2015-2016学年高中物理第五章交变电流4变压器课时作业新人教版选修3-2

变压器
［全员参与•基础练］
1 •下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是
（ ）
伫二呼&诃艺£诃
A B C D
【解析】 电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，要接交流电，接直流电时变 压器不工作，故C 正确.
【答案】 C
2.（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】 此题考查的是对变压器原理的掌握.理想变压器无漏磁，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，电压与匝数成正 比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率.
B 、D 正确.
【答案】 BD
副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来 2倍
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】 理想变压器的输入功率由输出功率决定，即
P 入= P 出，输出功率
2倍，负载电阻也变为原来的 2倍时，P 出为原来的2倍.
D
图 5-4-15
4. （2012 •海南高考）如图5-4-15 ,理想变压器原、副线圈匝数比为20 ： 1,两个标有“ 12 V 6W 的小灯泡并联在副线圈的两端. 当两灯泡都正常工作时， 原线圈中电压表和电流表 （可 视为理想的）的示数分别是（
）
A. 120 V , 0.10 A B . 240 V , 0.025 A C. 120 V , 0.05 A
D. 240 V , 0.05 A
【解析】 当两灯泡都正常工作时，每个灯泡中电流为 0.5 A .副线圈输出电压12 V ,
3. 一理想变压器原线圈接交流, 的2倍（
）
A. 副线圈的匝数增加为原来的
B. 原线圈的匝数增加为原来的 增大为原来的
【答案】
U m
输出电流为2X 0.5 A = 1.0 A .由变压器变压公式-知原线圈中电压表读数为240 V .由
U2 圧
功率关系Ul1 = HI 2可知线圈中电流表读数为0.05 A，选项D正确.
【答案】 D 5.
如图5-4-16所示，一低压交流变压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，通过 上下调节
P l 、P 2的位置，可以改变变压器输入、输出电压•图中 电阻，R 、RR 是滑动变阻器，若要增大灯泡
图 5-4-17
6. （2012 •课标全国卷）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈， 原、副线圈都只取该线圈的 某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图 5-4-17所示，其副线圈匝数可调.己知变压器
线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为 220 V 的交流电源上•当变压器输 出电压调至最大时，负载
R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为
|1,
电压的有效值为 U 2,且变压器是理想的，则
U 2和丨1分别约为（
）
A. 380 V 和 5.3 A B . 380 V 和 9.1 A C. 240 V 和 5.3 A D . 240 V 和 9.1 A
I I n
【解析】 根据理想变压器电压比关系 応=」，代入数据解得副线圈两端的电压 U 2 n 2
L 是- L 的亮度，可以采取的办法是 个小灯泡，R 2是定值
（ ）
A . R 、 P 3
、
P 4不动， P 2下
移 B . P 1、 P 2、
P 3不动， F 4下
移 C . P 2、 P 3
、
P 4不动， R 上移 D
. P 1、 P 2、
P 4不动，
R 上移
U
U 2 滑动变阻器 R 是分压接法，R 上移可以使灯泡两端电压增大， 灯泡功率也就增大， 使其变亮;
根据变压器的变压原理 ¥，要增大输出电压，需要使 n 2
P 下移或P 2上移;
负载两端
U 2= 380
V ,因理想变压器原、负线圈输入和输出的功率相等，即
P 入=P 出=Ul i ，解得11 =
2X 103 A
220
【解
析】
=9.1 A , B
正确；
A、C D 错误.
L2、L3、L4 为四
u的图象甲乙
图5-4-18
A. 电压表的示数为36 V
B. 电流表的示数为2 A
C. 四只灯泡均能正常发光
D. 变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz
【解析】若灯泡L2、L3、L4都正常发光，则电流表的示数为-x 3 A = 2 A, B对；副线圈两端的电压为9 V,又变压器原、副线圈的匝数比为3 : 1,所以电压表的示数为27 V,因电源输入电压为36 V,所以L i所分电压为9 V，四只灯泡都正常发光，C对，A错；变压器不能改变交变电流的频率，D对.
【答案】BCD
图5-4-19
8. （多选）如图5-4-19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L i 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（）
A. 副线圈两端M N的输出电压减小
B. 畐U线圈输电线等效电阻R两端的电压增大
C. 通过灯泡L1的电流减小
D. 原线圈中的电流增大
【解析】由于输入电压不变，所以S接通时，理想变压器副线圈两端M N输出电压不
变•并联灯泡L2后，总电阻变小，由欧姆定律知，通过R的电流增大，R两端的电压3= IR
增大.副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率（即l1U= I2U）得，原线圈输入电流11也增大.L M N不变，L R变大，所以U L1变小，通过灯L1的电流减小.
【答案】BCD
［超越自我•提升练
图5-4-20
9. （多选）（2013 •江苏高考）如图5-4-20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P
B. 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】要使灯泡变亮，根据欧姆定律，一方面可使L2变大，另一方面可使电路对交
L m
流电的阻碍作用减小.由知，向下滑动P时，L2变小，选项A错误；增大交流电源的电
u n2
1
压L, L2变大，选项B正确；由知，增大交流电源的频率时，容抗
2 n fC
正确；减小电容器 C 的电容，容抗 斤变大，选项D 错误.
【答案】 BC 10.
（多选）为保证用户电压稳定在 220 V,变电所需
适时进行调压，如图
5-4-21甲所示
为调压变压器示意图•保持输入电压
u i 不变，当滑片P 上下移动时可改变输出电压•某次检
测得到用户电压 U 2随时间t 变化的曲线如图5-4-21乙所示.以下正确的是（
）
A. U 2= 190 2sin50 n t V
B. U 2= 190 2sin100 n t V
C. 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】 根据题图乙可知该交流的最大值 Un = 190 2 V ,周期T = 0.02 s ，则角速度
2 n
=〒=100 n ，结合正弦式交变电流的瞬时值表达式
D 正确，C 错误.
【答案】 BD
11.
（多选）如图5-4-22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式电流， 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n 1增加
B •副线圈匝数n 2增加
C.负载电阻R 的阻值增大 D .负载电阻R 的阻值减小
tin ；
可得P 出=UUR
u = U n sin 3 t ，可知选项B 正确，A 错 误.根据变压器的变压比
詈=半，U1、n2不变，要提高
匕，只能减小n 1,所以P 应上移，选项
【解析】
,U
n 1
由 U=n 2, U 2
P 出=R 又因为P 入= P 出，所以 U 2n 2
P 入=怎R
图 5-4-21 图 5-4-22
分析可得选项B D正确.
【答案】BD
12. （2014 •太原高二检测）如图5-4-23所示，理想变压器原线圈中输入电压U= 3 300 V,畐U线圈两端电压Ua= 220 V,输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表错误！的示数U= 2 V .求:
(1) 原线圈n i为多少匝？
(2) 当开关S断开时，电流表A的示数丨 2 = 5 A •则电流表A i的示数I i为多少? ⑶当开关S闭
合时，电流表A i的示数I' i为多少？
【解析】(i)由变压器电压与匝数的关系可得：
U U 小「
——U,贝V n i = i 650 匝.
n i n2
(2)当开关S断开时，由
“U212
UI i = U2I 2可知，11== 0.33 A.
U
12
⑶当开关S断开时，有：R = -= 44 Q .
I 2
当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R',
亠, R
有R = —= 22 Q
12
副线圈中的总电流为丨2‘= 歹=i0 A.
R
121 2’
由UI ' i = Ud ' 2可知，I i'= ―U —= 0.67 A.
【答案】(i)i 650 匝(2)0.33 A (3)0.67 A。