2019_2020学年高中物理第二章6变压器练习（含解析）教科版.docx

6.变压器基础巩固1.(多选)正常工作的理想变压器的原、副线圈中,数值上不一定相等的是()A.电流的频率B.电压的峰值C.电流的有效值D.电功率解析:变压器不改变交变电流的频率,选项A错误;原、副线圈中电压的峰值与匝数成正比,数值上不一定相等,选项B正确;当只有一个副线圈时,原、副线圈的电流与匝数成反比,数值上不一定相等,选项C正确;理想变压器输出功率等于输入功率,选项D错误.答案:BC2.关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是()A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C.穿过副线圈磁通量的变化使副线圈产生感应电动势D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析:通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的,由于面积S不变,故磁通量变化,选项A错误;因理想变压器无漏磁,原、副线圈的磁通量总相等,故选项B错误;由互感现象知选项C正确;原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能,原、副线圈通过磁场联系在一起,故选项D错误.答案:C3.关于变压器的说法正确的是()A.高压线圈匝数多、电流大、导线粗B.低压线圈匝数少、电流小、导线细C.高压线圈匝数多、电流大、导线细D.低压线圈匝数少、电流大、导线粗解析:根据U1U2=n1n2、I1I2=n2n1可知,高压线圈匝数多、电流小,低压线圈匝数少、电流大;又因为变压器线圈中的电流越大,所用的导线应当越粗,可知高压线圈用细导线绕制,低压线圈用粗导线绕制.故选项D正确.答案:D4.(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为101,以下说法正确的是()A.穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是101B.穿过原、副线圈每一匝的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11D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为11解析:对理想变压器,无磁通量损失,因而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,电压与匝数成正比;理想变压器可以忽略热损耗,故输入功率等于输出功率,正确选项是B、C、D.答案:BCD5.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2=41,原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R相连组成闭合回路.当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,电流表A1的读数为12 mA,那么电流表A2的读数为()A.0B.3 mAC.48 mAD.与R大小有关解析:导线AB切割磁感线产生的感应电动势为E感=Blv.由于B、l、v三个量均不变,故感应电动势为一定值.因此原线圈两端的电压恒定,原线圈中电流恒定为12mA.变压器原、副线圈中无法发生互感现象,副线圈输出电压应为零,故电流表A2的读数为0.答案:A6.(多选)如图所示的理想变压器,原线圈接交流电源,副线圈有中心抽头,副线圈回路接负载电阻R.当把开关S由1拨到2后()A.副线圈中电流将增大B.副线圈中电流将减小C.原线圈中电流将增大D.原线圈中电流将减小解析:当把开关S由1拨到2后,副线圈匝数n2减小,根据U1U2=n1n2可知U2减小,根据欧姆定律I2=U2R可知I2减小;根据I1I2=n2n1可知I1减小.故选项B、D正确.答案:BD7.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为41.原线圈接入一电压为u=U0sin t的交流电源,副线圈接一个R=27.5 的负载电阻.若U0=2202 V,=100 rad/s,则下述结论正确的是()A.副线圈中电压表的读数为55 VB.副线圈中输出交变电流的周期为1100 sC.原线圈中电流表的读数为0.5 AD.原线圈中的输入功率为1102 W解析:原线圈中电压的有效值U1=U02=220V,由U1U2=n1n2得U2=n2n1U1=55V,选项A正确;由P入=P出,而P出=U22R=110W,P入=U1I1=110W,得I1=P入U1=0.5A,选项C正确,选项D错误;T=2=150s,选项B错误.答案:AC8.如图所示,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:电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少,根据电流关系得I1n1=I2n2,所以IabIcd,电流表应接在电流较小的一侧,故选项B正确.答案:B9.(多选)某实验小组在老师的指导下自制了一台交流发电机,并用自制的变压器(可视为理想变压器)对标有“3.6 V0.5 A”的小灯泡供电,其原理如下图所示.已知矩形线圈匝数为10,电阻不计,面积为0.1 m2,线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动,磁感应强度大小为B=22 T,转速为n=10 r/s,小灯泡正常发光,图示位置线圈平面与磁场方向平行.则下列说法正确的是()A.图示位置线圈位于中性面,通过线圈的磁通量为0B.图示位置线圈电动势的瞬时值为102 VC.交流电流表的示数为0.18 AD.原、副线圈匝数比为259解析:中性面与磁场方向垂直,A错误;图示位置,线圈电动势瞬时值最大,为nBS,代入数据得,电动势瞬时值为102V,B正确;原线圈输入电压有效值为10V,副线圈两端电压为3.6V,匝数比为259,D正确;输入功率等于输出功率,为1.8W,原线圈中电流为0.18A,C正确.答案:BCD能力提升1.如图所示,与理想变压器相连的四只灯泡相同,变压器原、副线圈的匝数之比为31,接在副线圈上的三只灯泡正常发光,则对于串联在原线圈上的灯泡A,下列说法正确的是() A.比正常发光时的亮度更大B.也能正常发光C.比正常发光时的亮度要暗D.无法判断其亮度情况解析:灯泡A的亮度如何,主要看灯泡A的功率多大.在本题中就是看通过灯泡A的电流如何变化.设每只灯的额定电流为I0,因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光,所以副线圈中的电流I2=3I0.由I1I2=n2n1可知原线圈中的电流I1=n2n1I2=I0,恰为灯泡A的额定电流,因此灯泡A也正常发光.故选项B正确.答案:B2.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.原线圈接正弦交变电源,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=202sin 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:由图乙知周期为0.02s,因此输入电压的表达式u=202sin100tV,A错;只断开S2,L1、L2两端的电压小于额定电压,都不能正常发光,B错;只断开S2,负载电阻变大,功率变小,C错;S1换接到2后,根据P=U出2R和U入U出=n1n2得R消耗的功率为0.8W,故选D.答案:D3.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为 3 、1 和4 ,A为理想交流电流表,U为正弦交流电源,输出电压的有效值恒定.当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()A.2B.3C.4D.5解析:理想变压器的输入功率和输出功率相等,当开关断开时,有(U-IR1)I=n1n2I2R2+R3,即(U-3I)I=n1n2I25;当开关闭合时,有(U-4IR1)4I=n1n24I2R2,即(U-12I)4I=n1n24I21.得U=48I,代入可解得n1n2=3,选项B正确.答案:B4.(多选)如图所示的电路是霓虹灯的供电电路,电路中的变压器可视为理想变压器.已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1n2=120,加在原线圈的电压为u1=311sin 100t V,霓虹灯正常工作的电阻R=440 k,I1、I2表示原、副线圈中的电流,下列判断正确的是( )A.副线圈两端电压为6 220 V,副线圈中的电流为 14.1 mAB.副线圈两端电压为4 400 V,副线圈中的电流为 10.0 mAC.I1I2解析:根据题意可知,交变电流的最大电压为311V,则其有效值为220V,再根据电压与匝数成正比,可以求出副线圈两端的电压为4400V,再根据欧姆定律,可以求出副线圈中的电流为10mA,选项A错误,选项B正确.根据能量守恒和电功率定义P1=P2、P=UI,可以求出I1I2,选项C错误,选项D正确.答案:BD5.(多选)如图所示,一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成,当此变压器工作时,原、副线圈的匝数、电流、电压均在图中标出,则下列几组关系式正确的是()A.U1U2=n1n2,U1U3=n1n3B.I1I2=n1n2,I1I3=n3n1C.n1I1=n2I2+n3I3D.I1I2+I3=n2+n3n1解析:根据变压器的电压与匝数关系可知U1U2=n1n2,U1U3=n1n3,选项A正确;变压器的输入功率等于输出功率,可得U1I1=U2I2+U3I3,解得n1I1=n2I2+n3I3,选项C正确,B、D错误.答案:AC6.(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:由题图甲知,原线圈两端输入电压的最大值为U1m=311V,有效值为U1=U1m2220V,周期为T=210-2s,频率f=1T=50Hz,变压器不改变电压的频率,选项A正确;由U1U2=n1n2知,U2=n2n1U1=22V,选项B错误;变压器原、副线圈的电流比与匝数成反比,由于匝数未变,所以原、副线圈的电流比不变,选项C错误;P向右移动时,滑动变阻器的有效阻值减小,副线圈中电流增大,由P2=U2I2知变压器的输出功率增加,选项D正确.答案:AD7.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05 m2,线圈转动的频率为50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B=2T.为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V11 kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图所示,求:(1)发电机的输出电压有效值为多少?从图示位置作为计时起点,写出此交