必刷11　变压器的几种类型-2021届高考物理二轮复习专项必刷（人教版）

必刷11　变压器的几种类型 必刷点1　自耦变压器 典例1.如图甲所示为一自耦变压器,变压器原线圈AB端的输入电压如图乙所示,副线圈电路中定值电阻R0=11 Ω,电容器C的击穿电压为22 V,移动滑片P使电容器刚好不会被击穿,所有电表均为理想电表,下列说法正确的是 (　　) 甲 乙 A.电压表的示数为220 V B.原、副线圈的匝数比为10∶1 C.电流表的示数等于通过电阻R0的电流 D.原线圈AB端输入电压的变化规律为u=311sin πt(V) 【答案】　A 【解析】 由题图乙知电压的有效值即电压表的示数为220 V,选项A正确;电容器的耐压值为交流最大值,其两端电压的有效值为 V=11 V,所以原、副线圈的匝数比为10∶1,选项B错误;电容器通交流电,所以电流表的示数大于通过电阻R0的电流,选项C错误;由题图乙知交流电的周期为0.02 s,所以角速度为100π rad/s,原线圈AB端输入电压的变化规律为u=311sin 100πt(V),选项D错误. 变式1. 一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈.在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.U2>U1,U2降低 B.U2>U1,U2升高 C.U2<U1,U2降低 D.U2<U1,U2升高 【答案】　C 【解析】 a、b间原线圈的匝数大于c、d间副线圈的匝数,在滑动触头由M点移动到N点的过程中,副线圈的匝数减小,由变压器的电压关系=知,U2<U1,且U2降低,选项C正确. 变式2.如图甲所示,一自耦变压器的原线圈与有效值不变的正弦交流电源相连接,副线圈中通过输电线接有3只灯泡L1、L2和L3,输电线等效电阻为R;如图乙所示,一总阻值为R的滑动变阻器与有效值不变的正弦交流电源相连接,通过输电线接有3只灯泡L4、L5和L6,输电线等效电阻为R,A1、A2均可视为理想电表.下列分析判断正确的是 (　　) 　甲　　　　　　　　　　乙 A.当滑动触头P1向上移动一段后,灯泡L1、L2和L3都变亮 B.当滑动触头P2向下移动一段后,灯泡L4、L5和L6都变亮 C.当滑动触头P1向下移动一段后,原线圈中电流表A1的示数增大 D.当滑动触头P2向下移动一段后,电流表A2的示数减小 【答案】　C 【解析】 题图甲中的自耦变压器为升压变压器,滑动触头P1向下移动时,输入电压不变,输出电压增加,等效电阻R、灯泡L1、L2和L3消耗的功率都变大,原线圈中电流表A1示数变大,选项C正确,A错误;当滑动触头P2向下移动一段后,电路中的总电阻减小,总电流增大,电流表A2的示数增大,通过灯泡L4、L5和L6所在支路电流减小,所以灯泡L4、L5和L6都变暗,选项B、D错误. 必刷点2　电压互感器和电流互感器 典例2. (2020·安徽合肥联考)如图所示,L1和L2是不计电阻的输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器.若已知甲的变压比为500∶1,乙的变流比为200∶1,并且已知加在电压表两端的电压为220 V,通过电流表的电流为5 A,则输电线的输送功率为 (　　)　　　　　　　　　 A.1.1×108 W B.1.1×106 W C.1.1×104 W D.1.1×102 W 【答案】 A 【解析】已知变压比为500∶1,电压表示数为220 V,故传输电压为:U=220×500 V=1.1×105 V;已知变流比为200∶1,电流表示数为5 A,故传输电流为:I=5×200 A=1 000 A;故输送功率为:P=UI=1.1×105 V×1 000 A=1.1×108 W,选项A正确. 变式3.在变电站里,经常要用交流电表监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.下列四幅图中,能正确反映其工作原理的是 (　　) 　　A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　D　 【答案】 A 【解析】 电流互感器把大电流变成小电流,测量时更安全,根据=可知,I2=I1,所以要求线圈匝数n2>n1,原线圈要接在火线上,故选项A正确. 变式4.(多选)下图的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图,下列说法中正确的是 (　　) A.线圈匝数n1<n2,n3<n4 B.线圈匝数n1>n2,n3<n4 C.甲图中的电表是电压表,输出端不可以短路 D.乙图中的电表是电流表,输出端不可以断路 【答案】 BCD 【解析】 甲图中原线圈并联在电路中,应为电压互感器,为降压变压器,所以n1>n2,甲图中的电表为电压表;乙图中原线圈串联在电路中,为电流互感器,是升压