2019-2020学年物理人教版选修3-2（浙江新高考专用）讲义：第五章 交变电流 4 Word版含答案.pdf

4 变压器 变压器 知识内容选考要求课时要求 变压器c 1.知道变压器的基本结构及符号，会区分原、副线圈. 2.了解变压器的工作原理及应用. 3.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决简单问题. 4.知道理想变压器的功率关系，能推导出原、副线圈的电流与匝 数的关系并能用它解决简单问题. 一、变压器的原理 1.构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫原线圈，与负 载连接的线圈叫副线圈. 2.原理：互感现象是变压器工作的基础.原线圈中电流的大小、方向不断变化，在铁芯中激发 的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势. 二、电压与匝数的关系 1.理想变压器：没有能量损失的变压器叫做理想变压器，它是一个理想化模型. 2.电压与匝数的关系 原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即. U1 U2 n1 n2 3.理想变压器原、副线圈功率关系 P1P2(填“”“”或“U1，U2降低 B.U2U1，U2升高 C.U2n2知U2n2，n3n4 C.甲图中的电表是电压表，输出端不可短路 D.乙图中的电表是电流表，输出端不可断路 答案 CD 解析 题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1n2，其中的电表 为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3n4，其中的 电表为电流表，故选项 C、D 正确. 四、理想变压器的动态分析 1.电压、电流、功率的制约关系 (1)电压制约 ： 当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输入电压 U1决定输出电压 U2，即 U2 n1 n2 . n2U1 n1 (2)功率制约：P出决定 P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为 0，P入为 0. (3)电流制约 ： 当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压 U1确定时，副线圈中的输出 n1 n2 电流 I2决定原线圈中的电流 I1，即 I1(只有一个副线圈时). n2I2 n1 2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况： (1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺 序是 RI2P出P入I1. (2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是 n1、 n2U2I2P出P入I1. 例 5 (2018·嘉兴市高二第一学期期末)如图 8 所示是一个理想变压器， K 为单刀双掷开关， P 是滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端电压，I1为通过原线圈的电流，则( ) 图 8 A.K 合在 b 处，保持 U1不变，使 P 上滑，I1将增大 B.K 合在 b 处，保持 P 的位置不变，减小 U1，I1将增大 C.保持 U1及 P 的位置不变，K 由 b 合向 a 后，I1将增大 D.保持 U1及 P 的位置不变，K 由 b 合向 a 后，R 消耗的功率将减小 答案 D 解析 保持 U1不变， K 合在 b 处， 原、 副线圈匝数不变， 所以副线圈电压不变， 现使 P 上滑， 阻值变大，则副线圈电流 I2减小，理想变压器的电流与匝数关系： ，可知原线圈 I1将 n1 n2 I2 I1 减小，故 A 错误；K 合在 b 处，保持 P 的位置不变，减小 U1，根据，可知 U2减小， n1 n2 U1 U2 副线圈电流 I2减小， 理想变压器的电流与匝数关系 ： ， 可知原线圈 I1将减小， 故 B 错误 ； n1 n2 I2 I1 保持 U1及 P 的位置不变，K 由 b 合向 a 后，根据，n1增大，可知 U2减小，副线圈电 n1 n2 U1 U2 流 I2减小，理想变压器的电流与匝数关系： ，可知原线圈 I1将减小，根据 PI22R，可 n1 n2 I2 I1 知 R 消耗的功率减小，故 C 错误、D 正确. 针对训练 (多选)如图 9 所示， 理想变压器原线圈的匝数 n11 100 匝， 副线圈的匝数 n2110 匝， R0、 R1、 R2均为定值电阻， 且 R0R1R2， 电流表、 电压表均为理想电表.原线圈接 u220 sin314t (V)的交流电源.起初开关 S 处于断开状态.下列说法中正确的是( )2 图 9 A.电压表示数为 22 V B.当开关 S 闭合后，电压表示数变小 C.当开关 S 闭合后，电流表示数变大 D.当开关 S 闭合后，变压器的输出功率增大 答案 BCD 学科素养 通过改变原、副线圈的匝数、滑动变阻器滑片的位置、开关闭合等方式分析理 想变压器的动态问题，使学生进一步熟练掌握理想变压器的原理，熟练掌握理想变压器原、 副线圈中的电压、电流、功率关系 ：， (一个副线圈)，P1P2，及 U1决定 U2、I2 U1 U2 n1 n2 I1 I2 n2 n1 决定 I1、P2决定 P1等制约关系，培养了学生的综合分析能力，较好地体现了“科学思维”的 学科素养. 1.(变压器的工作原理)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 答案 C 解析 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的， 由于面积 S 不变， 故磁通量 变化， A 错误；因理想变压器无漏磁，故 B 错误；由互感现象知 C 正确；原线圈中的电能转化为磁 场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故 D 错误. 2.(理想变压器基本关系的应用)(多选)(2018·温州十五校联合体高二第一学期期末)如图 10 所 示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 101，原线圈接正弦交流电源，电压 u3 110sin 100t (V)，副线圈接入“220 V 100 W”灯泡一只，则( ) 图 10 A.灯泡正常发光 B.电源输出功率为 1 000 W C.电流表的示数为 0.045 A D.电流表的示数为 4.5 A 答案 AC 3.(互感器)(多选)(2018·温州十五校联合体高二第二学期期中)如图 11 所示，把两块铁芯固定 在一把钳子上， 可以做成一个钳形测量仪.利用它可以在不切断导线的情况下， 通过电流表 A， 测量导线中的电流强度.关于该测量仪，下列说法正确的是( ) 图 11 A.能测交流，也能测直流 B.只能测交流，不能测直流 C.电流表 A 是直流电流表 D.电流表 A 是交流电流表 答案 BD 4.(理想变压器的动态分析)(2016·天津卷)如图 12 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( ) 图 12 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 当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电 压不变， 副线圈中的电流减小， 则 R1消耗的功率及其两端电压均变小， 故电压表的示数变大， 选项 A 错误，B 正确；当滑动变阻器的滑动触头 P 向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原 线圈中的电流也减小，电流表 A1示数变小，选项 C 错误 ； 若闭合开关 S，副线圈电路中总电 阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表 A2示数减小； 原线圈中的电流变大，电流表 A1示数变大，选项 D 错误. 训练训练 1 变压器的工作原理及基本关系 变压器的工作原理及基本关系 一、选择题 考点一 变压器的工作原理 1.(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是( ) A.每匝线圈中磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 答案 ABC 2.如图所示的四个电路，能够实现升压的是 ( ) 答案 D 解析 变压器只能对交变电流变压，不能对直流变压，故 A、B 错误；由于电压与线圈匝数 成正比，所以 D 能实现升压，C 不能实现升压，故 C 错误、D 正确. 3.(2017·台州市高二检测)如图 1 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1n241，当 导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时， 电流表 A1的示数是 12 mA， 则电流 表 A2的示数为(稳定后)( ) 图 1 A.3 mA B.0 C.48 mA D.与负载 R 的值有关 答案 B 解析 导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈 n1中通过的是恒定电流，原线圈中电流稳定后 不能引起穿过线圈 n2的磁通量变化， 在副线圈 n2上无感应电动势产生， 所以 A2中无电流通过. 考点二 理想变压器基本关系的应用 4.(多选)对于理想变压器，下列说法正确的是( ) A.原线圈的输入功率随副线圈输出功率的增大而增大 B.原线圈的输入电流随副线圈输出电流的增大而增大 C.原线圈的电流不随副线圈输出电流的变化而变化 D.当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零 答案 AB 解析 理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈输出功率的变化 而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电 流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故 A、B 正确，C、D 错误. 5.(2018·牌头中学高二上学期期中)如图 2 所示为一理想变压器工作电路图，今欲使变压器的 输入功率增大到原来的 2 倍，在其他条件不变的情况下，可行的办法是( ) 图 2 A.原线圈的匝数 n1增加到原来的 2 倍 B.副线圈的匝数 n2增加到原来的 2 倍 C.负载电阻的阻值 R 变为原来的 2 倍 D.n2和 R 都变为原来的 2 倍 答案 D 解析 原线圈匝数增加使得副线圈电压减小，输出功率减小，输入功率也减小，故 A 错误； 副线圈匝数增加 2 倍，副线圈电压增大 2 倍，根据 P，故输出功率增加到原来的 4 倍， U2 R 故 B 错误；负载电阻增大，而电压不变，所以输出功率和输入功率都减小，故 C 错误；副线 圈匝数和负载电阻都增加 2 倍， 副线圈电压增大 2 倍， 根据 P， 输出功率增加到原来的 2 U2 R 倍，故输入功率增加到原来的 2 倍，故 D 正确. 6.(多选)如图 3 所示，理想变压器原线圈匝数 n11 210 匝，副线圈匝数 n2121 匝，原线圈 输入电压 u311sin 100t (V)，负载电阻 R44 ，电表均为理想电表，各电表的读数应为 ( ) 图 3 A.V1读数为 311 V B.A1读数为 0.05 A C.V2读数为 31.1 V D.A2读数为 0.5 A 答案 BD 解析 电压表 V1示数为交流电原线圈电压的有效值，故 U1 V220 V；根据公式 311 2 U1 U2 可得电压表 V2的读数为 22 V； 根据欧姆定律可得副线圈中的电流为 I2 A0.5 A， n1 n2 U2 R 22 44 即电流表 A2的读数为 0.5 A；根据公式 可得电流表 A1的读数为 0.05 A.故 B、D 正确. I1 I2 n2 n1 7.(多选)(2017·诸暨市期末)如图 4 所示为理想变压器的电路，它的原线圈匝数 n1600 匝，交 流电源电压为 U1220 V，原线圈串联一个额定电流为 0.2 A 的保险丝，副线圈匝数 n2120 匝，副线圈上接一个电阻 R，为保证保险丝不被烧断，则( ) 图 4 A.负载功率不能超过 44 W B.负载电阻不能大于 44 C.副线圈交流电的有效值不能超过 1 A D.原线圈交流电的瞬时值不能超过 0.2 A 答案 AC 解析 为保证保险丝不被烧断， 通过原线圈的电流最大为 0.2 A， 由输入功率等于输出功率知， 负载功率不能超过PmU1I1220 V×0.2 A44 W， 选项A正确 ； 由得U2 U1 U1 U2 n1 n2 n2 n1 120 600 ×220 V44 V， 由 P得， 负载电阻的最小值 R44 ， 选项 B 错误 ； 由 PUI U2 R U22 Pm 44 V2 44 W 得副线圈中电流的有效值 I21 A，选项 C 正确 ； 保险丝的额定电流为有效值， 故 Pm U2 44 W 44 V 通过原线圈的电流的有效值不能超过 0.2 A，选项 D 错误. 8.如图 5 甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电.当原线圈输入如图乙所示的交变电压时， 额定功率为 10 W 的小灯泡恰好正常发光， 已知灯泡的电阻为 40 ， 图中电压表为理想电表， 下列说法正确的是( ) 图 5 A.变压器输入电压的瞬时值表达式为 u220 sin t (V)2 B.电压表的示数为 220 V C.变压器原、副线圈的匝数比为 111 D.变压器的输入功率为 110 W 答案 C 解析 由题图乙可知，100 rad/s，故 A 错误；原线圈输入电压为 220 V，电压表示 2 T 数为灯泡的额定电压 U220 V， 故 B 错误 ； 由 B 项分析， 结合电压与匝数的关系得PR n1 n2 ，故 C 正确；理想变压器的输入功率与输出功率相等，为 10 W，故 D 错误. U1 U2 11 1 9.(多选)如图 6，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( ) 图 6 A.原、副线圈匝数比为 91 B.原、副线圈匝数比为 19 C.此时 a 和 b 的电功率之比为 91 D.此时 a 和 b 的电功率之比为 19 答案 AD 解析 设灯泡的额定电压为 U0，两灯泡均能正常发光，所以原线圈两端电压为 U19U0，副 线圈两端电压为 U2U0，故 ，A 正确，B 错误；根据公式 可得， ，由于 n1 n2 U1 U2 9 1 I1 I2 n2 n1 I1 I2 1 9 小灯泡两端的电压相等，所以根据公式 PUI 可得，灯泡 a 和 b 的电功率之比为 19，C 错 误，D 正确. 10.如图 7 所示，理想变压器原、副线圈接有三个完全相同的灯泡，其额定电压均为 U，且三 个灯泡均能正常发光.下列说法中正确的是( ) 图 7 A.原、副线圈匝数比为 31 B.原、副线圈匝数比为 13 C.AB 端的输入电压为 3U D.AB 端的输入电压为 4U 答案 C 解析 设灯泡正常发光时， 流过它的电流为 I， 则该变压器原线圈电流 I1I， 副线圈中电流 I2 2I，则原、副线圈匝数比 21，所以原线圈两端的电压为 U1U22U，则 AB 端输 n1 n2 I2 I1 n1 n2 入电压为 3U，A、B、D 错误，C 正确. 考点三 自耦变压器与互感器 11.(2017·金华市高二检测)钳式电流表的外形和结构如图 8 中 a、b 所示.图 b 中电流表的读数 为 1.2 A，图 c 中用同一电缆线绕了 3 匝，则( ) 图 8 A.这种电流表能测直流电流，图 c 的读数为 2.4 A B.这种电流表能测交变电流，图 c 的读数为 0.4 A C.这种电流表能测交变电流，图 c 的读数为 3.6 A D.这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流，图 c 的读数为 3.6 A 答案 C 解析 钳式电流表利用了变压器的工作原理，因此钳式电流表只能测交变电流.根据 n1I1 n2I2可知，题图 b 中线圈单匝时，的读数为 1.2 A.在题图 c 中绕 3 匝时，的读数应为 3.6 A，故选项 C 正确. 12.(多选)(2017·台州市选考科目教学质量评估)如图 9 所示，在某一输电线路的起始端接入两 个互感器，原、副线圈的匝数比分别为 1001 和 1100，图中 a、b 表示电压表或电流表， 已知电压表的示数为 22 V，电流表的示数为 1 A，则( ) 图 9 A.a 为电流表，b 为电压表 B.a 为电压表，b 为电流表 C.线路输送的电功率是 22 W D.线路输送的电功率是 220 kW 答案 BD 解析 由题图可知 a 表是电压表，b 表是电流表，甲互感器原、副线圈匝数比为 1001，乙 互感器原、副线圈匝数比为 1100，由电压表的示数为 22 V，得原线圈的电压为 2 200 V， 由电流表的示数为 1 A， 得原线圈的电流为 100 A.所以线路输送功率是 PUI2.2×105 W 220 kW，故 B、D 正确，A、C 错误. 13.自耦变压器的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 10 所示， 其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为 1 900 匝， 原线圈 为 1 100 匝，接在电压有效值为 220 V 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 2.0 kW，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 器是理想变压器，则 U2和 I1分别约为( ) 图 10 A.380 V 和 5.3 A B.380 V 和 9.1 A C.240 V 和 5.3 A D.240 V 和 9.1 A 答案 B 解析 由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：， ，U1I1P2， U1 U2 n1 n2 I1 I2 n2 n1 所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大，为 n21 900 匝，负载 R 上的 功率也最大，为 2.0 kW，则 U2U1×220 V380 V，I1 A9.1 n2 n1 1 900 1 100 P2 U1 2.0 × 103 220 A，故选项 B 正确. 二、非选择题 14.如图 11 所示，理想变压器原线圈中输入电压有效值为 U13 300 V，副线圈两端电压有效 值 U2为 220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡 L1和 L2，绕过铁芯的导线所接的电压表 V 的示数 U2 V.求： 图 11 (1)原线圈 n1等于多少匝？ (2)当开关 S 断开时，电流表 A2的示数 I25 A.则电流表 A1的示数 I1为多少？ (3)在(2)情况下，当开关 S 闭合时，电流表 A1的示数 I1等于多少？ 答案 (1)1 650 匝 (2) A (3) A 1 3 2 3 解析 (1)由变压器与电压匝数的关系可得：U，则 n11 650 匝. U1 n1 U2 n2 (2)当开关 S 断开时，有：U1I1U2I2，I1 A. U2I2 U1 1 3 (3)当开关 S 断开时，有：RL44 .当开关 S 闭合时，设副线圈总电阻为 R，有 R U2 I2 22 ，副线圈中的总电流 I210 A.由 U1I1U2I2可知，I1 A. RL 2 U2 R U2I2 U1 2 3 训练训练 2 变压器问题的动态分析 变压器问题的动态分析 1.如图 1 所示，理想变压器原线圈输入电压 uUmsin t，副线圈电路中 R0为定值电阻，R 是 滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用 U1和 U2表示 ；和是理想交流电流表， 示数分别用 I1和 I2表示.下列说法正确的是( ) 图 1 A.I1和 I2表示电流的平均值 B.U1和 U2表示电压的最大值 C.滑片 P 向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D.滑片 P 向下滑动过程中，U2变小、I2变大 答案 C 解析 电路中的电压表和电流表的示数表示的都是有效值， 选项A、 B错误.根据得U2 U1 U2 n1 n2 U1，U1不变，U2不变，滑片 P 向下滑动过程中，接入电路中的电阻变小，由闭合电路欧姆 n2 n1 定律知 I2变大，根据 得 I1I2，I1变大，故 C 正确，D 错误. I1 I2 n2 n1 n2 n1 2.(多选)(2017·“超级全能生” 选考科目联考)如图 2 所示， 理想变压器副线圈通过输电线接两 个相同的灯泡 L1和 L2，输电线的等效电阻为 R.开始时，开关 S 断开，当 S 闭合时，下列说 法中正确的是( ) 图 2 A.副线圈两端的输出电压减小 B.通过灯泡 L1的电流减小 C.原线圈中的电流增大 D.变压器的输入功率增大 答案 BCD 3.(多选)如图 3 甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 21，原线圈接入如图乙所示的 正弦交变电流，电表均为理想电表，下列说法正确的是( ) 图 3 A.电压表的示数为 110 V B.交变电流的频率为 50 Hz C.滑动变阻器滑片向下滑动时，电压表示数变大 D.滑动变阻器滑片向上滑动时，电流表示数变小 答案 BD 解析 根据题图乙可知原线圈电压的有效值 U1220 V，根据可得副线圈输出电压有 U1 U2 n1 n2 效值 U2110 V，电压表测量的是滑动变阻器 R 两端的电压，小于 110 V，A 错误；根据题 图乙可知交流电的周期为 0.02 s，频率为 50 Hz，B 正确；滑动变阻器滑片向下滑动时，滑动 变阻器 R 接入电路的阻值变小，电压表示数变小，C 错误；滑动变阻器滑片向上滑动时，滑 动变阻器 R 接入电路的阻值变大，流过副线圈的电流变小，根据 可得流过原线圈的电 I1 I2 n2 n1 流变小，电流表示数变小，D 正确. 4.(多选)如图 4 所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压 U1不变， 闭合开关 S，下列说法正确的是( ) 图 4 A.P 向下滑动时，灯 L 变亮 B.P 向下滑动时，变压器的输出电压不变 C.P 向上滑动时，变压器的输入电流变小 D.P 向上滑动时，变压器的输出功率变大 答案 BD 解析 由于理想变压器输入电压 U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压 U2也不变， 灯 L 的亮度不随 P 的滑动而改变，故选项 A 错误，B 正确.P 向上滑动时，滑动变阻器接入电 路的电阻减小，副线圈负载总电阻 R总减小，由 I2知，通过副线圈的电流 I2增大，输出 U2 R总 功率 P出U2I2增大，再由 知输入电流 I1也增大，故选项 C 错误，D 正确. I1 I2 n2 n1 5.(多选)如图 5 所示，理想变压器原线圈输入电压 u220sin 100t (V)，原、副线圈匝数比2 为 101，副线圈电路中 R0为定值电阻，R 是光敏电阻(其阻值随光照强度的增大而减小)， 图中电表均为理想电表，下列说法正确的是( ) 图 5 A.变压器输出电压的频率为 50 Hz B.电压表 V2的示数为 22 V2 C.照射 R 的光变强时，灯泡 L 变暗 D.照射 R 的光变强时，电压表 V1、电流表 A1的示数都不变 答案 AC 解析 原线圈接正弦交流电， 由题知角速度是 100 rad/s， 所以 f Hz50 Hz， 故 A 100 2 正确.由表达式知输入电压有效值为 220 V，根据电压与匝数成正比，副线圈电压有效值即电 压表 V2的示数为 22 V，故 B 错误.R 处光照增强时，阻值减小，但不会影响变压器的输入电 压及输出电压， 则副线圈电路总电流变大， 原线圈电流也变大， 由于副线圈定值电阻分压增大， 灯泡两端电压减小，灯泡变暗，故 C 正确，D 错误. 6.如图 6 所示的交流电路中，理想变压器输入电压为 U1，输入功率为 P1，输出功率为 P2，各 交流电表均为理想电表.当滑动变阻器 R 的滑动触头向下移动时( ) 图 6 A.灯 L 变亮 B.各个电表读数均变大 C.因为 U1不变，所以 P1不变 D.P1变大，且始终有 P1P2 答案 D 解析 理想变压器的输出电压由输入电压和匝数比决定，输入电压不变，所以输出电压也不 变，输入功率和输出功率始终相等，当滑动变阻器 R 的滑动触头向下移动时，滑动变阻器接 入电路的电阻减小，副线圈电路的总电阻减小，所以总电流变大，消耗的功率将变大，R0两 端的电压变大，所以灯 L 两端的电压变小，电压表的示数变小，所以灯 L 变暗，由于总的电 流变大，通过灯 L 的电流变小，所以电流表的示数变大，D 正确. 7.(多选)如图 7 所示，T 为理想变压器，电流表、电压表均为理想交流电表.R1、R2为定值 电阻，R3为滑动变阻器，L 为电感线圈，A、B 两点间接正弦交流电，则( ) 图 7 A.只将滑片 P1下移时，电流表示数变小 B.只将滑片 P2下移时，电压表示数变大 C.只增大交流电的电压时，电流表示数变大 D.只增大交流电的频率时，电压表示数不变 答案 AC 解析 只将滑片 P1下移时， 变压器副线圈输出电压 U2减小， 由 U1I1可知， U1、 R 不变， I1 U2 2 R 减小，A 正确；只将滑片 P2下移时，副线圈电路中的总电阻减小，U2不变，因此副线圈电 路中的电流增大，R1两端的电压增大，R3两端的电压减小，电压表的示数减小，B 错误；只 增大交流电的电压时，根据变压器的变压比公式可知，副线圈两端的电压增大，因此副线圈 的电流增大， 根据变压器的变流比公式可知， 原线圈的电流增大， 故电流表示数增大， C 正确 ； 只增大交流电的频率时， 电感线圈的感抗增大， 副线圈电路中的总电阻增大， 总电流减小， R1 两端的电压减小，R3两端的电压增大，电压表示数增大，D 错误. 8.(多选)火警报警系统原理如图 8 甲所示，M 是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比 n1n2101，接线柱 a、b 接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在 变压器右侧部分，R2为半导体热敏电阻(电阻随温度升高而减小)，R1为一定值电阻，下列说 法中正确的是( ) 图 8 A.电压表示数为 22 V B.此交流电源的频率为 50 Hz C.当热敏电阻 R2所在处出现火警时，电流表的示数减小 D.当热敏电阻 R2所在处出现火警时，电压表的示数减小 答案 BD 解析 原线圈电压有效值 U1 V220 V，根据变压器的电压与匝数成正比，可得副 2202 2 线圈的电压为 U222 V，电压表 V 测的是 R2两端电压，则其示数小于 22 V，故 A 错误；由 原线圈两端输入电压 u 随时间变化的图象可知，T0.02 s，频率为 50 Hz，故 B 正确；当出 现火警时，温度升高，电阻 R2减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也要增大，电流 表的示数变大；由于副线圈的电流变大，所以 R1两端的电压要增大，由于副线圈的总电压不 变，所以 R2两端的电压要减小，电压表的示数减小，故 C 错误，D 正确. 9.(多选)如图 9 所示，理想变压器接在接头 a 时，原、副线圈的匝数比为 101，b 是原线圈 的中心接头， 电压表和电流表均为理想电表， 从某时刻开始在原线圈 c、 d 两端加上交变电压， 其瞬时值表达式为 u220sin 100t (V)，则( )2 图 9 A.当单刀双掷开关与 a 连接时，电压表的示数为 22 V B.当单刀双掷开关与 b 连接时，电压表的示数为 11 V C.单刀双掷开关与 a 连接，将滑动变阻器滑片 P 向上移动，则电压表的示数不变，电流表的 示数变小 D.单刀双掷开关与 a 连接，将滑动变阻器滑片 P 向上移动，则电压表和电流表的示数都变大 答案 AC 解析 当单刀双掷开关与 a 连接时，根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为 220 V，所以副线圈的电压的最大值为 22 V，电压表的示数为电压的有效值，所以示22 数为 V22 V，A 正确；当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时，理想变压器原、副线圈的匝 222 2 数比由 101 变为 51，根据电压与匝数成正比可知，此时副线圈的电压为 44 V，所以电压 表的示数为 44 V，B 错误；单刀双掷开关与 a 连接，滑动变阻器滑片 P 向上移动的过程中， 滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈电路的总电阻变大，由于副线圈电压不变，所以电 流表的示数变小，电压表的示数不变，所以 C 正确，D 错误. 10.(多选)如图 10 甲所示的理想自耦变压器的原线圈接有如图乙所示的正弦式交变电压， 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( ) 图 10 A.交流电源的电压 u 随时间 t 变化的规律是 uU0cos 100t (V) 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 A 处的电流一定增大 答案 AB 解析 由题图乙可得交流电源的周期为 T0.02 s，最大值为 U0，则电源的电压 uU0cos 100t (V)，选项 A 正确 ； 由，若仅将触头 P 向 A 端滑动，即 n2增大，则副线圈的输出电压 U2 U1 U2 n1 n2 增大， 电阻 R 消耗的电功率 P增大， 选项 B 正确 ； 若仅使电阻 R 增大， 输出电压 U2一定， U2 2 R 则输出电功率 P减小，原线圈的输入电功率减小，选项 C 错误 ； 若使电阻 R 增大的同时， U2 2 R 将触头 P 向 B 端滑动， 则输出电压 U2减小， 输出和输入的电功率都减小， 通过 A 处的电流 I1 一定减小，选项 D 错误. P U1