高考物理42变压器精解分析

用心爱心专心-1-高考题精解分析：42变压器高频考点：变压器、变压器与图象动态发布：2011新课标理综第17题、2011浙江理综卷第16题、2010重庆理综第17题、2010海南物理第19题、2011广东理综第19题、2010四川理综第19题、2011年江苏物理第13题命题规律：变压器与图象是高考考查的重点和热点，考查变压器与图象试题一般为选择题，也可能为计算题，难度中等。命题分析考查方式一考查变压器【命题分析】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12UU=12nn；理想变压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。考查变压器的试题重点考查变压公式、能量关系等，难度中等。例1（2011新课标理综第17题）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A．U=110V，I=0.2AB．U=110V，I=0.05AC．U=1102V，I=0.2AD．U=1102V，I=0.22A【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。【答案】：A【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。例2（2011浙江理综卷第16题）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.2.0VB.9.0VC.12.7VD.144.0V用心爱心专心-2-【解析】：原线圈输入电压最大值为51V，有效值为38V。由变压器变压公式，副线圈输出电压为9.5V，考虑到电压表内阻不是无限大，副线圈具有一定电阻，交流电压表的读数一定小于9.5V，可能是9.0V，选项B正确。【答案】：B【点评】此题考查变压器及其相关知识点。例3.(2010重庆理综第17题)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：A．1100、360B．1100、180C．2200、180D．220、360【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==13UUn3=220×5=1100，变压器烧坏前副线圈匝数n2==21UUn1=36220×1100=180，选项B正确。【答案】B【点评】学习物理要注重物理知识的实际应用。例4．（2010海南物理第19题）如右图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4︰1，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242VB．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用心爱心专心-3-4倍【解析】若电压表读数为6V，即变压器输出电压有效值为6V，则输入电压有效值为U1=4×6V=24V，其最大值为242V，选项A正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2倍，电流表示数应增加到原来的2倍，选项B错；若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输出电压不变，输出电流减小到原来的一半，输出功率减小到原来的一半，输入功率等于输出功率即PIU也减小到原来的一半，选项C错；若保持负载电阻的阻值不变．输入电压增加到原来的2倍，输出电压也增大到原来的2倍，则由2UPR可知输出功率增加到原来的4倍，选项D正确。【答案】AD【点评】此题考查交流电的最大值和有效值，理想变压器的相关知识等考查方式二考查变压器与图象【命题分析】图象主要有交变电流图象、铁芯中磁感应强度随时间变化图象。考查变压器与图象的试题难度中等。例5（2011广东理综第19题）图7（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，○A、○V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，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1∶2C．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2∶1，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。【答案】：AC【点评】此题考查交变电流的图象、变压公式等知识点。例6．（2010四川理综第19题）图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，图7（a）图7（b）用心爱心专心-4-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(2)求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比cedenn。【解析】（1）由题图可知，交变电流周期为T=0.01s，ω=2π/T=200πrad/s，电压最大值Um=400V，原线圈输入电压瞬时值uab的表达式uab=400sin200πt(V)（2）电压有效值U1=2002V理想变压器P1=P2，原线圈中电流I1=P1/U1用心爱心专心-5-解得I1=25A=0.28A。（3）设ab间匝数为n1，11Un=ceceUn同理，11Un=dedeUn