2016专题4含有变压器的电路

1、.题型：含有变压器的电路目录题型：含有变压器的电路1理想变压器基本关系式2远距离输电2考点一理想变压器基本关系的应用3考点二理想变压器动态分析问题7考点三远距离输电问题10两种特殊的变压器模型15一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻和的阻值分别是和，为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）A.2B.3C.4D.5【答案】 B【解析】解法一：当S断开时，电路如右图所示由闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压得 根据变压器原副边电压关系： 副线圈中的电流： 联立得： 当S闭合时，电路如右图所示由

2、闭合电路欧姆定律，原线圈两端电压得 根据变压器原副边电压关系： 副线圈中的电流得： 联立得联立解得解法二：设开关断开前后，变压器的等效电阻为和，由于变压器输入功率与输出功率相同，闭合前：，得闭合后：，得根据闭合电路欧姆定律：闭合前：闭合后：根据以上各式得：解得，【考点】 变压器的计算【难点】 由于原边回路有电阻，原线圈两端电压不等于电源电压理想变压器基本关系式(1)功率关系：P入P出(2)电压关系：；有多个副线圈时，(3)电流关系：只有一个副线圈时，.由P入P出及PUI推出有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn远距离输电1.输电过程2.输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产

3、生的，表达式为QI2Rt3.电压损失(1)UUU；(2)UIR4.功率损失(1)PPP；(2)PI2RR5.输送电流(1)I；(2)I1.一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为(B).A.1 100，360 B1 100，180C.2 200，180 D2 200，3602.一台理想变压器原、副线圈匝数比为221，当原线圈两端输入u1220sin 314t

4、(V)的交变电压时，下列说法正确的是(C).A.副线圈两端电压为12 VB.副线圈接一10 电阻时，原线圈中的电流为1 AC.副线圈接一10 电阻时，原线圈中输入功率为10 WD.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是220 V3.(2012江西重点中学联考)照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些这是因为用电高峰时(C).A.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B.总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C.总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D.供电线路上的电流恒定，但

5、开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小4.【多选】如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想的电流表，交流电源的电压大小不变开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是(CD).A.原线圈两端P、Q间的输入电压减小B.等效电阻R上消耗的功率变大C.原线圈中电流表示数变小D.灯泡L1和L2变亮5.(2010福建理综，13)中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV

6、特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为(A).A. B. C2P D4P考点一理想变压器基本关系的应用(1)基本关系式中U1、U2、I1、I2均指交流电的有效值.(2)只有一个副线圈的变压器电流与匝数成反比，多个副线圈的变压器没有这种关系.(3)理想变压器变压比公式和变流比公式中的电压和电流均采用峰值时，公式仍成立.【典例1】 【2010海南高考题】【多选】如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表下列结论正确的是(AD).A.若电压表读数为6 V，则输入电压的最大值为24

7、 B.若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C.若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D.若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍【变式】 1【2012三亚模拟】【多选】如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R44 ，电流表A1的示数为0.20 A下列判断中正确的是(BC).A.初级线圈和次级线圈的匝数比为21B.初级线圈和次级线圈的匝数比为51C.电流表A2的示数为1.0 AD.电流表

8、A2的示数为0.4 A2.【2016全国3卷19】. 【多选】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ADA.原、副线圈砸数之比为9:1 B. 原、副线圈砸数之比为1:9C.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1:93.【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(B)A.200B.400C.1 600D.3 2004.【2015全国卷】一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,在原、副

9、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220 V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.U=66V,k=B. U=22V,k=C.U=66V,k= D.U=22V,k=5.【2015海南高考】【多选】如图,一理想变压器原、副线圈匝数之比为41,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R0,负载电阻的阻值R=11R0,是理想电压表;现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压表的读数为5.0V,则(AD)A.此时原线圈两端电压的最大值约为34VB

10、.此时原线圈两端电压的最大值约为24VC.原线圈两端原来的电压有效值约为68VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48V6.【2014山东高考】【多选】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(BD)A.变压器输入功率为484WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2=1137.【2014海南高考】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

11、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(B)A.12 B.21C.23 D.328. 【2013广东高考】如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1n2=21,和均为理想电表,灯泡电阻RL=6,AB端电压u1=12sin100t(V)。下列说法正确的是(D)A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W9. 【2013四川高考】用220 V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110 V,通过负载的电流图像如图所示,则(A)A.变压器输入功率约为3.9 WB.输出电压的最大值是110 VC.变

12、压器原、副线圈匝数比是12D.负载电流的函数表达式10. 【2013天津高考】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Iab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则(B)A.ab接MN、cd接PQ,IabIcdC.ab接PQ、cd接MN,IabIcd11.【2012新课标全国卷T17】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220

13、V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I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为BA.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A12.【2012海南单科T4】如图，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“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 （ D）A120V，0.10A B240V，0.025AC120V，0.005AD240V，0.05A13.【2011新课标全国卷T17】

14、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)AU=110V , I=0.2A B. U=110V , I=0.05 AC. U=110V , I=0.2A D. U=110V , I=0.2A14. 【多选】在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数之比n1n2=21，在不接负载的情况下(

15、 BD)A.当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为110 VB.当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 VC.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 VD.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V考点二理想变压器动态分析问题1.匝数比不变的情况如图所示：(1)U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变.(2)当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化.(3)I2变化引起P2变化，由P1P2，故P1发生变化.2.负载电阻不变的情况如图所示：(1)U1不变，发生变化，故U2变化

16、.(2)R不变，U2改变，故I2发生变化.(3)根据P2，P2发生变化，再根据P1P2，故P1变化，P1U1I1，U1不变，故I1发生变化.【典例2】 【2011宝鸡模拟】如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是(B).A.若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小B.若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C.若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小D.若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大【变式】 1.如图所示是原、副线圈都有中间抽头的

17、理想变压器，在原线圈上通过一个单刀双掷开关S1与一只电流表A连接，在副线圈上通过另一个单刀双掷开关S2与一个定值电阻R0相连接，通过S1、S2可以改变原、副线圈的匝数在原线圈上加一电压为U1的交流电后：当S1接a，S2接c时，电流表的示数为I1；当S1接a，S2接d时，电流表的示数为I2；当S1接b，S2接c时，电流表的示数为I3；当S1接b，S2接d时，电流表的示数为I4，则(B).A.I1I2 BI1I4 CI2I3 DI2I42.【2015安徽高考】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,R0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

18、位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是(D)A.电压表V1示数增大B.电压表V2、V3示数均增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿cd的方向滑动3.【2015广东高考】如图为加热装置的示意图,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12B.副线圈输出功率比为21C.副线圈的接入匝数比为21D.原线圈输入功率比为124.【2015天津高考】【多选】如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流

19、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R0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5.【2014广东高考】【多选】如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合电键S,下列说法正确的是(BD)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

20、入电流变小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大6.【2014新课标全国卷】【多选】如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。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Uab和Ucd,则(BD)A.UabUcd=n1n2B.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Ucd越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍7. 【2013江苏高考】【多选】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

21、,灯泡L能发光,要使灯泡变亮,可以采取的方法有(BC) A.向下滑动PB.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8.【2012福建理综T14】如图,理想变压器原线圈输入电压u=Umsint,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器.和是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;和是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是(C)A.I1和I2表示电流的瞬时值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小9. 【多选】如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2

22、、R3、R4均为定值电阻,开关S是闭合的.和为理想电压表,读数分别为U1和U2;、和为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3.现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是( BC)A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大C.I1变小、I2变小D.I1变大、I2变大10【多选】(2014茂名模拟)远距离输电装置如图所示，升压变压器的输入电压恒定，升压变压器和降压变压器均是理想变压器。当S由2改接为1时，下列说法正确的是(AB)A电压表读数变大 B电流表读数变大C电流表读数变小 D输电线损失的功率减小考点三远距离输电问题解决远距离输电问题时应注意1.首先画出输电的电路图：如图所示2.分析三个回路

23、：在每个回路中变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源.3.综合运用下面三个方面的关系求解(1)能量关系，PU1I1U2I2P用户P，PIR，P用户U3I3U4I4(2)电路关系，U2UU3，UI2R(3)变压器关系，.【典例3】 【2012临沂模考】随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2.在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是(C).A.输电线上损耗的功率为B.输

24、电线上损耗的功率为C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率【变式】 1.图为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为U3.A、B均为理想变压器，输电线的总电阻为r，则下列关系式正确的是(C)A.P1P2 BP2P3C.U2U3 DU2U32.【2015福建高考】如图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsint的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,

25、不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为(C)A. B.C. D.3. 【2014浙江高考】如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则(A)A.用户端的电压为B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为I12rD.输电线路上损失的电功率为I1U4.【2014福建高考】如图为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数n1=n42R,忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时(D)A.A1、A2两表的示数相同B.L1

26、、L2两灯泡的亮度相同C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2两端的电压小于R4两端的电压5.【2014四川高考】如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则(D)A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小6.【2014江苏高考】远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是(D)A. B.I2= C.I1U1=R D.I1U1=I2U27.【2012天津理综T4】通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线