【步步高】2014高考物理大一轮复习 10.2 变压器 电能的输送
10.2 变压器 电能的输送
1. 如图10－2－1所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，
R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，C为电容器，原线圈所加电压u＝2202sin
(100πt) V．下列说法正确的是 ( )．
A．通过电阻R3的电流始终为零 B．副线圈两端交变电压的频率为50 Hz C．电阻R2的电功率为48.4 W
D．原副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶1
解析 在交流电路中电容器能够通交流，所以A错误；变压器能够改变交流电压，但是
图10－2－1
U1n1U22
不能变频，因此B正确；根据＝得到U2＝22 V，所以电阻R2的电功率为P2＝＝
U2n2R2
48.4 W，C正确；根据法拉第电磁感应定律得到原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为 1∶1，D错误． 答案 BC
2．如图10－2－2所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1 100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝2202sin 100πt(V)，电阻R＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是 ( )．
图10－2－2
A．交流电的频率为50 Hz
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B．电流表C．电流表
的示数为0.2 A 的示数为2 A
D．电压表的示数为44 V
1ω解析 由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π rad/s，所以频率f＝＝＝
T2π50 Hz，
A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即＝，其中原线圈电压的有 效值U1＝220 V，U2＝U1＝44 V，故D项说法正确；I2＝＝1 A，故C项说法错误； 由电流比与线圈匝数成反比，即＝，所以I1＝I2＝0.2 A，故B项说法正确．综上所
述，说法错误的是C项． 答案 C
3．如图10－2－3所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝2
n1U1
n2U2
n2n1U2RI1n2I2n1n2n1
2
T的水平匀10
强磁场中，线框面积S＝0.5 m，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度
ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V,60 W”
灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是
( )．
图10－2－3
A．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零
B．线框中产生交变电压的表达式为u＝5002sin (200t) V
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C．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11 D．允许变压器输出的最大功率为2 200 W
解析 图示位置穿过线框的磁通量最大，但由于没有边切割磁感线，所以无感应电动势 磁通量的变化率为零，A选项错误；线框中交变电压u＝NBSωsin ωt＝5002sin (200t) V，
B选项正确；变压器原、副线圈匝数之比＝＝
n1U150025
＝，C选项错误；变压器输出的
n2U222011
最大功率等于输入的最大功率P＝UI＝500×10 W＝5 000 W，D选项错误． 答案 B
4．如图10－2－4所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则
( )．
图10－2－4
A．滑动变阻器上消耗的功率为P＝10IR B．变压器原线圈两端的电压U1＝10IR
C．取ab在环的最低端时t＝0，则导体棒ab中感应电流的表达式是i＝2Isin ωt D．ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝2BIl
解析 由于电流表示数为有效值，由＝可知I2＝10I，故P＝100IR，选项A错误； 变压器原线圈两端电压为U1＝×10IR＝100IR，选项B错误；从最低点开始计时，则
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2
In2
I2n1
2
n1n2
【步步高】2014高考物理大一轮复习 10.2 变压器 电能的输送
导体棒中感应电流的瞬时值的表达式为i＝2Icos ωt，选项C错误；导体棒中电流最大
值为2I，所以F＝2BIl，选项D正确． 答案 D
5．如图10－2－5甲所示，原线圈所加交流电压按图10－2－5乙所示规律变化，通过一台降压变压器给照明电路供电，照明电路连接导线的总电阻R＝0.5 Ω，若用户端能使55盏“220 V,40 W”的电灯正常发光．则 ( )．
图10－2－5
A．副线圈中的电流为10 A
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u1＝1 000sin (100πt) V C．原线圈输入的总功率为2 200 W D．降压变压器的匝数比为n1∶n2＝40∶9 解析 每盏灯泡正常发光时的电流I0＝＝
P2
A，灯泡正常发光时，副线圈电流I2＝NI0
U11
＝10 A，A项正确；根据图像，原线圈两端电压的瞬时值表达式为u1＝1 414sin (100πt) V，
B项错误；照明电路连接导线损失的功率为50 W，所以原线圈输入的总功率为2 250 W，
n1U11 00040C项错误；副线圈两端电压U2＝U0＋I2R＝225 V，所以＝＝＝，D项正确．
n2U22259
答案 AD
6. 如图10－2－6所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出
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图10－2－6
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