题组层级快练(三十七)
说明：1－9题只有一项符合题目要求，10－13题有多项符合题目要求．
1．(2014·海南)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端．已知三个灯泡均正常发光．该变压器原、副线圈的匝数之比为( )
A．1∶2 C．2∶3
D．3∶2
B．2∶1
解析 设每只灯的额定电流为I0，额定电压为U0，因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的功率P2＝2U0I0，因为是理想变压器，副线圈两端电压U2＝U0，原线圈中灯泡正常发光，说明原线圈中的电流为I0，原线圈上的功率P1＝U1I0，根据P1＝P2，得U1＝2U2，n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，B选项正确．
答案 B
设置目的 考查U1、U2指原、副线圈两端的电压
2．(2014·四川)如图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( )
A．用户用电器上交流电的频率是100 Hz B．发电机输出交流电的电压有效值是500 V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
11解析 由发电机的输出电压随时间变化的关系图可知，T＝0.02 s，f＝＝＝50 Hz，
T0.02500
A选项错误；由图像可知交流的最大值为Um＝500 V，因此其有效值为U＝ V，故选项
2B错误；输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，故选项C错误；当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，D选项正确．
答案 D
设置目的 考查远距离输电、输电电流的影响因素、功率损失影响因素
3．(2014·福建)如图所示为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4＜n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电
流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL＞2R，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A、B端接入低压交流电源时( )
A．A1、A2两表的示数相同 B．L1、L2两灯泡的亮度相同 C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D．R2两端的电压小于R4两端的电压
解析 设AB间的输入电压为U1，根据输送电功率P＝UI，可得电流表A2的示数为IA2
PPU1n1＝，电流表A1的示数为IA1＝，根据变压规律＝，又因为n1＜n2，故U2大于U1，U1U2U2n2所以IA1＜IA2，A选项错误；导线上损耗的功率P′＝I2R，又R1、R2的电流小，所以损耗的功率比R3、R4损耗的少，故L1的电功率大于L2的电功率，所以亮度不同，B选项错误；根据P＝I2R知，R1消耗的功率小于R3消耗的功率，C选项错误；根据U＝IR，可知R2两端的电压小于R4两端的电压，D选项正确．
答案 D
设置目的 考查变压器的工作基础、能量守恒
4．(2014·浙江)如图为远距离输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2.则( )
I1U1A．用户端的电压为
I2B．输电线上的电压降为U
2
C．理想变压器的输入功率为I1r
D．输电线路上损失的电功率I1U
解析 由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2，则U1I1＝U2I2，I1U1得U2＝，A选项正确；输电线上的电压降Ur＝I1r＜U，B选项错误；理想变压器的输入
I2
2
功率P1＝UI1－I21r，C选项错误；输电线路上损失的电功率I1r＜I1U，D选项错误．
答案 A
设置目的 考查远距离输电线路上的电压关系、功率关系
5．(2013·天津)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则( )
A．ab接MN、cd接PQ，Iab
Iabncd解析 根据变压器原、副线圈中电流与匝数间的关系＝可知，Iab>Icd，所以ab接
Icdnab
MN、cd接PQ，选项B正确．
答案 B
设置目的 考查电流互感器的连接与工作原理
6．(2012·新课标全国)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( )
A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 A C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A
解析 根据题意可知，n1＝1 100匝，n2＝1 900匝，由变压规律，可得U2＝
U1n2＝n1
220×1 900P22 000
V＝380 V；由题意知，P2＝2.0 kW，由P1＝P2得，U1I1＝P2，即I1＝＝ A
1 100U1220＝9.1 A，B项正确．
答案 B
设置目的 考查变压器的变压比、能量关系
7．(2012·海南)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V 6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )
A．120 V,0.10 A C．120 V,0.05 A
B．240 V,0.025 A D．240 V,0.05 A
2P2×6U1n1解析 由题意，知U2＝12 V，I2＝＝ A＝1 A，根据＝，可求得电压表的示
U212U2n2
U2n1I1n2n2I2数U1＝＝240 V，根据＝，可得电流表的示数I1＝＝0.05 A，D项正确．
n2I2n1n1
答案 D
设置目的 考查变压器的变压比、串并联电路
8．一输入电压为220 V，输出电压为36 V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．如图所示，然后将原来线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线数分别为( )
A．1 100,360 C．2 200,180
B．1 100,180 D．2 200,360
U1220解析 对新绕线的理想变压器，根据变压比公式，得n1＝n3＝×5＝1 100.变压器烧
U31U236
坏前，同理n2＝n1＝×1 100＝180，B项正确．
U1220
答案 B
设置目的 考查变压器变压比
9．图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，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t1－t2时间内( )