兩個(gè)相同的燈泡和，輸電線的等效電阻為，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S是斷開(kāi)的，如圖所示，在S接通后，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A燈泡兩端的電壓減小B通過(guò)燈泡的電流增大C原線圈中的電流增大D變壓器的輸入功率增大【答案】B【解析】理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以副線圈的輸出

7、的電壓也不變，當(dāng)S接通后，兩個(gè)燈泡并聯(lián)，電路的電阻減小，副線圈的電流變大，所以通過(guò)電阻R的電流變大，電壓變大，那么并聯(lián)部分的電壓減小，燈泡兩端的電壓減小，通過(guò)燈泡的電流減小，所以A正確，B錯(cuò)誤；C、D由于變壓器的輸入的功率和輸出的功率相等，由于副線圈的電阻減小了，輸出的功率變大了，所以原線圈的輸入的功率也要變大，因?yàn)檩斎氲碾妷翰蛔?，所以輸入的電流要變大，所以C、D正確。9、如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有的負(fù)載電阻.原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為理想電表.下列說(shuō)法正確的是（ ）A原線圈中電流表的讀數(shù)為B原線圈中的輸入功率為C副線圈中電壓表的讀數(shù)為D若只將

8、負(fù)載電阻的大小變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則負(fù)載電阻消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍【答案】A【解析】由瞬時(shí)值的表達(dá)式可得，原線圈的電壓有效值為，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得，副線圈的電壓為，再由輸入功率和輸出功率相等可得，所以原線圈的電流的大小為，故A正確；由輸入功率和輸出功率相等可得原線圈中的輸入功率為，故B錯(cuò)誤；電壓表的讀數(shù)為電壓的有效值，由A的分析可知，副線圈的有效值為，所以電壓表的讀數(shù)為，故C錯(cuò)誤；D、由副線圈功率為可知，電壓不變，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，功率變?yōu)樵瓉?lái)的一半，故D錯(cuò)誤.10、（2010高考東城二模）如圖所示，理想變壓器的端加上某一交流電壓（電壓有效值保持不變），副線圈端所接燈泡恰好正常發(fā)光此時(shí)滑

9、線變阻器的滑片于圖示位置現(xiàn)將滑片下移 （ 導(dǎo)線電阻不計(jì)），則以下說(shuō)法正確的是：（ ）A燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入電流變小B燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入功率變大C燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入電壓變大D燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變【答案】A【解析】副線圈兩端的電壓由匝數(shù)比和輸入電壓決定，由題意知 副線圈兩端的電壓不變，故燈正常發(fā)光，滑片下移，連入電路的電阻變大，副線圈的電流減小，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知原線圈的輸入電流也減小，輸入功率等于輸出功率都減小11、如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比。若原線圈接入電壓為的變流電源，副線圈接的電阻。電路所接電表均為理想電表。求（1）副線圈中電壓表的讀數(shù)（

10、2）原線圈中電流表的讀數(shù)【答案】（1）（2）【解析】（1）原線圈兩端的電壓因?yàn)?，所以副線圈中的電流因?yàn)椋噪S堂練習(xí)1、如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中和R4均為固定電阻。開(kāi)關(guān)是閉合的，和為理想電壓表，讀數(shù)分別為和；、和為理想電流表，讀數(shù)分別為和。數(shù)值不變，現(xiàn)斷開(kāi)，下列推斷中正確的是（ ）A變小、變大B不變、變小C變小、變小D變大、變大【答案】C【解析】斷開(kāi)S后，變壓器副線圈的負(fù)載電阻增大。副線圈的輸出電壓不變，所以不變，A錯(cuò)誤。干路電流減小，D錯(cuò)誤。于是分壓減小，分壓增大，其上的電流也增大，B錯(cuò)誤。變壓器輸出電壓和輸入電壓均不變，理想變壓器無(wú)功率損耗，減小則減小，C正確。

11、2、如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，為電容器已知通過(guò)的正弦交流電如圖2所示，則（ ）A交流電的頻率為B原線圈輸入電壓的最大值為C電阻的電功率約為D通過(guò)的電流始終為零【答案】C【解析】A、根據(jù)變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同，周期為、頻率為，A錯(cuò)。B、由圖乙可知通過(guò)的電流最大值為、根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為，再根據(jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為，B錯(cuò)誤；C、根據(jù)正弦交流電的峰值和有效值關(guān)系可知電阻的電流有效值為，電阻的電功率為，故C正確；D、因?yàn)殡娙萜饔型ń涣鳌⒆柚绷鞯淖饔?，則有電流通過(guò)和電容器，D錯(cuò)誤。3、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)

12、比原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓副線圈所接電阻的阻值則（ ）A通過(guò)電阻的電流是B交流電的頻率是C與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是D變壓器的輸入功率是【答案】A C【解析】由及、可知，交流電的頻率為，變壓器原線圈輸入電壓的有效值為；由可知，副線圈輸出電壓，即電壓表的示數(shù)為；由歐姆定律可知，流過(guò)電阻的電流為，副線圈的輸出功率為，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤，A、C正確4、如圖所示，理想變壓器的原線圈匝數(shù)匝，副線圈匝數(shù)匝，交流電源的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值，交變電表和的內(nèi)阻對(duì)電路的影響可忽略不計(jì)。則（ ）A當(dāng)可變電阻的阻值為時(shí)，電流表的示數(shù)為B當(dāng)可變電阻的阻值為時(shí)，電流表的示數(shù)為C當(dāng)可變電阻的

13、阻值增大時(shí)，電壓表的示數(shù)增大D通過(guò)可變電阻的交變電流的頻率為【答案】D【解析】A，B由表達(dá)式可知原線圈電壓的有效值為,所以副線圈兩端電壓，電流表示數(shù)為，所以AB選項(xiàng)錯(cuò)誤。C，電壓表測(cè)量的是副線圈的電壓，只要原線圈電壓和匝數(shù)比不變，副線圈電壓就不變，所以當(dāng)可變電阻的阻值增大時(shí)，電壓表的示數(shù)不變，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D，交流電源的頻率，所以通過(guò)可變電阻的交變電流的頻率為。所以D選項(xiàng)正確。5、（2008高考西城一模）圖中為理想變壓器，接在交變電壓有效值保持不變的電源上為指示燈，燈泡和完全相同（其阻值均恒定不變），是一個(gè)定值電阻，電壓表、電流表都為理想電表開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)是閉合的，當(dāng)斷開(kāi)后，下列說(shuō)法正確的是（

14、）A電壓表的示數(shù)變大B電流表的示數(shù)變大C電流表的示數(shù)變大D燈泡的亮度變亮【答案】D【解析】斷開(kāi)后相當(dāng)于負(fù)載減少，總電阻增大，副線圈中電流減小，原線圈中的電流也減小，故BC錯(cuò)誤；副線圈電流減小，但副線圈兩端的電壓不變，因此定值電阻的分壓減小，所以燈泡的亮度變亮，故A錯(cuò)誤D正確；課后作業(yè)1、如圖是街頭變壓器通過(guò)降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng)。輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用表示，變阻器代表用戶用電器的總電阻，當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于的值減小。如果變壓器上的能量損失可以忽略，那么當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，圖中的電壓表讀數(shù)_（選填

15、“增大”、“減小”或“不變”），電流表讀數(shù)_（選填“增大”、“減小”或“不變”）。【答案】不變；增大【解析】因?yàn)樽儔浩鞯妮斎珉妷翰蛔儯鶕?jù) ，可知不變，即電壓表讀書(shū)不變，當(dāng)用電器增加時(shí)，減小，增大，根據(jù)理想電壓表輸入功率等于輸出功率可得 ，所以 ，則增大，電流表示數(shù)增大。2、（2006高考海淀三模）如圖所示理想變壓器原線圈通入交變電流：，副線圈接有一電流表與負(fù)載電阻串聯(lián)，電流表的讀數(shù)為在時(shí)，原線圈中電流的瞬時(shí)值為由此可知該變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為（ ）ABCD【答案】A【解析】在時(shí)，根據(jù)原線圈輸入的交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式可得，解得電流的最大值，所以原線圈的電流的有效值為，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可得原副線圈匝數(shù)比，所以A確3、如下圖所示，和是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知，圖中電壓表示數(shù)為，電流表示數(shù)為，則高壓輸電線的送電功率為（ ）ABCD【答案】C【解析】根據(jù)圖甲可得，高壓輸電線的送電壓，；根據(jù)圖乙可得，輸送電流；所以高壓輸電線的送電功率4、（2007高考朝陽(yáng)一模）如圖所示是一臺(tái)理想自