（江苏专用）2023届高三物理一轮复习必考部分第10章交变电流传感器第2节变压器电能的输送课时强化练

PAGEPAGE1变压器电能的输送(限时：40分钟)A级跨越本科线1．(2022·江苏高考)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．变压器原线圈匝数为800，那么副线圈匝数为()【导学号：96622376】A．200 B．400C．1600 D．3200B根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得n2＝eq\f(n1U2,U1)＝eq\f(800×110,220)＝400，选项B正确．2．如图10­2­14所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的选项是()图10­2­14A．这是一个升压变压器B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C．当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12VD．当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小B根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220V，输出电压为12V，该变压器为降压变压器，应选项A错误、B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，知副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误．3．(多项选择)在一些学校教室为了保证照明条件，采用智能照明系统，在自然光缺乏时接通电源启动日光灯，而在自然光充足时，自动关闭日光灯，其原理图如图10­2­15所示．R为一光敏电阻，L为一带铁芯的螺线管，在螺线管上方有一用细弹簧系着的轻质衔铁，一端用铰链固定在墙上可以自由转动，另一端用一绝缘棒连接两动触头．有关这套智能照明系统的工作原理描述正确的选项是()图10­2­15A．光照越强，光敏电阻阻值越大，衔铁被吸引下来B．在光线缺乏时，光敏电阻阻值变大，电流小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通C．上面两接线柱应该和日光灯电路连接D．下面两接线柱应该和日光灯电路连接BC由光敏电阻特性可知，光照强度越强，电阻越小，电流越大，所以A项错，B项正确；上面两接线柱应接日光灯电路，所以C项正确，而D项错误．4．(多项选择)(2022·全国丙卷)如图10­2­16，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．以下说法正确的选项是()【导学号：96622377】图10­2­16A．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9AD设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，那么变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0Ia＝U0Ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．5．(2022·太原模拟)如图10­2­17，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，和为理想电压表，和为理想电流表．开关S闭合时，和的读数分别为U1和U2；和的读数分别为I1和I2.假设交流电源电压不变，现断开S，以下推断中正确的选项是()图10­2­17A．U2可能变小、I2一定变小B．U2一定不变、I2一定变小C．I1一定变小、I2可能变大D．I1可能变大、I2可能变大B交流电源电压不变，U1数值不变，根据变压器变压公式可知，副线圈电压只与原线圈电压和变压器原、副线圈匝数比有关，现断开S，U2不变，副线圈所接电路的等效电阻增大，电流表的读数I2变小，选项B正确，A错误．变压器输出功率减小，导致变压器输入功率变小，I1变小，选项C、D错误．6．如图10­2­18所示为远距离输电的原理图，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，升压变压器到降压变压器之间输电线上的总电阻为R，变压器均为理想变压器，假设保持发电机的输出功率和输出电压不变，那么以下说法正确的选项是()【导学号：96622378】图10­2­18A．用户端的负载增加(并联用电器增多)时，I2增大，I1增大B．远距离输电线上的电流I2＝eq\f(U2,R)C．假设用户端要得到U1大小的电压，那么降压变压器原、副线圈的匝数比为n2∶n1D．无论用户端的负载如何变化，始终有I1U1＝I2U2D发电机的输出功率及输出电压不变，由P＝UI可知I1不变，进而可得I2不变，A错误；U2为升压变压器副线圈上的电压，U2并不是完全加在R上，B错误；由于输电线路上要分得一局部电压，所以用户要得到U1大小的电压，降压变压器原、副线圈匝数比大于升压变压器副、原线圈匝数比，C错误；理想变压器输入功率和输出功率相等，即I1U1＝I2U2，D正确．7．(多项选择)如图10­2­19所示，理想变压器与电阻R、交流电压表、交流电流表按图甲所示方式连接，变压器的原、副线圈的匝数比为eq\f(n1,n2)＝eq\f(10,1)，电阻R＝10Ω，图乙是R两端电压U随时间变化的图象，Um＝10eq\r(2)V．以下判断正确的选项是()图10­2­19A．电压表的读数为10VB．电流表的读数为eq\f(\r(2),10)AC变压器的输入功率为10WD．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos100πt(A)AC电压表的示数为有效值，U＝eq\f(Um,\r(2))＝10V，选项A正确；电流表的示数为有效值，副线圈的电流的有效值为I2＝eq\f(U,R)＝1A，由I1n1＝I2n2可知电流表示数I1＝0.1A，选项B错误；副线圈消耗的功率为P＝eq\f(U2,R)＝10W，故变压器的输入功率为10W，选项C正确；通过R的电流的瞬时表达式为iR＝eq\r(2)cos100πt(A)，选项D错误．8.(多项选择)(2022·天津高考)如图10­2­20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，那么()【导学号：96622379】图10­2­20A．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BC保持Q的位置不动，那么U2不变，将P向上滑动时，R接入电路的电阻变大，根据I2＝eq\f(U2,R0＋R)知，I2变小，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1也变小，即电流表读数变小，选项A错误，选项B正确；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，U2变大，那么根据P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R0＋R)知副线圈输出功率变大，由P1＝P2知，变压器原线圈输入功率P1变大，而P1＝I1U，输入电压U一定，I1变大，即电流表读数变大，选项C正确，选项D错误．9．(多项选择)如图10­2­21所示为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，P为滑动触头．现令P从均匀密绕的副线圈最低端开始，沿副线圈匀速上滑，直至灯泡L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U1表示原线圈两端电压，U2表示灯泡两端的电压，假设在此过程中灯泡的电阻不变．那么在以下图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()图10­2­21BD理想变压器原线圈两端电压U1保持不变，C项错误；P沿副线圈由最低端匀速上滑，副线圈的匝数n2均匀增大，由eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)，可得U2＝eq\f(n2U1,n1)，因为U1、n1均不变，而n2均匀增大，故U2均匀增大；又灯泡的电阻不变，所以灯泡中的电流I2也均匀增大，B、D项正确；因副线圈消耗的功率增大，故原线圈中的电流将增大，A项错误．B级名校必刷题10．(多项选择)(2022·全国卷Ⅱ)如图10­2­22所示，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，那么()图10­2­22A．Uab∶Ucd＝n1∶n2B．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BD变压器的变压比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，其中U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压．U1＝Uab，由于二极管的单向导电特性，Ucd≠U2，选项A错误．增大负载电阻R的阻值，负载的电功率减小，由于P入＝P出，且P入＝I1Uab，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表的读数变小，选项B正确．c、d端的电压由输入电压Uab决定，负载电阻R的阻值变小时，Ucd不变，选项C错误．根据变压器上的能量关系有E输入＝E输出，在一个周期T的时间内，二极管未短路时有UabI1T＝eq\f(U2,R)·eq\f(T,2)＋0(U为副线圈两端的电压)，二极管短路时有UabI2T＝eq\f(U2,R)T，由以上两式得I2＝2I1，选项D正确．11．(多项选择)如图10­2­23甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，b是原线圈的中心触头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，那么以下说法正确的选项是()图10­2­23A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为55VB．当单刀双掷开关与a连接且t＝0.01s时，电流表示数为零C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率增大D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率为25HzAC原线圈电压的有效值为U1＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，当单刀双掷开关与a连接时，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得副线圈的电压为U2＝55V，电压表读数为55V，选项A正确；在任何时刻电流表的读数都是电流的有效值，所以电流表的读数不是零，选项B错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得副线圈的电压为U2＝110V，输出功率P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)变大，输入功率也变大，选项C正确；副线圈中交流电的频率与原线圈中交流电的频率相等，大小都是f＝eq\f(1,T)＝50Hz，选项D错误．12．(多项选择)如图10­2­24甲所示的变压器，接如图乙所示的交流电时，灯泡正常发光，电容器能正常工作，现将电源换成如图丙所示的交流电，那么()【导学号：96622380】甲乙丙图10­2­24A．由于丙交变电流的周期变短，因此灯泡比第一次亮B．由于丙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C．无论接乙电源，还是接丙电源，假设滑动触头P向上移动，灯泡都变暗D．假设将原线圈n1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变小CD由题图知，乙、丙所示的交流电的最大值相等，由U有效＝eq\f(Um,\r(2))知，两交流电的有效值相等，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，经同一变压器后，两种情况下副线圈两端的电压U2相等，因此灯泡两端的电压相同，由P＝eq\f(U2,R)知，灯泡消耗的功率相同，因此灯泡的亮度相同，选项A错误；同理可知，加在电容器两端的电压相同，因此电容器能正常工作，选项B错误；无论电源接乙还是接丙，假设滑动触头P向上移动，那么滑动变阻器接入电路中的阻值都变大，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流都减小，由P＝I2R知，灯泡消耗的功率都减小，因此灯泡都变暗，选项C正确；假设将原线圈n1的匝数增多，由eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)知，副线圈的输出电压U2减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流减小，由P＝I2R知，灯泡消耗的功率减小，选项D正确．13．(多项选择)可拆变压器可简化成如图10­2­25的模型，MN为可拆的铁芯横条，P1、P2为横条与固定铁芯的间隙．压紧横条，当间隙P1、P2为零时变压器可视为理想变压器．将变压器的初级线圈接到电压为U1的正弦交流电源上，在间隙P1、P2逐渐减小的过程中，以下说法正确的选项是()图10­2