课时跟踪检测（三十五） 变压器 电能的输送
对点训练：理想变压器
1．[多选]如图所示，匝数为200匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝
2
2
10
T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.2 m，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“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。下列说法中正确的是( )
A．图示位置穿过线框的磁通量为零
B．线框中产生交变电压的有效值为4002 V C．变压器原、副线圈匝数之比为20∶11 D．允许变压器输出的最大功率为4 000 W
解析：选CD 题图所示位置穿过的磁通量最大，A错误；线框中产生交变电压的最大值
n1U140020
为Em＝nBSω＝4002 V，有效值为400 V，B错误；原副线圈匝数比＝＝＝，C正
n2U222011
确；允许变压器输出的最大功率为P＝U1I＝4 000 W，D正确。
2．[多选](2018·南京三模)如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图像如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10 的理想变压器给一灯泡供电，灯泡上标有“220 V 22 W”字样，如图丙所示，则( )
A．t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零 B．灯泡中的电流方向每秒钟改变100次 C．灯泡正常发光 D．电流表示数为2 A
解析：选BC 由题图乙可知，当t＝0.01 s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回1
路的磁通量最大，故A错误；由题图乙可知，交流电的周期T＝0.02 s，则f＝＝50 Hz，
T所以灯泡中的电流方向每秒钟改变100次，故B正确；原线圈输入电压的有效值为22 V，
则副线圈的电压为22×10 V＝220 V，由P＝UI可知，副线圈电流I2＝0.1 A，则电流表示数I1＝1 A，灯泡正常发光，故C正确，D错误。
3．[多选](2019·连云港一模)如图，边长为a的正方形导线框从A、C处断开再用长度可忽略的绝缘物质粘上，放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。将C和C′分别接到一个理想变压器的原线圈上，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，副线圈与阻值为R的电阻连接。当用外力使一导体棒从左端A以速度v匀速滑上正方形金属框直至右端C(C′)的过程中，下列说法正确的是(除R外其他电阻均不计)( )
A．电阻R中有交变电流通过 B．原线圈的电压的最大值为2Bav C．电阻R两端的电压的有效值为Bav
n2n1
n2Ba2
D．该过程中通过R的电荷量为
n1R解析：选BD 因为导体棒切割方向不变，所以产生的感应电动势方向不变，故R中的电流方向恒定，不是交变电流，A错误；当导体棒切割长度最大时，产生的感应电动势最大，即原线圈电压最大，最大为Emax＝B(2a)v＝2Bav，B正确；因为该电流并非正弦式交变电流，所以原线圈中电压有效值E≠
Emax
＝Bav，故副线圈中电压有效值不等于Bav，C错误；
n12
n2
n2
BSn1n1n2Ba2
因为原副线圈匝数比为，所以通过副线圈的电荷量为q＝＝，D正确。
n2Rn1R对点训练：理想变压器的动态分析
4.(2019·苏北一模)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接交流电u＝2202 sin(100πt)V，保险丝的电阻为1 Ω，熔断电流为2 A，电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A．电压表V的示数为14.1 V B．电流表A1、A2的示数之比为2∶1
C．为了安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为4 Ω D．将滑动变阻器滑片向上移动，电流表A1的示数减小
2202n2
解析：选D 原线圈电压有效值为U1＝ V＝220 V，根据变压器原理可得U2＝U1
n12
1
＝×220 V＝110 V，故电压表V的示数为110 V，A错误；根据变压器原理可知，电流强度2与匝数成反比，故电流表A1、A2的示数之比为1∶2，B错误；保险丝的电阻为1 Ω，熔断电流为2 A，为了安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为Rmin＝
U2110
－r保＝ Ω－1 Ω＝Imax2
54 Ω，C错误；将滑动变阻器滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的总电阻增大，副线圈电流强度减小，则原线圈的电流强度也减小，所以电流表A1的示数减小，D正确。
5．(2019·南京模拟)如图所示的交流电路中，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的滑动头向下移动时( )
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P1＝P2
解析：选D 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，所以输出电压也不会变，输入功率和输出功率始终相等。当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，滑动变阻器的电阻减小，副线圈电路的总电阻减小，所以副线圈电路的总电流会变大，消耗的功率将变大，R0上的电压变大，所以灯L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，灯L的电流变小，所以电流表的示数将变大。
6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，除R以外其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2202sin (100πt) V。下列说法中正确的是( )
A．t＝B．t＝
1
s时，电压表的示数为220 V 600
1
s时，a、c两点间电压瞬时值为110 V 600
C．滑动变阻器滑片向上移，电压表的示数不变，电流表的示数减小 D．单刀双掷开关由a扳向b，电压表的示数不变，电流表的示数减小
解析：选C 原线圈两端电压有效值为220 V，由理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比可得，副线圈两端电压有效值为 22 V，理想交流电压表测量的是有效值即22 V，1
故A错误；t＝ s 时，a、c两点间电压瞬时值为1102 V，故B错误；滑动变阻器滑片
600
(江苏专版)2020版高考物理课时跟踪检测(三十五)变压器电能的输送(含解析)
