高考物理总复习 10.2变压器 电能的输送考题演练（含解析）试题

1.(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()A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2【解析】选B。设灯泡正常发光时的电流为I,由题意可知,通过原线圈的电流I1=I,通过副线圈的电流I2=2I,根据变压器的电流关系==。2.(多选)(2014·广东高考)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()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,变压器的输入电流变小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析：(1)理想变压器电压、电流和电功率分别由什么因素决定。(2)若为理想电源,并联电路的各个支路间没有影响。(3)在电压一定的情况下,电阻越小,电功率越大。【解析】选B、D。理想变压器的输出电压由输入电压决定,与用电器无关,故无论P怎样滑动,变压器的输出电压不变,灯L的亮度不变,A项错误、B项正确;理想变压器的输入电流和功率由用电器决定,P向上滑动时,用电器的功率变大,变压器的输出功率和输入电流都变大,C项错误、D项正确。3.(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()A.= B.I2= C.I1U1=R D.I1U1=I2U2【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)变压器的输入功率等于输出功率。(2)输电线的电阻消耗的功率P=R。(3)升压变压器输出端、导线和降压变压器输入端构成闭合电路。【解析】选D。对理想变压器来说,电流与匝数成反比,A项错误;输入功率等于输出功率,D项正确;对图中的中间电流,I2=,而U2>U导,所以B项错误;导线消耗的功率为P导=R,I1U1为升压变压器的输入功率,与输出功率相等,即I1U1=I2U2,所以C项错误。4.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220V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()A.380V和5.3A B.380V和9.1AC.240V和5.3A D.240V和9.1A【解析】选B。由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：=,=,U1I1=P2。所以,当变压器输出电压调至最大时,副线圈的匝数也最大,为n2=1900匝,负载R上的功率也最大,为2.0kW,则U2=U1=×220V=380V,I1==A=9.1A,故选项B正确。5.(多选)图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是()A.电压表的示数等于5VB.电压表的示数等于VC.实现点火的条件是>1000D.实现点火的条件是<1000【解析】选B、C。由u-t图像可知最大电压值为5V,故有效值为V,交流电压表测量的是有效值,A错,B对;由变压器电压与线圈匝数的关系可知,U2=U1=5,变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V,即5>5000,所以>1000,C对,D错。6.(多选)(2015·银川模拟)如图所示,T为理想变压器,A1、A2为理想交流电流表,V1、V2为理想交流电压表,R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻(光照增强,电阻减小),原线圈两端接恒压正弦交流电源,当光照增强时()A.电压表V1示数变小 B.电压表V2示数变大C.电流表A1示数变大 D.电流表A2示数变大【解析】选C、D。变压器的输入电压一定,则输出电压不变,电压表V1的示数不变,故A错误;当入射光增强时,光敏电阻R3的阻值迅速减小,变压器的负载总阻值减小,则由P出==R总知,变压器的输出功率增加了,电流表A2的示数变大了,故D正确;由P入=UI1=P出知,电流表A1的示数变大,故C正确;变压器的输出电压不变,而R1两端的电压增加了,则电压表V2的示数变小,故B错误。7.(2015·潍坊模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,电源电压u=220sin100πtV,通过电阻R0接在变压器原线圈两端,开关闭合后,电压表示数为12V,电流表的示数为10A。以下说法正确的是()A.R0的阻值是100ΩB.电源的功率是120WC.t=0.01s时,电源电压达到最大D.若将开关断开,电压表的示数仍然是12V【解析】选A。由于变压器的原、副线圈匝数比为10∶1,副线圈的电压为12V,故原线圈的电压为120V,由于副线圈的电流为10A,故原线圈中的电流为1A,电源电压的有效值为220V,故电阻R0两端的电压为220V-120V=100V,再由欧姆定律得,R0的阻值是100Ω,A正确;电源的功率为P=1A×220V=220W,B错误;当t=0.01s时,电源电压为U=220sin100π×0.01V=0V,C错误;当开关断开时,原、副线圈中的电流为0,故原线圈中的电压变为220V,副线圈中的电压为22V,故D错误。8.(多选)(2015·大同模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为4︰1,原线圈接u=220sin(100πt)V的交变电压,副线圈上接有灯泡A、理想电感线圈L及理想电压表。下列说法正确的是()A.副线圈中电流的频率为100HzB.灯泡A两端电压为55VC.若原线圈电压有效值不变,频率增大,则灯泡A将变暗D.若原线圈电压有效值不变,频率增大,电压表的示数仍不变【解析】选C、D。据原线圈电压的表达式可知ω=100πrad/s,频率f==50Hz,故A错误;由于电感线圈L的自感作用,使得灯泡A上的电压小于55V,故B错误;当频率增大时,线圈L的自感作用增强,灯泡A将变暗,但电压表的示数不变,仍为55V,故C、D均正确。9.如图甲为某水电站的电能输送示意图,升压变压器原、副线圈匝数比为1∶10,降压变压器的副线圈接有负载R,升压、降压变压器之间的输电线路的电阻不能忽略,变压器均为理想变压器,升压变压器左侧输入如图乙的交变电压,下列说法中正确的是()A.交变电流的频率为100HzB.升压变压器副线圈输出电压为22VC.只增加升压变压器副线圈匝数可减少输电损失D.当R减小时,发电机的输出功率减小【解析】选C。由图像可知T=2×10-2s,f=50Hz,A错。升压变压器的输入电压有效值U1=220V,由=可知U2=2200V,B错。增加升压变压器副线圈匝数,U2增大,输送电流减小,输电损失电能减小,C对。R减小,输出功率增大,变压器的输入功率增大,发电机的输出功率增大,D错。10.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1,R1=20Ω,R2=10Ω,C为电容器,原线圈所加电压u=220sin(100πt)V。下列说法正确的是()A.通过电阻R3的电流始终为零B.副线圈两端交变电压的频率为5HzC.电阻R2的电功率为48.4WD.原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶1【解析】选C。在交流电路中电容器能够通交流,所以A错误;变压器能够改变交流电压,但是不能变频,所以B错误;根据=得到U2=22V,所以电阻R2的电功率为P2==48.4W,所以C正确;根据法拉第电磁感应定律可知原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为1∶1,所以D错误。【总结提升】交流电路中电容、电感、二极管的特点分析(1)电感的特征：通低频、阻高频。(2)电容的特征：通交流、隔直流。(3)二极管具有单向导电性,正向电阻非常小,可以认为没有电阻,反向电阻很大,甚至可以认为无穷大。在交流电路中涉及以上三种电学元件时要特别注意其各自特点,并结合交变电流规律求解。11.(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、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、A2和A3为理想电流表