专题强化练9　理想变压器的动态分析问题

专题强化练9　理想变压器的动态分析问题
选择题
1.如图,理想变压器原线圈接交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为定值电阻。开关S闭合时,V1和V2的读数分别为U1和U2,A1、A2和A3的读数分别为I1、I2和I3。电表均为理想电表。现断开S,U1数值不变,则(　　)
A.U2不变、I3变大　　　　B.U2变小、I3变大
C.I1不变、I2变小　　　　D.I1变大、I2变大
2.(多选题)如图为理想的自耦变压器,其中P为变压器上的滑动触头,P'为滑动变阻器上的滑片,若输入电压U1一定,则(　　)
A.P不动,P'向下滑动时,U2一直在减小
B.P'不动,P顺时针转动一个小角度时,U1和U2的比值增大
C.P'不动,P顺时针转动一个小角度时,电流表读数在增大
D.P顺时针转动一个小角度,同时P'向下滑动时,小灯泡的亮度可能不变
3.如图所示,一理想变压器原线圈与定值电阻R1、理想电流表A1一起接入电压恒为U的交流电源上,原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P进行改变,副线圈和电阻箱R2、理想电流表A2连接在一起,下列说法正确的是(　　)
A.保持R2不变,将触头P向上移动,则A1的示数变大
B.保持R2不变,将触头P向下移动,电源输出的总功率变小
C.保持P的位置不动,增大R2,则A1的示数减小,A2的示数减小
D.保持P的位置不动,增大R2,则R2的电功率变小,R1的电功率不变
4.(多选题)如图所示为正弦交流电通过理想变压器对某家庭供电的电路图,线路电阻R较大。开关K1、K2均合上,各用电器均正常工作。某时突然发现指示灯L亮度增加,可能的原因是(　　)
A.电阻R增大　　　　B.开关K2断开
C.输入电压U变小　　　　D.关闭了电视机
5.(多选题)如图所示,a、b两端接电压恒定的正弦交流电源,变压器的原、副线圈的匝数比为n,且n<1,定值电阻R1A.=R1　　　　
B.=
C.变压器的输出功率一定减小
D.变压器的输出功率可能先增大后减小
答案与分层梯度式解析
1.A 2.BD 3.C 4.BD 5.BD
1.A　根据原、副线圈两端电压跟匝数的关系有=,U1数值不变,匝数比不变,则U2不变,现断开S,并联电路的电阻变大,副线圈回路中的总电阻也变大,由于副线圈两端的电压U2不变,所以总电流减小,即I2变小,根据电流跟匝数成反比,当副线圈中电流减小时,原线圈中的电流也要减小,即I1变小,由于副线圈中电流减小,所以副线圈电路中R1两端的电压减小,并联电路两端电压将增大,则I3变大。故选A。
2.BD　根据=可知,P不动,原、副线圈匝数比一定时,U2不变,A错误;P'不动,P顺时针转动一个小角度时,副线圈匝数变少,根据=可知,U1和U2的比值增大,B正确;P'不动,P顺时针转动一个小角度时,U2减小,则通过副线圈的电流减小,根据=可知,通过原线圈的电流减小,即电流表读数在减小,C错误;P顺时针转动一个小角度,同时P'向下滑动时,副线圈匝数变少,根据=可知,U2减小,由于I2=,P'向下滑动时,滑动变阻器接入的电阻R减小,结合上述,电流I2可能不变,即小灯泡的亮度可能不变,D正确。
方法技巧
理想变压器动态分析方法
　　(1)抓住三个决定原则:输入电压U1决定输出电压U2;输出电流I2决定输入电流I1;输出功率P2决定输入功率P1。
　　(2)把副线圈当作电源,确定副线圈电路中的电阻变化。
　　(3)根据闭合电路的欧姆定律,判定副线圈中电流的变化、功率的变化。
　　(4)根据理想变压器的变压规律、变流规律和功率规律判定原线圈中电流的变化及输入功率的变化等。
3.C　根据电路连接情况可知U=U1+I1R1,根据变压器电压、电流与匝数关系可知=,=,根据欧姆定律可知U2=I2R2,联立可得U=I1,保持R2不变,将触头P向上移动,则n1增大,根据上述推导可知I1变小,即A1的示数变小,A错误;保持R2不变,将触头P向下移动,n1减小,则I1增大,根据P=UI1可知,电源输出的总功率变大,B错误;保持P的位置不动,增大R2,根据上述推导可知I1、I2变小,即A1和A2的示数都变小,C正确;保持P的位置不动,增大R2,根据P=I2R可知,R1的电功率变小,R2的电功率可能变小也可能变大,D错误。
4.BD　电阻R增大,则副线圈中总电流减小,通过指示灯L的电流减小,指示灯L亮度减弱,故A不符合题意;开关K2断开,则副线圈输出功率减小,副线圈中总电流减小,电阻R两端电压减小,则指示灯两端电压增大,指示灯亮度增加,故B符合题意;输入电压U变小,则副线圈输出电压U2减小,副线圈中总电流减小,通过指示灯的电流减小,指示灯亮度减弱,故C不符合题意;关闭了电视机,则副线圈输出功率减小,副线圈中总电流减小,电阻R两端电压减小,则指示灯两端电压增大,指示灯亮度增加,故D符合题意。
5.BD　设变压器的输入电压为U1,输入电流为I1,输出电压为U,输出电流为I,根据理想变压器的原、副线圈电压比等于匝数比,可得=n,得ΔU1=nΔU,又根据原、副线圈的电流比等于匝数比的倒数,可得=,得ΔI1=,联立可得=·;设电源电压为U0,则U0=I1R1+U1,而电源电压恒定,则=R1,故=R1,A错误,B正确。当向下调节滑动变阻器R3的滑片P时,导致副线圈回路中总电阻增大,回路中总电流减小,原线圈中电流减小,电阻R1两端电压减小,而a、b两端电压一定,则原线圈两端电压增大,副线圈两端电压增大,根据P=UI,因R1和R3没有具体数据,不能确定副线圈电路消耗电功率变化,即变压器输出功率不一定减小,变压器输出功率可能先增大后减小,故C错误,D正确。
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