通用版2021版高考物理大一轮复习课后限时集训33变压器电能的输送(含解析)

L3 为“24 V 2 W”的灯泡，为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源(输出电压的

有效值恒定)。当开关S闭合时，灯泡均正常发光。下列说法正确的是( )

A．变压器原、副线圈匝数比为1∶2 B．电压表的示数为72 V C．变压器的输入功率为8 W

D．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L1可能会烧毁

PL211

BD [每个灯泡的额定电流：IL＝＝ A＝ A，则原线圈的电流为I1＝ A，副线圈

UL241212

1n1I22

的电流为I2＝ A，则＝＝，选项A错误；变压器输出电压为24 V，则根据匝数比可得

6n2I11输入电压为U1＝U2＝48 V，则电压表读数为48 V＋24 V＝72 V，选项B正确；变压器的输入功率：P1＝U1I1＝4 W，选项C错误；副线圈上再并联一个相同灯泡，则副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，超过额定电流，灯泡L1可能烧毁，故D正确。]

10.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶4，a、b两端接到交流电源上，R1、

n1

n2

R2为阻值相同的定值电阻，下列说法正确的是( )

1

A．副线圈两端电压是电源电压的 4B．流过R1的电流是流过R2电流的4倍 1

C．R1上的电功率是R2上电功率的

16D．R1上的电功率是R2上电功率的16倍

C [原线圈两端电压等于电源电压，根据电压之比等于匝数之比可得＝＝4∶1，A

U2n2U1n1

U1U24U12

错误；流过R1的电流I1＝，流过R2的电流I2＝＝＝4I1，B错误；根据电功率P＝IRR1

R2

R1

1

可得R1上的电功率是R2上电功率的，C正确，D错误。]

16

11．(多选)(2019·太原模拟)如图所示，理想变压器的原线圈接u＝U0·cos 100πt的

5

交变电流，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是( )

A．交变电流的频率为50 Hz

B．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大 C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入电功率增大

D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过原线圈的电流一定减小 ABD [根据ω＝2πf可得ω＝2πf＝100π rad/s，解得f＝50 Hz，A正确；若仅将触头P向A端滑动，则副线圈匝数增大，根据＝可得副线圈输入电压增大，即R两端的

U1n1U2n2

U2

电压增大，根据P＝可得电阻R消耗的电功率增大，B正确；若仅使电阻R增大，R两端电

RU2

压不变，根据P＝可得电阻R消耗的功率减小，即副线圈消耗的功率减小，所以原线圈输

R入功率减小，C错误；若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，根据＝可得副线圈两端的电压减小，根据I＝可得通过R的电流减小，即副线圈中的电流减小，根据公式＝，原线圈中的电流一定减小，D正确。]

12．(2019·肇庆模拟)某科技小组在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他们将导线每50 m卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与实验电源及用电器相连，测得输电线上的输电电流和损失的功率为I1、P1；第二次采用如图所示的电路输电，其中理想变压器T1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1∶n2，理想变压器T2与用电器相连，测得输电线上的输电电流和损失的功率为I2、P2。下列说法正确的是( )

U1n1U2n2

URI1I2

n2n1

A．第二次实验时因为多接了两个变压器，所以P2>P1

B．通过该实验可以证明，提高输电电流能减小远距离输电的能量损失 C．若输送功率一定，则I2∶I1＝n1∶n2 D．若输送功率一定，则P2∶P1＝n2∶n1

C [第二次实验时因为多接了两个变压器，先提高了输电电压，减小了输电电流，输电

6

2

2

线上损失的电功率(P损＝IR)减小，所以P2

13．如图所示，一个匝数为N＝100匝的线圈以固定转速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，下列说法正确的是( )

2

2

2

2

2

2

PU

A．t＝0时刻流过线圈的电流最大 B．原线圈中电流的有效值为10 A 2

C．穿过线圈平面的最大磁通量为 Wb

50πD．理想变压器的输入功率为10 W

C [题图所示时刻为中性面位置，感应电动势为零，流过线圈的电流为零，故A错误；副线圈电流I2＝＝1 A，根据＝，可以得到原线圈电流I1＝0.1 A，故B错误；变压器的匝数比为n1∶n2＝10∶1，故输入电压为200 V，最大值为2002 V，由角速度ω＝2πn＝100π rad/s，根据公式Em＝NBSω＝NΦω，得穿过线圈平面的最大磁通量为Φ＝

URI1n2I2n1

Em2＝ Nω50π

U2

Wb，故C正确；电阻R消耗的电功率为P＝＝20 W，则理想变压器的输入功率为20 W，故

RD错误。]

14．理想变压器原线圈接如图甲所示的正弦交变电压，变压器原线圈匝数n1＝270匝，

P是副线圈上的滑动触头，当P处于图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数n2＝135匝，

电容器C1恰好不被击穿，灯泡L恰能正常发光，R是滑动变阻器。以下判断正确的是( )

甲 乙

A．若向下移动P，电容器所带电荷量增加

B．若保持P不动，向下移动滑动变阻器的滑片，灯泡变暗

7

C．若保持滑动变阻器的滑片不动，向下移动P，灯泡变亮 D．电容器的击穿电压为112 V

D [当P处于题图乙所示位置时，副线圈两端电压的有效值为11 V，电容器C1恰好不被击穿，若向下移动P，电容器C1两端的电压减小，由Q＝CU可知，电容器所带电荷量减小，选项A错误；若保持P不动，向下移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过灯泡的电流变大，灯泡变亮，选项B错误；若保持滑动变阻器的滑片不动，向下移动P，则副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，选项C错误；交变电路中电容器是否被击穿取决于电容器两端的交变电压的最大值，根据变压器原、副线圈两端电压关系，有＝112 V，由题意知选项D正确。]

15．(2019·山西省孝义市第一次模拟)图甲所示为一发电机的原理图，发电机产生的交变电流接图乙中理想变压器的原线圈。已知变压器原、副线圈的匝数之比为22∶1，发电机输出电压u随时间t变化的规律如图丙所示，发电机线圈电阻忽略不计，则( )

umax1n1

＝，得umax2umax2n2

甲 乙

丙

A．电阻两端电压的瞬时值表达式为u＝10sin 50πt(V) B．电压表示数为10 V

C．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，而电压表示数不变

D．若仅使电阻R增加，则电流表示数不变

B [由题图丙知：原线圈电压的最大值U1m＝311 V，原线圈电压有效值U1＝

U1m

2

＝220 V，

由U1∶U2＝n1∶n2知，副线圈电压的最大值U2m≈14.1 V，副线圈电压有效值U2＝10 V，故A项错误，B项正确；若仅使发电机线圈的转速n增大一倍，则角速度ω增大一倍，根据Em＝NBSω可知，变压器原线圈输入电压的频率和最大值都增大一倍，原、副线圈中电流的频率相等，变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，由U1∶U2＝n1∶n2知，副线圈输出电压增

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