高考物理一轮练习高考必考题突破讲座11理想变压器的解题策略

第十一章高考必考题突破讲座(十一)1．(2018·江苏无锡模拟)如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态．当S闭合后，所有灯泡都能发光，则下列说法中正确的有(C)A．副线圈两端电压不变B．灯泡L1亮度变亮，L2的亮度不变C．副线圈中电流变大，灯泡L1变亮，L2变暗D．因为不知变压器原、副线圈的匝数比，所以L1及L2的亮度变化不能判断解析在原线圈回路中，U＝I1RL1＋U1，在副线圈回路中，U2＝I2RL，根据变压器工作原理有eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，综合以上各式有U＝I2(eq\f(n2,n1)RL1＋eq\f(n1,n2)RL)，当S闭合后，RL减小，通过副线圈的电流I2增大，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知，通过原线圈的电流也增大，故L1因两端电压变大而变亮，则原线圈两端的输入电压减小，副线圈两端的输出电压也随之减小，L2两端电压变小，L2变暗，所以只有选项C正确．2．(2018·湖北黄冈模拟)如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，原线圈接u＝220eq\r(2)sin100πtV的交流电，电阻R1＝R2＝25Ω，D1、D2为两只理想二极管，假设两二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，则副线圈电路中理想交流电流表的读数为(B)A．1A B．2AC．eq\r(2)A D．2eq\r(2)A解析由于二极管具有单向导电性，在一个周期内相当于只有一个电阻能够正常工作，由理想变压器变压规律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，输出电压U2＝50V，所以电流表读数I＝eq\f(50,25)A＝2A，选项B正确．3．(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，电流表读数变小解析Q位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由P＝eq\f(U\o\al(2,2),R＋R0)可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由P＝U1I1，可知原线圈电流I1减小，故选项A错误，B正确；当P位置不动，Q上滑时，由eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)知U2增大，同理分析原线圈电流I1增大，故选项C正确，D错误．4．为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4<n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL>2R，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、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R4两端的电压解析设A、B两端所加电压为U.由欧姆定律知，通过A2表的电流大小I2＝eq\f(U,2R＋RL).通过升压变压器升压后输出电压U′＝eq\f(n2,n1)U，降压变压器获得电压为U′－I1·2R＝eq\f(n2,n1)U－I1·2R，灯泡L1两端电压为(eq\f(n2,n1)U－I1·2R)eq\f(n4,n3)，则通过灯泡L1的电流为eq\f(\f(n2,n1)U－I1·2R\f(n4,n3),RL).故由变压器电流变化规律得I1＝eq\f(\f(n2,n1)U－I1·2R\f(n4,n3),RL)eq\f(n4,n3).又因为n1＝n4<n2＝n3，解上式得I1＝eq\f(U,\f(n2,n1)RL＋\f(n1,n2)·2R).因为RL>2R，n2>n1，求差得eq\f(n2,n1)RL＋eq\f(n1,n2)·2R－(RL＋2R)＝(n2－n1)·(eq\f(RL,n1)－eq\f(2R,n2))>0，即eq\f(n2,n1)RL＋eq\f(n1,n2)·2R>RL＋2R，所以I1<I2.选项A错误；通过灯泡L1的电流为eq\f(n3,n4)I1＝eq\f(n2,n1)I1＝eq\f(U,RL＋\f(n\o\al(2,1),n\o\al(2,2))·2R)>I2，故灯泡L1亮度更大，选项B错误；由于I1<I2，根据欧姆定律以及电功率的有关知识可知，选项C错误，D正确．5．(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，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的电容解析要使灯泡变亮，可将电压调大，或增大副线圈匝数，即向上滑动P，选项A错误，B正确；电容器对交变电流的作用为“通高频，阻低频”，且电容越小，阻碍作用越大，故增大频率，电压增大，减小电容，电压减小，选项C正确，D错误．电容器的特点：阻直流，通交流，阻低频，通高频．6．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(B)A．380V5.3A B．380V9.1AC．240V5.3A D．240V9.1A解析理想变压器功率P1＝P2＝U1I1＝2kW，U1＝220V，可得I1＝eq\f(P1,U1)≈9.1A；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝380V．选项B正确．7．(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.V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(BC)A．电压表的示数等于5V B．电压表的示数等于eq\f(5,\r(2))VC．实现点火的条件是eq\f(n2,n1)>1000 D．实现点火的条件是eq\f(n2,n1)<1000解析