2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册 3.3科学探究：变压器 同步作业（word解析版）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册 3.3科学探究：变压器 同步作业（word解析版） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-16 09:12:00 | ||
图片预览
文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册
3.3科学探究：变压器 同步作业（解析版）
1．如图所示的理想变压器中，原副线圈的匝数比为，现在、两点间接一定的交变电流，小灯泡、、均正常发光，小灯泡正常发光时的电阻为、额定功率为，小灯泡、的额定功率相同。已知电源的输出功率为，则下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为
B．小灯泡的额定电流为
C．小灯泡的额定电压为
D．、间所加电源的电压为
2．小阳同学将一变压器的原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压随时间变化的关系式（V），副线圈接小灯泡，小灯泡的额定电压为10V，如图所示。变压器视为理想变压器，小灯泡正常发光，则该变压器原、副线圈匝数比为（取）（ ）
A．141：10 B．10：1 C．1000：141 D．条件不足，无法判断
3．理想变压器原线圈接有理想交流电流表，副线圈接有两个电热器与，其铭牌参数分别为“220V 1100W”和“220V 440W”，如图甲所示。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压时，两电热器均正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈的输入电功率为1540W B．变压器原、副线圈的匝数比为311：22
C．原线圈输入电压为3110V D．理想交流电流表的示数为7A
4．如图甲电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压随时间变化的图像如图乙，两只规格为“，”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为
B．电阻的功率为
C．电流表的示数为
D．副线圈中电流方向内改变次
5．手机无线充电日趋流行，其感应线圈可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈，将此变压器接成如图乙所示电路，线圈匝数比，接入“，”的灯泡，当、两端加电压的交变流电时，灯泡正常工作，不考虑电压表和电流表对电路的影响，则（ ）
A．电流表的示数为
B．时刻，电压表示数为
C．两端的输入功率为
D．在两端并上一个相同的灯泡，电压表的示数不变
6．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示．灯泡L的电阻恒为，额定电压为．定值电阻、，滑动变阻器R的最大阻值为．为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A． B． C． D．
7．在图甲所示电路中，电阻R=20Ω，灯泡L1的规格为“3V 0.6W”，灯泡L2的规格为“5V 2.5W”，S1为单刀双掷开关。发电机的矩形线框（不计电阻）在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈。输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。若将开关S1接1且S2闭合，则L2正常发光；若将S1接1且S2断开，则L正常发光。不计灯泡电阻随温度的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．当S1接1，断开S2时，原线圈的输入电流减小了0.075A
B．当S1接1且S2断开时，L2的功率大于L1的功率
C．当S1换接到2后，R消耗的电功率为1.25W
D．当S1换接到2后，若发电机的线框转速变成原来的两倍，R的功率保持不变
8．如图所示的电路中，变压器为理想变压器。现在电路的、端加上电压恒定的正弦交流电，在滑动变阻器的滑片P向下移动过程中，灯泡A、B亮度变化情况为（ ）
A．A灯变亮 B．A灯变暗
C．B灯变亮 D．B灯变暗
9．如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻R1=R2=10Ω，C为电容器，在变压器原线圈输入如图乙所示的正弦交流电压，电阻R1消耗的功率为40W，电容器不会被击穿，则（ ）
A．变压器原副线圈的匝数比为5∶1
B．变压器原副线圈的匝数比为4∶1
C．仅增大变压器输交流电的频率，R1、R2消耗的功率均不变
D．仅增大变压器输入交流电的频率，R1消耗的功率不变、R2消耗的功率增大
10．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的是（ ）
A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz
B．开关接通后，电压表的示数为
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率变小
11．自耦变压器是初级线圈和次级线圈在同一条绕组上的变压器，是一种原、副绕组直接串联自行耦合的变压器。根据结构还可细分为可调压式和固定式两种。如图甲所示为一可调压式自耦变压器，线圈AB均匀绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，拨动滑动触头P就可以调节输出电压。图中变压器视为理想变压器，两电表均为理想交流电表，R1= 6、R2= 5。R1为总阻值为10Ω的滑动交阻器。现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，下列说法正确的是（ ）
A．若变压器滑动触头P拔至线圈中间位置，电压表示数是18V
B．若电压表与电流表示数分别是10V和1A，变压器原制线圈重数比为9：7
C．当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电压表读数不变，电流表读数变小
D．当变压器滑动触头P顺时针转动时，电流表，电压表示数均变小
12．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有一只电阻，阻值关系为，原线圈接到交变电压上后，电阻上的电压是电阻上的电压的3倍，下面说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈匝数比为 B．变压器原、副线圈匝数比为
C．上的电压等于电源电压的 D．上的电压等于电源电压的
13．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，下列说法正确的是（ ）
A．V1读数不变，V2读数不变 B．A2读数变大，A1读数不变
C．A2读数变大，V3读数变小 D．V1读数不变，A1读数不变
14．图中的理想变压器输入端、接一交变电源，电源电压为U，变压器原、副线圈匝数比为，三个完全相同的灯泡、、以图所示方式连接在电路中，灯泡的额定电压均为20V，三个灯泡刚好，都正常发光，则（ ）
A． B．
C． D．
15．如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9V，12W"，当在ab两端加交变电压时，四只灯泡都正常发光，cd两端的u-t图像如图乙所示，各电表均为理想交流电表。以下说法正确的是（ ）
A．流过灯泡L的电流方向每秒改变50次
B．原、副线圈匝数比为3∶1
C．电流表示数为4A，ab端输人的功率Pab=48W
D．a、b端输人电压的瞬时值表达式为u=27sin100πt（V）
16．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为，电阻接在原线圈回路中，滑动变阻器（滑动变阻器阻值变化范围为）和电阻串联接在副线圈回路中，已知电阻，，原线圈一侧接在电压恒为的正弦交流电上、使变阻器接入电路的阻值为零，求：
（1）此时电阻和消耗的功率之比；
（2）此时变压器副线圈两端的电压；
（3）若调节滑动变阻器触头，能够使变阻器输出功率达到最大，当变阻器接入电路的阻值为多少时，变压器输出功率最大？最大值为多少？
17．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为、，副线圈上接有一个的电阻，通过该电阻的电流。求：
（1）原线圈两端的电压；
（2）变压器的输入功率。
18．如图所示，矩形导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25：11。降压变压器副线圈接入一台内阻的电动机，电动机两端的电压，输入功率，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表。求：
（1）电动机的机械功率；
（2）升压变压器原、副线圈匝数之比。
19．如图所示，理想变压器原线圈匝数，副线圈匝数，副线圈接的电阻，在原线圈两端加220V的交流电压，求：
（1）副线圈中电压表、电流表的示数；
（2）原线圈中的电流和原线圈的输入功率。
20．在如图甲所示电路中，变压器原线圈输人如图乙所示的正弦式交变电压；副线圈所接两只灯泡L1、L2的额定电压均为36 V，其中L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W。开关S闭合时，两灯泡均恰好正常发光。求∶
（1）该变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2。
（2）开关S闭合前、后通过原线圈的电流之比。
参考答案
1．C
【详解】
A．由于理想变压器不损耗功率，电源的输出功率等于三个灯泡的功率之和，又已知小灯泡、的额定功率相同，可得
A错误；
C．小灯泡正常发光时的电阻为、额定功率为，可得
解得
，
C正确；
B．由
解得
由原副线圈的电流与匝数关系可得
解得
B错误；
D．电源的输出功率可表示为
解得
D错误。
故选C。
2．B
【详解】
初级电压有效值为
小灯泡正常发光，则该变压器原、副线圈匝数比为
故选B。
3．A
【详解】
A．变压器原线圈的输入电功率等于输出功率，则为
P=1100W+440W=1540W
选项A正确；
B．变压器原线圈电压有效值为
原、副线圈的匝数比为
选项B错误；
C．原线圈输入电压最大值为3110V，有效值为2200V，选项C错误；
D．理想交流电流表的示数为
选项D错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．由图乙可知，电源电压有效值为
U=24V
两灯泡正常发光，可得原线圈两端电压为18V，副线圈两端电压为6V，可得
A错误；
BC．原线圈中电流，即灯泡的额定电流为
原副线圈电流与匝数成反比，故副线圈中电流为
则流过电阻R的电流为
即电流表的示数为，电阻的功率为
B正确，C错误；
D．由图乙可知，交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，由于变压器不改变频率，故副线圈中电流变化频率为50Hz，每个周期内电流方向改变2次，故副线圈中电流方向内改变次，D错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．由图乙知，电流表测量的是变压器输入端的电流。电流表的示数为有效值，根据变压器电流与匝数比关系有
因为灯泡正常发光，故有
两式联立求得
即电流表的示数为0.025A，故A错误；
B．由图乙知，电压表测量的电压为灯泡两端的电压，电压表示数为交流电的有效值，由于灯泡上所标电压为有效值且灯泡正常发光，所以电压表示数为，故B正确；
C．由图乙知，两端的输入功率为
故C错误；
D．由图乙知，电压表测量的是输出端的电压。若在两端并上一个相同的灯泡，变压器输出端负载电阻将减小，假设灯泡仍然正常发光，则输出端的电流
增大，输入端电流也将增大，则变压器输入端电压为
交流电输出电压不变，变压器线圈匝数比不变，则将减小，根据电压与匝数比关系
则可得输出端电压也将减小，这与假设相矛盾，所以电压表读数不可能不变，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
由题可知，输入端电压随时间变化关系如图乙所示，可知输入电压为
依据理想变压器与匝数关系式
且
得
由于灯泡上的电阻恒为，额定电压为，因灯泡正常工作，通过灯泡的电流根据公式
得
根据串联分压可知，定值电阻两端电压
依据欧姆定律，则通过其电流为
因此通过定值电阻的电流为
由于定值电阻与滑动变阻器串联后与并联，那么定值电阻与滑动变阻器总电阻为
因定值电阻，因此滑动变阻器接入电路的阻值应为
故选C。
7．AC
【详解】
A．由接1且闭合时，正常发光，可知副线圈两端的电压为，可得
此时流过的电流为，可知此时原线圈中的电流为；当接1，断开后，正常发光，可知副线圈电流为，此时原线圈中的电流为，即电流减小了，故A正确；
B．当接1且断开时，由于的电阻小于的电阻，根据
可知的功率小于的功率，故B错误；
C．当换接到2后，副线圈两端的电压为，消耗的电功率为，故C正确；
D．若发电机的线框转速变成原来的两倍，由
可知电压也变成原来的两倍，故D错误。
故选AC。
8．AD
【详解】
滑片P向下移动过程中，滑动变阻器的电阻减小，则副线圈并联的总电阻减小，则副线圈的电流增大，由变压器线圈电流和匝数的关系可知，原线圈的电流增大，则流过灯泡A的电流增大，灯泡A两端的电压增大，输入电压不变，则原线圈两端的电压减小，由变压器电压和匝数的的关系可知副线圈电压减小，故灯泡B变暗，故AD正确，BC错误。
故选AD。
9．AD
【详解】
AB．设副线圈两端的电压为U2，则
解得
因此原副线圈的匝数比
B错误A正确；
CD．仅增大变压器输入交流电的频率，电容器对交流电的阻碍变小，因此R2中的电流变大，功率变大，R1中的电流不变，功率不变，C错误D正确。
故选AD。
10．AD
【详解】
A．变压器次级电压最大值为
交流电的频率为
因氖泡在两端电压达到100V时开始发光，可知氖泡在一个周期内发光2次，则开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz，选项A正确；
B．开关接通后，电压表的示数为有效值，为
选项B错误；
C．开关断开后，电压表的示数不变，选项C错误；
D．开关断开后，氖泡不再消耗电能，而灯泡消耗的电能不变，则变压器的输出功率变小，选项D正确。
故选AD。
11．BD
【详解】
A．由图乙可知输入电压的有效值为
U1 = = 36V
若变压器滑动触头P拔至线圈中间位置，根据原副线圈的电压比与匝数比的关系有
=
可计算出
U2 = 18V
U2为MN两点间的电压，是R1和R2、R3并联部分电压的总和，而电压表示数只是R2、R3并联部分电压，A错误；
B．若电压表与电流表示数分别是10V和1A，则R2的电流为
IR2 = = A = 2A
则可计算出
U2 = I2 × R1 + U = (2 + 1) × 6 + 10V = 28V
根据原副线圈的电压比与匝数比的关系有
=
可计算出
=
B正确；
C．当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，R3增大，则R总增大，由于变压器滑动触头P不动、输入电压不变，则U2不变、I2减小，由闭合电路的欧姆定律可知R1的电压减小、电压表示数增大，再由欧姆定律可知电流表示数减小，C错误；
D．变压器滑动触头P顺时针转动时，n2减小、输入电压不变，则U2减小、R总不变、I2减小，根据欧姆定律电压表示数减小、电流表示数减小，D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】
已知，电阻上的电压是电阻上的电压的3倍
联立解得
电流与匝数成反比，所以变压器原、副线圈匝数比为，设副线圈的电流为I，副线圈的电压为
原副线圈的电压之比等于匝数之比，因此原线圈的电压为
所以电源电压
因此上的电压等于电源电压的，故选AD。
13．AC
【详解】
A．输入电压是市区电网的电压，不变，所以V1读数不变，由
知，V2读数不变，故A正确；
BCD．滑动变阻器R的滑片下移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，用户电路总电阻变小，故A2读数变大，I1由I2决定，由
所以A1读数变大，I2变大，则R0分压变大，故V3读数变小，所以C正确，B、D错误。
故选AC。
14．BD
【详解】
AB．三个灯泡刚好都正常发光，则三个灯泡内流过的电流相同，均为额定电流，则原副线圈电流之比
理想变压器有
解得
故A错误，B正确；
CD．、正常发光，则副线圈电压
理想变压器有
则原线圈电压
则
故C错误，D正确。
故选BD。
15．BC
【详解】
A．根据图乙可知，交变电流的周期是0.02s，每周期电流方向改变两次，所以流过灯泡L的电流方向每秒改变100次。A错误；
B．灯泡正常发光，所以原线圈电流为
副线圈电流为
所以原副线圈匝数比为
B正确；
C．根据选项B可知，电流表示数为3A，ab端输人的功率为4只灯泡的功率，即Pab=48W。C正确；
D．a、b端输人电压的有效值为36V，所以瞬时值表达式为
u=sin100πt（V）
D错误。
故选BC。
16．（1）；（2）180V；（3），1102.5W
【详解】
(1)根据理想变压器原副线圈匝数比和电流比的关系有
电阻消耗的功率为
P=I2R
可得
(2)设原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，有
U0=I1R1+U1
原副线圈电压与匝数成正比，可得
有
U2=2U1=I2R2
联立代入数值解得
U1=90V，U2=180V
即此时变压器副线圈两端的电压180V。
(3)设副线圈输出功率最大时，滑动变阻器的阻值为，变压器输出功率等于输入功率，则
则当
时，最大，代入数据可得最大输出功率为
此时
则
由欧姆定律可得
可得
17．（1）220V；（2）10W
【详解】
（1）根据
可得副线圈两端的电压
根据
可得
（2）由于变压器本身不消耗能量，因此
18．（1）；（2）
【详解】
（1）设通过电动机的电流为I，电动机内阻损耗的功率为。由题意得
，，
代入数据得
（2）设降压变压器原线圈两端的电压为；通过输电电路的电流为，输电线路损耗的电压为；升压变压器副线圈两端的电压为，原线圈两端的电压为。由题意得
，，，，，，
联立，代入数据得
19．（1）44V，10A；（2）440W
【详解】
(1)由
得
(2)由
得
20．（1）；（2）
【详解】
（1）由公式
且由题图乙可知U1=220 V
可得
（2）开关S断开时
由公式
得
开关S闭合时
由公式
得
所以
3.3科学探究：变压器 同步作业（解析版）
1．如图所示的理想变压器中，原副线圈的匝数比为，现在、两点间接一定的交变电流，小灯泡、、均正常发光，小灯泡正常发光时的电阻为、额定功率为，小灯泡、的额定功率相同。已知电源的输出功率为，则下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡的额定功率为
B．小灯泡的额定电流为
C．小灯泡的额定电压为
D．、间所加电源的电压为
2．小阳同学将一变压器的原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压随时间变化的关系式（V），副线圈接小灯泡，小灯泡的额定电压为10V，如图所示。变压器视为理想变压器，小灯泡正常发光，则该变压器原、副线圈匝数比为（取）（ ）
A．141：10 B．10：1 C．1000：141 D．条件不足，无法判断
3．理想变压器原线圈接有理想交流电流表，副线圈接有两个电热器与，其铭牌参数分别为“220V 1100W”和“220V 440W”，如图甲所示。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压时，两电热器均正常工作，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈的输入电功率为1540W B．变压器原、副线圈的匝数比为311：22
C．原线圈输入电压为3110V D．理想交流电流表的示数为7A
4．如图甲电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压随时间变化的图像如图乙，两只规格为“，”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数之比为
B．电阻的功率为
C．电流表的示数为
D．副线圈中电流方向内改变次
5．手机无线充电日趋流行，其感应线圈可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈，将此变压器接成如图乙所示电路，线圈匝数比，接入“，”的灯泡，当、两端加电压的交变流电时，灯泡正常工作，不考虑电压表和电流表对电路的影响，则（ ）
A．电流表的示数为
B．时刻，电压表示数为
C．两端的输入功率为
D．在两端并上一个相同的灯泡，电压表的示数不变
6．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示．灯泡L的电阻恒为，额定电压为．定值电阻、，滑动变阻器R的最大阻值为．为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A． B． C． D．
7．在图甲所示电路中，电阻R=20Ω，灯泡L1的规格为“3V 0.6W”，灯泡L2的规格为“5V 2.5W”，S1为单刀双掷开关。发电机的矩形线框（不计电阻）在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈。输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。若将开关S1接1且S2闭合，则L2正常发光；若将S1接1且S2断开，则L正常发光。不计灯泡电阻随温度的变化，则下列说法正确的是（ ）
A．当S1接1，断开S2时，原线圈的输入电流减小了0.075A
B．当S1接1且S2断开时，L2的功率大于L1的功率
C．当S1换接到2后，R消耗的电功率为1.25W
D．当S1换接到2后，若发电机的线框转速变成原来的两倍，R的功率保持不变
8．如图所示的电路中，变压器为理想变压器。现在电路的、端加上电压恒定的正弦交流电，在滑动变阻器的滑片P向下移动过程中，灯泡A、B亮度变化情况为（ ）
A．A灯变亮 B．A灯变暗
C．B灯变亮 D．B灯变暗
9．如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻R1=R2=10Ω，C为电容器，在变压器原线圈输入如图乙所示的正弦交流电压，电阻R1消耗的功率为40W，电容器不会被击穿，则（ ）
A．变压器原副线圈的匝数比为5∶1
B．变压器原副线圈的匝数比为4∶1
C．仅增大变压器输交流电的频率，R1、R2消耗的功率均不变
D．仅增大变压器输入交流电的频率，R1消耗的功率不变、R2消耗的功率增大
10．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的是（ ）
A．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz
B．开关接通后，电压表的示数为
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率变小
11．自耦变压器是初级线圈和次级线圈在同一条绕组上的变压器，是一种原、副绕组直接串联自行耦合的变压器。根据结构还可细分为可调压式和固定式两种。如图甲所示为一可调压式自耦变压器，线圈AB均匀绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，拨动滑动触头P就可以调节输出电压。图中变压器视为理想变压器，两电表均为理想交流电表，R1= 6、R2= 5。R1为总阻值为10Ω的滑动交阻器。现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，下列说法正确的是（ ）
A．若变压器滑动触头P拔至线圈中间位置，电压表示数是18V
B．若电压表与电流表示数分别是10V和1A，变压器原制线圈重数比为9：7
C．当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电压表读数不变，电流表读数变小
D．当变压器滑动触头P顺时针转动时，电流表，电压表示数均变小
12．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有一只电阻，阻值关系为，原线圈接到交变电压上后，电阻上的电压是电阻上的电压的3倍，下面说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈匝数比为 B．变压器原、副线圈匝数比为
C．上的电压等于电源电压的 D．上的电压等于电源电压的
13．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，下列说法正确的是（ ）
A．V1读数不变，V2读数不变 B．A2读数变大，A1读数不变
C．A2读数变大，V3读数变小 D．V1读数不变，A1读数不变
14．图中的理想变压器输入端、接一交变电源，电源电压为U，变压器原、副线圈匝数比为，三个完全相同的灯泡、、以图所示方式连接在电路中，灯泡的额定电压均为20V，三个灯泡刚好，都正常发光，则（ ）
A． B．
C． D．
15．如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9V，12W"，当在ab两端加交变电压时，四只灯泡都正常发光，cd两端的u-t图像如图乙所示，各电表均为理想交流电表。以下说法正确的是（ ）
A．流过灯泡L的电流方向每秒改变50次
B．原、副线圈匝数比为3∶1
C．电流表示数为4A，ab端输人的功率Pab=48W
D．a、b端输人电压的瞬时值表达式为u=27sin100πt（V）
16．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为，电阻接在原线圈回路中，滑动变阻器（滑动变阻器阻值变化范围为）和电阻串联接在副线圈回路中，已知电阻，，原线圈一侧接在电压恒为的正弦交流电上、使变阻器接入电路的阻值为零，求：
（1）此时电阻和消耗的功率之比；
（2）此时变压器副线圈两端的电压；
（3）若调节滑动变阻器触头，能够使变阻器输出功率达到最大，当变阻器接入电路的阻值为多少时，变压器输出功率最大？最大值为多少？
17．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为、，副线圈上接有一个的电阻，通过该电阻的电流。求：
（1）原线圈两端的电压；
（2）变压器的输入功率。
18．如图所示，矩形导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25：11。降压变压器副线圈接入一台内阻的电动机，电动机两端的电压，输入功率，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表。求：
（1）电动机的机械功率；
（2）升压变压器原、副线圈匝数之比。
19．如图所示，理想变压器原线圈匝数，副线圈匝数，副线圈接的电阻，在原线圈两端加220V的交流电压，求：
（1）副线圈中电压表、电流表的示数；
（2）原线圈中的电流和原线圈的输入功率。
20．在如图甲所示电路中，变压器原线圈输人如图乙所示的正弦式交变电压；副线圈所接两只灯泡L1、L2的额定电压均为36 V，其中L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W。开关S闭合时，两灯泡均恰好正常发光。求∶
（1）该变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2。
（2）开关S闭合前、后通过原线圈的电流之比。
参考答案
1．C
【详解】
A．由于理想变压器不损耗功率，电源的输出功率等于三个灯泡的功率之和，又已知小灯泡、的额定功率相同，可得
A错误；
C．小灯泡正常发光时的电阻为、额定功率为，可得
解得
，
C正确；
B．由
解得
由原副线圈的电流与匝数关系可得
解得
B错误；
D．电源的输出功率可表示为
解得
D错误。
故选C。
2．B
【详解】
初级电压有效值为
小灯泡正常发光，则该变压器原、副线圈匝数比为
故选B。
3．A
【详解】
A．变压器原线圈的输入电功率等于输出功率，则为
P=1100W+440W=1540W
选项A正确；
B．变压器原线圈电压有效值为
原、副线圈的匝数比为
选项B错误；
C．原线圈输入电压最大值为3110V，有效值为2200V，选项C错误；
D．理想交流电流表的示数为
选项D错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．由图乙可知，电源电压有效值为
U=24V
两灯泡正常发光，可得原线圈两端电压为18V，副线圈两端电压为6V，可得
A错误；
BC．原线圈中电流，即灯泡的额定电流为
原副线圈电流与匝数成反比，故副线圈中电流为
则流过电阻R的电流为
即电流表的示数为，电阻的功率为
B正确，C错误；
D．由图乙可知，交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，由于变压器不改变频率，故副线圈中电流变化频率为50Hz，每个周期内电流方向改变2次，故副线圈中电流方向内改变次，D错误。
故选B。
5．B
【详解】
A．由图乙知，电流表测量的是变压器输入端的电流。电流表的示数为有效值，根据变压器电流与匝数比关系有
因为灯泡正常发光，故有
两式联立求得
即电流表的示数为0.025A，故A错误；
B．由图乙知，电压表测量的电压为灯泡两端的电压，电压表示数为交流电的有效值，由于灯泡上所标电压为有效值且灯泡正常发光，所以电压表示数为，故B正确；
C．由图乙知，两端的输入功率为
故C错误；
D．由图乙知，电压表测量的是输出端的电压。若在两端并上一个相同的灯泡，变压器输出端负载电阻将减小，假设灯泡仍然正常发光，则输出端的电流
增大，输入端电流也将增大，则变压器输入端电压为
交流电输出电压不变，变压器线圈匝数比不变，则将减小，根据电压与匝数比关系
则可得输出端电压也将减小，这与假设相矛盾，所以电压表读数不可能不变，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
由题可知，输入端电压随时间变化关系如图乙所示，可知输入电压为
依据理想变压器与匝数关系式
且
得
由于灯泡上的电阻恒为，额定电压为，因灯泡正常工作，通过灯泡的电流根据公式
得
根据串联分压可知，定值电阻两端电压
依据欧姆定律，则通过其电流为
因此通过定值电阻的电流为
由于定值电阻与滑动变阻器串联后与并联，那么定值电阻与滑动变阻器总电阻为
因定值电阻，因此滑动变阻器接入电路的阻值应为
故选C。
7．AC
【详解】
A．由接1且闭合时，正常发光，可知副线圈两端的电压为，可得
此时流过的电流为，可知此时原线圈中的电流为；当接1，断开后，正常发光，可知副线圈电流为，此时原线圈中的电流为，即电流减小了，故A正确；
B．当接1且断开时，由于的电阻小于的电阻，根据
可知的功率小于的功率，故B错误；
C．当换接到2后，副线圈两端的电压为，消耗的电功率为，故C正确；
D．若发电机的线框转速变成原来的两倍，由
可知电压也变成原来的两倍，故D错误。
故选AC。
8．AD
【详解】
滑片P向下移动过程中，滑动变阻器的电阻减小，则副线圈并联的总电阻减小，则副线圈的电流增大，由变压器线圈电流和匝数的关系可知，原线圈的电流增大，则流过灯泡A的电流增大，灯泡A两端的电压增大，输入电压不变，则原线圈两端的电压减小，由变压器电压和匝数的的关系可知副线圈电压减小，故灯泡B变暗，故AD正确，BC错误。
故选AD。
9．AD
【详解】
AB．设副线圈两端的电压为U2，则
解得
因此原副线圈的匝数比
B错误A正确；
CD．仅增大变压器输入交流电的频率，电容器对交流电的阻碍变小，因此R2中的电流变大，功率变大，R1中的电流不变，功率不变，C错误D正确。
故选AD。
10．AD
【详解】
A．变压器次级电压最大值为
交流电的频率为
因氖泡在两端电压达到100V时开始发光，可知氖泡在一个周期内发光2次，则开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz，选项A正确；
B．开关接通后，电压表的示数为有效值，为
选项B错误；
C．开关断开后，电压表的示数不变，选项C错误；
D．开关断开后，氖泡不再消耗电能，而灯泡消耗的电能不变，则变压器的输出功率变小，选项D正确。
故选AD。
11．BD
【详解】
A．由图乙可知输入电压的有效值为
U1 = = 36V
若变压器滑动触头P拔至线圈中间位置，根据原副线圈的电压比与匝数比的关系有
=
可计算出
U2 = 18V
U2为MN两点间的电压，是R1和R2、R3并联部分电压的总和，而电压表示数只是R2、R3并联部分电压，A错误；
B．若电压表与电流表示数分别是10V和1A，则R2的电流为
IR2 = = A = 2A
则可计算出
U2 = I2 × R1 + U = (2 + 1) × 6 + 10V = 28V
根据原副线圈的电压比与匝数比的关系有
=
可计算出
=
B正确；
C．当滑动变阻器滑动触头向上滑动时，R3增大，则R总增大，由于变压器滑动触头P不动、输入电压不变，则U2不变、I2减小，由闭合电路的欧姆定律可知R1的电压减小、电压表示数增大，再由欧姆定律可知电流表示数减小，C错误；
D．变压器滑动触头P顺时针转动时，n2减小、输入电压不变，则U2减小、R总不变、I2减小，根据欧姆定律电压表示数减小、电流表示数减小，D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】
已知，电阻上的电压是电阻上的电压的3倍
联立解得
电流与匝数成反比，所以变压器原、副线圈匝数比为，设副线圈的电流为I，副线圈的电压为
原副线圈的电压之比等于匝数之比，因此原线圈的电压为
所以电源电压
因此上的电压等于电源电压的，故选AD。
13．AC
【详解】
A．输入电压是市区电网的电压，不变，所以V1读数不变，由
知，V2读数不变，故A正确；
BCD．滑动变阻器R的滑片下移，滑动变阻器接入电路的电阻变小，用户电路总电阻变小，故A2读数变大，I1由I2决定，由
所以A1读数变大，I2变大，则R0分压变大，故V3读数变小，所以C正确，B、D错误。
故选AC。
14．BD
【详解】
AB．三个灯泡刚好都正常发光，则三个灯泡内流过的电流相同，均为额定电流，则原副线圈电流之比
理想变压器有
解得
故A错误，B正确；
CD．、正常发光，则副线圈电压
理想变压器有
则原线圈电压
则
故C错误，D正确。
故选BD。
15．BC
【详解】
A．根据图乙可知，交变电流的周期是0.02s，每周期电流方向改变两次，所以流过灯泡L的电流方向每秒改变100次。A错误；
B．灯泡正常发光，所以原线圈电流为
副线圈电流为
所以原副线圈匝数比为
B正确；
C．根据选项B可知，电流表示数为3A，ab端输人的功率为4只灯泡的功率，即Pab=48W。C正确；
D．a、b端输人电压的有效值为36V，所以瞬时值表达式为
u=sin100πt（V）
D错误。
故选BC。
16．（1）；（2）180V；（3），1102.5W
【详解】
(1)根据理想变压器原副线圈匝数比和电流比的关系有
电阻消耗的功率为
P=I2R
可得
(2)设原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，有
U0=I1R1+U1
原副线圈电压与匝数成正比，可得
有
U2=2U1=I2R2
联立代入数值解得
U1=90V，U2=180V
即此时变压器副线圈两端的电压180V。
(3)设副线圈输出功率最大时，滑动变阻器的阻值为，变压器输出功率等于输入功率，则
则当
时，最大，代入数据可得最大输出功率为
此时
则
由欧姆定律可得
可得
17．（1）220V；（2）10W
【详解】
（1）根据
可得副线圈两端的电压
根据
可得
（2）由于变压器本身不消耗能量，因此
18．（1）；（2）
【详解】
（1）设通过电动机的电流为I，电动机内阻损耗的功率为。由题意得
，，
代入数据得
（2）设降压变压器原线圈两端的电压为；通过输电电路的电流为，输电线路损耗的电压为；升压变压器副线圈两端的电压为，原线圈两端的电压为。由题意得
，，，，，，
联立，代入数据得
19．（1）44V，10A；（2）440W
【详解】
(1)由
得
(2)由
得
20．（1）；（2）
【详解】
（1）由公式
且由题图乙可知U1=220 V
可得
（2）开关S断开时
由公式
得
开关S闭合时
由公式
得
所以