【K12教育学习资料】2017年高中物理课时跟踪检测九变压器教科版选修3_2

课时跟踪检测（九） 变 压 器1．(多选)关于理想变压器，下面说法正确的是( ) A ．它的输出功率可以大于它的输入功率 B ．它的输出功率等于它的输入功率 C ．原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比 D ．原副线圈两端的电流与它们的匝数成反比解析：选BCD 输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，并且大小相等，所以A 错误，B 正确；输出电压是由输入电压和匝数比决定的，电压与匝数成正比，所以C 正确；原副线圈的电流与它们的匝数成反比，所以D 正确。

2．在以下四种情况下，可以将电压升高供给电灯的变压器是( )解析：选D A 、C 图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A 、C 错误；B 图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B 错误；D 图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故D 正确。

3.一输入电压为220 V ，输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏了，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1所示，然后将原来线圈接到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1A ．1 100,360B ．1 100,180C ．2 200,180D ．2 200,360解析：选B 对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n 1＝n 3U 1U 3＝5×2201＝1 100，变压器烧坏前，同理n 2＝n 1U 2U 1＝1 100×36220＝180，故B 正确。

4．(多选)如图2甲所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为2∶1，原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示，副线圈电路中接有灯泡，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表。

现闭合开关，灯泡正常发光。

若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )图2A ．灯泡的电压为110 VB ．副线圈输出交流电的频率为50 HzC ．U ＝220 V ，I ＝0.2 AD ．原线圈输入电压的瞬时值表达式为u ＝220 2sin 100πt V解析：选ABD 有效值为：U ＝22022 V ＝220 V ，副线圈的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝110 V ，电流为：22110 A ＝0.2 A ，电流表示数为：12×0.2 A＝0.1 A ，A 正确，C 错误；原线圈的频率为f ＝10.02Hz ＝50 Hz ，变压器不会改变频率，故B 正确；瞬时值表达式为：u ＝2202sin 100πt V ，故D 正确。

5．图3所示电路中，变压器为理想变压器，a 、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器。

现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A ，则下列说法正确的是( )图3A ．电压表V 1示数增大B ．电压表V 2、V 3示数均增大C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动解析：选D 电压表V 1的示数和a 、b 间电压的有效值相同，滑片滑动时V 1示数不变，选项A 错误；电压表V 2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V 2示数不变，V 3示数为V 2示数减去R 0两端电压，两线圈中电流增大，易知R 0两端电压升高，故V 3示数减小，选项B 错误；理想变压器U 1I 1＝U 2I 2，则U 1ΔI 1＝U 2ΔI 2，ΔI 2＞ΔI 1，故U 2＜U 1，变压器为降压变压器，选项C 错误；因I 2增大，故知R 减小，变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动，选项D 正确。

6．(2016·天津高考)如图4所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。

下列说法正确的是( )图4A ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，R 1消耗的功率变大B ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电压表V 示数变大C ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电流表A 1示数变大D ．若闭合开关S ，则电流表A 1示数变大，A 2示数变大解析：选B 当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻R 变大，则副线圈所在电路的总电阻R 总变大，因原、副线圈两端的电压U 1、U 2不变，则通过R 1的电流I 2＝U 2R 总变小，R 1消耗的功率P R 1＝I 22R 1变小，选项A 错误；R 1两端的电压U R 1＝I 2R 1变小，则电压表V 的示数U V ＝U 2－U R 1变大，选项B 正确；因通过原、副线圈的电流关系I 1I 2＝n 2n 1，I 2变小，则I 1变小，即电流表A 1的示数变小，选项C 错误；若闭合开关S ，则副线圈所在电路的总电阻R 总′变小，通过副线圈的电流I 2′＝U 2R 总′变大，则通过原线圈的电流I 1′变大，电流表A 1的示数变大，R 1两端的电压U R 1′＝I 2′R 1变大，则R 2两端的电压U R 2′＝U 2－U R 1′变小，电流表A 2的示数变小，选项D 错误。

7.如图5所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝4∶1，电源电压u ＝2202sin 314t V ，原线圈电路中接入熔断电流I 0＝1 A 的保险丝，副线圈电路中接入一可变电阻R ，则( )图5A ．电压表的读数为77 VB ．当可变电阻R 的阻值变大时，电源的输入功率变大C ．可变电阻R 的阻值低于13.75 Ω时保险丝将熔断D ．副线圈的输出功率一定是200 W解析：选C 原线圈输入电压220 V ，由变压器变压公式，副线圈输出电压即电压表的读数为55 V ，选项A 错误；当可变电阻R 的阻值变大时，变压器输出功率减小，电源的输入功率变小，选项B 错误；可变电阻R 的阻值低于13.75 Ω时，变压器输出功率大于220 W ，原线圈电路中电流大于保险丝的熔断电流I 0＝1 A ，保险丝将熔断，选项C 正确；副线圈的输出功率随可变电阻的增大而减小，选项D 错误。

8．(多选)如图6所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。

原线圈通过一理想电流表○ 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端。

假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。

用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )图6A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍解析：选BD 变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2，其中U 1、U 2是变压器原、副线圈两端的电压。

U 1＝U ab ，由于二极管的单向导电特性，U cd ≠U 2，选项A 错误。

增大负载电阻R 的阻值，负载的电功率减小，由于P 入＝P 出，且P 入＝I 1U ab ，所以原线圈上的电流I 1减小，即电流表的读数变小，选项B 正确。

c 、d 端的电压由输入电压U ab 决定，负载电阻R 的阻值变小时，U ab 不变，选项C 错误。

根据变压器上的能量关系有E 输入＝E 输出，在一个周期T 的时间内，二极管未短路时有U ab I 1T ＝U 2R ·T 2＋0(U 为副线圈两端的电压)，二极管短路时有U ab I 2T ＝U 2RT ，由以上两式得I 2＝2I 1，选项D 正确。

9．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图7中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了使电流表能正常工作，则( )图7A．ab接MN、cd接PQ，I ab＜I cdB．ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cdC．ab接PQ、cd接MN，I ab＜I cdD．ab接PQ、cd接MN，I ab＞I cd解析：选B 电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少，根据电流关系得I1n1＝I2n2，所以I ab＞I cd，电流表应接在电流较小的一侧，故选项B正确。

10．如图8所示，MN和PQ为处于同一平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直于导轨放置的金属棒ab与导轨接触良好。

N、Q端接理想变压器的原线圈，理想变压器的输出端有三组副线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。

在水平金属导轨之间加一竖直向下的匀强磁场。

若用I R、I L、L C分别表示通过R、L和C的电流，则下列判断中正确的是( )图8A．在ab棒匀速运动且ab棒中电流达到稳定后，I R≠0、I L≠0、I C＝0B．在ab棒匀速运动且ab棒中电流达到稳定后，I R≠0、I L＝0、I C＝0C．如果ab棒在某一中心位置附近做非匀变速往复运动，那么I R≠0、I L≠0、I C≠0 D．如果ab棒做匀加速运动，那么I R≠0、I L≠0、I C≠0解析：选C 当ab棒匀速运动时，变压器输出电压为0，故I R、I L、I C均为0，A、B均错误。

当ab棒做非匀变速往复运动时，变压器输出交变电压，所以三个电路中均有电流，C 正确。

当ab棒做匀加速运动时，变压器输出恒定电压，所以电阻、电感器中有电流，电容器处于断路，所以D项错误。

11．如图9所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器。

变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V0.25 W ”，且灯泡都正常发光，导线电阻不计。

求：图9(1)降压变压器初级、次级线圈匝数之比；(2)发电机的输出功率。

解析：(1)彩色小灯泡的额定电流I L ＝P U ＝0.256 A ＝124A ，次级线圈总电流I 2＝24I L ＝1 A 。

变压器输入功率等于I 1U 1＝I 2U 2＝6 W 。

变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ＝6I 1＋6I 1，代入E 值解得I 1＝13A(I 1＝3 A 应舍去，据题意是降压变压器，应I 1＜I 2)，所以n 1n 2＝I 2I 1＝31。

(2)发电机输出功率P ＝I 1E ≈6.67 W。

答案：(1)3∶1 (2)6.67 W12．如图10甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u ­t 图像如图乙所示。

若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W 。