高中物理选修3-2变压器课后习题测试题复习题

4 变压器

课时演练·促提升

A组

1.(多选)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∶1

B.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∶1

D.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:BD

2.如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器是图()

解析:变压器应该接在交流电路中,升压变压器应该副线圈的匝数大于原线圈的匝数。

答案:C

3.如图所示,L1和L2是高压输电线,甲、乙是两只互感器,若已知n1∶n2=1 000∶1,n3∶n4=1∶100,图中电压表示数为220 V,电流表示数为10 A,则高压输电线的送电功率为()

A.2.2×103 W

B.2.2×10-2 W

C.2.2×108 W

D.2.2×104 W

解析:由电流互感器知高压输电线中电流I=1 000 A,由电压互感器知高压U=220×103 V,则高压输电线功率P=UI=2.2×108 W。

答案:C

4.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20 Ω,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) V

B.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=0.02 s,ω==100π rad/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,电压为额定值的一半,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P R=得P R=0.8 W,D项正确。

答案:D

5.如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sin(100πt) V的交流电源上,副线圈接有R=55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表,下列说法正确的是()

A.原线圈中电流表的读数为1 A

B.原线圈中的输入功率为220 W

C.副线圈中电压表的读数为110 V

D.副线圈中输出交变电流的周期为50 s

解析:因输入电压U1=220 V,n1∶n2=2∶1,所以U2=U1=110 V,I2==2 A,I1==1 A,所以A项正确;输入功率P入=U1I1=220 W,B项错误;电压表读数U2=110 V,C项错误;副线圈中输出交变电流的周期T=0.02 s,D项错误。

答案:A

6.(多选)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50 Hz

B.副线圈输出电压的有效值为31 V

C.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:由题图可知原线圈输入电压的最大值U m=311 V,周期T=2×10-2 s,则原线圈输入电压的有效值U1==220 V,频率f==50 Hz,A正确;由可得U2=U1=22 V,B错误;P向右移动时,副线圈的电阻减小,副线圈输出电压不变,所以副线圈的电流增大,原线圈的电流也增大,而匝数比不变,所以原、副线圈的电流比不变,C错误;P向右移动时,副线圈的电阻减小,副线圈输出电压不变,所以变压器的输出功率增加,D正确。

答案:AD

7.如图所示,理想变压器原、副线圈回路中的输电线的电阻忽略不计。当S闭合时()

A.电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变小

B.电流表A1的读数变大,电流表A2的读数变大

C.电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变小

D.电流表A1的读数变小,电流表A2的读数变大

解析:当S闭合后,变压器副线圈中的输电回路的电阻减小,而输出电压不变。由I2=得I2增大,即电流表A2的读数增大,即输出功率变大。由U1I1=U2I2可知,I1变大,即电流表A1的读数也增大,选项B

正确。

答案:B

8.图中理想变压器原、副线圈的匝数比为n∶1,两线圈的直流电阻均可忽略。若副线圈负载电阻为R,那么变压器工作时,a、b两点间的电压与原线圈的电流之比(等效电阻)为()

A.n R

B.n2R

C. D.

解析:a、b间的等效电阻即为该两点的电压U1及流经两点间的电流I1之比,应为R ab==n2=n2R。

答案:B

9.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=275匝。

(2)根据得n1=n2=550匝,对整个变压器由功率关系列式I1U1=I2U2+I3U3,所以I1= A=0.255 A。

答案:(1)275匝

(2)550匝0.255 A

B组

1.一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峰值为()

A.10 Wb/s

B.14.1 Wb/s