2021学年高中物理第三章交变电流3变压器课时练习含解析人教版选择性必修2.doc

变压器

(25分钟·60分)

一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)

1.如图所示为变压器原理图,其原线圈和副线圈的匝数分别为n1、n2,若输出电压小于输入电压,

下列说法正确的是(

A.输入的是直流电,且n1>n2

B.输入的是直流电,且n1

C.输入的是交流电,且n1>n2

D.输入的是交流电,且n1

【解析】选C。变压器只能对交流电进行升压或降压,故A、B错误;原副线圈的电压之比等于

匝数之比,若输出电压小于输入电压,则n1>n2,故C正确,D错误。

2.理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1,当原线圈接220 V交流电后,副线圈输出的电压

是( A.220 V B.110 V C.55 V D.22 V

【解析】选D。根据理想变压器原理有:=,解得:U2=U1=×220 V=22 V。故D正确,A、

B、C错误。

3.如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为U0的灯泡L1和L2。原、副线圈匝数

比为4∶1。S断开时两灯泡均恰能正常发光。由此可知( )

A.电源电压U=4U0

B.S断开时,灯泡L1和L2的电流之比为1∶1

C.S闭合后,灯泡L2仍恰能正常发光

D.S断开时,灯泡L1和L2的功率之比为1∶4

【解析】选D。副线圈的电压为U2=U0,根据=,解得原线圈的电压U1=4U0,电源电压

U=U0+4U0=5U0,故A错误;S断开时,灯泡L1和L2的电流之比==,故B错误;S闭合后,原线圈

的电压为电源电压U′1=5U0,根据=,解得:U′2=U0,灯泡L2不能正常发光,故C错误;S断

开时,灯泡L1和L2的电压相同,电流之比==,所以功率之比为===,故D正确。

4.如图甲、乙所示电路中,当A、B接10 V交变电压时,C、D间电压为4 V,M、N接10 V直流

电压时,P、Q间电压也为4 V。现把C、D接4 V交流,P、Q接4 V直流,下面哪个选项可表示

A、B间和M、N间的电压( )

A.10 V 10 V

B.10 V 4 V

C.4 V 10 V

D.10 V 0

【解析】选B。题图甲是一个自耦变压器,当A、B作为输入端,C、D作为输出端时,是一个降

压变压器,两边电压之比等于两边线圈的匝数之比,当C、D作为输入端,A、B作为输出端时,

是一个升压变压器,电压比也等于匝数比,所以C、D接4 V交流时,A、B间将得到10 V交流。

题图乙是一分压电路,当M、N作为输入端时,上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成

正比。但是当把电压加在P、Q两端时,电流只经过下面那个电阻,上面的电阻中没有电流,两

端也就没有电势差,即M、P两点的电势相等。所以当P、Q接4 V直流时,M、N两端的电压也

是4 V。

【补偿训练】

在变电所里,需要用交流电流表去检测电路上的强电流,由于电网中的电流通常会超出一

般电流表的量程,因此常使用电流互感器。下列能正确反映电流互感器工作原理的是(

【解析】选B。由理想变压器的原副线圈的电流之比可知,电流与匝数成反比。则电流互感器应串联接入匝数较多的线圈上。同时一次绕组匝数很少,且串在需要测量的电流的线路中。所以B正确;故选B。

5.某兴趣小组用实验室的手摇发电机和一个可看作理想变压器的小变压器给一个灯泡供电,电路如图,当线圈以较大的转速n匀速转动时,额定电压为U的灯泡正常发光,电压表示数是U1。已知线圈电阻是r,灯泡电阻是R,则有( )

A.变压器输入电压的瞬时值u=U1sin2πnt

B.变压器的匝数比是U1∶2U

C.电流表的示数是

D.线圈中产生的电动势最大值是E m=U1

【解析】选C。线圈以较大的转速n匀速转动,所以ω=2πn,所以变压器输入电压的瞬时值u=U1sin2πnt,故A错误;电压与匝数成正比,所以变压器的原副线圈的匝数比是U1∶U,故B 错误;理想变压器的输入功率和输出功率相等,灯泡正常发光时电功率为P=,所以输入功率

为P=,电流表的示数是I1==,故C正确;由于线圈有内阻r,故线圈中产生的电动势有

效值大于U1,最大值也就大于U1,故D错误。

6.如图甲所示的电路中,理想变压器原副线圈匝数比为10∶1,、均为理想电表,R为光敏电

阻,其阻值随光强增大而减小,L1和L2是两个完全相同的灯泡,原线圈接入如图乙所示的正弦交

流电压u,下列说法正确的是(

A.电压u的频率为100 Hz

B.电压表的示数为 V

C.当照射R的光强增大时电流表的示数变大

D.当L1的灯丝烧断后电压表的示数会变大

【解析】选C。原线圈接入如图乙所示的电压,T=0.02 s,所以频率为f==50 Hz,故A错误;原

线圈接入电压的最大值是22 V,所以原线圈接入电压的有效值是U=22 V,理想变压器原、

副线圈匝数比为10∶1,所以副线圈电压是2.2 V,电压表测路端的电压,所以的示数为2.2 V,

故B错误;R阻值随光强增大而减小,根据I=知副线圈电流增加,副线圈输出功率增加,根据能

量守恒定律,所以原线圈输入功率也增加,原线圈电流增加,所以的示数变大,故C正确;当L1

的灯丝烧断后,变压器的输入电压不变,根据变压比公式,输出电压也不变,光敏电阻R和L2两

端的总电压不变,故电压表示数不变,故D错误。

二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明

单位)

7.(12分)图甲为一理想变压器,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