课时训练10变压器

1、.课时训练10变压器题组一变压器的工作原理1.多项选择题理想变压器的原、副线圈中一定一样的物理量有A.交变电流的频率B.磁通量的变化率C.功率D.交变电流的峰值解析:理想变压器没有漏磁,没有能量损失,所以原、副线圈中磁通量变化率一样,原、副线圈中功率一样,选项B、C正确;变压器的原理是互感现象,其能改变电压峰值,不改变频率,选项A正确,选项D错误。答案:ABC2.一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。假设将副线圈的匝数增加100匝,那么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

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+1.1×10 V=55 V又由U1U2=n1n2,可得220V44V=n1n2,220V55V=n1n2+100解得n1=2 000,n2=400。选项B正确。答案:B3.多项选择题理想变压器原、副线圈匝数比为101,以下说法中正确的选项是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一样

3、,磁通量变化率一样,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:BD4.一台理想变压器的副线圈有100 匝,输出电压为10 V,那么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·t知,t=1nEm=1100×102 Wb/s=0.14 Wb/s,选项C正确。答案:C题组二理想变压器的动态分析5.对于理想变压器,以下说法中不正确的选项是A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D

4、.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零解析:副线圈消耗功率大小决定原线圈的输入功率大小,选项A对;副线圈的电流决定原线圈的电流,选项B对;当副线圈的电流为零时原线圈的电流为零,但电压不是零,选项D错;原线圈的电压决定副线圈的电压,与副线圈中电流的变化无关,选项C对。答案:D6.多项选择题如下图,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

5、电压,那么原线圈两端电压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:BC7.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1 n2=51,电阻R=20 ,L1、L2为规格一样的两只小灯泡,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。以下说法正确的选项是A.输入电压u的表达式u=202sin50t VB

6、.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.假设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,=2T=100 rad/s,u=202sin100t 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=U2R知副线圈消耗功率减小,那么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U1U2=n1n2及PR=U22R得PR=0.8 W,D项正确。答案:D题组三特殊变压器8.多项选择题如下图,L1、L2是高压输电线,图中两电

7、表示数分别是220 V和10 A,甲图中原、副线圈匝数比为1001,乙图中原、副线圈匝数比为110,那么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U1U2=n1n2可知输电电压为22 000 V,选项A对,选项B错;乙图是电流互感器,乙图中的电表是电流表,根据I1I2=n2n1可得输电电流是100 A,选项C错,选项D对。答案:AD9.多项选择题如下图,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈

8、两端电压为一最大值不变的正弦交变电流,在其他条件不变的情况下,为了使变压器输入功率增大,可使A.原线圈匝数n1增加B.副线圈匝数n2增加C.负载电阻R的阻值增大D.负载电阻R的阻值减小解析:假设原线圈匝数增加,那么变压器输出电压U2降低,输出功率P2=U22R减小,选项A错误,同理可知选项B正确;假设负载电阻增大,那么输出功率P2=U22R减小,选项C错误,选项D正确。答案:BD10.如下图,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

9、 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U2U3=n2n3可得n3=U3U2n2=11012×30匝=275匝。2根据U1U2=n1n2得n1=U1U2n2=22012×30匝=550匝,对整个变压器由功率关系列式I1U1=I2U2+I3U3,所以I1=12+110×0.4220 A0.255 A。 答案:1275匝 2550匝0.255 A建议用时:30分钟1.关于变压器,以下说法正确的选项是A.变压器的工作原理是电磁感应B.一切变压器的工作根底都是互感现象C.各种电流接入变压器的输入端,变压器都能

10、持续正常工作D.变压器可以改变电流的频率解析:变压器之所以能变压,是因为原线圈接交流电源时,有交变电流流过原线圈,引起穿过原、副线圈的磁通量发生变化,在原、副线圈中都产生了感应电动势,所以变压器的工作原理是电磁感应,所以选项A正确;有一种变压器叫自耦变压器,它只有一个线圈绕在铁芯上,但有三个抽头,可升压、也可降压,这种变压器的工作根底是自感,也就是说,当变压器是利用两个线圈变压时,其工作根底是互感,当变压器是利用一个线圈变压时,其工作根底是自感,所以选项B错误;变压器要想持续正常工作,原线圈必须接交变电流,选项C错误;变压器不能改变电流的频率,选项D错误。答案:A2.一理想变压器原线圈接交流、

11、副线圈接电阻,以下哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍A.次级线圈的匝数增加为原来的2倍B.初级线圈的匝数增加为原来的2倍C.负载电阻变为原来的2倍D.副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍解析:变压器的输入功率由输出功率决定,即P入=P出,输出功率P出=U2R,U增大为原来的2倍,负载电阻也变为原来的2倍时,P出为原来的2倍。答案:D3.如下图,理想变压器原、副线圈匝数比n1n2=21,V和A均为理想电表,灯泡电阻RL=6 ,AB端电压u1=122sin 100tV。以下说法正确的选项是A.电流频率为100 HzB.电压表V的读数为24 VC.电流表A的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6

12、W解析:交变电流的瞬时值的表达式为U=Umsin t=Umsin 2ft,可见电流频率为50 Hz,选项A错误;U1=Um2=12 V,电压表示数U2=U1n2n1=6 V,选项B错误;电流表示数I2=U2RL=1 A,选项C错误;变压器输入功率与输出功率相等,P1=P2=I2U2=6 W,选项D正确。答案:D4.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为201,两个标有“12 V6 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A.120 V,0.10 AB.240 V,0.025 AC.120 V,0.05 AD.240 V,0.05 A解

13、析:由题意知U2=12 V,I2=2PU2=2×612 A=1 A,根据U1U2=n1n2可求得电压表的示数U1=U2n1n2=240 V,根据I1I2=n2n1可得电流表的示数I1=n2I2n1=0.05 A,选项D正确。答案:D5.多项选择题如图是霓虹灯的供电电路,电路中的变压器可视为理想变压器。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,以下判断正确的选项是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,

14、副线圈中的电流为10.0 mAC.I1<I2D.I1>I2解析:根据题意可知,交变电流的最大电压为311 V,那么其有效值为220 V,再根据电压与匝数成正比,可以求出副线圈两端的电压为4 400 V,再根据欧姆定律,可以求出副线圈中的电流为10 mA,选项A错误,选项B正确;根据能量守恒和电功率定义P1=P2=UI,可以求出I1>I2,选项C错误,选项D正确。答案:BD6.多项选择题一理想变压器原、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。以下说法正确的选项是A.副线圈输出电压的频率为50 HzB.副线圈输出

15、电压的有效值为31 VC.P向右挪动时,原、副线圈的电流比减小D.P向右挪动时,变压器的输出功率增加解析:由题图甲可知,交变电流周期T=0.02 s,电压最大值U1m=310 V,那么交变电流频率f=1T=50 Hz,变压器不改变交变电流的频率,选项A正确;由原、副线圈匝数比可知,副线圈输出电压的最大值为U2m=31 V,选项B错误;滑片P向右挪动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由P=U2R可知,选项D正确;由于原、副线圈的匝数比不变,故原、副线圈的电流比不变,选项C错误。答案:AD7.多项选择题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,如下图,在

16、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的交流电,那么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,那么副线圈匝数不变,由U1U2=n1n2知U2不变,当P向上滑动时,由I2=U2R0+R知I2减小,故电流表的读数变小,选项B正确,选项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 U1U2=n1n2知U2增大,由I2=U2R+R0知I2增大,故I1增大,选

17、项C正确,选项D错误。答案:BC8.2019·天津理综,5如下图,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。以下说法正确的选项是A.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑片P向上滑动时,电流表A1示数变大D.假设闭合开关S,那么电流表A1示数变大,A2示数变大解析:副线圈两端电压U2=n2n1U1,因为U1与匝数比不变,故U2不变。当滑动变阻器滑片P向上滑动时,R增大,电路的总电阻增大,据I=U2R总知流经副线圈干路电流减小,故UR1减小,R1消耗的功率减小,电压表V示数U并=U2-UR

18、1增大,选项A错误,选项B正确;因流经副线圈干路电流I2减小,由I1=n2n1I2知,电流表A1示数减小,选项C错误; 假设闭合开关S,流经副线圈干路电流相应变大,电流表A1示数变大,同时电压表V示数U并=U2-UR1减小,据 I2'=U并R2知电流表A2示数变小,选项D错误。答案:B9.黑光灯是利用物理方法“灭蛾杀虫的一种环保型设备,它发出的紫色光可以引诱害虫飞近黑光灯,然后利用黑光灯周围的交流高压电网将其“击毙。如下图是高压电网的工作电路,高压电网是利用变压器将有效值220 V 的交流电压变成高压,高压电网相邻两极间间隔 为0.5 cm,空气在常温常压下的击穿电场强度为6 220 V/cm,为防止空气被击穿而造成短路,变压器的原、副线圈匝数比不得超过多少?解析:电网两极间的电场可看作匀强电场,根据题意,空气在常温常压下被击穿时Em=6 220 V/cmUm=Emd=6 220 V/cm×0.5 cm=3 110 V由理想变压器电压关系U1mUm=n1n2由峰值与有效值关系U1m=2U1据以上各式可得n1n2=110。答案:不得超过11010.如下图变压器副线圈电路中有电阻R=7.26 ,消耗功率为6 W。另有一匝线圈接有电压表,读数 U0=