物理大二轮高考复习练习（十七） 理想变压器

微课精练（十七）理想变压器

L（多选）如图为日常生活中常见的燃气灶点火装置原理图，先将L5V直流电压通过转

换器转换为正弦交变电压“=6SinM（V）,然后将其加在理想变压器的原线圈上，当副线

圈两端电压达到12kV以上时放电针之间空气被击穿，从而产生电火花点燃天然气。下列

说法正确的是（）

A.原线圈两端所接交流电压表的读数为3√IV

B.副线圈中交流电压与原线圈中交流电压频率不相等

c.要实现点火，则副线圈与原线圈的匝数比至少大于√ix103

D.要实现点火，则副线圈与原线圈的匝数比至少大于2000

解析:选AD交流电压表读数为电压的有效值,原线图电压的有效值为U=古V=3√2

V,即电压表示数为3√iv,故A正确；变压器不能改变频率，故副线圈中交流电压与原线

图中交流电压频率相等，故B错误；当变压器副线圈电压的瞬时值大于120OOV时，根据

电压与匝数成正比，所以实现点火的条件是蓍="蛆=2000,故C错误，D正确。

2.（2022•烟台质检）（多选）如图所示，R是一个光敏电阻，

其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,电压表和

电流表均为理想交流电表。从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为U1

=220√2sin（100πZ）V,贝"）

A.电压表的示数为22√2V

B.在天逐渐变黑的过程中，电流表OA2的示数变小

C.在天逐渐变黑的过程中，电流表OAl的示数变大

D.在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小

解析：选BD原线图中的输入电压有效值为220V,由原、副线图的匝数比可得，副线

圈中电压表的示数为22V,A错误；在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于电

压不变，所以电流表OA2的示数变小，则原线圈中电流表C）Al的示数变小，输入功率也变小,

故C错误，B、D正确。

3.（多选）变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电

压"=20（h∕isin（100W）V,电压表、电流表都为理想电表。下列判断正确的是（）

A.输入电压有效值为200V,电流频率为50HZ

B.开关S接。时，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表的示数都增大

C.开关S接“时，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小

D.若滑动变阻器的滑片不动，开关S由α处拨到b处，电压表V2和电流表Al的示数

都减小

解析：选AD输入电压的最大值Ulm=200√iV,有效值Ul=卷回V=200V,由瞬

时值表达式知，角速度0=IoOTtrad∕s,频率片为=与4Hz=50Hz,故A正确；开关S

接。时，滑动变阻器的滑片向下滑动，原线图电压不变，原、副线圈匝数比不变，副线圈电

压不变，副线圈回路中电阻减小，电流增大，电流表Az示数增大，故B、C错误；若滑动变

阻器的滑片不动，开关S由。处拨到〃处，副线圈匝数减少，输出电压减小，电压表V2示

数减小，输出功率尸2=方减小，根据输入功率等于输出功率，PI=Ul减小，Ul不变，则

/1减小，即电流表Al的示数减小，故D正确。

4.（2022•湖南师大附中月考）（多选）如图所示，理想变压器为降。_

ls

压变压器，原线圈通过灯泡LI与正弦式交流电源相连，副线圈通过'3CI∕∣

导线与灯泡和相连，三个灯泡规格完全相同，开始时开关

L2L3S3>u⅛

处于断开状态。当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确。——一

的是（）

A.灯泡Ll和L2中的电流有效值可能相等

B.灯泡L2两端的电压变小

C.灯泡Ll变亮，灯泡L2的亮度不变

D.电源的输出功率不变

解析：选AB因为理想变压器是降压变压器，则当S闭合后，根据∕1"∣=∕2"2

可知，∕1<∕2,/l为流过灯泡LI的电流，/2为流过灯泡L2和L3的电流之和，则灯泡Ll和L2

中的电流有效值可能相等，选项A正确；当S闭合后，副线圈所在电路中总电阻变小，输出

功率变大，则榆出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的榆入功率变大，

榆入电流变大，灯泡Ll两端的电压增大，功率变大，则灯泡LI变亮，原线图电压减小，匝

数不变，故副线圈两端电压减小，灯泡L2两端的电压变小，功率变小，则L2变暗，故B正

确，C错误；当S闭合后，变压器的输入电流变大，所以电源的输出功率变大，故D错误。

5.（2022•广东清远联考）如图所示为一个小型水电站示意图，其交流发电机的输出电压

历一定，通过理想升压变压器Tl和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为

R。T1的输入电压和输入功率分别为tΛ和尸1,它的输出电压和输出功率分别为S和B,T2

的输入电压和输入功率分别为S和P3,它的输出电压和输出功率分别为。4和P4。下列说法

正确的是（）

A.当用户的用电器增多时，S减小，口变大

B.当用户的用电器增多时，尸2变大，尸3减小

c∙要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数嵋，同时应减小降压变压器的匝数

D-要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数端，同时应增大降压变压器的匝数

解析：选D交流发电机的输出电压口一定，变压器匝数不变，根据会=詈，可知S

不变，故A错误；当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即

尸3变大，故B错误；根据P揭=尸R可知，要减小线路的损耗，应减小线路上的电流，又因

Ul一定，根据卷=点可知，应增大升压变压器的匝数比，由于S=U2—，2犬，。2增大，，2减

小，所以S增大，用户电压不变，根据华=F可知，应增大降压变压器的匝数比，故C错

U4/f4

误，D正确。

6.（多选）如图甲所示，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压卬=UmSii1。，，在副

线圈的输出端串接上一只理想整流二极管。和滑动变阻器R,贝!!（）

乙

A.当滑片尸上移时，原线圈中的电流/i变大

B.当滑片P上移时，原线圈的输入功率变小

C.当拿掉二极管后，副线圈中的电流周期与原来相同

D.保持滑片尸不动，/?上电流有效值是无二极管时的半

解析：选BCD由于原线圈两端电压不变，副线圈两端电压不变，当滑片尸上移时，

滑动变阻器接入电路中的电阻变大，所以副线圈中的电流变小，则原线图中的电流变小，故

A错误；由于原线圈中的电流变小，电压不变，所以输入功率变小，故B正确；有二极管存

在时，一个周期内副线圈中只有半个周期有电流，拿掉二极管后，副线图中电流的周期不变,

故C正确；设副线圈两端电压有效值为Uo,有二极管时，根据电流的热效应得：⅛{=⅛

T,解得Uo=母\无二极管时，R两端的电压为：Uo=U2,根据/=日可得：保持滑片P

ZK

不动，K上电流有效值是无二极管时的学，故D正确。

7.如图甲、乙所示，两图中的灯泡L2、L3的功率均为P,且Li、L2、L3为相同的灯泡,

匝数比为"1："2=3：1,则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为()

甲乙

A.尸、PB.9尸、ɪ

解析：选B由题意可知，两种情况下变压器输出功率均为2P,设灯泡L2、L3的电压

2

为U,电流为/,电阻为R,两种情况下变压器的输入电压为3U,变压器输入电流为图

(3U}2

甲中Ll的功率为Pl=L√L=9P;图乙中Ll的功率为P2=项正确。

KB

8.如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器

原、副线圈匝数比为5：1,原线圈输入交变电压“=311Sin(IOOm)V。已知照明灯额定功率

为44W,排气扇电动机内阻为1。，电流表示数为2A,各用电器均正常工作，电表均为理

排

气

扇

A.电压表示数为62V

B.变压器的输入功率为186W

C.排气扇输出功率为43W

D.保险丝熔断电流不得低于2A

解析：选C原线图输入电压最大值为Um=311V,原线图输入电压为U∣≈¾220V,根

据变压器变压公式，Ui：u2=5：1,可知副线圈输出电压s=44V,选项A错误；变压器

的输出功率为PΛ=1∕2∕2=44×2W=88W,根据变压器输入功率等于输出功率，可知变压器

榆入功率为尸入=88W,选项B错误；由尸Ib=P*r+尸=44W+P=88W可得，P=44W,

照明灯中电流Ik=供=1A,排气扇中电流/=A—∕*τ=lA,排气扇内阻发热功率为尸内=

I2r=lW,由P=P内+PJ可得排气扇输出功率为尸」=43W,选项C正确；由尸入=

UiIit解得保险丝中电流∕ι=0.4A,即保险丝熔断电流不得低于0.4A,选项D错误。

9.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2:1,原线圈接在"=UmCθs（"f+9）

的交流电源上，副线圈接一定值电阻Ro和滑动变阻器K,电流表、电压表均为理想交流电表。

当滑动变阻器R的滑片产由“端向b端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（）

A.电流表Ai、A2的示数之比为2：1

B.电压表Vi、V2的示数之比为1：2

C.滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小

D.原线圈的输入功率可能减小

解析：选C根据理想变压器的电流规律可知：7i=~=∣,即电流表Ai、A2的示数之

hn∖Z

比为1：2,选项A错误；再根据电压规律为圣=乎=：,即电压表Vi、V2的示数之比为2:

（√2〃21

1,选项B错误；当滑动变阻器的滑片P由α端向％端滑动时，变阻器的电阻变小，故副线

圈的电流变大，如果把KO看成副线圈的内电阻，则当A=Ro时，变阻器消耗的电功率才最

大，故R消耗的电功率可能会先增大后减小，选项C正确；由于副线图的电流变大，则原

线圈的电流也会变大，故原线圈输入的电功率也会变大，选项D错误。

10.如图所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器

与用户相连，两变压器均为理想变压器。当升压变压