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1、专题11.3 理想变压器的原理和制约关系一、选择题1（2018中原名校联盟质检）如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1 n2和ab间电压分别为A2 1，24V B2 l，30V C1 2，24V D12，30V【参考答案】B【名师解析】L2、L3 并联后与 L4 串联，灯泡正常发光说明副线圈电压为U2=12V；副线圈功率为P2=6W+6W+12W=24W，根据P2= U2 I2得I2=2A.。根据变压器的输入的功率和输出的功率相等，P2= P1=U1 I1，而I2=2I1，所以U1=24V；
2、根据变压器变压公式，电压与匝数成正比，得n1 n2= U1 U2=2 l，所以 Uab=U1+UL1=(24+6)V=30V，选项B正确。2. （2018广东湛江调研）将u=220sin100tV的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数比为n1n2=551，R=10，则下列说法正确的是A该交流电的频率为100HzB闭合开关S后，电流表的读数为0.22AC闭合开关S后，电阻消耗的电功率为1.6WD断开开关S后，电流表的读数为0.22A【参考答案】C3(2017云南统测)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u220sin 100t(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接
3、入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是()A变压器原、副线圈匝数比为101B电流表示数为1 AC电流表示数为10 AD副线圈中电流的频率为5 Hz【参考答案】B【名师解析】由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V，交变电流的频率f50 Hz，D项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值为22 V，由理想变压器变压规律可知，10，A项错；由灯泡电功率PUI可知，通过每只灯泡的电流为1 A，故副线圈输出电流为10 A，由理想变压器变流规律可知，10，所以原线圈中电流的有效值为1 A，B项正确，C项错。4(多
4、选)(2017济宁模拟)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为111，R1 ，原线圈允许通过电流的最大值为1 A，副线圈ab两端电压随时间变化图像如图乙所示。则下列说法正确的是()A原线圈输入电压的有效值为242 VB原线圈两端交变电压的频率为550 HzC副线圈中电流的最大值为11 AD为保证电路安全工作，滑动变阻器R的阻值不得小于1 【参考答案】AC5(2016河南郑州二检)一理想变压器原、副线圈匝数比为n1n2101。原线圈输入正弦交变电压如图所示，副线圈接入一阻值为22 的电阻。下列说法正确的是()A电阻中交变电流的方向每秒改变100次B原线圈中电流的有效值是0.14 AC与电阻
5、并联的交流电压表示数是22 VD1 min内电阻产生的热量是2.64103 J【参考答案】AC【名师解析】由交变电流电压图象可知其频率f50 Hz，而交变电流的方向在每个周期内改变两次，故A项正确；由图象可知，原线圈中正弦交变电流电压最大值为220 V，所以有效值为220 V，由理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压有效值U2U122 V，所以电压表示数为22 V，C项正确；由欧姆定律可知，通过电阻的电流I21 A。由理想变压器的变流规律可知，I10.1 A，B错误；由焦耳定律可知，电阻在1 min内产生的热量QIRt1.32103 J，D项错误。6(2016陕西西安八校联考)如图所示的电路中
6、，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2225，电阻R1R225 ，D为理想二极管，原线圈接u220 sin 100t(V)的交变电流，则()A交变电流的频率为100 HzB通过R2的电流为1 AC通过R2的电流为 AD变压器的输入功率为200 W【参考答案】C7(2016贵州黔南州三校联考)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为41，电压表、电流表为理想电表。L1、L2、L3、L4为四只规格均为“220V，60W”的相同灯泡。如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是：( ) A.电压表的示数为660 V B.电流表的示数为0.82AC.ab两点的电压是1045V D. ab两点
7、的电压是1100V【参考答案】BC【命题意图】本题考查了变压器、交变电流图象及其相关知识。【易错警示】解答此题常见错误有：一是主观臆断的认为四个灯泡都正常发光，原线圈中电流是副线圈中电流的1/3，由U1I1= U2I2，解得U1=3 U2=660V，错选A。而是认为原线圈串联的灯泡两端电压为U灯=220V，得到ab两点的电压是U灯+ U1=220V+880V=1100V，错选D。8.(2014山东理综，17)如图7所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判
8、断正确的是()A.变压器输入功率为484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2113【参考答案】BD9.如图1所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R44 ，电流表A1的示数为0.2 A。下列判断正确的是()A.原线圈和副线圈的匝数比为21B.原线圈和副线圈的匝数比为51C.电流表A2的示数为0.1 AD.电流表A2的示数为0.4 A【参考答案】B【名师解析】由电压表V示数和电流表A1的示数可得原线圈中的功率P1U1I1，P1P
9、2IR，所以电流表A2的示数为I2 A1 A，C、D错误；原线圈和副线圈的匝数比，A错误，B正确。10. （2016高考全国理综乙）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3，1，4，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【参考答案】B【命题意图】本题考查变压器变压公式、功率公式、动态变化及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识分析解决问题的能力。【易错剖析】解答此题的易错点主要有三：一是把正弦交流电压源看作直接接在变
10、压器原线圈时；二是不能正确运用变压器变压公式、功率公式列出相关方程；三是不能正确解答这些方程。11、（2016全国理综III丙卷）如图，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1:9C.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1:9【参考答案】AD【名师解析】由于两个灯泡均能正常发光，说明两个灯泡的实际电压等于额定电压。设灯泡的额定电压为U0，则有变压器副线圈输出电压为U2=U0，原线圈输入电压为U1=U-U0 =9U0，由变压器
11、变压公式可得，原、副线圈匝数之比为=，选项A正确B错误。设灯泡a中的电流为I1，灯泡b中的电流为I2，由变压器功率关系，9U0 I1= U0 I2，解得：I2=9 I1，a和b的电功率之比为：=1:9，选项D正确C错误。考点：考查了理想变压器，电功率的计算12. （2016高考四川理综物理）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【参考答案】B考点：变压器13（2016郑州联考）如题28-19图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1
12、n2=31，L1、L2为两只相同的灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C=10F。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法中正确的是（ ） A灯泡L1一定比L2暗B副线圈两端的电压有效值为12 VC因电容器所在支路处于断路状态，故无电流通过二极管D二极管D两端反向电压最大值是12V【参考答案】B14(2016江苏省扬州测试)如题28-20图所示，理想变压器原线圈接交流电源，副线圈接电阻箱R、电容器C和电感器L，下列说法正确的是A仅当电阻箱R的阻值变大时，变压器输入功率减小B仅当电容器C的正对面积增大时，通过它的电流减小C仅当交流电源的频率增大时，通过三个元件的电流都增大D仅当在电感线圈L中插入铁芯时，通过它的电流将减小【参考答案】AD15. （2014湖北孝感联考）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15,原线圈两端的交变电压为u=20sin100t（V），氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法正确的是A. 开关接通后，氖泡的发光频率为50HzB. 开关接通后，电压表的示数为100VC. 开关断开后，电压表的示数不变D. 开关断开后，变压器的输出功率不变【参考答案】BC