【创新设计】高中物理 5.5 变压器同步训练 新人教版选修32.doc

变压器原理分析1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得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，a错误；因理想变压器无漏磁，故b错误；由互感现象知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d错误答案c理想变压器基本规律的应用2理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为i1、i2，电压为u1、u2，功率为p1、p2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是()ai1由i2决定bu2与负载有关cp1由p2决定 d以上说法都不正确解析对理想变压器的电流关系可写成i1i2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈端就输入多少，因此选项a、c正确答案ac3如图559所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为201，两个标有“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(可视为理想电表)的示数分别是()图559a120 v,0.10 a b240 v,0.025 ac120 v,0.05 a d240 v,0.05 a解析灯泡正常工作，副线圈电压u212 v，副线圈电流i22 a1 a，根据匝数比得原线圈电流i1i20.05 a，原线圈电压u120u2240 v，选项d正确答案d互感器的应用4如图5510所示，l1和l2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1n21 0001，n3n41100，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()图5510a2.2103 w b2.2102 wc2.2108 w d2.2104 w解析由电流互感器知高压输电线中电流i1 000 a，由电压互感器知高压u220103 v，则高压输电线功率pui2.2108 w.答案c(时间：60分钟)题组一变压器原理分析1对理想变压器作出的判断正确的是()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、导线粗解析电压高的匝数多，电流小，用细线电压低的，匝数少，电流大，用粗线答案d2如图5511所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n241，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表a1的示数是12 ma，则电流表a2的示数为()图5511a3 mab0c48 ma d与负载r的值有关解析本题考查了变压器的工作原理，关键要清楚交变电流能通过变压器，而恒定电流不能通过变压器导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n2的磁通量变化，在副线圈n2上无感应电动势出现，所以a2中无电流通过答案b题组二变压器基本规律的应用3如图5512所示是霓虹灯的供电电路，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，加在原线圈的电压为u1311sin 100t v霓虹灯正常工作的电阻r440 k，i1、i2表示原、副线圈中的电流下列判断正确的是()图5512a副线圈两端电压为6 220 v，副线圈中的电流14.1 mab副线圈两端电压为4 400 v，副线圈中的电流10.0 maci1i2di1i2解析原线圈电压的有效值u1v220 v，由变压比知，u24 400 v，副线圈的电流i2 a0.01 a10 ma，原、副线圈电流跟匝数成反比，故i1i2.答案bd4如图5513所示，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，然后将原线圈接到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、副线圈匝数分别为()图5513a1 100,360 b1 100,180c2 200,180 d2 200,360解析该题考查变压器的电压与匝数的关系，由u1u2u3n1n2n3，可得n1n31 100匝，n2n1180匝，b选项正确答案b5如图5514所示，理想变压器的原线圈接入u11 000sin 100t(v)的交变电压，副线圈通过电阻r6 的导线对“220 v,880 w”的电器rl供电，该电器正常工作由此可知()图5514a原、副线圈的匝数比为501b交变电压的频率为100 hzc副线圈中电流的有效值为4 ad变压器的输入功率为880 w解析因为用电器正常工作，可知电器rl上的电压是220 v，电流4 a，c正确；副线圈电压244 v，所以原副线圈匝数比45，a错误；变压器不改变交变电流的频率，原线圈电压频率50 hz，副线圈电压频率还是50 hz，b错误；变压器输入功率等于输出功率，输出功率大于880 w，所以输入功率也大于880 w，d错误答案c6一台理想变压器从10 kv的线路中降压并提供200 a的负载电流已知两个线圈的匝数比为401，则变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是()a5 a,250 v,50 kwb5 a,10 kv,50 kwc200 a,250 v,50 kwd200 a,10 kv,2103 kw解析设原线圈输入电压、电流、功率分别为u1、i1、p1，副线圈输出电压、电流、功率分别为u2、i2、p2，原、副线圈匝数分别为n1、n2.由知i1i2200 a5 a.由知u2u110103 v250 v，输出功率p出u2i2250200 w50 kw.答案a7如图5515所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1600，n2120，电源电压u1220 v，原线圈中串联一个0.2 a的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()图5515a负载功率不能超过44 wb副线圈电流最大值不能超过1 ac副线圈电流有效值不能超过1 ad副线圈电流有效值不能超过0.2 a解析由p入p出可知p入u1i144 w又因故u244 v，故其i2不能大于1 a，负载功率不超44 w.答案ac8一理想变压器原、副线圈匝数n1n2115.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图5516所示副线圈仅接入一个10 的电阻则()图5516a流过电阻的电流是20 ab与电阻并联的电压表的示数是100 vc经过1 min电阻发出的热量是6103 jd变压器的输入功率是1103 w解析设输入电压为u1，输出电压为u2，由知u2100 v，ia10 a，故选项a、b错误；1 min内电阻产生的热量qi2rt1021060 j60 000 j，故选项c错误；p输入p输出1103 w，故选项d正确答案d9如图5517甲所示，变压器原副线圈的匝数比为31，l1、l2、l3、l4为四只规格均为“9 v,6 w”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的ut图象如图5517乙所示则以下说法中正确的是()图5517a电压表的示数为36 vb电流表的示数为2 ac四只灯泡均能正常发光d变压器副线圈两端交变电流的频率为50 hz解析输入电压等于灯泡l1与原线圈电压之和，而电压表测量到的实际上是原线圈两端电压，故a错误；原副线圈变压比31，原、副线圈电流之比为13，设副线圈电压为u，则原线圈电压为3u，灯泡l1的电压也是u，故4u36 v，u9 v，故四个灯泡均正常工作答案bcd题组三几种变压器的使用10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5518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()图5518a380 v和5.3 a b380 v和9.1 ac240 v和5.3 a d240 v和9.1 a解析由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：，u1i1p2.所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大为n21 900匝，负载r上的功率也最大，为2.0 kw，则u2u1220 v380 v，i1 a9.1 a，故选项b正确答案b11为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图5519所示，两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表，则()图5519an1n2bn3n4ca为交流电流表，b为交流电压表da为交流电压表，b为交流电流表解析由电路连接方式可知，左图是电压互感器，把高电压经过变压器降压后测量，所以n1n2，a为交流电压表，右图为电流互感器，把大电流经过变压器减为小电流再测量，所以n3n4 ，b为交流电流表答案ad12如图5520甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图5520乙所示若只在ce间接一只rce400 的电阻，或只在de间接一只rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 w.图5520(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 的电阻时，原线圈中的电流i1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.解析(1)由图乙知，200rad/s电压瞬时值uab400sin 200t(v)(2)电压有效值u1200 v理想变压器p1p2原线圈中的电流i1，解得i10.28 a(或a)(3)设ab间匝数为n1同理由题意知解得代入数据得答案(1)uab400sin 200t v；(2)0.28 a(或a)；(3)13如图5521所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n11 100匝接入电压u1220 v的电路中图5521(1)要求在两个副线