高中物理 5.4变压器课后习题（含解析）新人教版选修3-2

4变压器课时演练促提升A组1.(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为101,以下说法中正确的是()A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是101B.穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C.原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为101D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为11解析:对于理想变压器,穿过两个线圈的磁通量相同,磁通量变化率相同,每匝线圈产生的感应电动势相等,输入功率等于输出功率。答案:BD2.如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器是图()解析:变压器应该接在交流电路中,升压变压器应该副线圈的匝数大于原线圈的匝数。答案:C3.如图所示,L1和L2是高压输电线,甲、乙是两只互感器,若已知n1n2=1 0001,n3n4=1100,图中电压表示数为220 V,电流表示数为10 A,则高压输电线的送电功率为()A.2.2103 WB.2.210-2 WC.2.2108 WD.2.2104 W解析:由电流互感器知高压输电线中电流I=1 000 A,由电压互感器知高压U=220103 V,则高压输电线功率P=UI=2.2108 W。答案:C4.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=51,电阻R=20 ,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交流电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光。下列说法正确的是()A.输入电压u的表达式u=20sin(50t) VB.只断开S2后,L1、L2均正常发光C.只断开S2后,原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8 W解析:由图象知T=0.02 s,=100 rad/s,u=20sin(100t) V,A项错误;由于副线圈两端电压不变,故只断开S2,两灯串联,电压为额定值的一半,不能正常发光,B项错误;只断开S2,副线圈电路电阻变为原来的2倍,由P=知副线圈消耗功率减小,则原线圈输入功率也减小,C项错误;输入电压额定值U1=20 V,由及PR=得PR=0.8 W,D项正确。答案:D5.如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sin(100t) V的交流电源上,副线圈接有R=55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电表,下列说法正确的是()A.原线圈中电流表的读数为1 AB.原线圈中的输入功率为220 WC.副线圈中电压表的读数为110 VD.副线圈中输出交变电流的周期为50 s解析:因输入电压U1=220 V,n1n2=21,所以U2=U1=110 V,I2=2 A,I1=1 A,所以A项正确;输入功率P入=U1I1=220 W,B项错误;电压表读数U2=110 V,C项错误;副线圈中输出交变电流的周期T=0.02 s,D项错误。答案:A6.(多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是()A.副线圈输出电压的频率为50 HzB.副线圈输出电压的有效值为31 VC.P向右移动时,原、副线圈的电流比减小D.P向右移动时,变压器的输出功率增加解析:由题图可知原线圈输入电压的最大值Um=311 V,周期T=210-2 s,则原线圈输入电压的有效值U1=220 V,频率f=50 Hz,A正确;由可得U2=U1=22 V,B错误;P向右移动时,副线圈的电阻减小,副线圈输出电压不变,所以副线圈的电流增大,原线圈的电流也增大,而匝数比不变,所以原、副线圈的电流比不变,C错误;P向右移动时,副线圈的电阻减小,副线圈输出电压不变,所以变压器的输出功率增加,D正确。答案:AD7.如图所示,理想变压器原、副线圈回路中的输电线的电阻忽略不计。当S闭合时()A.电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变小B.电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变大C.电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变小D.电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变大解析:当S闭合后,变压器副线圈中的输电回路的电阻减小,而输出电压不变。由I2=得I2增大,即电流表A2的读数增大,即输出功率变大。由U1I1=U2I2可知,I1变大,即电流表A1的读数也增大,选项B正确。答案:B8.图中理想变压器原、副线圈的匝数比为n1,两线圈的直流电阻均可忽略。若副线圈负载电阻为R,那么变压器工作时,a、b两点间的电压与原线圈的电流之比(等效电阻)为()A.nRB.n2RC.D.解析:a、b间的等效电阻即为该两点的电压U1及流经两点间的电流I1之比,应为Rab=n2=n2R。答案:B9.如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈1接220 V的交流电源,副线圈2的匝数为30匝,与其串联的“12 V 12 W”的灯泡L正常发光,副线圈3的输出电压为110 V,另一端接有电阻R,通过R的电流为0.4 A。求:(1)副线圈3的匝数n3。(2)原线圈1的匝数n1和通过它的电流I1。解析:(1)对两个副线圈应用电压关系可得n3=n2=275匝。(2)根据得n1=n2=550匝,对整个变压器由功率关系列式I1U1=I2U2+I3U3,所以I1= A=0.255 A。答案:(1)275匝 (2)550匝0.255 AB组1.一台理想变压器的副线圈有100 匝,输出电压为10 V,则铁芯中磁通量的变化率的峰值为()A.10 Wb/sB.14.1 Wb/sC.0.14 Wb/sD.28.2 Wb/s解析:由E=n知,Em=10 Wb/s=0.14 Wb/s,选项C正确。答案:C2.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,IabIcdC.ab接PQ、cd接MN,IabIcd解析:根据变压器原、副线圈中电流与匝数间的关系可知,IabIcd,所以ab接MN、cd接PQ,选项B正确。答案:B3.一台理想变压器的原线圈接220 V正弦交流电压时,副线圈上仅接有阻值为10 的电阻,电阻两端的电压为44 V。若将副线圈的匝数增加100匝,则通过副线圈上此电阻的电流增加1.1 A。由此可知该变压器原线圈的匝数为()A.200B.2 000C.50D.500解析:由题意知,当副线圈匝数增大100匝时,电阻器上的电压U2=U2+IR=44 V+1.1100 V=55 V又由可得,解得n1=2 000,n2=400。答案:B4.(多选)如图所示,L1、L2是高压输电线,图中两电表示数分别是220 V和10 A,已知甲图中原、副线圈匝数比为1001,乙图中原、副线圈匝数比为110,则()A.甲图中的电表是电压表,输电电压为22 000 VB.甲是电流互感器,输电电流是100 AC.乙图中的电表是电压表,输电电压为22 000 VD.乙图是电流互感器,输电电流是100 A解析:题图甲是电压互感器,题图甲中的电表是电压表,根据可知输电电压为22 000 V,A对,B错;题图乙是电流互感器,题图乙中的电表是电流表,根据可得输电电流是100 A,C错,D对。答案:AD5. (多选)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有()A.向下滑动PB.增大交流电源的电压C.增大交流电源的频率D.减小电容器C的电容解析:向下滑动滑片P,副线圈匝数减少,输出电压U2减小,经过灯泡的电流减小,灯泡变暗,选项A错误;增大交流电源的电压,则原线圈两端电压U1变大,副线圈的输出电压U2变大,经过灯泡的电流增大,灯泡变亮,选项B正确;增大交变电流的频率,电容器对交变电流的阻碍作用减小,经过灯泡的电流增大,灯泡变亮,选项C正确;减小电容器的电容,电容器对交变电流的阻碍作用增大,经过灯泡的电流减小,灯泡变暗,选项D错误。答案:BC6. (多选)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如图所示,在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,在原线圈上加一电压为U的交变电流,则()A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变小C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小解析:保持Q的位置不动,则副线圈匝数不变,由知U2不变,当P向上滑动时,由I2=知I2减小,故电流表的读数变小,B正确,A错误;保持P的位置不动,将Q向上滑动时,副线圈的匝数增多,由知U2增大,由I2=知I2增大,故I1增大,C正确,D错误。答案:BC7.(多选)图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是()A.电压表的示数等于5 VB.电压表的示数等于 VC.实现点火的条件是1 000D.实现点火的条件是1 000,选项C正确,D错误。答案:BC8.如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数n1=1 100匝,接入电压U1=220 V的电路中。(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6 V,U3=110 V,它们的