高中物理3-2课时训练10变压器 含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课时训练10变压器题组一变压器的工作原理1.（多选题）理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有()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相同,原、副线圈中功率相同,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220V正弦交流电压时,副线圈上仅接有阻值为10Ω的电阻，电阻两端的电压为44V。若将副线圈的匝数增加100匝，则通过副线圈上此电阻的电流增加1.1A.由此可知该变压器原线圈的匝数为（）A。200 B.2000 C。50 D。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+ΔIR=44V+1。1×10V=55V又由,可得解得n1=2000，n2=400。选项B正确。答案:B3。(多选题）理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是()A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B。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10∶1D。正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1解析:对于理想变压器，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,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10V,则铁芯中磁通量的变化率的峰值为（)A.10Wb/s B。14。1Wb/sC.0.14Wb/s D。28。2Wb/s解析：由E=n·知,Em=×10Wb/s=0.14Wb/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，下列说法中不正确的是（）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.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。(多选题)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；增大交流电源的电压,则原线圈两端电压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=5∶1，电阻R=20Ω,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.下列说法正确的是()A。输入电压u的表达式u=20sin（50πt)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。8W解析:由图象知T=0。02s，ω==100πrad/s,u=20sin(100πt）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=知副线圈消耗功率减小，则原线圈输入功率也减小,C项错误;输入电压额定值U1=20V,由及PR=得PR=0.8W，D项正确。答案:D题组三特殊变压器8。(多选题）如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A,已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1,乙图中原、副线圈匝数比为1∶10,则()A。甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB。甲是电流互感器,输电电流是100AC.乙图中的电表是电压表,输电电压为22000VD。乙图是电流互感器,输电电流是100A解析:题图甲是电压互感器，题图甲中的电表是电压表,根据可知输电电压为22000V,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,根据可得输电电流是100A，选项C错,选项D对。答案：AD9。（多选题）如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈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:若原线圈匝数增加,则变压器输出电压U2降低，输出功率P2=减小，选项A错误,同理可知选项B正确;若负载电阻增大,则输出功率P2=减小,选项C错误，选项D正确。答案：BD10。如图所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈1接220V的交流电源,副线圈2的匝数为30匝，与其串联的“12V12W"的灯泡L正常发光,副线圈3的输出电压为110V，另一端接有电阻R,通过R的电流为0。4A。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可得n3=n2=×30匝=275匝。（2）根据得n1=n2=×30匝=550匝，对整个变压器由功率关系列式I1U1=I2U2+I3U3，所以I1=A≈0.255A。答案:（1）275匝（2）550匝0.255A（建议用时:30分钟)1.关于变压器，下列说法正确的是(）A。变压器的工作原理是电磁感应B。一切变压器的工作基础都是互感现象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，这种变压器的工作基础是自感，也就是说，当变压器是利用两个线圈变压时，其工作基础是互感，当变压器是利用一个线圈变压时,其工作基础是自感,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、副线圈接电阻,下列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=,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.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，V和A均为理想电表,灯泡电阻RL=6Ω,AB端电压u1=12sin100πt（V）。下列说法正确的是()A。电流频率为100HzB。电压表V的读数为24VC。电流表A的读数为0.5AD。变压器输入功率为6W解析：交变电流的瞬时值的表达式为U=Umsinωt=Umsin2πft，可见电流频率为50Hz,选项A错误;U1==12V，电压表示数U2==6V，选项B错误;电流表示数I2==1A,选项C错误;变压器输入功率与输出功率相等,P1=P2=I2U2=6W，选项D正确。答案:D4。如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V6W”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.120V,0。10A B.240V,0。025AC.120V，0.05A D.240V,0。05A解析:由题意知U2=12V,I2=A=1A,根据可求得电压表的示数U1==240V,根据可得电流表的示数I1==0.05A，选项D正确.答案:D5.(多选题）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。已知变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为u1=311sin100πtV，霓虹灯正常工作的电阻R=440kΩ,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6220V，副线圈中的电流为14。1mAB.副线圈两端电压为4400V，副线圈中的电流为10.0mAC。I1<I2D.I1〉I2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=UI,可以求出I1〉I2,选项C错误，选项D正确。答案：BD6。(多选题)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，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50HzB.副线圈输出电压的有效值为31VC.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：由题图甲可知,交变电流周期T=0.02s,电压最大值U1m=310V，则交变电流频率f==50Hz，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=31V,选项B错误;滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,由P=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。(多选题)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，如图所示，在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，则（）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，则副线圈匝数不变，由知U2不变,当P向上滑动时,由I2=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,由知U2增大,由I2=知I2增大，故I1增大，选项C正确,选项D错误.答案：BC8.（多选题）为保证用户电压稳定在220V,变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变,当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下选项正确的是(）A.u2=190sin（50πt）VB.u2=190sin(100πt)VC。为使用户电压稳定在220V,应将P适当下移D.为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移解析：由电压u2随时间t变化的曲线可知,用户电压的最大值是190V，周期是2×10-2s，所以u2=190sin(100πt)V,选项A错误，选项B正确;根据，n1减小,U2增大，因此为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移,选项C错误，选项D正确。答案:BD9。黑光灯是利用物理方法“灭蛾杀虫”的一种环保型设备,它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯,然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”.如图所示是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值220V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0。5cm,已知空气在常温常压下的击穿电场强度为6220V/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=6220V/cmUm=Emd=6220V/cm×0.5cm=3110V由理想变压器电压关系由峰值与有效值关系U1m=U1据以上各式可得n1∶n2=1∶10。答案:不得超过1∶1010.如图所示变压器副线圈电路中有电阻R=7。26Ω，消耗功率为6W。另有一匝线圈接有电压表,读数U0=50mV。原线圈两端电压为u=311sin100πtV。求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率的表达式。解析:由P=可知U2=原线