1、高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-1-课时规范练 36 理想变压器 电能的输送基础对点练1.(多选)(理想变压器原、副线圈关系的应用)如图为日常生活中常见的点火装置原理图,先将 1.5 V 直流电压通过转换器转换为正弦交变电压 u=6sin t(V),然后将其加在理想变压器的原线圈n1 上,当副线圈 n2 两端电压达到 12 kV 以上时放电针之间空气被击穿,从而引发电火花点燃气体。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 VB.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 103D.要实现点火则副线圈与原线圈
2、的匝数比至少大于 2 0002.(理想变压器的动态分析)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 21,原线圈两端所加电压如图乙所示,与副线圈相连的两个灯泡完全相同,闭合开关 S 后,下列说法正确的是()A.电流表示数减小B.电压表示数为 110 VC.变压器的输入功率增大D.灯泡上的交变电流每秒钟方向改变 50 次3.(多选)(理想变压器的动态分析)(2020 广东惠州高三一模)某发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻 R 供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表 V 的读数分别为 I、U,R 消耗的功率为 P。若发电机线圈的转速变为原
3、来的 2 倍,则()A.R 消耗的功率变为 2PB.电压表 V 的读数变为 2UC.电流表 A 的读数变为 2ID.通过 R 的交变电流频率不变4.(多选)(远距离输电、互感器)如图所示为某小型发电站高压输电示意图,变压器均为理想变压器,发电机输出功率恒定为 48 kW。在输电线路上接入一个电流互感器,其原、副线圈的匝数比为 120,电流表的示数为 1 A,输电线的总电阻为 10,下列说法正确的是()高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-2-A.用户端的功率为 44 kWB.升压变压器的输出电压 U2=2 400 VC.降压变压器的输入电压 U3=2 000 VD.如果用户电压为
4、 220 V,则降压变压器的原副线圈匝数比为 1015.(理想变压器原、副线圈关系的应用)家用燃气热水器点火装置的原理可简化如图,将家用交变电流 u=220 sin 314t(V)接入理想变压器原线圈,原、副线圈的匝数分别为 n1、n2。已知点火针与感应针之间的电压瞬时值大于 2 000 V,就会引发火花,点燃气体。以下判断正确的是()A.原线圈中磁通量的变化率大于副线圈B.由原理简化图可知,点火针的电势始终比感应针高C.原、副线圈变压器的匝数比可以为 D.变压器的输入功率与输出功率之比 素养综合练6.(2020 广东珠海高三三模)如图甲所示,M 是一个小型理想变压器,原副线圈匝数之比 n1n
5、2=101,接线柱 a、b 间接一正弦交变电源,其电压随时间的变化规律如图乙所示。变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中 R2 是用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器,R1 为一定值电阻。下列说法中正确的是()A.电压表 V 的示数为 22 VB.当 R2 所在处出现火警时,电压表 V 的示数增大C.当 R2 所在处出现火警时,电流表 A 的示数增大D.当 R2 所在处出现火警时,电阻 R1 的功率不变7.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1n2=51,电阻 R=20,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
6、 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()高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-3-A.只断开 S2 后,原线圈的输入功率增大B.输入电压 u 的表达式 u=20 sin(50t)C.若 S1 换接到 2,原线圈的输入功率为 1.6 WD.若 S1 换接到 2,R 消耗的电功率为 0.8 W8.(2021 福建福州高三模拟)一理想变压器原、副线圈的匝数比为 31,在原、副线圈的回路中分别接有阻值为 R 和 2R 的电阻,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示。设原线圈电阻两端的电压为 U,原、副线圈
7、回路中电阻消耗的功率的比值为 k,则下列说法中正确的是()A.U=V,k=B.U=V,k=C.U=V,k=D.U=V,k=9.(多选)(2020 江苏南京师大附中高三模拟)如图所示,变压器为理想变压器,副线圈中三个电阻的阻值大小关系为 R1=R2=2r=2,电流表为理想交流电表,原线圈输入正弦式交流电e=220 sin100t(V),开关 S 断开时,电阻 r 消耗的电功率为 100 W。下列说法正确的是()A.通过电阻 r 的电流方向每秒钟变化 100 次B.开关 S 闭合前后,电流表的示数之比为 23C.开关 S 闭合前后,电阻 R1 两端的电压之比为 23D.变压器原副线圈的匝数之比为
8、22310.(多选)(2020 山东日照高三月考)如图所示,导体棒 ab 的两个端点分别搭接在两个竖直放置、半径相等的金属圆环上,两圆环所在空间处于方向竖直向下的匀强磁场中,圆环通过电刷与导线 c、d 相接。c、d 间接一理想变压器(匝数比 n1n2=101),变压器副线圈接恒定电阻 R0。导体棒 ab 绕与 ab 平行的水平轴(即两圆环的中心轴,轴与环面垂直)OO以角速度 匀速转动,电流表的示数为 I,ab 棒、圆环和导线电阻均不计。下列说法正确的是()高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-4-A.输入变压器原线圈上的功率为 P=100I2R0B.取 ab 在环的最低端时 t=
9、0,则导体棒 ab 中感应电流的表达式是 i=Isin tC.若在 c、d 之间换接电阻 R1,电流表的示数不变,则 R1=100R0D.若在 c、d 之间换接电阻 R1,电流表的示数不变,则 ab 棒从圆环的最低端时转过 90的过程中流过 ab 棒的电荷量为 q=11.如图所示,一个理想变压器原线圈的匝数为 50,副线圈的匝数为 100,原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上,导轨间距为 0.4 m。导轨上有一长度略大于导轨间距且垂直于导轨的导体棒,导轨与导体棒的电阻忽略不计,副线圈回路中电阻 R1=5,R2=15,图中交流电压表为理想电压表。导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 1
10、T 的匀强磁场。导体棒在水平外力的作用下运动,其速度随时间变化的关系式为 v=5sin 10t(m/s),则下列说法正确的是()A.R1 的功率为 0.2 WB.电压表的示数为 5 VC.水平外力为恒力D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为 0.04 Wb/s 参考答案 课时规范练 36 理想变压器电能的输送1.AD 最大值为有效值的 倍,所以电压的有效值为 U=V=3 V,即电压表示数为 3 V,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圈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 12000V 时,就会在放电针间引发电火花进而点燃气体,转换器所输出的正
11、弦交变电压最大值为 6V,根据电压与匝数成正比,所以实现点火的条件是 =2000,故 C 错误,D 正确。2.C 原线圈输入电压不变,线圈匝数不变,则副线圈电压不变,即电压表示数不变,灯泡电阻不变,则电流表示数不变,A 错误。原线圈的输入电压有效值U1=V=220V,根据变压器原理可得 U2=U1=110V,所以电压表的示数为110V,B 错误。当 S 接通后,两个灯泡并联,增加一个负载,则副线圈功率增大,所以变高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-5-压器的输入功率增大,C 正确。根据题图乙可知,周期 T=0.02s,则频率 f=50Hz,灯泡上的交变电流每秒钟方向改变 100
12、 次,D 错误。3.BC 根据 Em=NBS,发电机线圈的转速变为原来的 2 倍,理想变压器的原线圈的最大电压为原来的2倍,根据U1=,原线圈两端的电压有效值增大2倍,根据 ,可知理想变压器的副线圈的电压为原来的 2 倍,电压表 V 的读数变为 2U,B 正确;R的电压变为原来的 2 倍,根据 P=,R 消耗的功率变为 4P,A 错误;根据欧姆定律 I=,通过理想变压器的副线圈的电流为原来的 2 倍,根据 ,理想变压器的副线圈的电流为原来的 2 倍,电流表 A 的读数变为 2I,C 正确;根据=2f,发电机线圈的转速变为原来的 2 倍,通过 R 的交变电流频率变为原来的 2 倍,D 错误。4.
13、ABD 设电流表的读数为 IA,互感器的原、副线器的匝数比为 nn=IAI2=120,解得 I2=20A,线路上损失的电压 U=I2r=2010V=200V,线路上功率的损耗P=UI2=20020W=4000W=4kW,用户端的功率为 P 用=P 出-P=48kW-4kW=44kW,故 A 正确;升压变压器的输出电压 U2=出 V=2400V,故 B 正确;降压变压器的输入电压 U3=U2-U=(2400-200)V=2200V,故 C 错误;如果用户电压为 220V,则降压变压器的原副线圈匝数比为 ,故 D 正确;故选 ABD。5.C 理想变压器的原线圈的磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率
14、相同,故 A错误;根据交变电流的特点可知,在前半个周期内,若点火针的电势比感应针高,则有在后半个周期内点火针的电势比感应针低,故 B 错误;根据原、副线圈的电压与匝数成正比可知 ,故原、副线圈变压器的匝数比可以为 ,故 C正确;根据理想变压器的特点可知,变压器的输入功率与输出功率之比为 P1P2=11,故 D 错误。6.C 由图像可知,输入的电压有效值为 220V,变压器的电压与匝数成正比,由此可得副线圈的电压为 22V,电压表测的是半导体热敏材料的电压,R1、R2 的总电压为22V,所以电压表的示数小于 22V,所以 A 错误;当出现火警时,温度升高,电阻 R2减小,副线圈的电流变大,所以原
15、线圈电流即电流表示数增大,则 R1 的电压要增大,消耗的功率也增大,由于副线圈的总电压不变,所以 R2 的电压即电压表示数就要减小,所以C 正确,B、D 错误。7.D 只断开 S2后,负载电阻变为原来的 2 倍,副线圈电压不变,则副线圈的功率变小,即原线圈的输入功率变小,A 错误;由图乙知周期 T=0.02s,=rad/s=100rad/s,所以输入电压 u 的表达式应为 u=20 sin100t(V),B 错误;若 S1 换接到 2,由 ,U1=20V,得电阻 R 电压有效值为 4V,R 消耗的电功率为高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-6-P2=W=0.8W,而变压器两端的
16、功率相等,则输入功率也为 0.8W,C 错误,D 正确。8.C 设原线圈电流为 I1,则副线圈电流 I2=I1=3I1根据 P=I2R 可知原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k=原线圈电阻两端的电压为 U=I1R则次级电压 U2=I22R=6U则初级电压 U1=U2=18U则 U+18U=V=220V解得 U=V故选 C。9.ABD 交流电的频率为f=50Hz,知通过电阻r的电流方向每秒钟变化100次,A正确;开关 S 闭合之前,次级电阻 3,次级电流 I2=,开关 S 闭合之后,次级电阻 2,次级电流 I2=,开关 S 闭合前后次级电流比为 23,根据 得原线圈的电流I1=I2,可知开
17、关 S 闭合前后,电流表的示数之比和副线圈的电流之比相同是 23,B正确;开关 S 闭合之前,通过电阻 R1 的电流 IR1=I2=,开关 S 闭合之后,通过电阻 R1的电流 IR1=I2=,开关 S 闭合前后,通过电阻 R1 的电流之比为 43,C 错误;开关 S断开时,电阻 r 消耗的电功率为 100W,可知次级电流,I2=10A,次级电压有效值U2=I2(R1+r)=30V,变压器初级电压有效值 U1=220V,则变压器原副线圈的匝数之比为 ,D 正确。10.ACD 由于电流表的示数为 I,根据电流与匝数成反比可得副线圈电流为 10I,副线圈的电压为 U2=I2R0=10IR0,根据理想
18、变压器的电压与匝数成正比可知,变压器原线圈两端的电压 U1=100IR0,输入变压器原线圈上的功率为 P=U1I=100I2R0,故 A 正确;ab 在最低点时,ab 棒速度方向与磁场垂直,此时的感应电动势最大,感应电流最大,所以棒 ab 中感应电流的表达式应为 i=Icost,故 B 错误;根据变压器原理可得U1=U2,I=I2;若将副线圈电阻等效接入原线圈,则等效电阻 R 等效=R0,所以若在 c、d 之间换接电阻 R1,电流表的示数不变,则 R1=R0=100R0,故 C高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-7-正确;棒 ab 中感应电流的表达式应为 i=总cost=Icost,则有 总=I,根据电荷量的公式 q=
