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1、物理高二同步练习变压器物理高二同步练习1.(2011年济南高二检测)理想变压器原、副线圈匝数比为101，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：选BD.对理想变压器，B选项认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比;D选项可以认为忽略热损耗，故输入功率等于输出功率.2.(2011年包头高二检测)理想变压器正常工作时，若增加接在副线圈两端的负载，则
2、()A.副线圈中电流增大B.副线圈输出的电功率减小C.原线圈中电流不变D.原线圈输入的电功率增大解析：选AD.由于U1、U2不变，负载增加，用电器的总电阻减小，由I2=U2R知I2增大，A对C错.由P=UI解得P2=U2I2，所以P2增大，P1增大，B错D对.3.如图5-4-9所示为理想变压器.原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈n2=50匝，n3=100 匝，L1是6 V 2 W的小灯泡.L2是12 V 4 W的小灯泡，当n1接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为()图5-4-9A.160 A B.130 AC.120 A D.110 A解析：选C.P出=2 W+4 W=
3、6 W，由P入=P出，得I1U1=6 W，又U1U2=n1n2，所以U1=n1n2U2=1000506 V=120 V，所以I1=6120 A=120 A.故正确答案为C.4.如图5-4-10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S接通时，以下说法中正确的是()图5-4-10A.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解析：选BCD.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，由欧姆定律知，流
4、过R的电流增大，电阻上的电压UR=IR增大.副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1=I2U2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.5.如图5-4-11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为1.80104 V的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断.图5-4-11(1)熔丝的熔断电流是多大?(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大?解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2
5、、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有U1I1=U2I2，当I2=12 mA时，I1即为熔断电流，代入数据得I1=0.98 A.(2)设副线圈中的电流为I2=10 mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1=I2U2，代入数据，得P1=180 W.答案：(1)0.98 A (2)180 W一、选择题1.对理想变压器可作出的判断是()A.高压线圈匝数多、电流大、导线粗B.低压线圈匝数少、电流小、导线细C.高压线圈匝数多、电流大、导线细D.低压线圈匝数少、电流大、导线粗解析：选D.由变压规律U1U2=n1n2高压线圈匝数多，由变流规律I1I2=n2
6、n1，匝数多的电流小，导线细;匝数少的电流大，导线粗，故选D.2.一台理想变压器的副线圈有100 匝，输出电压为10 V，则铁芯中磁通量的变化率的最大值为()A.10 Wb/s B.14.1 Wb/sC.0.14 Wb/s D.28.2 Wb/s解析：选C.由E=nt知t=1nEm=1100102 Wb/s=0.14 Wb/s.3.(2010年高考重庆卷)一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏.为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈.如图5-4-12所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按
7、理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()图5-4-12A.1100,360 B.1100,180C.2200,180 D.2200,360解析：选B.对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n1=n3U1U3=52201=1100，同理，变压器烧坏前，n2=n1U2U1=110036220=180，B正确.4.如图5-4-13所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(IR、Ic均为有效值)()图5-4-13A.若ab棒
8、匀速运动，则IR 0，Ic=0B.若ab棒匀速运动，则IR=0，Ic=0C.若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则IR 0，Ic 0D.若ab棒做匀加速运动，则IR 0，Ic=0解析：选BCD.ab匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错，B正确;若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C正确;当ab匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电.故
9、D选项也正确.5.(2011年湛江市模拟)如图5-4-14所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入220 V,60 W灯泡一只，且灯泡正常发光.则()图5-4-14A.电流表的示数为32220AB.电源输出功率为1200 WC.电流表的示数为3220 AD.原线圈两端电压为11 V解析：选C.副线圈电压U2=220 V，电流I2=PU2=311 A，则原线圈两端电压U1=201U2=4 400 V，电流I1=120I2=3220 A，所以电流表示数为3220 A，选项A、D错误，C正确.电源输出功率为60 W，选项B错误.6.(2011年湛江高二检测)有一
10、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5-4-15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()图5-4-15A.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：选BC.保持Q的位置不动，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，B正确，A错误;保持P的位置不
11、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，C正确，D错误.7.(2011年芜湖高二检测)如图5-4-16，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1n2和电源电压U1分别为()图5-4-16A.12 2U B.12 4UC.21 4U D.21 2U解析：选C.设灯泡正常发光时的电流为I，则I1=I，I2=2I.由n1n2=I2I1得n1n2=21.由U1U2=n1n2得U1=n1n2U2=2U.故U1=4U，C正确.8.如图5-4-17甲、乙是配电房中的
12、互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是()图5-4-17A.线圈匝数n1B.线圈匝数n1n2，n3C.甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D.乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路解析：选BCD.甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，n1n2，甲图中的电表为电压表;乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n39.(2009年高考四川卷)如图5-4-18甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R1=20 ，R2=30 ，C为电容器.已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示，则()图5-4-18A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为200
13、2 VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零解析：选C.由图象可知该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误;因为变压器输出电压最大值为201 V=20 V，所以变压器原线圈电压的最大值为2010 V=200 V，B错误;R2的功率P2=U2R2=202302W=6.67 W，C正确;因为电容器可以通过交流电，所以电阻R3中的电流不是始终为零，D错误.二、非选择题10.如图5-4-19所示，自耦变压器输入端A、B接交流电源，其电压有效值UAB=100 V，R0=40 ，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为_V，通过电阻R0的电流有效
14、值为_A.图5-4-19解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，UCD=2UAB=200 V，通过R0的电流I=UCD/R0=5 A.答案：200 511.黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫外线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.图5-4-20如图5-4-20是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少?解析：电网两极间电场可看做匀强电场Um=Emd由题意
15、，空气被击穿时Em=6220 V/cm由理想变压器电压关系U1mUm=n1n2由峰值与有效值关系U1m=2U1由以上各式：得n1n2=110.所以次、初级线圈匝数比不得超过101.答案：10112.如图5-4-21所示理想变压器输入的交流电压U1=220 V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有6 V 9 W、12 V 12 W的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：图5-4-21(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3;(2)原线圈中电流I1.解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U2=6 V，U3=12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U1U2=n1n2，U2U3=n2n3得n1=U1U2n2=220636=1320(匝)，n3=U3U2n2=12636=72(匝).(2)由于P入=P出，P出=P2+P3，所以P入=P2+P3，即I1U1=P2+P3，则I1=P2+P3U1=9+12220A0.095 A.答案：(1)1320匝 72匝(2)0.095 A