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专题09 理想变压器模型
一.理想变压器的动态电路分析
1.电压、电流、功率的制约关系
(1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比一定时,输入电压U1 决定输出电压U2,即U2
=。
(2)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比一定,且输入电压U1确定时,副线圈中的输出电
流I2决定原线圈中的电流I1,即I1=(只有一个副线圈时)。
当负载电阻R 的阻值增大时,I2减小,则I1相应减小;当负载电阻R 的阻值减小时,I2增大,
则I1相应增大。因此,在使用变压器时不能使变压器副线圈短路。
(3)功率制约:P2决定P1,P2增大,P1增大;P2减小,P1减小;P2为零,P1为零。
2.动态电路两种常见情况
(1) 原、副线圈匝数比不变,分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况,顺序是
R→I2→P2→P1→I1。
(2) 负载电阻不变,分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况,顺序是n1 、
n2→U2→I2→P2→P1→I1。
二.原线圈含电阻的变压器问题
1.负载与原线圈串联,如图甲所示。
负载会分担一部分电压,原线圈两端的电压U1=U-UR,流过负载的电流等于原线圈中的电
流,有=,=。
2.负载与原线圈并联,如图乙所示。
负载会分流,原线圈两端的电压U1=U,流过原线圈的电流I1=I-IR,有=,=。
1
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三.有多个副线圈的变压器
如图所示,S1、S2都闭合
(1)电压关系:==。
(2)电流关系:n1I1=n2I2+n3I3。
(3)功率关系:P1=P2+P3。
【模型演练1】(23-24 高二上·浙江杭州·期末)如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器
的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户,
两条输电线的总电阻用R0表示,变阻器R 代表用户用电器的总电阻,当用电器增加时,相当于R 的值减小
(滑动片向下移)。如果变压器上的能量损失可以忽略,当用户的用电器增加时,有关图中各表的读数变
化判断正确的是( )
2
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A.A2读数变小
B.A1读数变大
C.V1读数变大
D.V3读数不变
【答案】B
【详解】由于变压器原线圈的输入电压
不变,则V1读数不变,根据
可知副线圈的输出电压
不变,当用户的用电器增加时,则
减小,副线圈回路总电阻减小,根据欧姆定
律可知,副线圈电流
增大,则A2读数变大;根据
可知原线圈电流
增大,则A1读数变大;由于通过
的电流增大,
两端电压增大,根据
可知V3读数变小。
故选B。
【方法总结】理想变压器动态问题的处理方法
(1)抓住三个决定原则:输入电压U1决定输出电压U2;输出电流I2决定输入电流I1;输出功率
P2决定输入功率P1。
(2)抓住三个解题关键:
①把副线圈当作电源,研究副线圈电路电阻变化情况。
②根据闭合电路欧姆定律,判定副线圈电流的变化、功率的变化。
③根据理想变压器的变压规律、变流规律和功率规律判定原线圈电流的变化及输入功率的变
化。
3
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【模型演练2】.(23-24 高二上·江西鹰潭·期末)理想变压器原、副线圈a、b 的匝数之比为
,
原线圈接在
的交流电源上,副线圈中“20V 20W”的灯泡L 恰好正常发光,电阻
,电压表V 为理想电表。则下列推断正确的是( )
A.原线圈的输入电压为150V
B.交变电流的频率为100Hz
C.电压表V 的示数为
D.
消耗的功率小于
消耗的功率
【答案】A
【详解】B.由
可知,电源的输入电压为
角速度为
频率为
故B 错误;
C.灯泡正常发光,则电流为
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电压表V 的示数为
故C 错误;
A.根据原副线圈电压与匝数成正比,有
解得原线圈的输入电压为
故A 正确;
D.电源根据原副线圈电流与匝数成反比,有
解得
电源输入电压的有效值为
根据欧姆定律和功率公式可得R1消耗的功率为
R2消耗的功率为
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可知
消耗的功率大于
消耗的功率,故D 错误。
故选A。
【模型演练3】(23-24 高二下·全国·课时练习)如图甲所示,一个理想变压器,两线圈的匝数分别为n1和
n2,原线圈的输入功率和副线圈的输出功率分别为P1和P2,输入电压和输出电压分别为U1和U2,原线圈
的电流和副线圈的电流分别为I1和I2,请思考下列问题:
(1)原、副线圈中的功率有什么关系?
(2)原、副线圈中的电流与匝数有什么关系?
(3)如图乙所示,功率、电压和电流与匝数有什么关系?
【答案】(1)P1=P2;(2)
;(3)
,
,n1I1=n2I2+n3I3
【详解】(1)变压器不改变功率,则输入功率等于输出功率,即
P1=P2
(2)由能量守恒有P1=P2,即
U1I1=U2I2
根据原副线圈电压与匝数的关系
所以原、副线圈中的电流与匝数的关系为
(3)输入功率等于输出功率,即
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P1=P2+P3
穿过原、副线圈的磁通量相等,磁通量的变化率
相等,所以有
,
,
故有
由能量守恒有
P1=P2+P3
即
U1I1=U2I2+U3I3
可得
n1I1=n2I2+n3I3
一、单选题
1.(2023 高二下·全国·期末)如图,变压器是理想变压器,电压表
、
为理想电表,定值电阻
、
阻值之比为
。在a、b 端输入电压有效值不变的正弦交流电,
、
消耗的功率之比为
,则电压表
、
示数之比为( )
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A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】设原线圈中电流为
,副线图中电流为
,由于定值电阻
、
之比为
,
、
消耗的功
率之比为
,则
则
因此
故选C。
2.(23-24 高二下·江苏·阶段练习)如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1,原线圈输入的
交流电压瞬时值的表达式为u=220
sin100πt(V),定值电阻R1的阻值为60Ω,电阻箱R2的初始阻值为
20Ω,灯泡L 阻值恒为20Ω。下列说法正确的是( )
A.电流表的示数为
A
B.逐渐增大R2的阻值,R1功率逐渐变大
C.当R2=60Ω 时,副线圈功率达到最大
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D.若将R1换为一个理想二极管,则灯泡L 两端电压的有效值为110
V
【答案】C
【详解】A.R2和灯泡L 并联后的电阻为R 次=10Ω,变压器以及次级的等效电阻为
初级电流为
初级电压
次级电压为
则电流表的示数为
选项A 错误;
B.逐渐增大R2的阻值,则等效电阻R 等效变大,则初级电流减小,则R1功率逐渐变小,选项B 错误;
C.将R1等效为电源内阻,则当
时负线圈功率最大,解得
R2=60Ω
选项C 正确;
D.将R1换为理想二极管之前,灯泡L 两端电压的有效值为44V;若将R1换为一个理想二极管,由于二极
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管有单向导电性,则灯泡L 两端电压的有效值将减小,不可能为110
V,选项D 错误。
故选C。
3.(23-24 高二下·辽宁·开学考试)在图甲所示的交流电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比为
,电
阻
,
为滑动变阻器,电流表为理想电表。电源输出电压u 随时间t 按正弦规律变化如图乙所
示,则下列说法正确的是( )
A.当
时,电流表的示数为1A
B.当
时,电源的输出功率为32W
C.滑片P 向下移动时,电流表示数增大
D.滑片P 向上移动时,流过
的电流增大
【答案】A
【详解】AB.根据题意,设原、副线圈的电压分别为
、
,电流分别为
,则变压器的等效电阻
为
等效电路如图所示
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结合图乙可知,电源输出电压的有效值为
当
时,等效电阻为
则电源的输出功率为
原线圈两端电压为
副线圈两端电压为
电流表读数为
A 项正确,B 项错误;
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C.滑片向下移动时,
减小,
减小,
减小,
减小,则电流表读数
减小,C 项错误;
D.滑片向上移动时,
增大,
增大,
增大,
减小,
增大,
减小,电流表读数
增大,设电
阻
的电流为
,由
可知,
减小,即流过
的电流减小,D 项错误。
故选A。
4.(23-24 高二下·北京西城·开学考试)街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输
入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户,输电
线的总电阻用R0表示,变阻器R 代表用户用电器的总电阻,当用电器增加时,相当于R 的阻值减小。如果
变压器上的能量损失可以忽略,当用户的用电器增加时,下列说法正确的是( )
A.电压表V1的示数减小
B.电压表V2的示数减小
C.电流表A1的示数减小
D.电流表A2的示数减小
【答案】B
【详解】AB.当用户的用电器增加时,相当于
减小,由
匝数不变,输入电压不变,则副线圈电压,即电压表
的示数不变。电压表
的示数
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减小,A 错误,B 正确;
CD.根据变压器规律,原副线圈中电流之比
又
所以随着
减小电流表
的示数增大。匝数不变,电流表
的示数增大,CD 错误。
故选B。
5.(23-24 高二上·江苏南京·期末)如图所示,变压器为理想变压器,电流表
内阻不可忽略,其余的均
为理想的电流表和电压表。
之间接有电压不变的交流电源,
为定值电阻,
为滑动变阻器。现将
变阻器的滑片沿
的方向滑动时,则下列说法正确的是( )
A.电流表
的示数都减小
B.电流表
的示数变小,
的示数增大
C.电压表
示数均变小
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D.电压表
示数变小,
示数变大
【答案】C
【详解】将变压器和整个副线圈电路一起等效为一个电阻,a、b 之间接有电压不变的交流电源,变阻器的
滑片沿c→d 的方向滑动时,接入电路的等效电阻变小,故电流表A1示数增大,原副线圈匝数比不变,故
电流表A2示数也增大;因为电源电压不变,所以电压表
示数变小,副线圈两端的电压减小,电压表
示数减小,
两端的电压增大,则滑动变阻器两端的电压减小,电压表
示数减小。
故选C。
6.(23-24 高二上·河南信阳·期末)如图甲所示,理想变压器的原线圈接在正弦交流电源上,原、副线圈
的匝数比为
三个定值电阻
,
电压表和电流表均可视为理想电表,已知,
中的电流
随时间t 变化的规律如图乙所示,则电压表和电流表的读数分别为( )
A.400V,1.5A
B.
,1.5A
C.
,
D.
,
【答案】A
【详解】根据题意,由图乙可知,流过
中的电流有效值为
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由并联分流可得,流过
中的电流有效值为
则流过副线圈的电流为
由电流与匝数关系可得,流过原线圈的电流为
即电流表示数为
,负载电阻的阻值为
则副线圈两端的电压我
由电压与匝数关系可得,原线圈两端的电压为
即电压表示数为
。
故选A。
7.(23-24 高二上·河北石家庄·期末)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=110
sin(100πt)V,
接在理想变压器aa′两端,变压器原线圈的匝数为200 匝,副线圈的匝数为100 匝,电阻R=11Ω。下列判断
正确的是( )
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A.此正弦交流电的频率为50Hz
B.副线圈上的电压的有效值为110V
C.电阻R 上的功率为270W
D.原线圈上的电流的有效值为10A
【答案】A
【详解】A.此正弦交流电的频率为
选项A 正确;
B.原线圈上的电压的有效值为
副线圈上的电压的有效值为
选项B 错误;
C.电阻R 上的功率为
选项C 错误;
D.原线圈上的电流的有效值为
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选项D 错误。
故选A。
8.(23-24 高二上·河北邯郸·期末)如图所示,理想变压器原线圈两端接电压有效值不变的交流电源,其
两个副线圈位于同一铁芯上,匝数分别为
和
,所接负载
。当只闭合
时,电流表示数为3A;
当
和
都闭合时,电流表示数为6A。则
的值为( )
A.2 1∶
B.3 1∶
C.4 1∶
D.9 1∶
【答案】B
【详解】变压器原、副线圈的磁通量变化率相同,故
由能量守恒得,输出功率等于输入功率,当只闭合
时
当
和
都闭合时
代入数据
,可得
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即
得
故选B。
9.(23-24 高二上·河南郑州·期末)图(a)中的变压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55Ω,A、V
均为理想电表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为110V,下列表述正确的是
( )
A.原、副线圈的匝数比为4:1
B.原线圈的电流为1A
C.原线圈的电压为
D.原线圈中交变电压的频率为100Hz
【答案】B
【详解】ACD.根据图(b)可知原线圈中交变电压的频率为
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原线圈的电压有效值为
根据变压器原、副线圈的匝数比等于电压比可得
故ACD 错误;
B.副线圈的电流为
根据
可得原线圈的电流为
故B 正确。
故选B。
10.(23-24 高二上·山东青岛·期末)如图所示,电压表、电流表均为理想电表,R 是光敏电阻,光照增强
时电阻变大,理想变压器原、副线圈的匝数之比
.原线圈接入“220V,50Hz”的正弦交流电时,
下列说法正确的是( )
A.若照射R 的光照减弱,则电流表示数将减小
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B.当电阻R=20Ω 时,电流表的示数为11A
C.把电流表换成二极管时,电压表V 的示数为11V
D.把电流表换成二极管时,电压表V 的示数为
【答案】D
【详解】A.若照射R 的光照减弱,则电阻减小,次级电流变大,则初级电流也变大,则电流表示数将变
大,故A 错误;
B.次级电压为
当电阻R=20Ω 时,根据
解得电流表的示数为
I1=0.11A
故B 错误;
CD.把电流表换成二极管时,则
可得初级电压为
电压表V 的示数为
故C 错误,D 正确。
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故选D。
11.(23-24 高二上·河南许昌·期末)生产生活中有各种变压器,如图所示,为一理想变压器。该理想变压
器原,副线圈的匝数比为1:10,在原、副线圈的回路中分别接有电阻R1、R2,原线圈一侧接在电压为U1
的正弦式交变电源上。设副线圈回路中电阻R2两端的电压为U2,原线圈a、b 两端的电压为。则下列关系
正确的是(原、副线圈导线电阻均不计)( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】根据理想变压器比例关系得
由于电阻分压,原线圈两端电压Uab 小于U1,则
故选C。
12.(23-24 高二上·江苏淮安·期末)如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡A 和
B.当输入电压U 为灯泡额定电压的3 倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是( )
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A.原、副线圈匝数比为
B.原、副线圈匝数比为
C.此时A、B 消耗的电功率之比为
D.此时A、B 消耗的电功率之比为
【答案】A
【详解】AB.设灯泡的额定电压为
,输入电压为灯泡额定电压的3 倍时灯泡正常发光,则变压器原线
圈的输入电压为
,变压器原、副线圈的匝数比为
故A 正确,B 错误;
CD.由
得,流过B 灯泡的电流是流过A 灯泡电流的2 倍,根据
可知,A、B 灯泡的电功率之比为1:2,故
CD 错误。
故选A。
13.(23-24 高二上·云南昆明·期末)某车床供电示意图如图所示,理想变压器原线圈两端连接有效值为
350V 的交流电源,两副线圈分别连接电机和两个相同的指示灯(连接电机的副线圈简称副线圈l,连接指
示灯的副线圈简称副线圈2),电机的电压为118V,指示灯的电压为22V,S 为指示灯中的一条支路的开
关。下列说法正确的是( )
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A.S 闭合后,副线圈2 两端的电压减小
B.S 闭合后,电源的输出功率增大
C.S 闭合后,副线圈1 中的电流比副线圈2 中的电流增加得多
D.原线圈和副线圈1 的电流之比
【答案】B
【详解】AB.S 闭合后,由于理想变压器匝数及输入电压不变,因此副线圈2 两端的电压不变,但由于S
闭合后,副线圈2 中又接入了灯泡,则电源的输出功率由
变为
即电源的输出功率变大,故A 错误,B 正确;
C.S 闭合后,由于输入电压及原线圈与副线圈的匝数比不变,因此副线圈1 中的电压不变,则可知副线圈
1 中的电流不变,故C 错误;
D.由题已知
,
则有
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而根据
,
可得
若只有一个副线圈,则原副线圈中电流比等于匝数的反比,可得原线圈和副线圈1 的电流之比
但该变压器有两个副线圈,根据原副线圈中电流与匝数的关系可知
故D 错误。
故选B。
14.(23-24 高三上·江苏·期末)手机无线充电原理图如图所示,该装置可等效为一个理想变压器,送电线
圈为原线圈,受电线圈为副线圈。ab 间接上220 V 的正弦交变电流后,受电线圈中产生交变电流。送电线
圈的匝数为n1,受电线圈的匝数为n2,且n1∶n2=10 1∶。两个线圈中所接电阻的阻值均为R,当该装置给手机
充电时,手机两端的电压为1.8 V,流过手机的电流为1 A,则下列说法中正确的是( )
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A.受电线圈cd 两端的输出电压为22 V
B.充电时,两线圈上所接电阻的阻值R=200 Ω
C.充电时,与送电线圈相连的电阻R 两端的电压为20 V
D.充电时,受电线圈cd 两端的输出电压为21.8 V
【答案】D
【详解】A.ab 端输入电压为220 V,由于送电线圈中的电阻R 分压,故送电线圈两端电压小于220 V,则
根据
可知,受电线圈cd 两端的输出电压小于22 V,故A 错误;
B.设手机两端电压为U',由题意可知
U2=U'+I2R
送电线圈的电流为
I1=
I2=0.1 A
则送电线圈两端电压
U1=U-I1R=220-0.1R
根据
可得
R=20 Ω
故B 错误;
C.充电时,与送电线圈相连的电阻R 两端的电压为
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UR=I1R=2 V
故C 错误;
D.充电时,受电线圈cd 两端的输出电压为
U2=U'+I2R=21.8 V
故D 正确。
故选D。
15.(23-24 高二上·辽宁葫芦岛·期末)完全相同的三个小灯泡接在理想变压器上,均正常发光。理想变压
器的原副线圈匝数比为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】设小灯泡的额定电流为
,灯泡均正常发光,所以有
,
根据理想变压器电流与匝数的关系有
故选C。
16.(22-23 高三下·河北秦皇岛·期中)发电机矩形线圈面积为S,匝数为N,在磁感应强度为B 的匀强磁
场中,绕垂直于磁感线的轴从图示位置开始计时以角速度
匀速转动,理想变压器的原,副线圈匝数分别
为
、
和
,两个副线圈分别接有电阻
和
,电流表为理想电表,所有线圈电阻均不计,下列说法
正确的是( )
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A.原线圈两端电压随时间的变化关系为
B.电流表的示数为
,通过电流表的电流的频率为
C.电阻
消耗的电功率为
D.流过原线圈电流的有效值为
【答案】C
【详解】A.依题意得,发电机产生交变电压,原线圈两端电压随时间变化关系为
故A 错误;
B.理想变压器原线圈电压
根据电压与匝数的关系,得
两端电压有效值为
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电流表的示数为流过电阻
的电流有效值,数值为
,电流的频率为
,故B 错误;
C.电阻
消耗的电功率
故C 正确;
D.设原线圈电流为
,匝数为
的副线圈电流为
,匝数为
的副线圈电流为
。由能量守恒可知
所以流过原线圈的电流为
故D 错误。
故选C。
17.(22-23 高二下·辽宁朝阳·阶段练习)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为
,
为阻
值随温度升高而减小的热敏电阻,
为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u 随时
间t 按正弦规律变化,如图乙所示。下列说法正确的是( )
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A.理想变压器输入、输出功率之比为
B.理想变压器原、副线圈中的电流之比为
C.u 随t 变化的规律为
D.若热敏电阻
的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大
【答案】D
【详解】A.理想变压器输入、输出功率相等,之比为
,故A 错误;
B.理想变压器原、副线圈中的电流之比为
故B 错误;
C.由图像可知
,
则u 随t 变化的规律为
故C 错误;
D.若热敏电阻
的温度升高,阻值减小,根据闭合电路欧姆定律可知通过副线圈的电流增大,原线圈两
端的电压不变,则电压表的示数不变,电流表的示数变大,故D 正确。
故选D。
二、多选题
18.(22-23 高二上·北京海淀·期末)在如图甲所示的理想变压器的原线圈输入端a、b 加如图乙所示的电
压,图像前半周期为正弦部分,理想变压器原、副线圈匝数比为 10:1,电路中电阻 R1=5Ω,R2=R3=6Ω,
开始时电键 S 断开,下列说法正确的是( )
29
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A.乙图所示交变电压的有效值为
B.由于输入端交流电有一半时间电压恒定,所以在此段时间内,副线圈无电压输出
C.闭合电键 S 后,a、b 端的输入功率为30.25W
D.闭合开关 S 后,电流表示数变大,电压表的示数变大
【答案】ABC
【详解】A.由图可知,正向交流电的最大值为
,故前半个周期内的有效值为
设乙图所示交变电压的有效值为
,则
解得
故A 正确;
B.由于变压器只能输送交流电,因此只有乙图中的正向电压能进行输送,故B 正确;
C.设输入交变电压的有效值为U1,则
解得
30
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由
,解得副线圈两端的电压为
闭合电键 S 后,副线圈电路的总电阻
副线圈的功率
理想变压器
,则闭合电键 S 后,a、b 端的输入功率为30.25W,故C 正确;
D.闭合开关 S 后,副线圈的电阻减小,副线圈中电流增大,原线圈中电流增大,电流表示数变大;副线
圈两端的电压与原线圈的电压、原副线圈匝数有关,副线圈两端电压不变,电压表的示数不变,故D 错误。
故选ABC。
19.(23-24 高二上·陕西宝鸡·期末)如图为街头变压器通过降压给用户供电的示意图,变压器的输入电压
一定。如果变压器上的能量损失可以忽略,滑动变阻器滑片向下移动时,对图中各表的读数变化说法正确
的是( )
A.电流表A1、A2的读数变大
B.电流表A1的读数不变,A2的读数变大
C.电压表V1、V2的读数不变
31
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D.电压表V2的读数不变 ,V3的读数变大
【答案】AC
【详解】AB.滑动变阻器滑片向下移动时,即
减小,副线圈中的电流增大,根据理想变压器的电流规律
可知电流表
、
读数都变大,故A 正确,B 错误;
CD.原线圈电压不变,故
示数不变,副线圈电压不变,故V2的读数不变;根据理想变压器的电压规律
减小,副线圈中的电流增大,根据欧姆定律可得
上电压增大,故
读数变小,故C 正确,D 错误。
故选AC。
20.(23-24 高二下·山西运城·开学考试)一个理想自耦变压器左端接电压随时间变化关系为
的交变电流,右端接入如图所示电路,电压表和电流表均为理想交流电表,灯泡L
的额定电压为50V,
为定值电阻,R 为滑动变阻器,不计导线电阻。当开关S 断开时,灯泡正常工作。
以下说法正确的是( )
A.此时变压器原、副线圈电流之比为5:22
B.当自耦变压器的可动端Q 向下移动时,
消耗的功率减小
32
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C.闭合开关S,电压表V 和电流表A1的示数都要增大
D.闭合开关S 以后,滑片P 向下移动的过程中,电流表A1和电流表A2的示数都要减小
【答案】BD
【详解】A.根据
可知原线圈中电压的有效值
在副线圈回路中,开关S 断开,灯泡正常发光,此时灯泡和电阻
串联,副线圈两端的电压
故原副线圈的匝数之比满足
变压器原、副线圈电流之比满足
故A 错误;
B.当自耦变压器的可动端Q 向下移动时,副线圈匝数
减小,根据
可知
减小,由于副线圈回路中的电阻不变,根据欧姆定律可知,副线圈电流
减小,根据
33
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可知
消耗的功率减小,故B 正确;
C.闭合开关S,则副线圈回路总电阻减小,由于原线圈输入电压不变、原副线圈匝数均不变,则副线圈
输出电压
不变,根据欧姆定律可知,副线圈电流
增大,
两端电压增大,则并联部分电压减小,即
电压表V 示数减小;根据
可知原线圈电流
增大,即电流表A1的示数增大,故C 错误;
D.闭合开关S 后,滑片P 向下移动的过程中,滑动变阻器接入电路阻值增大,则副线圈回路总电阻增大,
由于原线圈输入电压不变、原副线圈匝数均不变,则副线圈输出电压
不变,根据欧姆定律可知,副线圈
电流
减小,根据
可知原线圈电流
减小,即电流表A1和电流表A2的示数都要减小,故D 正确。
故选BD。
21.(23-24 高二下·四川泸州·开学考试)在图甲所示的交流电路中,电源电压的有效值为
,理想变
压器原、副线圈的匝数比为
均为固定电阻,
,电压表为理想电表。已知电阻
中电流i 随时间变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是( )
34
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A.
的阻值为
B.电压表的示数为
C.变压器传输的电功率为
D.若拆除
支路,电压表示数会减小
【答案】ACD
【详解】AB.根据图乙可知通过
电阻电流的最大值为
则有效值为
根据并联电路特点和题意可知通过副线圈的电流为
根据理想变压器电流与线圈匝数关系有
解得
根据欧姆定律可知副线圈两端的电压为
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根据理想变压器电流与线圈匝数关系有
解得
则电压表的示数为
则
故A 正确,B 错误;
C.变压器传输的电功率为
故C 正确;
D.设原线圈电流为I1,则
可知若拆除
支路,通过原线圈的电流减小,根据欧姆定律可知电压表示数会减小,故D 正确。
故选ACD。
22.(23-24 高二上·浙江·开学考试)如图所示为一理想变压器,b 接原线圈中间的抽头,S 为单刀双掷开
关,当开关打到b 时原线圈的匝数是打到a 时的一半。P 是滑动变阻器的滑动触头,U 为加在原线圈两端
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的交流电压,I 为原线圈的输入电流,则( )
A.其它条件不变,当开关从b 打到a,输入电流I 变大
B.其它条件不变,当开关从a 打到b,输入电流I 变大
C.其它条件不变,电压U 增大,则输入电流I 变大
D.其它条件不变,变阻器电阻R 增大,则输入电流I 变大
【答案】BC
【详解】A.其它条件不变,当开关从b 打到a,原线圈匝数
增加。根据
可知副线圈电压
减小,副线圈电流
减小,根据
可知原线圈电流
变小,A 错误;
B.其它条件不变,当开关从a 打到b,原线圈匝数
减小。根据
可知副线圈电压
增大,副线圈电流
增大,根据
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可知原线圈电流
变大,B 正确;
C.其它条件不变,电压U 增大,即原线圈电压增大,根据
可知副线圈电压
增大,副线圈电流
增大,根据
可知原线圈电流
变大,C 正确;
D.其它条件不变,变阻器电阻R 增大,则副线圈电流
变小,根据
可知原线圈电流
变小,即输入电流I 变小,D 错误。
故选BC。
23.(23-24 高二上·湖北恩施·期末)图为由理想变压器、电阻和灯泡组成的电路,电路输入的电压为
,
电阻
的阻值是
,小灯泡
上标有“
”,变压器副线圈回路中接入两个均标有“
”的
小灯泡
,小灯泡
均正常发光。下列说法中正确的是( )
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A.理想变压器的原、副线圈匝数比为
B.电路输入的电压
C.通过电阻
的电流是
D.电阻
的功率为
【答案】AB
【详解】A.原线圈与L1并联,由小灯泡L1、L2均正常发光,可得
U1= 3V,U2= 6V+6V=12V
理想变压器的原、副线圈匝数比为
n1: n2= U1: U2= 1: 4
故A 正确;
C.由原、副线圈的功率相等,即
P1= P2=2× 3W = 6W
可得
P1 = U1I1
解得
I1= 2A
小灯泡L1中的电流
A
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通过电阻R 的电流是
= I1+ IL1=3.0A
故C 错误;
D.电阻R 的功率为
W
故D 错误;
B.电阻R 的两端电压
V
电路输入的电压
V
故B 正确。
故选AB。
24.(22-23 高二下·陕西咸阳·阶段练习)如图所示,理想变压器原线圈接
的正弦交
流电,副线圈电路中
为定值电阻,R 是滑动变阻器,所有电表均为理想电表,其中电压表V 的示数为
11V。下列说法正确的是( )
A.副线圈中电流的频率为50Hz
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B.变压器原、副线圈的匝数比为
C.滑片P 向上滑动过程中,V 示数变大,A 示数变小
D.滑片P 向下滑动过程中,
消耗的功率增大,变压器输入功率增大
【答案】AD
【详解】A.副线圈中电流的频率等于原线圈中电流的频率,为
故A 正确;
B.输入电压有效值为
根据理想变压器的规律,可得变压器原、副线圈的匝数比为
故B 错误;
C.滑片P 向上滑动过程中,变阻器连入电路电阻变大,变压器输入电压及匝数比不变,则输出电压不变,
副线圈电流减小,即V 示数不变,A 示数变小,故C 错误;
D.滑片P 向下滑动过程中,变阻器连入电路电阻变小,输入电压及匝数比不变,输出电压不变,副线圈
电流增大,定值电阻R0消耗功率增大,变压器的输入功率为
所以输入功率变大,故D 正确。
故选AD。
25.(23-24 高二上·贵州铜仁·期末)在图甲所示的交流电路中,电源电压的有效值为
,理想变压器
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原、副线圈的匝数比为
均为固定电阻,
,电压表为理想电表。已知电阻
中
电流随时间变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.
的阻值为
B.电压表的示数为
C.变压器传输的电功率为
D.若拆除
支路,电压表示数会减小
【答案】ACD
【详解】AB.根据图乙可知通过电阻
电流的最大值为
则有效值为
根据并联电路特点和题意可知通过副线圈的电流为
根据理想变压器电流与线圈匝数关系有
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解得
根据欧姆定律可知副线圈两端的电压为
根据理想变压器电流与线圈匝数关系有
解得
则电压表的示数为
则
故A 正确,B 错误;
C.变压器传输的电功率为
故C 正确;
D.若拆除
支路,则通过副线圈的电流减小,通过原线圈的电流也减小,根据欧姆定律可知电压表示数
会减小,故D 正确。
故选ACD。
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