1、第2讲 变压器 电能的输送 A组基础题组一、单项选择题1如图所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是()A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220 V时，副线圈输出直流电压12 VD当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小解析：根据铭牌上所提供的信息可知，变压器的输入电压为220 V，输出电压为12 V，该变压器为降压变压器，故选项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，
2、故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误。答案：B2(2019高考江苏卷)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为110，当输入电压增加20 V时，输出电压()A降低2 VB增加2 VC降低200 V D增加200 V解析：假设理想变压器原线圈的输入电压为U1，则由变压器的工作原理可知，变压器副线圈的输出电压为U210U1；当输入电压增加20 V时，即输入电压为U120 V，则变压器的输出电压为U210(U120 V)，则输出电压的变化量为UU2U210U1200 V10U1200 V，即输出电压增加200 V，A、B、C错误，D正确。答案：D3(2021河北衡水高三调研)如图所示
3、，理想变压器的原线圈接入u11 000sin 100t(V)的交变电压，副线圈通过电阻r6 的导线对“220 V880 W”的电器RL供电，该电器正常工作。由此可知()A原、副线圈的匝数比为501B交变电压的频率为100 HzC副线圈中电流的有效值为4 AD变压器的输入功率为880 W解析：由题可知，副线圈输出电压U2220 VUr，故A错误；2f100 rad/s，f50 Hz，故B错误；I2 A4 A，故C正确；由理想变压器输入功率等于输出功率可知P入P出Ir880 W880 W，故D错误。答案：C4生活中选保险丝时，其熔断电流(最大承受电流的有效值)是最重要参数。如图，一个理想变压器初级
4、线圈与次级线圈的匝数比为51，初级线圈两端a、b接正弦交流电源，在原线圈前串接一个规格为“熔断电流0.25 A、电阻5 ”的保险丝，电压表V的示数稳定为220 V，如果负载电阻R44 ，各电表均为理想电表，则()A电流表A的示数为1.41 AB工作一段时间，保险丝会被熔断Cab端输入功率为44 WDab端输入功率为44.2 W解析：根据变压器原副线圈两端的电压之比等于线圈的匝数之比，可求得副线圈两端电压U222044 V，再由欧姆定律可求得电流表的示数为I21 A，A错误；根据变压器原副线圈电流之比等于线圈的匝数的反比，可求得原线圈中的电流I11 A0.2 A，保险丝不会被熔断，B错误；ab端
5、输入功率为PI1U1IR丝44.2 W，C错误，D正确。答案：D5如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为14，正弦交流电源电压为U100 V，电阻R110 ，R220 ，滑动变阻器R3最大阻值为40 ，滑片P处于正中间位置，则()A通过R1的电流为8 AB电压表读数为400 VC若向上移动P，电压表读数将变大D若向上移动P，电源输出功率将变小解析：理想变压器原副线圈匝数之比为14，可知原副线圈的电流之比为41，设通过R1的电流为I，则副线圈电流为0.25I，初级电压U1UIR110010I，根据电压比等于匝数比可知4，U20.25I(R2)10I，联立解得I8 A，U280 V，故A正确，B
6、错误；若向上移动P，则R3电阻减小，次级电流变大，初级电流也变大，根据PIU知电源输出功率将变大，电阻R1的电压变大，变压器输入电压变小，次级电压变小，电压表读数将变小，故C、D错误。答案：A二、多项选择题6(2021广东深圳高三联考)如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法有()A将R上的滑片向上移动B将R上的滑片向下移动C将开关S掷向1D将开关S掷向2解析：输入的电压和匝数比不变，输出的电压也不变，当滑片向上移动时，副线圈所在电路的电阻变小，所以电流要增加，电流表示数增大，故选项A正确；当滑片向下移动时，副线圈所在电路的电阻变大，所以电流要变小，故选项B错误；将开
7、关S掷向1，原线圈的匝数变大，由电压与匝数成正比可得，副线圈的输出电压要减小，副线圈所在电路的电阻不变，所以电流要减小，故选项C错误；将开关S掷向2时，原线圈的匝数减小，副线圈的输出电压要变大，副线圈所在电路的电阻不变，所以电流要增大，故选项D正确。答案：AD7图乙中，理想变压器原、副线圈匝数比n1n251。原线圈接入如图甲所示的正弦交流电。电路中电表均为理想电表，定值电阻R1R24 ，D为理想二极管(该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大)，则()A电阻R2两端的电压频率为50 HzB电流表的示数为5 AC原线圈的输入功率为150 WD将R1摘掉，电压表的示数不变解析：由题图甲可知，交流电
8、的周期为0.02 s，故频率为50 Hz，而变压器及二极管均不会改变交流电的频率，故电阻R2两端的电压频率为50 Hz，故A正确；经变压器后，输出电压为 V20 V，因二极管的单向导电性，只有一半时间内有电压加在R2两端，则由有效值的定义可得U10 V，则电流表的示数为 A，故B错误；原线圈输入功率等于副线圈输出的功率，输出功率P W()24 W150 W，故C正确；因输出电压由输入电压决定，故将R1摘掉，电压表的示数不变，故D正确。答案：ACD8(2021河南顶级名校高三联合质量测评)如图所示为电能输送的示意图，升压、降压变压器均为理想变压器，输电线总电阻R为8 ，升压变压器的输入功率为10
9、0 kW，用户端得到的电压为220 V，用户得到的功率为95 kW。下面说法正确的是()A输电线上损失的电压为50 VB升压变压器输出电压为4103VC降压变压器原、副线圈匝数比为D用户端负载增加，有利于减少远距离输电的电能损失解析：由PI2R知输电线上的电流I 25 A，输电线上损失的电压UIR200 V，故选项A错误；升压变压器的输出电压U2 V4 000 V，故选项B正确；降压变压器的输入电压U3U2U3 800 V，降压变压器的原、副线圈的匝数比为3 80022019011，故选项C正确；用户端负载增加，降压变压器的副线圈的电流增大，根据变压器的电流与匝数关系可知降压变压器的原线圈的电
10、流增大，由PI2R知输电线上的损失功率增大，故选项D错误。答案：BCB组能力题组9(多选)(2021适应性测试重庆卷)如图(1)、(2)所示，理想变压器对电器供电，其输入电压u27 000sin 100t(V)，电器RL与RL的参数分别为“220 V/1 100 W”“220 V/440 W”，输电线的总电阻r2 。若两图中电器都能正常工作，则()A图(1)中电阻r的功率为50 WB图(2)中变压器的输入功率比图(1)中变压器的输入功率增加了440 WC图(1)中原、副线圈匝数比n1n22 70023D图(2)中原、副线圈匝数比n1n21 50013解析：根据PUI可得通过电器RL的电流为IL
11、 A5 A电阻r的功率为PrIr522 W50 W故A正确；图(1)变压器输出电压为U出ULIr220 V52 V230 V图(1)输入功率等于输出功率，则P1U出IL2305 W1 150 WRL正常工作的电流为IL A2 A图(2)中干路电流为I总ILIL7 A图(2)中输出电压为U出ULI总r220 V72 V234 V图(2)中输入功率等于输出功率，则P2U出I总2347 W1 638 W图(2)中变压器的输入功率比图(1)中变压器的输入功率增加了PP2P11 638 W1 150 W488 W，故B错误；由于输入电压为U入 V27 000 V则图(1)中原、副线圈匝数比图(2)中原、
12、副线圈匝数比故C正确，D错误。答案：AC10如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为110的理想变压器给一个灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W。现闭合开关，灯泡正常发光。则()At0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零B交流发电机的转速为100 r/sC变压器原线圈中电流表示数为1 AD灯泡的额定电压为220 V解析：由图乙可知，当t0.01 s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故选项A错误；由图乙可知，交流电的周期为0.02 s，则转速为n50 r/s，故选项B错误；原
13、线圈输入电压有效值为22 V，则副线圈的电压为2210 V220 V，由PUI可知，副线圈电流I2 A0.1 A，则由解得I11 A，故选项C正确；灯泡正常发光，故额定电压为220 V，故选项D错误。答案：C11(2020高考山东卷)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1n2223，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 ，额定电压为24 V。定值电阻R110 、R25 ，滑动变阻器R的最大阻值为10 。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为()A1 B5 C6 D8 解析：由得U230 V，灯泡正常工作时UL24 V，I A1.6 A，R1两端电
14、压UR1U2UL30 V24 V6 V，通过R1的电流I10.6 A，通过R的电流IRII11 A，由欧姆定律得RR2 6 ，可解得R1 ，选项A正确。答案：A12(多选)如图所示，边长为l1、l2的单匝矩形线框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框可绕轴OO转动，轴OO与磁场垂直，线框通过连接装置与理想变压器、小灯泡连接为如图所示的电路。已知小灯泡L1、L2额定功率均为P，正常发光时电阻均为R。当开关闭合，线框以一定的角速度匀速转动时，灯泡L1正常发光，电流表A示数为I；当开关断开时，线框以另一恒定的角速度匀速转动，灯泡L1仍正常发光，线框电阻、电流表A内阻不计，以下说法正确的是()A
15、断开开关S时，电流表示数为2IB变压器原、副线圈的匝数比为C当开关闭合时线框转动的角速度为D当开关断开时线框转动的角速度为解析：由于小灯泡功率为PI22R，可得I2，由于，断开开关S时，小灯泡正常发光，电流I2不变，故变压器原线圈电流仍为I；由于U1，U1IP，可得当开关闭合时线框转动的角速度为，当开关断开时两个小灯泡总功率为2P，原线圈电流I不变，则原线圈输入功率为2PUI，U，可得当开关断开时线框转动的角速度为，综上分析可知，A、C错误，B、D正确。答案：BD13(2021江苏泰州高三上学期期末)如图所示，电阻不计的闭合导线框abcd处于磁感应强度B T的匀强磁场中，线框匝数为50匝，面积
16、S为0.5 m2。线框绕垂直于磁场方向的轴以角速度200 rad/s匀速转动，并与理想变压器相连，变压器副线圈接入一只额定电压为250 V的灯泡，灯泡恰能正常发光。求：(1)线框转动过程中感应电动势的最大值；(2)变压器原、副线圈的匝数比；(3)已知交流电流表示数为0.1 A，则线框从图示位置转过90的过程中外力对线框做的功。解析：(1)线框转动产生的感应电动势的最大值：EmNBS500.5200 V500 V。(2)原线圈电压的有效值为：U1500 V，额定电压为250 V的灯泡恰能正常发光，故副线圈两端的电压U2250 V，。(3)由能量守恒可知，线框从图示位置转过90的过程中外力对线框做的功，等于电路中消耗的电能：WU1IU1I5000.1 J0.39 J。答案：(1)500 V(2)21(3)0.39 J
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