高考物理总复习作业48变压器电能的输送（含解析）

一、选择题

图48－1

1．(2019年安徽安庆二测)如图48－1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10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是( )

A．原、副线圈匝数之比为9∶1 B．原、副线圈匝数之比为1∶9 C．此时a和b的电功率之比为9∶1 D．此时a和b的电功率之比为1∶10

解析：灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U0，说明原线圈输入电压为9U0，输出电

I1n2I11

压为U0，原、副线圈匝数之比为9∶1，故A正确，B错误；根据公式＝，可得＝，由

I2n1I29

于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P＝UI可得两者的电功率之比为1∶9，故C、D错

误．

答案：A 2.

图48－2

(2016年高考·课标全国卷Ⅰ)一含有理想变压器的电路如图48－2所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，为理想交流电流表，U为正弦交流电源，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、副线圈匝数比值为( )

A．2 B．3 C．4 D．5

解析：设变压器原、副线圈匝数之比为k，则可知，开关断开时，副线圈电流为kI，则根据理想变压器原理可知

U－IR1U－4IR1

＝k，同理可知＝k，代入数据联立解得U＝48I，

kI（R2＋R3）4kIR2

代入第一式可得k＝3，B对，选B.

答案：B 3．(2019年福建漳州八校第二次联考)如图48－3，一理想变压器原线圈接正弦式交流电源，副线圈接有三盏相同的灯(不计灯丝电阻的变化)，灯上均标有“36 V 6 W”字样，此时L1恰好正常发光，图中两个电表均为理想电表，其中电流表的示数为0.5 A，下列说法正确的是( )

图48－3

A．原、副线圈匝数之比为3∶1 B．变压器的输入功率为12 W C．电压表的示数为9 V

D．若L3突然断路，则L1变暗，L2变亮，输入功率减小

6136

解析：L1恰正常发光，其电流为I＝A＝A，灯泡的电阻R＝ Ω＝216 Ω，电压表

366611

示数为IR＝18 V，根据输入功率等于输出功率知U1×0.5 A＝(36＋18)× W＝9 W，解得U1

26＝18 V，原、副线圈匝数之比为18∶54＝1∶3，A、B、C错误；若L3突然断路，则副线圈总电阻增大，电流减小，则L1变暗，分压减小，L2分压增大变亮，输入功率减小，D正确．

答案：D

4．如图48－4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( )

2

图48－4

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．滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大

D．为保证电容器C不被击穿，原、副线圈匝数比应小于10∶1 解析：由交变电压图象可知，原线圈输入电压最大值为311 V，周期T＝0.02 s，因此其有效值为220 V，频率为50 Hz，因为变压器不改变交变电压的频率，故副线圈两端电压的变化频率为50 Hz，选项A错误；电流表的示数为交变电流的有效值，选项B错误；输入电压一定，变压器原、副线圈匝数比不变，由＝知输出电压不变，滑片下移，副线圈电路总电阻减小，电流增大，故A2示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，由＝可知A1示数增大，选项C正确；保证电容器不被击穿，输出电压最大值为22 V，而输入电压最大值为311 V，故原、副线圈匝数比应大于10∶1，选项D错误．

答案：C

U1n1U2n2

I1n2I2n1

图48－5

5．(2019年西安八校联考)如图48－5所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比

n1∶n2＝22∶5，电阻R1＝R2＝25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u＝2202sin100πt(V)的

交流电，则( )

A．交流电的频率为100 Hz B．通过R2的电流为1 A

C．通过R2的电流为2 A

D．变压器的输入功率为200 W

1ω

解析：由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率f＝＝＝50 Hz，A项错；

T2π由理想变压器变压规律＝可知，输出电压U2＝50 V，由理想二极管单向导电性可知，交

U1n1U2n2

U2TU22

变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2，由交变电流的热效应可知，·＝·T?U＝

R2R2

U2＝252 V，由欧姆定律可知，通过R2的电流为2 A，B项错，C项正确；其功率P2＝UI2

U22

＝50 W，而电阻R1的电功率P1＝＝100 W，由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压

R1

器的输入功率为P＝P1＋P2＝150 W，D项错．

答案：C

图48－6

6．(2019年四川广元二模)一理想降压变压器原、副线圈匝数比为k，原线圈与阻值为4R0的电阻串联后，接入有效值为25 V的正弦式交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，当负载电阻的阻值R＝5R0时，理想电压表的示数为5 V．保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R′＝11R0，此时输入电压有效值为U′，则( )

25

A．k＝，U′＝49 V

625

B．k＝，U′＝48 V

6C．k＝4，U′＝49 V D．k＝4，U′＝48 V

解析：变压器副线圈电路电流I2＝＝UR511

＝，此时变压器原线圈电路电流为I1＝；R5R0R0kR0

5

调整负载前，变压器副线圈电压U2＝×6R0＝6 V，原线圈上的电压U1＝kU2＝6k V，则U＝

5R0

U1＋I1×4R0，即25＝6k＋，解得k＝4；保持变压器输入电流不变，则副线圈电流也不变，

k4

1

将负载电阻的阻值增大到R′＝11R0，则变压器副线圈两端电压为U2′＝×(11R0＋R0)＝12

R0

V，原线圈两端电压U1′＝kU2′＝48 V，故U′＝U1′＋I1·4R0＝48 V＋

1

×4R0＝49 V，故4R0

C正确，A、B、D错误．

答案：C 7．(2019年河北保定调研)(多选)如图48－7所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶10，原线圈接通正弦交流电源，理想电压表V示数为22 V，理想电流表A1示数为5 A，副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表A2以及虚线框内的某用电器，电路处于正常工作状态，则下列说法正确的是( )

图48－7

A．熔断器的熔断电流应该大于0.5 A B．原、副线圈的电流频率之比为1∶10

C．若虚线框内接入电容器，电容器的耐压值至少是2202V D．若虚线框内接入电动机且正常工作，可知电动机内阻为440 Ω，电流表A2示数为0.5 A

解析：根据＝，可知副线圈中电流为0.5 A，则选项A正确；原、副线圈的电流频率相等，选项B错误；根据＝，可知副线圈两端电压为220 V，最大值为2202 V，选项C正确；电动机为非纯电阻电器，若电动机内阻为440 Ω，则副线圈电流小于0.5 A，选项D错误．

答案：AC

8．(2019年西安质检)(多选)如图48－8甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1＝10匝、n2＝100匝，副线圈接有R＝1 000 Ω的电阻，原线圈与电阻不计的导线圈构成闭0.42合回路，其中圆形区域的面积为S＝m.在该圆形区域内有如图乙所示的按正弦规律变化

π的磁场垂直穿过，不计电流表内阻，下列说法正确的是( )

I2n1I1n2

U1n1U2n2

图48－8

A．导线圈的电动势为20 V B．导线圈的电动势为102 V C．负载电阻R的电流为2 A D．电流表的示数为2 A

ΔΦΔB2π

解析：根据法拉第电磁感应定律，电动势最大值Em＝＝S＝B0ωS＝B0S，代入

ΔtΔtT数据可得Em＝20 V，电动势有效值E＝102 V，B正确，A错误；电压与匝数成正比，所以