《2017_2018学年高中物理第五章交变电流4变压器课时训练新人教版选修3_220170713239.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017_2018学年高中物理第五章交变电流4变压器课时训练新人教版选修3_220170713239.doc（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、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。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1.1 A。由此可知该变压器原线圈的匝数为()A.200B.2 000C.
2、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+1.110 V=55 V又由,可得解得n1=2 000,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: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
3、有100 匝,输出电压为10 V,则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知,Em=10 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,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
4、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
5、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(50t) 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0.8 W解析:由图象知T=0.
6、02 s,=100 rad/s,u=20sin(100t) 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=20 V,由及PR=得PR=0.8 W,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220 V和10 A,已知甲图中原、副线圈匝数比为1001,乙图中原、副线圈匝数比为110,则()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,
7、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,根据可得输电电流是100 A,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
8、,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 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 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
9、=I2U2+I3U3,所以I1= A0.255 A。答案:(1)275匝 (2)550匝0.255 A(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
10、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:
11、D3.如图所示,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=12sin 100t(V)。下列说法正确的是()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 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=12 V,电压表示数U2=6 V,选项B错误;电流表示数I2=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
12、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解析:由题意知U2=12 V,I2= A=1 A,根据可求得电压表的示数U1=240 V,根据可得电流表的示数I1=0.05 A,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=311sin 100t V,霓虹灯正常工作的电阻R=440 k,I1、I2表示
13、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,副线圈中的电流为10.0 mAC.I1I2解析:根据题意可知,交变电流的最大电压为311 V,则其有效值为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I1I2,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101,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电
14、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50 HzB.副线圈输出电压的有效值为31 VC.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=0.02 s,电压最大值U1m=310 V,则交变电流频率f=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
15、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,
16、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220 V,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(50t)VB.u2=190sin(100t)VC.为使用户电压稳定在220 V,应将P适当下移D.为使用户电压稳定在220 V,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190 V,周期是210-2 s,所以u2=190sin(100t)V,选项A错误,
17、选项B正确;根据,n1减小,U2增大,因此为使用户电压稳定在220 V,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/
18、cmUm=Emd=6 220 V/cm0.5 cm=3 110 V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n1n2=110。答案:不得超过11010.如图所示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=50 mV。原线圈两端电压为u=311sin 100t V。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=原线圈输出电压有效值为U1= V=220 V因一匝线圈时的电压值50 mV=0.05 V则由变压比可知输入端线圈匝数n1=4 400匝输出端线圈匝数n2=132匝铁芯内磁通量的变化率即单匝线圈的感应电动势,其最大值为0.05 V,表达式为E=0.05sin 100t Wb/s。答案:原、副线圈的匝数分别为4 400匝和132匝,铁芯内的磁通量变化率表达式为E=0.05sin 100t Wb/s7