高中物理 专题培优练（四）含有变压器的动态电路问题 -2

1、学必求其心得，业必贵于专精专题培优练（四） 含有变压器的动态电路问题1（多选)对理想变压器，下列说法中正确的是()a原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大b原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大c原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化d当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零解析：选ab理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时,原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零,故a、b正确,c、d错误。2一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压,其最大值保持不变，副线圈接有

2、可调电阻r。设原线圈的电流为i1，输入功率为p1，副线圈的电流为i2，输出功率为p2，当r增大时（）ai1减小,p1增大bi1减小,p1减小ci2增大，p2减小 di2增大，p2增大解析：选b当r增大时，副线圈中的电流i2,则i2减小；功率p2，则p2减小，又因为p1p2，则p1减小，i1减小，所以选项b正确.3如图1所示，m是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压u311sin 100 t(v）.变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中r2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)，r1为一定值电阻.下列说法正确的是()图1a当r2

3、所在处出现火警时，电阻r1的功率变小b当r2所在处出现火警时，电压表v2的示数变大c当r2所在处出现火警时，电流表a的示数变小d电压表v1示数为22 v解析：选d当r2所在处出现火警时，r2阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增大,电阻r1两端电压增大，电阻r1的功率变大，电压表v2的示数变小，选项a、b错误;由输入功率等于输出功率可知，当r2所在处出现火警时，电流表a的示数变大,选项c错误;由变压器变压公式，变压器输出电压为22 v,电压表v1示数为22 v，选项d正确。4一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图2所示，如果负载电阻的滑片向上移动,则图中所有交流电表的示数及输入功率

4、变化情况正确的是（均为理想电表)（)图2av1、v2不变，a1增大，a2减小，p增大bv1、v2不变，a1、a2增大，p增大cv1、v2不变，a1、a2减小，p减小dv1不变，v2增大,a1、a2减小,p减小解析:选c因输入电压和线圈匝数不变,由知输出电压不变，所以v1、v2的示数不变.滑片上移,则负载电阻增大，由i2知i2减小，所以a2的示数减小。由知i1减小，所以a1的示数也减小。由p出u2i2得，当i2减小时,p出减小，又p出p入，所以输入功率p减小。故c正确。5.理想降压变压器的原线圈接电流表a1和电阻r1后,接6 v恒定直流电源，如图3所示，当副线圈的负载电阻r2变小时，以下说法正确

5、的是（)图3a输出功率增大ba2读数增大ca1读数增大da1读数不为零，且保持不变解析:选d根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此本题变压器原线圈接在6 v恒定电流电源上，副线圈上无电压,无输出功率，由于原线圈构成直流通路，故电流表a1有恒定读数，本题选项d正确。6(多选）一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图4甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，p为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是(）图4a副线圈输出电压的频率为50 hzb副线圈输出电压的有效值为31 vcp向右移动时，原、副线圈的电流比减小dp向右移动时，变压器的输出功率增加解析：选ad由

6、图像可知原线圈输入电压的最大值：um311 v，t2102 s,则原线圈输入电压的有效值：u1220 v，f50 hz,选项a正确.由可得：u2u122 v，b错误。p向右移动时,副线圈的电阻减小,副线圈输出电压不变，所以副线圈的电流增大,原线圈的电流也增大,而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变,c错误。p向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，d正确。7如图5甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，若ab间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头p到如图甲中所示位置，在bc间接一个55 的电阻（图中未画出)，则(）图5a该交

7、流电的电压瞬时值表达式为u220sin(25t） vb该交流电的频率为50 hzc流过电阻的电流接近于4 ad电阻消耗的功率接近于220 w解析:选d由题中图乙可知正弦交流电的周期t0。04 s，则f25 hz,2f50 rad/s，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u220sin（50t) v，a、b错误;从题图甲中可以看出，自耦变压器的副线圈的匝数约是原线圈匝数的，故副线圈两端的电压约为110 v，流过电阻的电流约为2 a，c项错误；电阻消耗的功率pu2i2220 w，d项正确。8如图6所示，理想变压器原线圈输入电压uumsin t，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

8、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（）图6ai1和i2表示电流的瞬间值bu1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变小解析：选c电流表和电压表的示数表示有效值，故选项a、b错；滑片p向下滑动时,r减小，因u1，所以u1不变，又由知，u2不变，由i2知，i2增大，又由i1u1i2u2知,i1变大，所以选项c对。9（多选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡l1、l2，电路中分别接了理想交流电压表v1、

9、v2和理想交流电流表a1、a2，导线电阻不计，如图7所示。当开关s闭合后(）图7aa1示数变大，a1与a2示数的比值不变ba1示数变大，a1与a2示数的比值变大cv2示数变小，v1与v2示数的比值变大dv2示数不变，v1与v2示数的比值不变解析:选ad电源电压有效值不变，所以v1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比,匝数之比不变，故v2示数不变,v1与v2示数的比值也不变,所以c错误，d正确；当开关s闭合后,副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变,所以副线圈电路中的电流增大，a2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变,a1与a2示数的比值不变，所以a正确，b错误.10如

10、图8为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为21,原线圈接有交流电压u220sin 100t v，图中电压表和电流表均为理想交流电表，r2为负温度系数的热敏电阻（即当温度升高时，阻值减小),r1为定值电阻，c为电容器.下列说法正确的是（）图8a电压表示数是110 vb交流电的频率为100 hzc通过r1的电流始终为零d当r2处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大解析:选d原线圈所加交变电压的有效值为u1 v，由理想变压器的变压比公式，可得u2u1 v55 v，选项a错误；由交变电压的瞬时值表达式u220sin 100t v可知，该交变电流的频率f hz50 hz，选项b错误；由于交变电流能对

11、电容器进行充、放电,所以会有充、放电电流通过电阻r1,选项c错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此,电压表的示数不变，当r2处的温度升高时,其电阻阻值变小,所以电流表的示数变大，选项d正确。11（多选)如图9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（)图9a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的电容解析：选bc向下滑动p时，副线圈的匝数变少,由理想变压器的电压关系可知，副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，选项a错误；增大交流电源的电压，由理想变压器的电压关系可知,副线圈两端的电压增大，

12、灯泡变亮，选项b正确；电压不变，增加交变电流的频率，电容器的容抗减小，电路中电流增大，灯泡变亮，c正确；减小电容，增加了容抗,电流减小，灯泡变暗,d错误.12图10甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻r20 ，l1、l2为规格相同的两只小灯泡，s1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s1接1、s2闭合,此时l2正常发光。下列说法正确的是（）图10a输入电压u的表达式u20sin（50t)vb只断开s2后,l1、l2均正常发光c只断开s2后，原线圈的输入功率增大d若s1换接到2后，r消耗的电功率为0.8 w解析：选d由题图知,um20

13、 v，t0。02 s，则100 rad/s,输入电压u20sin(100t）v，故a错;由变压器的变压规律知:，故u2 v4 v,由题中将s1接1、s2闭合时，灯泡l2正常发光可得，灯泡l2的额定电压为4 v,当只断开s2后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为l1、l2串联，故l1、l2均不能正常发光,b错;此时p出，副线圈负载r总增大，故p出减小，又p入p出，故原线圈的输入功率减小，c错误；当s1换接到2后,副线圈的负载仅是电阻r,故p w0。8 w,d正确。13（多选)一理想变压器的原线圈连接一只电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头q调节,如图11所示.在副线圈上连接了定值电阻

14、r0和滑动变阻器r，p为滑动变阻器的滑动触头。原线圈两端接在电压为u的交流电源上.则（)图11a保持q的位置不动,将p向上滑动时,电流表的读数变大b保持q的位置不动，将p向上滑动时,电流表的读数变小c保持p的位置不动，将q向上滑动时,电流表的读数变大d保持p的位置不动,将q向上滑动时,电流表的读数变小解析：选bc根据理想变压器原副线圈上电压、电流决定关系知：在输入电压u1及线圈匝数不变的情况下，u2不变。当保持q的位置不动，滑动头p向上滑动时，副线圈上的电阻增大，电流减小，故输入电流i1亦随着减小，即电流表的示数变小,a错误、b正确；当保持p的位置不动，将q向上滑动时，由知,副线圈上匝数增大，引起副线圈上电压增大,即副线圈上电流增大，故原线圈上的电流亦随着增大，故电流表的示数增大，c正确、d错误。14（多选)为保证用户电压稳定在220 v，变电所需适时进行调压，如图12甲所示为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变，当滑动触头p上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。下列选项正确的是（)图12au2190sin 50t vbu2190sin 100t vc为使用户电压稳定在220 v，应将p适当下移d为使用户电压稳定在220 v,应将p适当上移解析：选bd根据