2019_2020学年高中物理第五章交变电流习题课（三）变压器的应用练习（含解析）新人教版.docx

第五章 习题课(三)变压器的应用基础达标练1在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是()解析：选A根据电流表的工作原理可知，电流互感器需要串联在电路中，分析题意可知，流过电流互感器中电表的电流小，由理想变压器电流和匝数的关系可知，电流互感器一侧的线圈匝数多，A选项正确2(多选)现用电压为380 V的正弦式交流电给额定电压为220 V的电灯供电，以下电路中可以使电灯正常发光的有()解析：选ABC由图可知，A、B选项中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；C选项为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；D选项为升压变压器，电灯两端的电压要大于380 V，不可行3.一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()AU2U1，U2降低BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高解析：选Ca、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，副线圈的匝数进一步减小，由变压器工作原理知，U2U1，且U2降低，选项C正确4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()A380 V和5.3 A B380 V和9.1 AC240 V和 5.3 A D240 V和9.1 A解析：选B对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I1 A9.1 A，负载两端电压即为副线圈电压，由，即，可得U2380 V，故B正确5(多选)如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的V1和V2为理想交流电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想交流电流表，读数分别为I1、I2和I3.现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是()AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大解析：选BC由U2U1得U1不变，U2就不变；S断开，R总增大，U2不变，则I2变小，由I1I2得I1也变小；I2变小，加在R1两端的电压变小，由UR3U2UR1，得UR3增大，所以I3变大6(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P B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：选BC向下滑动P时，副线圈的匝数变少，由理想变压器的电压关系可知，副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，A错误；增大交流电源的电压，由理想变压器的电压关系可知，副线圈两端的电压增大，灯泡变亮，B正确；电压不变，增加交变电流的频率，电容器的容抗减小，电路中电流增大，灯泡变亮，C正确；减小电容，增加了容抗，电流减小，灯泡变暗，D错误7如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2101，输出端电阻R50 ，把原线圈接入“220 V50 Hz”的正弦交流电时(电表为理想电表) ()A当X为电流表时，若电阻R增大，则原线圈中的电流将增大B当X为电流表时，电压表V的示数为22 VC当X为电流表时，电流表的示数为0.44 AD当X为二极管时，电压表V的示数为11 V解析：选B若使电阻R增大，副线圈中的电流变小，原线圈中的电流也变小，A项错误；根据公式，解得U222 V，电压表测量的电压为有效值，所以电压表V的示数为22 V，B项正确；当X为电流表时，电流表的示数为I2 A0.44 A，C项错误；当X为二极管时，在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过，此时由T，解得U11 V，D项错误8(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为滑动变阻器的触头下列说法正确的是()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 VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输出功率增加解析：选AD由图象可知原线圈输入电压的最大值：Um311 V，T2102 s，则原线圈输入电压的有效值：U1220 V，f50 Hz，A正确；由可得U2U122 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正确能力提升练1.(2018福州模拟)如图所示是一台理想自耦变压器，在a、b之间接电压不变的正弦交流电，A为理想交流电流表变压器调压端的滑动头P原来处于线圈中点，电阻箱的电阻为R.若将滑动头P向上移到最高处，并调节电阻箱的阻值为R，使电流表的读数变为原来的两倍，则R等于()A. B.C.D.4R解析：选C分析自耦变压器的工作原理可知，输入功率等于输出功率，滑动之前，UI，当滑动触头P向上移到最高处时，输入电压不变，原线圈匝数变为原来的2倍，副线圈匝数不变，则副线圈电压变为原来的一半，U2I，联立解得R，C选项正确2如图为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为21，原线圈接有交流电压u220sin 100t V，图中电压表和电流表均为理想交流电表，R2为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R1为定值电阻，C为电容器下列说法正确的是()A电压表示数是110 VB交流电的频率为100 HzC通过R1的电流始终为零D当R2处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大解析：选D原线圈所加交变电压的有效值为U1 V，由理想变压器的变压比公式，可得U2U1 V55 V，选项A错误；由交变电压的瞬时值表达式u220sin 100t V可知，该交变电流的频率f Hz50 Hz，选项B错误；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R1，选项C错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此，电压表的示数不变，当R2处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以电流表的示数变大，选项D正确3理想降压变压器的原线圈接电流表A1和电阻R1后，接6 V 恒定直流电源，如图所示，当副线圈的负载电阻R2变小时，以下说法正确的是()A输出功率增大BA2读数增大CA1读数增大DA1读数不为零，且保持不变解析：选D根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此变压器原线圈接在6 V恒定电流电源上，副线圈上无电压，无输出功率，由于原线圈构成直流通路，故电流表A1有恒定读数，选项D正确4(多选)(2019龙岩市新罗区期中)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2均为10 .在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，下列说法正确的是()A当S与a连接后，理想电流表示数为2.2 AB当S与a连接后，理想电压表示数为11 VC当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍D当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz解析：选AC变压器输入电压的最大值为220 V，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，输入电压的有效值为220 V，当S与a连接后，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，变压器的输出电压的有效值为22 V，即理想电压表示数为22 V，B选项错误；根据闭合电路欧姆定律可知，理想电流表示数为2.2 A，A选项正确；当S由a拔到b后，则原、副线圈匝数比为51，则副线圈两端电压加倍根据P可知，副线圈的输出功率变为原来的4倍，原线圈的输入功率也变为原来的4倍，C选项正确；理想变压器不会改变电压的频率，当S由a拨到b，原、副线圈电压频率不变，D选项错误5如图所示，理想变压器原线圈接到220 V的交流电源上，副线圈的匝数为30，与一标有“12 V12 W”字样的灯泡L连接，灯泡正常发光副线圈的输出电压为110 V，电流为0.4 A求：(1)副线圈的匝数；(2)原线圈的匝数以及通过原线圈的电流解析：(1)根据已知U212 V，n230；U3110 V，由于，得n3n2275.(2)由U1220 V，根据，得n1n2550；由P1P2P3P2I3U356 W，得I10.25 A.答案：(1)275(2)5500.25 A6如图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.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求