課時訓(xùn)練10變壓器

1、.課時訓(xùn)練10變壓器題組一變壓器的工作原理1.多項選擇題理想變壓器的原、副線圈中一定一樣的物理量有A.交變電流的頻率B.磁通量的變化率C.功率D.交變電流的峰值解析:理想變壓器沒有漏磁,沒有能量損失,所以原、副線圈中磁通量變化率一樣,原、副線圈中功率一樣,選項B、C正確;變壓器的原理是互感現(xiàn)象,其能改變電壓峰值,不改變頻率,選項A正確,選項D錯誤。答案:ABC2.一臺理想變壓器的原線圈接220 V正弦交流電壓時,副線圈上僅接有阻值為10 的電阻,電阻兩端的電壓為44 V。假設(shè)將副線圈的匝數(shù)增加100匝,那么通過副線圈上此電阻的電流增加1.1 A。由此可知該變壓器原線圈的匝數(shù)為A.200B.2

2、000C.50D.500解析:由題意知,當(dāng)副線圈匝數(shù)增大100匝時,電阻器上的電壓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。選項B正確。答案:B3.多項選擇題理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101,以下說法中正確的選項是A.穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是101B.穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等C.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動勢瞬時值之比為101D.正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為11解析:對于理想變壓器,穿過兩個線圈的磁通量一樣

3、,磁通量變化率一樣,每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等,輸入功率等于輸出功率。答案:BD4.一臺理想變壓器的副線圈有100 匝,輸出電壓為10 V,那么鐵芯中磁通量的變化率的峰值為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,選項C正確。答案:C題組二理想變壓器的動態(tài)分析5.對于理想變壓器,以下說法中不正確的選項是A.原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大B.原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大而增大C.原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化D

4、.當(dāng)副線圈的電流為零時,原線圈的電壓也為零解析:副線圈消耗功率大小決定原線圈的輸入功率大小,選項A對;副線圈的電流決定原線圈的電流,選項B對;當(dāng)副線圈的電流為零時原線圈的電流為零,但電壓不是零,選項D錯;原線圈的電壓決定副線圈的電壓,與副線圈中電流的變化無關(guān),選項C對。答案:D6.多項選擇題如下圖,理想變壓器原線圈接有交流電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時,燈泡L能發(fā)光。要使燈泡變亮,可以采取的方法有A.向下滑動PB.增大交流電源的電壓C.增大交流電源的頻率D.減小電容器C的電容解析:向下滑動滑片P,副線圈匝數(shù)減少,輸出電壓U2減小,經(jīng)過燈泡的電流減小,燈泡變暗,選項A錯誤;增大交流電源的

5、電壓,那么原線圈兩端電壓U1變大,副線圈的輸出電壓U2變大,經(jīng)過燈泡的電流增大,燈泡變亮,選項B正確;增大交變電流的頻率,電容器對交變電流的阻礙作用減小,經(jīng)過燈泡的電流增大,燈泡變亮,選項C正確;減小電容器的電容,電容器對交變電流的阻礙作用增大,經(jīng)過燈泡的電流減小,燈泡變暗,選項D錯誤。答案:BC7.圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1 n2=51,電阻R=20 ,L1、L2為規(guī)格一樣的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦交流電源,輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示?，F(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時L2正常發(fā)光。以下說法正確的選項是A.輸入電壓u的表達式u=202sin50t VB

6、.只斷開S2后,L1、L2均正常發(fā)光C.只斷開S2后,原線圈的輸入功率增大D.假設(shè)S1換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W解析:由圖象知T=0.02 s,=2T=100 rad/s,u=202sin100t V,A項錯誤;由于副線圈兩端電壓不變,故只斷開S2,兩燈串聯(lián),電壓為額定值一半,不能正常發(fā)光,B項錯誤;只斷開S2,副線圈電路電阻變?yōu)樵瓉淼?倍,由P=U2R知副線圈消耗功率減小,那么原線圈輸入功率也減小,C項錯誤;輸入電壓額定值U1=20 V,由U1U2=n1n2及PR=U22R得PR=0.8 W,D項正確。答案:D題組三特殊變壓器8.多項選擇題如下圖,L1、L2是高壓輸電線,圖中兩電

7、表示數(shù)分別是220 V和10 A,甲圖中原、副線圈匝數(shù)比為1001,乙圖中原、副線圈匝數(shù)比為110,那么A.甲圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22 000 VB.甲是電流互感器,輸電電流是100 AC.乙圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22 000 VD.乙圖是電流互感器,輸電電流是100 A解析:題圖甲是電壓互感器,題圖甲中的電表是電壓表,根據(jù)U1U2=n1n2可知輸電電壓為22 000 V,選項A對,選項B錯;乙圖是電流互感器,乙圖中的電表是電流表,根據(jù)I1I2=n2n1可得輸電電流是100 A,選項C錯,選項D對。答案:AD9.多項選擇題如下圖,某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié),原線圈

8、兩端電壓為一最大值不變的正弦交變電流,在其他條件不變的情況下,為了使變壓器輸入功率增大,可使A.原線圈匝數(shù)n1增加B.副線圈匝數(shù)n2增加C.負載電阻R的阻值增大D.負載電阻R的阻值減小解析:假設(shè)原線圈匝數(shù)增加,那么變壓器輸出電壓U2降低,輸出功率P2=U22R減小,選項A錯誤,同理可知選項B正確;假設(shè)負載電阻增大,那么輸出功率P2=U22R減小,選項C錯誤,選項D正確。答案:BD10.如下圖,理想變壓器有兩個副線圈,原線圈 1接 220 V的交流電源,副線圈2的匝數(shù)為 30匝,與其串聯(lián)的“12 V 12 W的燈泡L正常發(fā)光,副線圈3的輸出電壓為110 V,另一端接有電阻R,通過R的電流為0.4

9、 A。求:1副線圈3的匝數(shù)n3;2原線圈1的匝數(shù)n1和通過它的電流I1。解析:1對兩個副線圈應(yīng)用電壓關(guān)系U2U3=n2n3可得n3=U3U2n2=11012×30匝=275匝。2根據(jù)U1U2=n1n2得n1=U1U2n2=22012×30匝=550匝,對整個變壓器由功率關(guān)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建議用時:30分鐘1.關(guān)于變壓器,以下說法正確的選項是A.變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)B.一切變壓器的工作根底都是互感現(xiàn)象C.各種電流接入變壓器的輸入端,變壓器都能

10、持續(xù)正常工作D.變壓器可以改變電流的頻率解析:變壓器之所以能變壓,是因為原線圈接交流電源時,有交變電流流過原線圈,引起穿過原、副線圈的磁通量發(fā)生變化,在原、副線圈中都產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢,所以變壓器的工作原理是電磁感應(yīng),所以選項A正確;有一種變壓器叫自耦變壓器,它只有一個線圈繞在鐵芯上,但有三個抽頭,可升壓、也可降壓,這種變壓器的工作根底是自感,也就是說,當(dāng)變壓器是利用兩個線圈變壓時,其工作根底是互感,當(dāng)變壓器是利用一個線圈變壓時,其工作根底是自感,所以選項B錯誤;變壓器要想持續(xù)正常工作,原線圈必須接交變電流,選項C錯誤;變壓器不能改變電流的頻率,選項D錯誤。答案:A2.一理想變壓器原線圈接交流、

11、副線圈接電阻,以下哪些方法可使輸入功率增加為原來的2倍A.次級線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍B.初級線圈的匝數(shù)增加為原來的2倍C.負載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍D.副線圈匝數(shù)和負載電阻均變?yōu)樵瓉淼?倍解析:變壓器的輸入功率由輸出功率決定,即P入=P出,輸出功率P出=U2R,U增大為原來的2倍,負載電阻也變?yōu)樵瓉淼?倍時,P出為原來的2倍。答案:D3.如下圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2=21,V和A均為理想電表,燈泡電阻RL=6 ,AB端電壓u1=122sin 100tV。以下說法正確的選項是A.電流頻率為100 HzB.電壓表V的讀數(shù)為24 VC.電流表A的讀數(shù)為0.5 AD.變壓器輸入功率為6

12、W解析:交變電流的瞬時值的表達式為U=Umsin t=Umsin 2ft,可見電流頻率為50 Hz,選項A錯誤;U1=Um2=12 V,電壓表示數(shù)U2=U1n2n1=6 V,選項B錯誤;電流表示數(shù)I2=U2RL=1 A,選項C錯誤;變壓器輸入功率與輸出功率相等,P1=P2=I2U2=6 W,選項D正確。答案:D4.如圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為201,兩個標有“12 V6 W的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時,原線圈電路中電壓表和電流表可視為理想電表的示數(shù)分別是A.120 V,0.10 AB.240 V,0.025 AC.120 V,0.05 AD.240 V,0.05 A解

13、析:由題意知U2=12 V,I2=2PU2=2×612 A=1 A,根據(jù)U1U2=n1n2可求得電壓表的示數(shù)U1=U2n1n2=240 V,根據(jù)I1I2=n2n1可得電流表的示數(shù)I1=n2I2n1=0.05 A,選項D正確。答案:D5.多項選擇題如圖是霓虹燈的供電電路,電路中的變壓器可視為理想變壓器。變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比n1n2=120,加在原線圈的電壓為u1=311sin 100t V,霓虹燈正常工作的電阻R=440 k,I1、I2表示原、副線圈中的電流,以下判斷正確的選項是A.副線圈兩端電壓為6 220 V,副線圈中的電流為14.1 mAB.副線圈兩端電壓為4 400 V,

14、副線圈中的電流為10.0 mAC.I1<I2D.I1>I2解析:根據(jù)題意可知,交變電流的最大電壓為311 V,那么其有效值為220 V,再根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,可以求出副線圈兩端的電壓為4 400 V,再根據(jù)歐姆定律,可以求出副線圈中的電流為10 mA,選項A錯誤,選項B正確;根據(jù)能量守恒和電功率定義P1=P2=UI,可以求出I1>I2,選項C錯誤,選項D正確。答案:BD6.多項選擇題一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的滑片。以下說法正確的選項是A.副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB.副線圈輸出

15、電壓的有效值為31 VC.P向右挪動時,原、副線圈的電流比減小D.P向右挪動時,變壓器的輸出功率增加解析:由題圖甲可知,交變電流周期T=0.02 s,電壓最大值U1m=310 V,那么交變電流頻率f=1T=50 Hz,變壓器不改變交變電流的頻率,選項A正確;由原、副線圈匝數(shù)比可知,副線圈輸出電壓的最大值為U2m=31 V,選項B錯誤;滑片P向右挪動時,滑動變阻器接入電路的阻值變小,由P=U2R可知,選項D正確;由于原、副線圈的匝數(shù)比不變,故原、副線圈的電流比不變,選項C錯誤。答案:AD7.多項選擇題有一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表,副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié),如下圖,在

16、副線圈兩輸出端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R,在原線圈上加一電壓為U的交流電,那么A.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表的讀數(shù)變大B.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表的讀數(shù)變小C.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表的讀數(shù)變大D.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表的讀數(shù)變小解析:保持Q的位置不動,那么副線圈匝數(shù)不變,由U1U2=n1n2知U2不變,當(dāng)P向上滑動時,由I2=U2R0+R知I2減小,故電流表的讀數(shù)變小,選項B正確,選項A錯誤;保持P的位置不動,將Q向上滑動時,副線圈的匝數(shù)增多,由 U1U2=n1n2知U2增大,由I2=U2R+R0知I2增大,故I1增大,選

17、項C正確,選項D錯誤。答案:BC8.2019·天津理綜,5如下圖,理想變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為理想電表。以下說法正確的選項是A.當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上滑動時,R1消耗的功率變大B.當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上滑動時,電壓表V示數(shù)變大C.當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上滑動時,電流表A1示數(shù)變大D.假設(shè)閉合開關(guān)S,那么電流表A1示數(shù)變大,A2示數(shù)變大解析:副線圈兩端電壓U2=n2n1U1,因為U1與匝數(shù)比不變,故U2不變。當(dāng)滑動變阻器滑片P向上滑動時,R增大,電路的總電阻增大,據(jù)I=U2R總知流經(jīng)副線圈干路電流減小,故UR1減小,R1消耗的功率減小,電壓表V示數(shù)U并=U2-UR

18、1增大,選項A錯誤,選項B正確;因流經(jīng)副線圈干路電流I2減小,由I1=n2n1I2知,電流表A1示數(shù)減小,選項C錯誤; 假設(shè)閉合開關(guān)S,流經(jīng)副線圈干路電流相應(yīng)變大,電流表A1示數(shù)變大,同時電壓表V示數(shù)U并=U2-UR1減小,據(jù) I2'=U并R2知電流表A2示數(shù)變小,選項D錯誤。答案:B9.黑光燈是利用物理方法“滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設(shè)備,它發(fā)出的紫色光可以引誘害蟲飛近黑光燈,然后利用黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)將其“擊斃。如下圖是高壓電網(wǎng)的工作電路,高壓電網(wǎng)是利用變壓器將有效值220 V 的交流電壓變成高壓,高壓電網(wǎng)相鄰兩極間間隔 為0.5 cm,空氣在常溫常壓下的擊穿電場強度為6 220 V/cm,為防止空氣被擊穿而造成短路,變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不得超過多少?解析:電網(wǎng)兩極間的電場可看作勻強電場,根據(jù)題意,空氣在常溫常壓下被擊穿時Em=6 220 V/cmUm=Emd=6 220 V/cm×0.5 cm=3 110 V由理想變壓器電壓關(guān)系U1mUm=n1n2由峰值與有效值關(guān)系U1m=2U1據(jù)以上各式可得n1n2=110。答案:不得超過11010.如下圖變壓器副線圈電路中有電阻R=7.26 ,消耗功率為6 W。另有一匝線圈接有電壓表,讀數(shù) U0=