专题53 理想变压器-高考全攻略之备战2018年高考物理考点一遍过

专题53 理想变压器-高考全攻略之备战2018年高考物理考点一遍过

一、变压器 ‎1．变压器的构造：原线圈、副线圈、铁芯 ‎2．电路图中的符号 ‎ ‎ 二、变压器的工作原理 在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象；‎ 铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。‎ 三、理想变压器原、副线圈基本关系的应用 ‎1．基本关系 ‎（1）P入=P出；‎ ‎（2），有多个副线圈时，仍然成立，=···；‎ ‎（3），电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系，n1I1=n2I2+n3I3+···；‎ ‎（4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同。‎ ‎2．制约关系 ‎（1）电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定；‎ ‎（2）功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定；‎ ‎（3）电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。‎ ‎3．两种特殊的变压器模型 ‎（1）自耦变压器 高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压，也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。‎ ‎（2）互感器 电压互感器和电流互感器，比较如下：‎ 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在待测高流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 利用的公式 I1n1=I2n2‎ ‎4．关于理想变压器的四点说明 ‎（1）变压器不能改变直流电压；‎ ‎（2）变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率；‎ ‎（3）理想变压器本身不消耗能量；‎ ‎（4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。‎ 四、理想变压器的动态分析 ‎1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法 ‎（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；‎ ‎（2）分析该类问题的一般思维流程是：‎ ‎2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。‎ ‎（1）匝数比不变的情况 ‎①U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变；‎ ‎②当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化；‎ ‎③I2变化引起P2变化，由P1=P2知P1发生变化。‎ ‎（2）负载电阻不变的情况 ‎①U1不变，发生变化，U2变化；‎ ‎②R不变，U2变化，I2发生变化；‎ ‎③根据和P1=P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。‎ 如图所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成，当此变压器工作时，初级和次级线圈的匝数、电流、电压均在图中标出，则下列几组关系式中正确的是 A．， B．，‎ C．n1I1=n2I2+n3I3 D．‎ ‎【参考答案】AC ‎【详细解析】根据变压器的电压与匝数关系可知：，，选项A正确；变压器的输入功率等于输出功率，可得U1I1=U2I2+U3I3，解得n1I1=n2I2+n3I3，选项C正确，BD错误；故选AC。‎ ‎1．图（a）是一理想变压器的电路连接图，图（b）是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知电压表的示数为20 V，两个定值电阻的阻值R均为10 Ω，则：‎ ‎（1）求原、副线圈的匝数比；‎ ‎（2）将开关S闭合，求原线圈的输入功率；‎ ‎（3）若将电流表A2换成一只具有单向导电性的二极管，求电压表示数。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）U=10V ‎（2）将开关S闭合，副线圈总电阻是5 Ω，所以输出功：；输入功率等于输出功率，所以原线圈的输入功率是80 W。‎ ‎（3）换成二极管后，电压表两端的电压时间图象如图：‎ 设电压表的读数是U，根据有效值定义得：，解得：U=10V。‎ ‎【名师点睛】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压原理、功率等问题彻底理解。要知道二极管是一种具有单向导电性能的器材。‎ ‎2．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度。用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V，11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示。求：‎ ‎（1）发电机的输出电压；‎ ‎（2）变压器原、副线圈的匝数比；‎ ‎（3）与变压器原线圈串联的电流表的示数。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】（1）线圈转动产生的电动势最大值为：Em=NBSω=1100V 由于线圈内阻不计，则输出电压就等于电动势，得输出电压的有效值为；‎ ‎（2）由于电动机的额定电压为220 V，所以变压器的匝数比由变压器的电压关系得：‎ 得；‎ ‎（3）根据P入=P出=2×1.1×104 W，再根据P入=U1I1‎ 解得。‎ 图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A。则下列说法正确的是 ‎ A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3示数均增大 C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿的方向滑动 ‎【参考答案】D ‎【详细解析】电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c向d滑动，故D正确；电压表V1、V2示数不变，故A、B错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n1I1=n2I2，电流变化时，n1ΔI1=n2ΔI2，故，应是降压变压器，C错误。‎ ‎1．如图所示，理想变压器副线圈1、2之间的匝数是总匝数的一半，二极管D具有单向导电性（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），R是可变电阻，K是单刀双掷开关，原线圈接在电压不变的正弦交流电源上。下列说法正确的是 A．若R阻值不变，当K分别接1和2时，电压表读数之比为2:1‎ B．若R阻值不变，当K分别接1和2时，电压表读数之比为:1‎ C．若K分别接1和2时，R消耗功率相等，则R阻值之比为2:1‎ D．若K分别接l和2时，R消耗功率相等，则R阻值之比为:1‎ ‎【答案】BC 为：。由上分析知：电压表的示数之比为，电阻值之比为2:1，BC对。‎ ‎2．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是 A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 ‎【答案】B ‎【解析】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电阻变大，则干路电流变小，则消耗的功率变小，则A错误；干路电流变小，分压变小，则电压表V的测量的电压变大，示数变大，则B正确；因输出电流变小，则输出功率变小即输入功率变小，电流表A1示数变小，则C错误；闭合开关S并联支路增加，电阻变小，则副线圈即R1的电流变大，分压变大，则R2的分压变小，电流变小，电流表A1示数随副线圈电流的变大而变大，则D错误。‎ ‎【名师点睛】考查电路的动态分析：本题中P的移动与电键的闭合均会引起电阻的变小，再由电路的联接关系可分析各表的示数的变化，可见明确电路的结构是求解的关键。‎ 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1:n2=3:1，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压u的图象如图乙所示。‎ ‎（1）求图甲中电压表的读数；‎ ‎（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；‎ ‎（3）为满足第（2）问要求，求可变电阻R应调到的电阻值。‎ ‎【参考答案】（1）U2=9 V （2）n=9 （3）R= Ω ‎【详细解析】（1）根据图象可得原线圈电压的最大值U1m=27V，其有效值为 U1==27 V，根据代入数据可得U2=9 V，即为电压表读数。‎ ‎（2）设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2‎ 为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3 A 根据U1I1=U2I2代入数据可得I2=9 A 正常发光时每个灯泡中的电流为I3==1 A 所以允许接入的灯泡个数为n==9‎ ‎（3）电阻两端电压为UR=U2–U3=3 V 电阻阻值为R== Ω。‎ ‎1．如图甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22 V的电容器，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是 A．副线圈两端电压的变化频率为0.5 Hz B．电流表的示数表示的是电流的瞬时值 C．为保证电容器C不被击穿，原副线圈匝数比应小于10:1‎ D．滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大 ‎【答案】D ‎2．通过理想变压器给用电器供电，电路如图甲所示，变压器初级线圈匝数n1=1 000匝，两次级线圈的匝数分别为n2=50匝、n3=100匝。在初级线圈ab端接如图乙所示的交变电流，下列说法正确的是 A．交流电的频率为100 Hz B．U2=50 V，U3=100 V C．I1:I2=1:20‎ D．闭合电键S，则I1增大 ‎【答案】D ‎【名师点睛】此题是对交流电及变压器问题的考查；要知道次级由多组线圈组成的变压器，电压之间满足，电流与匝数之间满足：I1n1=I2n2+I3n3+···；功率之间满足：P1=P2+P3···。‎ ‎1．在匀强磁场中有一不计电阻的单匝矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。图中的电压表和电流表均为理想交流电表，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），为定值电阻。下列说法正确的是 A．在图甲的t=0.01 s时刻，矩形线圈平面与磁场方向平行 B．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 C．Rt处温度升高时，电压表V1示数与V2示数的比值变大 D．Rt处温度升高时，电压表V2示数与电流表A2示数的乘积可能变大、也可能变小，而电压表V1示数与电流表A1示数的乘积一定变小 ‎2．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，电阻R=22 Ω，各电表均为理想电表。原线圈输入电压的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是 A．该变压器为升压变压器 B．电阻R消耗的电功率是22 W C．电压表的示数为22 V D．电流表的示数是1 A ‎3．用电压为U的正弦交流电源通过甲、乙两种电路给额定电压为的同一小灯泡供电，图甲中R为滑动变阻器，图乙中理想变压器的原副线圈匝数分别为，若小灯泡均能正常工作，则下列说法正确的是 A．变压器可能是升压变压器 B．‎ C．甲乙电路消耗的功率之比为 D．R两端的电压最大值为 ‎4．如图所示，一个匝数为N=100匝，电阻不计的线框以固定转速50 r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交流电通过一匝数比为n1:n2=10:1的理想变压器给阻值R=20 Ω的电阻供电，已知电压表的示数为20 V，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是 A．t=0时刻线框内的电流最大 B．变压器原线圈中电流的有效值为10 A C．穿过线框平面的最大磁通量为Wb D．理想变压器的输入功率为10 W ‎5．理想变压器原、副线圈匝数之比为，原线圈接入如图乙所示的正弦式交流电压，副线圈接一个的负载电阻，电流表、电压表均为理想电表，则下述结论正确的是 A．副线圈中电压表的读数为220 V B．副线圈中输出交流电的频率为 C．原线圈中电流表的读数为 D．原线圈中的输入功率为 ‎6．如图l所示为一理想变压器，完整原、副线圈匝数相等。原、副线圈都有4个接线柱，正好三等分原、副线圈匝数，其中D、H分别为原、副线圈公共接线柱；变压器原线圈两端接入如图2所示的交流电，副线圈接额定电压为120 V的用电器。改变原、副线圈的接法，在保证安全的情况下，用电器的最大工作电压接近 A．73 V B．84 V C．110 V D．147 V ‎7．如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光。从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是 A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B．灯泡中的电流方向每秒改变次 C．线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSωsin ωt D．变压器原、副线圈匝数之比为 ‎8．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈的电阻不计，线圈共N匝，理想变压器原、副线圈的匝数比为1:2，定值电阻，当线圈的转动角速度为时，电压表的示数为U。则 A．电流表的示数为 B．从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为 C．线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为 D．当线圈的转动角速度为时，电压表的示数为 ‎9．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，且分别接有阻值相同的电阻和 ‎，，通过电阻瞬时电流如图乙所示，则此时 A．用电压表测量交流电源电压约为424 V B．断开开关K后，通过电阻R1的瞬时电流还是如图乙所示 C．交流电源的功率162 W D．R1和R2消耗的功率之比为1:3‎ ‎10．用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题：如图所示，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法中正确的是 A．原线圈中电流减小 B．R两端的电压增大 C．副线圈输出电压减小 D．原线圈输入功率减小 ‎11．如图所示，是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将输入的直流电压转换为正弦交变电压输出，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈比为n1:n2=1:1 000，为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于4 000 V时，才会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，则要求转换器输出电压（即交流电压表示数）的值不小于 A．2 V B．4 V C．1.5 V D．1 V ‎12．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈通过电阻为R 的导线与热水器、抽油烟机连接。已知原线圈两端的电压保持不变，副线圈上的电压按图乙所示规律变化，现闭合开关S接通抽油烟机，下列说法正确的是 A．电压表示数为1 100 V B．抽油烟机上电压的瞬时值表达式为 C．热水器的实际功率增大 D．变压器的输入功率减小 ‎13．如图所示为理想变压器，四个灯泡L1、L2、L3、L4都标有“4 V，4 W”，变压器原、副线圈匝数比n1:n2=4:1。要求灯泡一个都不能烧毁，假设灯泡电阻不变，则ab间电压的有效值不能超过 A．16 V B．20 V C．24 V D．25 V ‎14．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为，则下列说法中正确的是 A．‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎15．如图所示，理想变压器的副线圈通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的总电阻为R，开始时，开关S断开｡当S接通时，以下说法中错误的是 A．通过灯泡L1的电流增大 B．电阻R上的电压增大 C．原线圈输入功率增大 D．副线圈中的电流增大 ‎16．图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交变电流图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端。已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5:1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R=1 Ω，其他各处电阻不计，以下说法中正确的是 A．在t=0.1 s、0.5 s时，穿过线圈的磁通量最大 B．电流表的示数为0.40 A C．线圈转动的角速度为10π rad/s D．电压表的示数为 V ‎17．为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是 A．u2=190sin (50πt) V B．u2=190sin (100πt) V C．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移 D．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移 ‎18．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3:1，L1、L2、L3为三只规格均为“9 V，6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端接入如图乙所示的交变电压，则以下说法中正确的是 A．电流表的示数为2 A B．电压表的示数为 V C．副线圈两端接入耐压值为9 V的电容器能正常工作 D．变压器副线圈中交变电流的频率为50 Hz ‎19．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，电流表、电压表均为理想电表，R是光敏电阻（其阻值随照射光强度增大而减小）。原线圈接入电压随时间按变化的交流电，下列说法正确的是 A．灯泡中电流方向每秒改变50次 B．电压表的示数为110 V C．夜晚照射光强度减弱时，灯泡变得更亮 D．白天照射光强度增大时，电压表和电流表示数均变大 ‎20．如图甲所示中理想变压器原、副线圈的匝数之比:=5:1，电阻R=20 Ω，、为规格相同的两只小灯泡，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t的变化关系如图乙所示。现将接1、闭合，此时正常发光。下列说法正确的是 A．输入电压u的表达式u=20sin (50πt) V B．只断开后，、均正常发光 C．只断开后，原线圈的输入功率减小 D．若换接到2后，R消耗的电功率为8 W ‎21．如图甲所示为一种自耦变压器的结构示意图。线圈均匀绕在圆环形铁芯上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个理想交流电压表（图甲中未画出），则 A．AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u=220sin 50πt V B．滑动触头P顺时针旋转时，电压表读数变大 C．t=1×10–2 s时电压表的读数为零 D．BC间输出的电功率为零 ‎22．如图所示，理想变压器的原线圈匝数为2 200匝，加上220 V的正弦交变电压，副线圈c、d之间的匝数为1 100匝，d、e之间的匝数也为1 100匝。D1、D2为理想二极管，R是阻值为10 Ω的定值电阻，则电阻R消耗的电功率为 A．1 210 W B．4 840 W C．650 W D．2 420 W ‎23．一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为2:1，电阻R1和R2‎ 的阻值分别为3 Ω和1 Ω，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是 A．电流表的示数为 A B．电压表的示数为 V C．0~0.04 s内，电阻R1产生的焦耳热为0.08 J D．0.03 s时，通过电阻R1的瞬时电流为 A ‎24．如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n。原线圈接电压为u=U0sinωt的正弦交流电，输出端接有一个交流电流表和—个电动机，电动机的线圈电阻为R。当输入端接通电源后，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，此时电流表的示数为I，重力加速度为g，下列说法正确的是 A．电动机两端电压为IR B．原线圈中的电流为 C．电动机消耗的电功率为 D．重物匀速上升的速度为 ‎25．（2017北京卷）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1‎ ‎，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是 A．原线圈的输入功率为220W B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为50 s ‎26．（2017江苏卷）某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则 A．电感L1的作用是通高频 B．电容C2的作用是通高频 C．扬声器甲用于输出高频成分 D．扬声器乙用于输出高频成分 ‎27．（2016四川卷）如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则 A．小灯泡变亮 B．小灯泡变暗 C．原、副线圈两段电压的比值不变 D．通过原、副线圈电流的比值不变 ‎28．（2016天津卷）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是 A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大、A2示数变大 ‎29．（2016新课标全国Ⅰ卷）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω 、1 Ω 和4 Ω ，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 A．2 B．3‎ C．4 D．5‎ ‎30．（2016江苏卷）一自耦变压器如图所示，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间输入电压为U1的交变电流时，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 A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高 C．U2U0，在图乙中，根据电压与匝数成正比，知n1>n2，所以该变压器是降压变压器，故A错误；由乙图，根据电压与匝数成正比，得n1:n2=U:U0，故B错误；电珠均能正常工作，所以电流等于额定电流，甲电路消耗的功率UI，乙电路消耗的功率U0I，所以甲乙电路消耗的功率之比为U:U0，故C错误；R两端电压的有效值(U−U0)，因为是正弦交流电，所以R两端电压的最大值为(U−U0)，故D正确；故选D。‎ ‎4．C【解析】t=0时刻为中性面位置，故感应电动势为零，故感应电流为零，流过线圈的电流为零，故A错误；副线圈中的电流，根据电流与匝数成反比，，原线圈中电流的有效值，故B错误；根据电压与匝数成正比，原线圈两端的电压U1=200 V，角速度ω=2πn=100π rad/s，线圈产生最大感应电动势200 V，Em=NBSω，最大磁通量，故C正确；理想变压器输出功率P2=U2I2=20×1 W=20 W，输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率为20 W，故D错误；故选C。‎ ‎【名师点睛】本题考查了交流发电机的工作原理和变压器的变压比公式，要记住最大电压的公式Em=NBSω，不难。‎ 圈的电流为，根据电流与匝数成反比可得，原线圈的电流大小为1 A，故C错误。变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的功率为，所以原线圈中的输入功率也为220 W，故D正确。故选D。‎ ‎【名师点睛】本题掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题，注意在求功率时要用到有效值，同时明确输出功率决定输入功率。‎ ‎6．C【解析】根据变压器的变压规律：，且输入电压的有效值为220 V，副线圈所接的用电器额定电压为120 V，由此可知应为降压变压器，因此匝数比只有，，三种可能，综上分析，应选匝数比为，故在保证安全的情况下，用电器的最大工作电压接近110 V，C正确；ABD错误；故选C。‎ ‎7．C【解析】图示位置穿过线框的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，选项A错误；交流电的周期为，一个周期内电流方向改变两次，则灯泡中的电流方向每秒改变次，选项B错误；交流电的电动势最大值：Em=nBSω，则线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSωsin ωt，选项C正确；交流电的有效值为，则，选项D错误；故选C。‎ ‎【名师点睛】此题关键是掌握交流电的瞬时值、最大值及有效值的意义，知道它们之间的关系；掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决。‎ ‎8．BC【解析】流过副线圈的电流I2=U/R，根据I1:I2=n2:n1可知，流过电流表的电流I1=2U/R，故A错误；变压器中原线圈的电压为U1，根据U1:U2=n1:n2可知电压U1=U/2，电阻R1分得的电压UR=I1R=2U，故线圈产生的感应电动势的有效值为U有=U1+UR=5U/2，最大值Em=，故从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为，故B正确；根据Em=NBSω可知BS=Em/Nω=，故C正确；根据Em=NBSω 可知，转动角速度加倍，产生的感应电动势加倍，故电压表的示数加倍，故D错误。故选：BC。‎ ‎【名师点睛】线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，产生正弦式交变电流，最大值Em=NBSω；然后结合变压器的变压比公式和输入、输出功率关系列式分析。‎ ‎，选项A正确；断开开关K后，次级电流为零，则原线圈电流也变为零，则通过电阻R1的瞬时电流为零，选项B错误；交流电源的功率，选项C错误；R1和R2消耗的功率之比为，选项D错误；故选A。‎ ‎10．B【解析】开关S闭合后，电阻减小，而次级电压不变，副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，故A错误；副线圈电流增大，R两端的电压增大，故B正确；副线圈电压由原线圈和匝数比决定，而原线圈电压和匝数比都没有变，所以副线圈输出电压不变，故C错误；原线圈的电压不变，而电流增大，故原线圈的输入功率增大，故D错误。故选B。‎ ‎11．B【解析】根据原副线圈的电压比等于匝数比，，原线圈电压的最大值为 V，交流电压表的示数为有效值：，故ACD错误，B正确。故选：B。‎ ‎12．A【解析】副线圈上的最大值是220 V，则有效值是220 V，，则电压表示数为1 100 V，故A正确；由图乙可知，，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin (100πt) V，故B错误；接通开关，副线圈所接电路电阻减小，电流增大，R上的电压变大，则热水器两端电压减小，所以消耗功率减小，故C错误；接通开关，电流增大，电压不变，所以线圈消耗的功率增大，输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率增大，故D错误；故选A。‎ ‎【名师点睛】会写交变电流的瞬时值表达式，应知道电压表与电流表测的是交变电流的有效值，能用动态分析法判断电流、电压的变化。‎ 压为2 V；变压器输出电压为：U2=4+2=6 V，输入电压为：；此时灯泡L1中电流为0.25 A，电压为1 V，故ab两端的电压最大值为：Um=24+1=25 V，故D正确，ABC错误。故选D。‎ ‎【名师点睛】本题考查变压器的基本内容，要注意明确电流电压与匝数的关系，知道变压器输入电压为ab两端的电压与灯泡L1两端电压的差值，即相当于灯泡L1与变压器串联。‎ ‎14．A【解析】首先计算出通过副线圈的电流，由变比关系可知原线圈的电流，继而可表示出与原线圈串联的电阻的分压，结合题意即可在原线圈上列出电压的等式，可求出副线圈上的电压。利用焦耳定律可表示出两个电阻的功率，继而可解的比值k。副线圈的电流为，则原线圈的电流为，与原线圈串联的电阻的电压为，由变压器的变比可知，原线圈的电压为3U，所以有，解得U=66 V，原线圈回路中的电阻的功率为，副线圈回路中的电阻的功率为，所以，A正确。‎ ‎15．A【解析】变压器的输出电压由输入的电压和变压器的匝数比决定，由于输入的电压和变压器的匝数比都不变，所以变压器的输出电压也不变，即副线圈两端M、N的输出电压不变。当S接通时，副线圈的电阻减小，所以总的电流变大，电阻R上的电压增大，灯泡L1的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，选项A错误，BD正确；由于副线圈的输出电压不变，当S接通时，次级电流变大，则副线圈的输出功率增大，根据输入功率等于输出功率，知道变压器的输入功率增大，所以C正确；此题选择错误的选项，故选A。‎ ‎【名师点睛】和闭合电路中的动态分析类似，可以根据副线圈电阻的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况。‎ 所以C错误；电压表读数为副线圈有效值，原线圈的电压的有效值为10 V，由可得副线圈的电压有效值为2 V，所以电压表的示数为2 V，所以D错误。故选B。‎ ‎【名师点睛】要知道电表读数为交流电有效值，正弦交流电有效值等于最大值的，输出功率用有效值计算。‎ ‎17．D【解析】由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02 s，所以u2=190sin (100πt) V，AB错误；为使用户电压稳定在220 V，应减小变压器原线圈匝数，应将P适当上移，选项C错误，D正确。故选D。‎ ‎18．AD【解析】变压器初级电压有效值为：，故电压表的示数为27 V，选项B错误；变压器次级电压为，故三盏灯都能正常发光，次级电流为，选项A正确；由于次级电压有效值为9 V，最大值为 V，故副线圈两端接入耐压值为9 V的电容器不能正常工作，选项C错误；变压器副线圈中交变电流的频率为，选项D正确。‎ ‎19．B【解析】根据交流电表达式可得，故频率，故每秒钟电流方向改变100次，A错误；电压表示数为副线圈输入电压的有效值，故原线圈接的正弦交流电，由题知原线圈电压有效值，根据原副线圈电压之比等于线圈匝数比可知，所以副线圈电压为，故B正确；夜晚照射光强度减弱时，光敏电阻的阻值增大，而副线圈两端的电压不变，所以通过灯泡的电流减小，即变暗了，C错误；白天照射光强度增大时，光敏电阻的阻值减小，而副线圈两端的电压不变，即电压表示数不变，所以通过灯泡的电流增大了，根据原副线圈电流比和匝数成反比可知副线圈电流增大，原线圈电流也增大，D错误。‎ 变，副线圈电流变小为原来的一半，、的功率均变为额定功率的四分之一，则、均不能正常发光，B错误；只断开后，负载电阻变大，原副线圈电流变小，原线圈的输入功率减小，C正确；若换接到2后，电阻R电压有效值为4 V，R消耗的电功率为，D错误。‎ ‎21．D【解析】因，则AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u=220sin 100πt V，选项A错误；滑动触头P顺时针旋转时，次级线圈匝数减小，则次级电压减小，电压表读数变小，选项B错误；电压表读数为交流电的有效值，故t=1×10–2 s时电压表的读数不为零，选项C错误；因理想电压表内阻很大，则BC间输出的电流为零，电功率为零，选项D正确；故选D。‎ ‎22．A【解析】理想变压器的原线圈匝数为2 200匝，加上220 V的正弦交变电压，副线圈c、d之间与d、e之间的电压大小均为；副线圈的输出电压也按正弦规律变化，电阻R的电功率为，所以在通电时间内电阻R消耗的电功率为1 210 W，选项A正确。‎ ‎【名师点睛】此题关键要搞清电路的原理；知道二极管的单向导电作用，使得在电阻R上产生单向脉动电流。‎ ‎23．A【解析】设电流表的示数为I1，则，求得：，故A正确；由于原线圈中电流只有交流部分电流才能输出到副线圈中，故副线圈中电流交流部分的电流最大值为；设副线圈交流电的有效值为I2，则：，求得：I2= A，因此电压表的示数为：U=I2R= V，故B错误；0~0.04 s内，电阻R1产生的焦耳热为 ‎，选项C错误；0.03 s时，通过电阻R1的瞬时电流为0，选项D错误；故选A。‎ ‎【名师点睛】有效值的是按照电流的热效应定义的，即让交流电流和直流电流流过相同的电阻，在相同的时间内产生的热量相同，则交流的电压或电流有效值等于直流的电压或电流值。‎ 的电压与匝数成正比得，电动机两端的电压，所以电动机消耗的电功率为，故C正确；电动机消耗的功率为线圈内阻消耗的功率与输出功率之和，输出功率，解得：，故D正确；此题选择错误的选项，故选A。‎ ‎【名师点睛】电动机内有线圈则属于非纯电阻电路，所以电动机的输入功率等于电动机的线圈消耗功率与电动机的输出功率之和。‎ ‎25．B【解析】电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为110 V，C错误；流过电阻R的电流为2 A，可知负载消耗的功率为220 W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为220 W，A错误；由P=UI可知，电流表的读数为1 A，B正确，由交变电压瞬时值表达式可知，ω=100π rad/s，周期T=0.02 s，D错误。‎ ‎【名师点睛】理想变压器原副线圈两端电压、电流、功率与匝数的关系需注意因果关系，电压由原线圈决定副线圈，电流与功率则由副线圈决定原线圈。‎ ‎26．BD【解析】电感线圈对交流电的阻碍作用由感抗描述，，频率越高阻碍作用越大，对输入端的高频和低频交流信号的作用是通低频阻高频，所以A错误；电容对交流电的阻碍作用，频率越高阻碍作用越小，所以是通高频阻低频，故BD正确；C错误。‎ ‎【名师点睛】本题主要考查电感、电容对交流电的阻碍作用，即感抗、容抗的大小与什么因素有关，记住这个问题不难解决。‎ ‎27．B【解析】根据变压器电压与匝数关系，，因为是降压变压器，则n1>n2，则当原、副线圈减少相同匝数时，由数学知识可知变大，则U2减小，故灯泡变暗，选项AC错误，B正确；根据可知通过原、副线圈电流的比值变小，选项D错误。‎ ‎【名师点睛】此题考查变压器问题的动态分析；要知道变压器副线圈电压是由原线圈电压和匝数比决定的，与副线圈中负载无关；副线圈电路的动态分析基本上和直流电路的动态分析一样，先从局部变化的电阻开始分析，然后分析总电阻，再分析电流，然后再分析各局部的电压和电流。‎ ‎29．B【解析】该变压器原、副线圈匝数比为k，当开关S断开时，原线圈两端电压，电流为I1=I，副线圈的电压，根据欧姆定律，当开关S闭合时，原线圈两端电压，电流为I1'=4I，副线圈的电压，根据欧姆定律综上解得k=3，故A、C、D错误，B正确。‎ ‎【名师点睛】本题主要考查变压器、欧姆定律。解决这类问题的关键是掌握变压器的构造和原理，对于变压器需要掌握公式、，并能熟练运用。此题值得注意的是变压器的原线圈与电阻串联后接入交流电压。‎ ‎30．C【解析】由题图知自耦变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，根据变压器的变压规律可知，U2

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