人教版选修11 变压器 第1课时 作业.docx

第六节 变压器1.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为n1：n2=1：2，电源电压为220v，a是保险丝（额定电流i0=1a），r为交变电阻，为使原线圈中电流不超过i0，r的阻值最不少于_欧。解析：由等效负载电阻公式得：所以r=880。答案：8802.汽车等交通工具中用电火花点燃汽油混合气，如图2-6-6所示，已知汽车蓄电池电压为12v，变压器匝数之比为1：100，当开关s从闭合后，火花塞上电压为多少？当开关s从闭合到突然断开，可见火花塞提供瞬时高电压，产生电火花，蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线圈也能得到高电压呢？解析：当开关s闭合后，变压器的原线圈中是恒定电流，铁芯中的磁通量不变，副线圈中没有感应电动势，火花塞上电压为零，当开关从闭合到突然断开，铁芯中磁通量突然变小，在副线圈会产生一个瞬时高电压（脉冲高电压可达104v左右），使火花塞产生电火花。答案：见解析【黑色陷阱】（1）本题容易出现两种错误观点：由公式该结果错误，因为开关闭合后，原、副线圈没有磁通过量的变化，故不产生感应电动势。机械记忆某些结论：认为变压器只可能改变交变电流的电压、电流等，而对“蓄电池”这样的直流电压无法变压，但在开关闭合后与断开的瞬间，磁通量变化，从而产生瞬时高压。3.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为n1:n2=4:1，原线圈回路中的电阻a与副线圈回路的负载电阻b的阻值相等。a、b端加一定交流电压后，两电阻消耗的功率之比pa:pb=_，两电阻两端电压之比ua:ub=_。解析：本题主要考查了原副线圈的电流关系和电功率等内容。因为n1n2=41,所以u1u2=41 i1i2=14则功率之比=电压之比=.答案： 4.如图甲、乙所示电路中，当a、b接10v交变电压时，c、d间电压为4v；m、n接10v直流电压时，p、q间电压也为4v。现把c、d接4v电流，p、q接4v直流，下面哪个选项可表示a、b间和m、n间的电压（ ） a.10v，10vb.10v，4vc.4v，10vd.10v，0v解析：甲图是一个自耦变压器，当a、b作为输入端，c、d作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比。当c、d作为输入端，a、b作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以c、d接入4v交流时，a、b间将得到10v交流。乙图是一个分压电路，当m、n作为输入端时，上下两个电阻上电压跟它们电阻的大小成正比，但是当把电压加在p、q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流， 两端也没有电势差，即m、p两点的电势相等，所以当p、q接4v直流时，m、n两端的电压也是4v。顺便指出，如果m、n或p、q换成交变电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻中欧姆定律照样适用。答案： b5.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同灯泡l1和l2，输电线的等效电阻为r，开始时，开关s断开，当s接通时以下说法正确的是（ ）a.副线圈两端m、n的输出电压减小b.副线圈输电线等效电阻r上的电压降增大c.通过灯泡l1的电流减小d.原线圈中的电流增大答案：bcd6.如图所示，一理想变压器的变压比为3：1，图中四只灯泡完全相同，在l1、l2、l3正常发光的条件下，若断开l4则（ ）al1、l2、l3变亮bl1、l2、l3变暗cl1变亮，l2、l3变暗dl1变暗，l2、l3亮度不变答案：d7.(多选)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()a.n1n2b.n3n4c.a为交流电流表，b为交流电压表d.a为交流电压表，b为交流电流表答案ad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变为小电流再测量，所以n3n4，b为交流电流表.8(多选)如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为u0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为r，图中电压表为理想电表。下列说法正确的是()a变压器输入电压的瞬时值为uumsin(v)b电压表的示数为 u0c变压器的输入功率为d变压器的匝数比为umu0解析：选ac由题图乙知，变压器输入电压的瞬时值为uumsin(v)，选项a正确；电压表的示数为u0，选项b错误；变压器的输入功率为，选项c正确；由变压器变压公式，变压器的匝数比为umu0，选项d错误。9.如图所示，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(可视为理想的)的示数分别是()a120 v,0.10 ab240 v,0.025 ac120 v,0.05 a d240 v,0.05 a思路点拨解答本题时可按以下思路分析：解析由于灯泡正常发光，所以u212 v，根据 解得u1240 v；两个灯泡均正常发光，i221 a，根据解得i10.05 a，故d正确。答案d 10一理想变压器原、副线圈匝数之比n1n2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻，则()a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 分钟电阻发出的热量是6103 jd变压器的输入功率是1103 w解析：选d由电压的有效值和最大值的关系得u1220 v。根据理想变压器电压与匝数的关系，得u2u1220 v100 v，故电压表的示数是100 v，b错误；i2 a10 a，a错误；1 分钟内电阻发出的热量qi2rt1021060 j6104 j，c错误；变压器的输入功率等于输出功率，即p入p出u2i210010 w1103 w，故d正确。11(多选)如图所示理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压u为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是()a原、副线圈匝数比为91b原、副线圈匝数比为19c此时a和b的电功率之比为91d此时a和b的电功率之比为19解析：选ad设灯泡的额定电压为u0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9u0，变压器原、副线圈的匝数比为91，选项a正确，选项b错误；由9u0iau0ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据pui，a、b灯泡的电功率之比为19，选项c错误，选项d正确。12.如图所示，理想变压器原线圈匝数为n11 000 匝，两个副线圈匝数分别为n250 匝和n3100 匝，l1是“6 v2 w”的灯泡，l2是“12 v4 w”的灯泡，当原线圈接正弦交变电流时，两灯泡均正常发光，那么原线圈中的电流为()a. a b. ac. a d. a解析：选c由电压关系解得u1120 v，原线圈的输入功率为p入u1i1pl1pl2解得i1 a，c正确。13.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡l1和l2，输电线的等效电阻为r。开始时，开关s断开。当开关s接通时，以下说法中不正确的是()a副线圈两端m、n的输出电压减小b副线圈输电线等效电阻r上的电压增大c通过灯泡l1的电流减小d原线圈中的电流增大思路点拨 解析由于输入电压不变，所以当s接通时，理想变压器副线圈m、n两端输出电压不变。并联灯泡l2，总电阻变小，由欧姆定律i2知，流过r的电流增大，电阻上的电压urir增大。副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率i1u1i2u2得，i2增大，原线圈输入电流i1也增大。umn不变，ur变大，所以ul1变小，流过灯泡l1的电流减小。答案a14.如图所示，理想变压器b的原线圈跟副线圈的匝数比n1n221，交流电源电压u1311 sin 100t v，f为熔断电流为i01.0 a的保险丝，负载为一可变电阻。(1)当电阻r100 时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻r的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：原线圈电压的有效值为u1 v220 v由得副线圈两端的电压u2u1220 v110 v。(1)当r100 时，副线圈中电流i2 a1.10 a由u1i1u2i2得原线圈中的电流为i1i21.10 a0.55 a由于i1i0(熔断电流)，故保险丝不会熔断。(2)设电阻r取某一值r0时，原线圈中的电流i1刚好达到熔断电流i0，即i11.0 a，则副线圈中的电流为i2i121.0 a2.0 a电阻r的阻值为：r0 55 此时变压器的输出功率为p2i2u22.0110 w220 w可见，要使保险丝f不被熔断，电阻r的阻值不能小于55 ，变压器输出的电功率不能超过220 w。答案：见解析15图甲为一理想变压器，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图像如图乙所示。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)求只在ce间接400 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)由题图乙知200 rad/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。(3)设ab间匝数为n1，则，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)16.如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n1n2n31051，其中n1接到220v的交流电源上，n2和n3分别与电阻r2、r3组成闭合回路.已知通过电阻r3的电流i32a，电阻r2110，求通过电阻r2的电流i2和通过原线圈的电流i1.解析由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在r2上的电压u2u1220v110v通过电阻r2的电流i2a1a加在r3上的电压u3u1220v22v根据输出功率等于输入功率得：u1i1u2i2u3i3代入数据解得通过原线圈的电流为：i10.7a.答案1a0.7a17.如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n11100匝.接