1、第101练理想变压器(时间25分钟)思维方法1变压器联系着两个电路:原线圈电路、副线圈电路原线圈在原线圈电路中相当于一用电器,副线圈在副线圈电路中相当于电源2变压器的输入电压决定输出电压,但输入电流、功率却由输出电流、功率决定选择题1(多选)如图所示,理想变压器的原线圈接在稳压交流电源上,R1、R2、R3是阻值相等的定值电阻,电表A为理想电流表,调节滑片P可以改变原线圈匝数初始时,开关K处于断开状态,下列说法正确的是()A.只把滑片P向上滑动,电流表示数将增大B只把滑片P向下滑动,电阻R1消耗的功率将增大C只闭合开关K,电阻R2消耗的功率将增大D只闭合开关K,电流表示数将变大2一理想自耦变压器
2、如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈在a、b间接电压为U1的交变电流,其瞬时值表达式为u220sin 50t(V),c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中,下列说法正确的是()AU1110 VBU2U1CU2逐渐减小Dc、d间输出交流电的频率为50 Hz3(多选)2022四川德阳市一诊如图甲所示,一理想变压器原、副线圈匝数之比为112,其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电,副线圈通过电流表与负载电阻R相连若交流电压表和交流电流表都是理想电表,则下列说法中正确的是()A变压器输入电压的最
3、大值是220 VB电压表的示数是40 VC若电流表的示数为0.50 A,变压器的输入功率是20 WD原线圈输入的正弦交变电流的频率是100 Hz4(多选)如图所示,足够长的两条平行金属导轨竖直放置,其间有与导轨平面垂直的匀强磁场,两导轨通过导线与检流计G1、线圈M接在一起N是绕在“”形铁芯上的另一线圈,它与检流计G2组成闭合回路现有一金属棒ab沿导轨由静止开始下滑,下滑过程中与导轨垂直且接触良好,在ab下滑的过程中()A.通过G1的电流是从左端进入的B通过G2的电流是从右端进入的C检流计G1的示数逐渐增大,达到最大值后恒定D检流计G2的示数逐渐减小,最后趋于一不为零的恒值5科学中心某款手摇点火
4、器原理如图所示当钢针和金属板间瞬时电压超过5 000 V时可以产生电火花已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2 T,手摇发电机线圈的面积为0.25 m2,共50匝,不计内阻,变压器为理想变压器,其原、副线圈匝数比为1100.下列说法正确的是()A线圈转速等于2 r/s时,点火器可以产生电火花B线圈转速等于4 r/s时,点火器可以产生电火花C电压表的示数为5 V时,点火器可以产生电火花D电压表的示数为25 V时,点火器可以产生电火花6如图所示为某种电吹风机电路图,a、b、c、d为四个固定触点绕O点转动的扇形金属触片P,可同时接触两个触点,触片P处于不同位置时,电吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三
5、种状态n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数,该电吹风机的各项参数如下表所示下列说法正确的是()冷风时输入功率60 W热风时输入功率460 W小风扇额定电压60 V正常工作时小风扇输出功率52 WA.触片P同时接触b、c两个触点时电吹风机吹热风B.理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2311 C电吹风机吹热风时电热丝上的电流为 A D小风扇的内阻为8 72022吉林省白山市一模在图示电路中,理想变压器原线圈的匝数为220,副线圈的匝数可调,L1、L2、L3和L4是四个相同的灯泡当在a、b两端加上瞬时值表达式为u220sin 100t(V)的交变电压时,调节副线圈的匝数,使四个灯泡均正常发光下
6、列说法正确的是()A.变压器副线圈的匝数为440B.灯泡的额定电压为55 VC.变压器原线圈两端电压为220 VD.穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.1 V第101练理想变压器1答案:BD解析:只把滑片P向上滑动,原线圈匝数增大,根据可知,副线圈两端电压U2变小,根据闭合电路欧姆定律可知,副线圈中电流变小,副线圈功率P2I2U2变小,则输入功率变小,输入电压不变,则原线圈电流变小,电流表示数将变小,故A错误只把滑片P向下滑动,原线圈匝数变小,副线圈两端电压U2变大,根据闭合电路欧姆定律可知,副线圈中电流变大,根据PIR1,可知电阻R1消耗的功率将增大,故B正确只闭合开关K,副线圈所在
7、电路总电阻变小,匝数比和输入电压不变,则输出电压不变,根据闭合电路欧姆定律可知,副线圈所在电路干路电流变大,R1分压变大,则R2两端电压变小,R2消耗的功率将减小;副线圈所在电路干路电流变大,变压器输出功率变大,则输入功率变大,输入电压不变,则原线圈中电流变大,电流表示数将变大,故C错误,D正确2答案:C解析:根据题意可知U1 V,A项错误;根据理想变压器的变压规律有,结合n1n2,可知U2U1,B项错误;在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中n2逐渐减小,结合上述分析可知U2也逐渐减小,C项正确;根据u220sin 50t(V)可知2f50,解得交流电的频率为f25 Hz,D项错误3答案
8、:BC解析:由题图乙可知交流电压最大值Um220 V,故A错误;输入电压的有效值为220 V,根据变压器电压与匝数成正比知电压表示数U2U140 V,电压表的示数是40 V,选项B正确;流过电阻中的电流为0.5 A,变压器的输入功率是P入P出U2I2400.5 W20 W,故C正确;变压器不改变频率,由题图乙可知交流电周期T0.02 s,可由周期求出正弦交变电流的频率是50 Hz,故D错误4答案:BC解析:金属棒ab沿导轨下滑,根据右手定则可知,在ab下滑的过程中,产生的感应电流方向由a到b,所以通过G1的电流是从右端进入的,故A错误金属棒ab开始时做加速运动,所以在线圈M中产生的磁场逐渐增大
9、,变化的磁场通过另一线圈N,产生了感应电流,在线圈M中是向下且逐渐变大的磁场,根据楞次定律可知,在线圈N中感应电流产生的磁场向下,所以通过G2的电流是从右端进入的,故B正确由于金属棒ab开始时做加速运动,产生的感应电流逐渐变大,同时受到的安培力也在增大,安培力与重力平衡后,G1中的电流恒定,线圈M中的磁场不再变化,那么在线圈N中就不能产生感应电流,所以检流计G1的示数逐渐增大,最后达到最大值不变,检流计G2的示数逐渐减小,最后减为零,故C正确,D错误5答案:B解析:线圈在匀强磁场中转动产生交流电,设转速为n,则发电机的最大电动势为EmNBS NBS2n,发电机的最大电动势等于变压器原线圈两端电
10、压的最大值,即U1mEm,根据理想变压器原、副线圈的匝数比等于其两端电压之比,有;钢针和金属板间瞬时电压超过5 000 V时可以产生电火花,现令U2m5 000 V,联立各式解得U1m50 V,n r/s3.18 r/s,故线圈转速等于2 r/s时,点火器不能产生电火花,线圈转速等于4 r/s时,点火器能产生电火花,故A错误,B正确;电压表的示数为原线圈两端的电压有效值,恰好能点火时,电压表示数UV25 V,5 V和25 V均小于25 V,故C、D错误6答案:D解析:小风扇与电热丝同时接入电路时吹热风,触片P应同时接触c、d两个触点,A错误;根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系有,代入
11、数据得,B错误;电吹风机吹热风时电热丝的热功率为PP热入P冷入(46060) W400 W,则电热丝上的电流为I1 A,C错误;小风扇的内耗功率为PrP冷入P出(6052) W8 W,又流过小风扇的电流为I A1 A,则由PrI2r得r 8 ,D正确7答案:B解析:四个灯泡均正常发光,且灯泡均串联在电路中,说明通过变压器原、副线圈中的电流相同,根据,可得变压器副线圈的匝数n2n1220,故A错误;根据题意,a、b两端电压的有效值为U V220 V,设每个灯泡的额定电压为U0,原线圈两端电压为U1,则有U2U0U1,又,联立可得U055 V,U1110 V,故B正确,C错误;原线圈两端电压的最大值为UmU1110 V,根据法拉第电磁感应定律有Umn1,解得穿过原线圈的磁通量变化率的最大值为 V,故D错误