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1、 变压器变压器【考点知识方法解读】变压器是根据电磁感应现象工作的。变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比，即最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点 43 变压器=；理想变压12n n器的输入功率等于输出功率。对于变压器，输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率。1. （2012海南物理）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为 201，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是A120V，0.10A B240V，0.025A C120V，0.05A D240V，0.05A【答案】：D【解析】：当两灯泡都正常工作时，每
2、个灯泡中电流为 0.5A。副线圈输出电压 12V，输出电流为 20.5A=1.0A。由变压器变压公式可知原线圈中电压表读数为 240V。由功率关系可知，原线圈中电流表读数为 0.05A，选项 D 正确。【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。2（2011 新课标理综）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为 1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220V，额定功率为 22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则AU=110V， I=0.2ABU=110V， I=0.05ACU=110V， I=0.2A2DU=11
3、0V， I=0.2A22【答案】：A【解析】：灯泡正常发光说明副线圈输出电压为 220V，原线圈输入电压为 110V，电压表读数为 110V；由变压器功率关系可知，变压器输入功率为 22W，电流表读数为 0.2A，选项A 正确。【点评】此题考查理想变压器的电压关系和功率关系及其相关知识点。3（2011 浙江理综卷）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800 和 m2=200 的两个线圈，上线圈两端 u=51sin314tV 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是A. 2.0V B. 9.0V C. 12.7V D. 144.0V4（2011 广东理综）图 7（a
4、）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55， 、为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图 7（b）所示的正弦交变电压， A V电压表示数为 110V，下列表述正确的是A电流表的示数为 2AB原副线圈匝数比为 12C电压表的示数为电压表的有效值D原线圈中交变电压的频率为 100Hz【答案】：AC解析：电流表的示数为 I= U/R=110/55A=2A，由变压器变压公式可知，原副线圈匝数比为21，选项 A 正确 B 错误；电压表的示数为电压表的有效值，选项 C 正确；由正弦交变电压图线可知，原线圈中交变电压的频率为 50Hz，选项 D 错误。【点评】此题考查交变电流的图象、变压公式等知识点
5、。5.(2010 重庆理综)输入电压为 220V，输出电压为 36V 的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了 5 匝线圈，如图 2 所示，然后将原线圈接到 220V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为 1V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为：A1100、360 B 1100、180 C2200、180 D220、360【答案】B【解析】对新绕线的理想变压器，根据变压比公式得变压器烧坏前的原线圈匝数n1=n3=2205=1100，变压器烧坏前副线圈匝数n2=n1=1100=180，选项 B13U U21U U36
6、220正确。【点评】学习物理要注重物理知识的实际应用。6 （2010 四川理综）图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈 L 的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t2 t1时间内A电流表 A1的示数比 A2的小 B电流表 A2的示数比 A1的小C电流表 A1和 A2的示数相同D电流表的示数都不为零【答案】C【解析】由于原线圈内磁场均匀变化，在变压器副线圈中产生恒定电压，变压器副线圈输出的是恒定电流，根据电感元件通直流阻交流和电容器隔直流通交流的特点，电流表 A1和 A2的示数相同，电流表 A3的示数为零，
7、选项 C 正确。【点评】此题考查电磁感应、变压器原理、电感元件和电容器在交流电路中的作用等。7 （2010 海南物理）如右图，一理想变压器原副线圈匝数之比为 41 ，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表下列结论正确的是A若电压表读数为 6V，则输入电压的最大值为 24V 2B若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的 2 倍，则电流表的读数减小到原来的一半C若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的 2 倍，则输入功率也增加到原来的2 倍D若保持负载电阻的阻值不变输入电压增加到原来的 2 倍，则输出功率增加到原来的 4 倍【点评】此题考查交流电
8、的最大值和有效值，理想变压器的相关知识等。8. （2012新课标理综）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为 1900 匝；原线圈为 1100 匝，接在有效值为220V 的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为 2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为A.380V 和 5.3AB.380V 和 9.1AC.240V 和 5.3AD.240V 和 9.1A8.【答案】：B【解析】：当变压器输出电压调至最大时
9、，副线圈电压 U2=220V=380V.。负载R上的19 11功率为 P=2.0kW，原线圈中电流有效值为I1=P/U=9.1A，选项 B 正确。【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。9. （2012重庆理综）如图所示，理想变压器的原线圈接入 u=11000sin100t(V)的2交变电压，副线圈通过电阻 r=6 的导线对“220V/880W”的电器 RL供电，该电器正常工作。由此可知A原、副线圈的匝数比为 501B交变电压的频率为 100HzC副线圈中电流的有效值为 4AD变压器的输入功率为 880W10（2012山东理综）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正
10、弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈 的匝数分别为n1、n2。为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5000V 时，就会在 V钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是A电压表的示数等于 5VB电压表的示数等于V5 2C实现点火的条件是100021n nD实现点火的条件是100021n n10.【答案】BC11.（2012江苏物理）某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈L2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路. 仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有(
11、A) 家庭电路正常工作时,L2 中的磁通量为零(B) 家庭电路中使用的电器增多时,L2 中的磁通量不变(C) 家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起(D) 地面上的人接触火线发生触电时,开关 K 将被电磁铁吸起11.【答案】：ABD【解析】：家庭电路正常工作时，火线和零线中电流相等，L2 中的磁通量为零；家庭电路中使用的电器增多时，L2 中的磁通量仍然为零，不变，选项 AB 正确；家庭电路发生短路时，L2 中的磁通量仍然为零，开关 K 不能被电磁铁吸起，选项 C 错误；地面上的人接触火线发生触电时,零线中电流减小，L2 中的磁通量增大，产生感应电流，开关 K 将被电磁铁吸起，选项 D 正确
12、。【考点定位】此题考查电磁感应及其相关知识。12.（2012四川理综）如图所示，在铁芯 P 上绕着两个线圈 a 和 b，则1） 线圈 a 输入正弦交变电流，线圈 b 可输出恒定电流2） 线圈 a 输入恒定电流，穿过线圈 b 的磁通量一定为零3） 线圈 b 输出的交变电流不对线圈 a 的磁场造成影响4） 线圈 a 的磁场变化时，线圈 b 中一定有电场13. （2012广东理综物理）某小型发电机产生的交变电动势为 e=50sin100t（V） ，对此电动势，下列表述正确的有A. 最大值是 50V B. 频率是 100Hz2C有效值是 25V D. 周期是 0.02s213【答案】：CD【解析】：交
13、变电动势 e=50sin100t（V） ，最大值是 50V，有效值是 25V，频率是250Hz，周期是 0.02s，选项 CD 正确。【考点定位】此题考查交变电流及其相关知识。14. （2012北京理综）一个小型电热器若接在输出电压为 10V 的直流电源上.消耗电功率为 P;若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 P/2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为A. 5V B. 5V C.10V D.10V2214.【答案】：C【解析】：由T=2T，解得此交流电源输出电压的有效值为V，最大值为210 R2U R502V =10V，选项 C 正确。50【考点定位】此题考查交变电
14、流的有效值及其相关知识。15（2011 江苏物理）题 13-1 图为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的 u-t 图象如题 13-2 图所示。若只在 ce 间接一只 Rce=400 的电阻，或只在 de 间接一只 Rde=225 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为 80W。(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在 ce 间接 400 的电阻时，原线圈中的电流 I1；(3)求 ce 和 de 间线圈的匝数比。ceden n【解析】 （1）由题图可知，交变电流周期为 T=0.01s，=2/T=200 rad/s，电压最大值 Um=400V，原线圈输入电压瞬时值uab的表达式uab=400sin200t (V)（2）电压有效值 U1=200V2理想变压器 P1=P2，原线圈中电流I1=P1/U1解得I1=A=0.28A。2 5（3）设 ab 间匝数为 n1，=11U nceceU n同理，=11U ndedeU n由题意可知，=2 ceceU R2 dedeU R解得 = ，代人数据解得 = ceden ncedeR Rceden n4 3【点评】此题考查变压器变压公式、交变电流图象、瞬时值表达式及其相关知识。
