5.4变压器习题及详解答案
高中变压器试题及答案
高中变压器试题及答案1. 变压器的工作原理是什么？答案：变压器的工作原理基于电磁感应现象。
当交流电通过变压器的初级线圈时，会在铁芯中产生交变磁通，这个磁通会在次级线圈中感应出电流，从而实现电压的变换。
2. 变压器的输入功率和输出功率之间的关系是什么？答案：变压器的输入功率等于输出功率，因为变压器本身不消耗能量，只是将电能从一种电压等级转换为另一种电压等级。
3. 变压器的效率如何计算？答案：变压器的效率可以通过以下公式计算：效率 = （输出功率/ 输入功率）× 100%。
效率反映了变压器在转换过程中能量损失的程度。
4. 为什么变压器的铁芯通常使用硅钢片？答案：硅钢片具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗，这使得变压器在转换电压时能够减少能量损失，提高效率。
5. 变压器的匝数比和电压比有什么关系？答案：变压器的匝数比等于其电压比。
即，如果初级线圈有N1匝，次级线圈有N2匝，那么电压比为V1/V2 = N1/N2。
6. 变压器能否改变直流电的电压？答案：不能。
变压器只能改变交流电的电压，因为直流电不会产生交变磁通，无法在次级线圈中感应出电流。
7. 什么是自耦变压器？答案：自耦变压器是一种特殊类型的变压器，其初级和次级线圈共用一部分线圈。
这种设计可以减少线圈的匝数，节省材料，但可能会增加电路的复杂性。
8. 变压器的负载变化对输出电压有什么影响？答案：当变压器的负载增加时，由于电流的增加，变压器的次级线圈会产生更多的电压降，导致输出电压降低。
相反，负载减少时，输出电压会升高。
9. 为什么变压器需要进行冷却？答案：变压器在工作过程中会产生热量，特别是在高负载条件下。
如果不进行适当的冷却，变压器的温度可能会升高到危险水平，影响其性能和寿命。
10. 变压器的绝缘材料有哪些？答案：变压器的绝缘材料包括油、树脂、纸和气体等。
这些材料用于隔离变压器的各个部分，防止电流泄漏和短路，确保变压器的安全运行。
变压器试题及答案
变压器试题及答案一、选择题1. 变压器的基本原理是什么？A. 电磁感应B. 静电感应C. 磁共振D. 磁共振与静电感应答案：A2. 以下哪个不是变压器的组成部分？A. 铁芯B. 线圈C. 电容D. 绝缘体答案：C3. 变压器的匝数比与电压比的关系是什么？A. 匝数比等于电压比B. 匝数比是电压比的倒数C. 匝数比与电压比成正比D. 匝数比与电压比成反比答案：C二、填空题1. 变压器的变压能力取决于其________和________的比值。
答案：匝数；电阻2. 理想变压器的输入功率与输出功率是________的。
答案：相等3. 变压器的铁损主要包括________和________。
答案：磁滞损耗；涡流损耗三、简答题1. 简述变压器的工作原理。
答案：变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当原线圈接入交流电源时，铁芯中的磁通量随之变化，这个变化的磁通量在副线圈中产生感应电动势，从而实现电能的传输和电压的变换。
2. 变压器的效率如何计算？答案：变压器的效率是输出功率与输入功率的比值。
理想情况下，不考虑损耗，变压器的效率为100%。
实际应用中，由于存在铜损、铁损等损耗，效率会低于100%。
四、计算题1. 已知变压器原线圈匝数为1000匝，副线圈匝数为5000匝，输入电压为220V，求输出电压。
答案：根据变压器匝数比与电压比的关系，输出电压 V_out = (V_in * N_out) / N_in = (220 * 5000) / 1000 = 1100V。
2. 若变压器的输入功率为10kW，效率为90%，求输出功率。
答案：根据效率的定义，输出功率 P_out = (输入功率 * 效率) = 10kW * 90% = 9kW。
《变压器》复习题(含答案)
《变压器》复习题一、单项选择题1．变压器是一种（D）的电气设备，它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电转变成同频率的另一种电压等级的交流电。
A．滚动B．运动C．旋转D．静止3．电力变压器按冷却介质可分为（A）和干式两种。
A．油浸式B．风冷式C．自冷式D．水冷式4．变压器的铁芯是（A）部分。
A．磁路B．电路C．开路D．短路5．变压器铁芯的结构一般分为（C）和壳式两类。
A．圆式B．角式C．心式D．球式6．变压器（C）铁芯的特点是铁轭靠着绕组的顶面和底面，但不包围绕组的侧面。
A．圆式B．壳式C．心式D．球式7．变压器的铁芯一般采用（C）叠制而成。
A．铜钢片B．铁（硅）钢片C．硅钢片D．磁钢片9．变压器的铁芯硅钢片（A）。
A．片厚则涡流损耗大，片薄则涡流损耗小B．片厚则涡流损耗大，片薄则涡流损耗大C．片厚则涡流损耗小，片薄则涡流损耗小D．片厚则涡流损耗小，片薄则涡流损耗大10．电力变压器利用电磁感应原理将（A）。
A．一种电压等级的交流电转变为同频率的另一种电压等级的交流电B．一种电压等级的交流电转变为另一种频率的另一种电压等级的交流电C．一种电压等级的交流电转变为另一种频率的同一电压等级的交流电D．一种电压等级的交流电转变为同一种频率的同一电压等级的交流电11．关于电力变压器能否转变直流电的电压，下列说法中正确的是（B）。
A．变压器可以转变直流电的电压B．变压器不能转变直流电的电压C．变压器可以转变直流电的电压，但转变效果不如交流电好D．以上答案皆不对12．绕组是变压器的（A）部分，一般用绝缘纸包的铜线绕制而成。
A．电路B．磁路C．油路D．气路13．根据高、低压绕组排列方式的不同，绕组分为（A）和交叠式两种。
A．同心式B．混合式C．交叉式D．异心式14．对于（A）变压器绕组，为了便于绕组和铁芯绝缘，通常将低压绕组靠近铁芯柱。
A．同心式B．混合式C．交叉式D．异心式15．对于（D）变压器绕组，为了减小绝缘距离，通常将低压绕组靠近铁轭。
变压器典型练习题1(有答案)
变压器典型练习题1（有答案）1．电流互感器和电压互感器如图所示，其中n1，n2，n3，n4分别为四组线圈的匝数，a，b为两只交流电表，则（）A．A为电流互感器，且n1>n2，a是电流表B．A为电压互感器，且n1>n2，a是电压表C．B为电压互感器，且n3>n4，b是电压表D．B为电流互感器，且n3>n4，b是电流表【答案】C【知识点】变压器原理【解析】【解答】AB．A串联在电路中，为电流互感器，根据单相理想变压器的电流规律I1I2=n2n1可知要使电流表a示数I2变为弱电流便于测量，所以n2>n1，AB不符合题意；CD．B并联在电路中，为电压互感器，根据理想变压器的电压规律U1U2=n3n4可知要使电压表b的示数U2变为弱电压便于测量，所以n3>n4，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】变压器B并联接在火线和零线两端，测量电压为电压表，变压器A串联接在零线上，测量电流为电流表。
2．投运的杭州柔性低频交流输电示范工程实现了杭州市富阳区、萧山区两大负荷中心互联互通，为杭州亚运会主场馆所在区域提供了最大功率为30.8万千瓦的灵活电能支撑。
如图所示是该输电工程的原理简图，海上风力发电站输出电压U=880V，经升压变压器转换为220kV的高压后送入远距离输电线路，到达杭州电力中心通过降压变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，降压变压器原副线圈的匝数比为n3:n4:n5=200:1:2。
下列说法正确的是（）A．升压变压器原副线圈的匝数之比为n1:n2=1:25B．通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比1:200C．仅当富阳负荷中心负载增加时，萧山负荷中心获得的电压增大D．当换用传统电网输电时，远距离输电线路等效电阻R增大。
若萧山和富阳负荷中心负载不变，则海上风力发电站输出功率减小【答案】D【知识点】电能的输送；变压器的应用【解析】【解答】A、升压变压器原副线圈的匝数之比为n1 n2=U1U2=880220×103=1250故A错误；B、根据变压器的功率关系有U3I3=U4I4+U5I5又U3 U4=n3n4，U3U5=n3n5整理得n3I3=n4I4+n5I5可见通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比I3 I4=n4n3≠1200故B错误；C、当富阳负荷中心负载增加时，功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原线圈中的电流增大，输电线损耗的电压增大，降压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中心获得的电压将减小，故C错误；D、当换用传统电网输电时，发电站输出功率P 出=U出I设萧山和富阳负荷中心负载为R负载，则有U 出=I(R+R负载)由于远距离输电线路等效电阻R增大，则输电的电流I变小，则发电站输出功率减小，故D正确。
变压器复习题及答案
变压器复习题及答案一、单项选择题1. 变压器的工作原理是基于什么现象？A. 电磁感应B. 静电感应C. 磁共振D. 光电效应答案：A2. 变压器的铁芯通常采用什么材料？A. 铜B. 铝C. 铁D. 塑料答案：C3. 变压器的一次侧和二次侧绕组的匝数比与电压比有什么关系？A. 匝数比等于电压比B. 匝数比与电压比成反比C. 匝数比与电压比无关D. 匝数比是电压比的平方答案：A4. 理想变压器的原副边功率关系是什么？A. 原边功率大于副边功率B. 副边功率大于原边功率C. 原边功率等于副边功率D. 原边功率与副边功率无关5. 变压器的空载损耗主要来源于哪里？A. 铁芯损耗B. 绕组损耗C. 绝缘损耗D. 机械损耗答案：A二、填空题1. 变压器的一次侧电压为220V，二次侧电压为110V，那么变压器的变比为________。
答案：2:12. 变压器的铁芯损耗主要由________和________组成。
答案：磁滞损耗、涡流损耗3. 变压器的效率是指________与________的比值。
答案：输出功率、输入功率三、简答题1. 简述变压器的冷却方式有哪些？答案：变压器的冷却方式主要有自然冷却、风冷、水冷、油冷等。
2. 什么是变压器的短路试验？它的目的是什么？答案：变压器的短路试验是指在变压器的二次侧施加短路条件，测量其短路电流和短路损耗。
其目的是确定变压器的短路特性，评估其在短路条件下的性能和安全性。
四、计算题1. 已知变压器的一次侧电压为10kV，二次侧电压为400V，求变压器答案：变比为25:1。
2. 假设变压器的空载损耗为1000W，负载损耗为2000W，原边输入功率为5000W，计算变压器的效率。
答案：变压器的效率为80%。
变压器练习有答案
变压器练习有答案 Revised by Liu Jing on January 12, 2021课后巩固作业一、选择题(包括10小题，每小题7分，共70分)1．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R .设原线圈的电流为I 1，输入功率为P 1，副线圈的电流为I 2，输出功率为P 2，当R 增大时( )A ．I 1减小，P 1增大B ．I 1减小，P 1减小C ．I 2增大，P 2减小D ．I 2增大，P 2增大解析：当R 增大时，副线圈中的电流I 2＝U 2R ，则I 2减小；功率P 2＝U 22R，则P 2减小，又因为P 1＝P 2，则P 1减小，I 1减小，所以选项B 正确．答案：B2．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有12 V ，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如下图所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花了，下列说法正确的是( )A ．该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流，变压器不能改变直流电压B ．该设计方案可行，因为变压器能将直流改变为交流C ．该设计方案可行，因为通过变压器原线圈的是变化的电流，可以通过变压器发生互感现象D ．该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器 答案：C3．一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如下图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则( )A ．流过电阻的电流是20 AB ．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC ．经过1分钟电阻产生的热量为6×103 JD．变压器的输入功率是1×103 W解析：原线圈中电压的有效值是220 V，由U1U2＝n1n2知副线圈中电压为100 V，流过电阻的电流是10 A；与电阻并联的电压表的示数是100 V；变压器的输入功率为1 000 W；经过1分钟电阻产生的热量是6×104 J.答案：D4．理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( )A．交流电的频率B．磁通量的变化率C．功率D．交流电的峰值解析：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，B、C项正确，变压器的原理是互感现象，其作用改变电压不改变频率，A项正确，D项错误．答案：ABC5．下图中，可以将电压升高给电灯供电的变压器是( )解析：变压器只能对交变电流实现变压，不能对直流变压，故选项A、D错误；由于电压与变压器线圈匝数成正比，副线圈匝数多于原线圈的变压器才能实现升压，所以选项B错误，选项C正确．答案：C6．如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比n1∶n2＝1∶10，副线圈与阻值R ＝20Ω的电阻相连．原线圈两端所加的电压u＝202sin20πt (V)，则( ) A．交流电压表的示数为20 2 VB．副线圈输出交流电的频率为10 HzC．电阻R上消耗的电功率为2 kWD．原线圈中电流的最大值为100 A解析：由u＝202sin20πt(V)知，原线圈两端所加的电压最大值U m＝20 2 V，角速度ω＝20π rad/s，所以交流电压表的示数为原线圈两端所加的电压的有效值U1＝20 V，选项A错误；原线圈两端所加的电压频率f＝ω/2π＝10 Hz，副线圈输出交流电的频率与副线圈输入交流电的频率相同，所以选项B正确；副线圈输出电压U2＝n2n1U1＝200 V，电阻R上消耗的电功率P＝U22/R＝2 kW，选项C正确；理想变压器的输入功率等于输出功率，I1U1＝P，所以，原线圈中的输入电流I1＝P/U1＝100 A，其最大值为I1m＝2I1＝100 2 A，选项D错误．答案：BC7．图(甲)是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象，把该交流电压加在图(乙)中变压器的A、B两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1 Ω，其他各处电阻不计，以下说法中正确的是( )A．在t＝ s、 s时，穿过线圈的磁通量最大B．线圈转动的角速度为10π rad/sC．电压表的示数为 2 VD．电流表的示数为0.40 A解析：线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动，当线圈转动到与中性面垂直的位置时，感应电动势最大，但此时的磁通量最小，为零，选项A错误；由(甲)图可知，交流电流的电压峰值为U m＝10 2 V，周期T＝ s，所以线圈转动的角速度ω＝2π/T＝5π rad/s，选项B错误；理想变压器原线圈Ⅰ的输入电压U1＝10 V，根据变压器的变压比得理想变压器副线圈Ⅱ上得到的电压U2＝n2n1U1＝2V，选项C错误；理想变压器输入功率等于输出功率，由I1U1＝U22/R可得电流表的示数I1＝0.40 A，选项D正确．答案：D8．为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后( )A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变解析：因为变压器的匝数与输入电压U1不变，所以电压表V1的示数和电压表V2的示数不变，C错误，D正确；当S闭合后，因为负载电阻减小，故次级线圈中的电流I2增大，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将增大，但因为变压器的匝数不变，故B错误，A正确．答案：AD9．有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器( )A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小解析：当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，调压变压器副线圈的匝数减小，副线圈的输出电压变小，电压表、电流表示数变小，选项A正确；同理，当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，调压变压器副线圈的匝数增多，副线圈的输出电压变大，电压表、电流表示数变大，选项B错误；P不动，副线圈的输出电压不变，当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，R3阻值变小，副线圈的输出电流变大，R1上的电压变大，电压表读数变小，R2中的电流减少，电流表读数变大，选项C错误、D正确．答案：AD10．如图(甲)所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝60 Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦交流电如图(乙)所示，则( ) A．交流电的频率为 HzB ．原线圈输入电压的最大值为220 2 VC ．通过R 3的电流始终为零D ．电阻R 2的电功率约 W解析：由题图(乙)可知交流电频率为50 Hz ，所以选项A 错误；副线圈电压最大值U 2＝I 1R 1＝20 V ，由n 1n 2＝U 1U 2可知U 1＝200 V ，选项B 错误；因电容器接交流电有充放电电流，所以通过R 3的电流始终不为零，选项C 错误；R 1和R 2并联，电阻R 2的电功率P 2＝(U 22)2/(60 Ω)≈ W，选项D 正确．答案：D二、非选择题(第11题15分，第12题15分，共30分)11．如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U 1＝3 300 V ，副线圈的输出电压U 2＝220 V ，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U 0＝2 V ，则(1)原、副线圈的匝数各是多少(2)当S 断开时，的示数I 2＝5 A ，那么的示数是多少 (3)当S 闭合时，的示数将如何变化的示数如何变化 解析：(1)根据n 1n 0＝U 1U 0及n 2n 0＝U 2U 0得：n 1＝U 1U 0·n 0＝3 3002×1＝1 650 (匝)，n 2＝U 2U 0·n 0＝2202×1＝110(匝)．(2)理想变压器有P 入＝P 出，即I 1U 1＝I 2U 2， 则I 1＝U 2U 1·I 2＝2203 300×5 A≈0.33 A. (3)S 闭合时，负载电阻变小，I 2＝U 2R 负，示数变大，示数也变大． 12．如下图所示，小型交流发电机的电动势为E ＝20 V ，内阻不计，它通过一个阻值R ＝6 Ω的指示灯连接到一个理想降压变压器的输入端．在变压器的输出端并联着24盏规格都是“6 V, W”彩色小灯泡，每只灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)原线圈中的电流．(2)降压变压器的初级、次级线圈的匝数比．(3)若只使用18盏彩色小灯泡，通过计算说明这时每盏小灯泡的工作状态如何．(设小灯泡的电阻不随温度变化)解析：(1)灯泡正常发光时，流经每个灯泡的电流I ＝P /U ＝错误! A ＝错误! A ，副线圈中的电流I 2＝24I ＝1 A ，副线圈的输出功率P 2＝24P ＝24× W＝6 W ，所以原线圈的输入功率P 1＝6 W ，设原线圈中的电流为I 1，则EI 1＝I 21R ＋P 1,20I 1＝6I 21＋6，解得I 1＝13A.(2)由P 1＝P 2得，降压变压器的初级、次级线圈的匝数比n 1∶n 2＝I 2∶I 1＝3∶1.(3)每盏灯泡的电阻R L ＝U 2P＝144 Ω，18盏灯的总电阻R 总＝R L18＝8 Ω， 设这时副线圈中的电流为I 2′，则原线圈中的电流为13I 2′由功率关系得E (13I 2′)－(13I 2′)2R ＝I 2′2R 总代入数据得I 2′＝1013A 这时每盏灯泡的电压U 2′＝I 2′R 总＝8013 V≈ V>6 V所以灯泡比原来更亮，有可能烧坏．答案：(1)13A (2)3∶1 (3)比原来更亮，有可能烧坏。
最新人教版高中物理选修3-2：5.4变压器 知识点总结及课时练习
4变压器记一记变压器知识体系辨一辨1.变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压．(√)2．电流通过铁芯从原线圈流到副线圈．(×)3．理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比．(√)4．理想变压器是一个理想化模型．(√)5．学校中用的变压器工作时没有能量损失．(×)6．理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率．(×)想一想1.什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？提示：理想变压器是理想化的物理模型，忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．2．如果将变压器的原线圈接到直流电源上，在副线圈上还能输出电压吗？提示：不能．变压器的工作原理是互感现象，在原线圈上接直流电源，在铁芯中不会形成变化的磁场，所以在副线圈上不会有感应电动势产生．3．根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系．提示：若有多个副线圈，则P1＝P2＋P3＋…，即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…，将U1：U2：U3:…＝n1:n2:n3:…代入得n1I1＝n2I2＋n3I3＋….思考感悟：练一练1.关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A项错误；因理想变压器无漏磁，故B项错误；由互感现象知C项正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故D 项错误．答案：C2．(多选)如图所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A．以下判断正确的是()A ．变压器输入功率为484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC ．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD ．变压器原、副线圈匝数比n 1n 2＝11 3解析：变压器的输入功率等于输出功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝2.2×60 W ＝132 W ，A 项错误；由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝U 1U 2＝22060＝113，D 项正确；由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝311×2.2 A ＝0.6 A ，B 项正确；根据I ＝I m 2得通过副线圈的电流的最大值I 2m ＝2I 2＝115 2 A ≈3.1 A ，C 项错误．答案：BD3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2＝2:1，和Ⓐ均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 两端电压u 1＝12 2 sin 100 πt (V)．下列说法正确的是( )A ．电流频率为100 HzB.的读数为24 VC ．Ⓐ的读数为0.5 AD ．变压器输入功率为6 W 解析：根据u 1＝122sin 100πt (V)及U ＝U m 2知U 1＝12 V ，f ＝ω2 π＝50 Hz ，A 项错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12 V ＝6 V ，即的读数为6 V ，B 项错误；又I 2＝U 2R L＝66 A ＝1 A ，即Ⓐ的读数为1 A ，C 项错误；根据P 入＝P 出及P 出＝U 22R L＝626 W ＝6 W ，D 项正确．答案：D4．(多选)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．甲图是电流互感器，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：根据U1U2＝n1n2，有U1＝n1n2U2＝1001×220 V＝22 000 V，故A项正确；题图甲是电压互感器，故B项错误；题图乙是电流互感器，电表是电流表，故C项错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I1I2＝n4n3，有I1＝n4n3I2＝101×10 A＝100 A，故D项正确．答案：AD要点一变压器的原理和电压、电流关系1.(多选)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．只有交变电流接入变压器的原线圈中，变压器才能持续正常工作解析：变压器的原线圈接交流电源时，有交变电流流过，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，A项正确；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，这种变压器的工作基础是自感，B 项错误；变压器要想持续正常工作，原线圈必须接交变电流，若接直流，原、副线圈中不可能出现持续的感应电动势，变压器不能持续正常工作，C 项错误，D 项正确．答案：AD2．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，下列说法中正确的是( )A ．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10:1B ．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等C ．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10:1D ．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1:1 解析：对理想变压器，无磁通量损失，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，才导致电压与匝数成正比，A 、B 、C 三项错误；理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输出功率，D 项正确．答案：D 3.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1:2，副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，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( )A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 AB ．U ＝110 V ，I ＝0.05 AC ．U ＝110 2 V , I ＝0.2 AD ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A解析：在副线圈电路中，I 2＝P U 2＝0.1 A ，再根据U 1U 2＝n 1n 2，及I 1I 2＝n 2n 1，得U 1＝110 V ，I 1＝0.2 A ，故B 、C 、D 错，A 项正确． 答案：A4．用理想变压器给负载电阻R 供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，哪种可以使变压器输出功率增加( )A ．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R 保持不变B ．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D．减小变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变解析：由U1U2＝n1n2，当n1增加时，U2减小，P2＝U22R，P2减小，A项错误；U1、n1、n2不变，则U2不变，R减小时，P2＝U22 R，P2增大，B项正确，C项错误；当n1、U1、R不变，n2减小时，则U2减小，由P2＝U22R，P2会减小，D项错误．答案：B要点二变压器的动态分析5.如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝U m sin ωt，副线圈电路中R 0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是()A．I1和I2表示电流的平均值B．U1和U2表示电压的最大值C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I2变大解析：电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项A、B两项错误．根据U1U2＝n1n2得U2＝n2n1U1，U1不变，则U2不变，滑片P向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，由闭合电路欧姆定律知I2变大，根据I1I2＝n2n1得I1＝n2n1I2，I1变大，故C项正确，D项错误．答案：C6．(多选)如图所示，T为理想变压器，电流表Ⓐ、电压表均为理想交流电表．R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，L为电感线圈，A、B两点间接正弦交流电，则()A．只将滑片P1下移时，电流表Ⓐ示数变小B．只将滑片P 2下移时，电压表示数变大C．只增大交流电的电压时，电流表Ⓐ示数变大D．只增大交流电的频率时，电压表示数不变解析：只将滑片P1下移时，变压器副线圈输出电压U2减小，由U1I1＝U22R可知，U1、R不变，I1减小，电流表Ⓐ示数变小，A项正确；只将滑片P2下移时，副线圈电路中的总电阻减小，U2不变，因此副线圈电路中的电流增大，R1两端的电压增大，R3两端的电压减小，电压表的示数减小，B项错误；只增大交流电的电压时，根据变压比公式可知，副线圈两端的电压增大，因此副线圈的电流增大，根据变流比公式可知，原线圈的电流增大，故电流表Ⓐ示数增大，C项正确；只增大交流电的频率时，电感线圈的感抗增大，副线圈电路中的总电阻增大，总电流减小，R1两端的电压减小，R3两端的电压增大，电压表示数增大，D项错误．答案：AC要点三几种常见的变压器7.(多选)图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是()A．线圈匝数n1<n2，n3<n4B．线圈匝数n1>n2，n3>n4C．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路解析：题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1>n2，其中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3<n4，其中的电表为电流表，故选项C、D两项正确．答案：CD8.如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220 V，n0＝2 200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1 100匝、2 200匝．电动机M的内阻r＝4 Ω，额定电压为U＝220 V，额定功率P＝110 W．下列判断正确的是() A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110 VB．当挡位由3变换到2时，电动机的功率增大C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1 WD．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110 W解析：由电压与匝数的关系U0U3＝n0n3，解得U3＝110 V，A项正确；当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机的功率减小，B项错误；当选择挡位4时，电动机两端电压为额定电压，达到额定功率，在额定功率的情况下，电动机的额定电流为I＝PU＝0.5 A，热功率P r＝I2r＝1 W，输出功率为P－P r＝(110－1) W ＝109 W，D项错误；当选择挡位2时，电动机没有达到额定功率时，热功率小于1 W，C项错误．答案：A基础达标1.理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为()A．每匝线圈中磁通量的变化率B．交变电流的频率C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D．原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势解析：理想变压器是没有能量损失的变压器，铁芯中无磁漏现象，所以每匝线圈中磁通量相等，其变化率相等，故A、C不符合题意；根据变压器的工作原理及用途可知，B不符合题意，D 符合题意．答案：D2．下列图中可以将电压升高供给家用电灯的变压器是()解析：电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，原线圈要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C项正确．答案：C3.如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.2 A．下列判断正确的是()A．原线圈和副线圈的匝数比为2:1B．原线圈和副线圈的匝数比为5:1C．电流表A2的示数为0.1 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A解析：由电压表V 示数和电流表A 1的示数可得原线圈中的功率P 1＝U 1I 1，P 1＝P 2＝I 22R ，所以电流表A 2的示数为I 2＝U 1I 1R ＝220×0.244 A ＝1 A ，C 、D 两项错误；原线圈和副线圈的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝51，A 项错误，B 项正确．答案：B4.如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 000 2sin 100πt V的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V ,880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50:1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析：根据接入电压u ＝11 0002sin 100πt V ，输入电压有效值为11 000 V ，要使“220 V ,880 W ”的电器正常工作，则通过用电器的电流为I ＝P U ＝4 A ，副线圈输出电压为U 出＝Ir ＋U ＝4×6 V＋220 V ＝244 V ，原、副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比为2 75061，A 项错误，C 项正确；交流电的频率f ＝ω2π＝100 π2 πHz ＝50 Hz ，B 项错误；变压器的输出功率P 出＝P R L ＋P r ＝880 W ＋42×6 W ＝976 W ，D 项错误．答案：C5.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A 1的读数变大，电流表A 2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，变压器副线圈电路中的总电阻R减小，而输出电压不变．由I2＝U2R得I2变大，即电流表A2的读数变大，变压器的输出功率变大．由U1I1＝U2I2可知，I1变大，即电流表A1的读数也变大，B项正确．答案：B6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4:1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数为12 mA，则电流表A2的示数为()A．3 mA B．0C．48 mA D．与负载R的值有关解析：当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应电流，即A2的示数为0，B项正确．答案：B7.一理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2＝11:5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压U如图所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则()A．流过电阻的电流是20 AB．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC．经过1 分钟电阻发出的热量是6×103 JD．变压器的输入功率是1×103 W解析：由电压的有效值和最大值的关系得U1＝U m2＝220 V．根据理想变压器电压与匝数的关系U1U2＝n1n2，得U2＝n2n1U1＝511×220 V＝100 V，故电压表的示数是100 V，B项错误；I2＝U2R＝10010A＝10 A，A项错误；1 分钟内电阻发出的热量Q＝I2Rt＝102×10×60 J＝6×104 J，C项错误；变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝U2I2＝100×10 W＝1×103 W，故D项正确．答案：D8.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开．当开关S接通时，以下说法中不正确的是()A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大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，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律I2＝U2R2知，流过R的电流增大，电阻上的电压U R＝IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1＝I2U2得，I2增大，原线圈输入电流I1也增大．U MN不变，U R变大，所以U L1变小，流过灯泡L1的电流减小．综上所述，应选A.答案：A9.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所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900；原线圈为1 100，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I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A解析：对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I 1＝P U 1＝2 000220 A ≈9.1 A ，负载两端电压即为副线圈电压，由U 1U 2＝n 1n 2，即220 V U 2＝1 1001 900，可得U 2＝380 V ，故B 项正确． 答案：B10．如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用灯泡相同，且规格都是“220 V ,40 W ”，当灯泡所消耗的功率都调为20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )解析：C 图为理想变压器调节电压，而理想变压器不消耗能量，A 、B 、D 三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定会多消耗能量．C 项正确．答案：C11.某变压器原、副线圈匝数比为 55:9，原线圈所接电源电压按如图所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是( )A ．输出电压的最大值为36 VB ．原、副线圈中电流之比为55:9C ．变压器输入、输出功率之比为55:9D ．交流电源有效值为220 V ，频率为50 Hz解析：由U 1U 2＝n 1n 2得，输出电压的最大值为36 2 V ，A 项错误；原、副线圈中电流之比I1I2＝n2n1＝955，故B项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等，C项错误；由图象易知D项正确．答案：D能力达标12.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交变电压，P、Q接4 V直流电压，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压()A．10 V10 V B．10 V 4 VC．4 V10 V D．10 V0解析：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交变电压时，A、B间将得到10 V交变电压．题图乙是一个分压电路，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直流电压时，M、N两端的电压也是4 V，故B项正确．答案：B13．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为U0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为R，图中电压表为理想电表．下列说法正确的是()A ．变压器输入电压的瞬时值为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t VB ．电压表的示数为 2 U 0C ．变压器的输入功率为U 20RD ．变压器的匝数比为U m U 0 解析：由题图乙知，变压器输入电压的瞬时值为u ＝U m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2 πT t V ，A 项正确；电压表的示数为U 0，B 项错误；变压器的输入功率为U 20R ，C 项正确；由变压器变压公式，变压器的匝数比为U m 2U 0，D 项错误．答案：AC14.如图所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n 1:n 2:n 3＝10:5:1，其中n 1接到220 V 的交流电源上，n 2和n 3分别与电阻R 2、R 3组成闭合回路．已知通过电阻R 3的电流I 3＝2 A ，电阻R 2＝110 Ω，求通过电阻R 2的电流I 2和通过原线圈的电流I 1.解析：由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R 2上的电压U 2＝n 2n 1U 1＝510×220 V ＝110 V 通过电阻R 2的电流I 2＝U 2R 2＝110110 A ＝1 A 加在R 3上的电压U 3＝n 3n 1U 1＝110×220 V ＝22 V 根据输出功率等于输入功率得：U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3代入数据解得通过原线圈的电流为：I 1＝0.7 A.答案：1 A 0.7 A15.如图所示，理想变压器B 的原线圈跟副线圈的匝数比n 1n 2＝21，交流电源电压u＝311sin 100πt V，F为熔断电流为I0＝1.0 A的保险丝，负载R为一可变电阻．(1)当电阻R＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：原线圈电压的有效值为U1＝3112V≈220 V由U1U2＝n1n2得副线圈两端的电压U2＝n2n1U1＝12×220 V＝110 V.(1)当R＝100 Ω时，副线圈中电流I2＝U2R＝110100A＝1.10 A.由U1I1＝U2I2得原线圈中的电流为I1＝U2U1I2＝110220×1.10 A＝0.55 A，由于I1<I0(熔断电流)，故保险丝不会被熔断．(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I′1刚好到达熔断电流I0，即I′1＝1.0 A，则副线圈中的电流为I′2＝U1U2I′1＝n1n2·I′1＝2×1.0 A＝2.0 A变阻器阻值为：R0＝U2I′2＝1102.0Ω＝55 Ω此时变压器的输出功率为P2＝I′2U2＝2.0×110 W＝220 W可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 Ω，输出的电功率不能大于220 W.答案：(1) 保险丝不会被熔断(2)55Ω220 W。
(整理)变压器习题与解答
第一章 变压器基本工作原理和结构1-1从物理意义上说明变压器为什么能变压，而不能变频率？答：变压器原副绕组套在同一个铁芯上, 原边接上电源后，流过激磁电流I 0， 产生励磁磁动势F 0， 在铁芯中产生交变主磁通ф0, 其频率与电源电压的频率相同， 根据电磁感应定律，原副边因交链该磁通而分别产生同频率的感应电动势 e 1和e 2, 且有 dt d N e 011φ-=, dtd Ne 022φ-=, 显然，由于原副边匝数不等, 即N 1≠N 2，原副边的感应电动势也就不等, 即e 1≠e 2, 而绕组的电压近似等于绕组电动势,即U 1≈E 1,U 2≈E 2,故原副边电压不等,即U 1≠U 2, 但频率相等。
1-2 (试)从物理意义上分析，若减少变压器一次侧线圈匝数（二次线圈匝数不变）二次线圈的电压将如何变化？ 答：由dt d N e 011φ-=, dtd Ne 022φ-=, 可知 , 2211N e N e =，所以变压器原、副两边每匝感应电动势相等。
又U 1≈ E 1, U 2≈E 2 , 因此，2211N U N U ≈， 当U 1 不变时，若N 1减少, 则每匝电压11N U 增大，所以1122N U N U =将增大。
或者根据m fN E U Φ=≈11144.4，若 N 1 减小，则m Φ增大， 又m fN U Φ=2244.4，故U 2增大。
1-3 (试)变压器一次线圈若接在直流电源上，二次线圈会有稳定直流电压吗？为什么？答：不会。
因为接直流电源，稳定的直流电流在铁心中产生恒定不变的磁通，其变化率为零，不会在绕组中产生感应电动势。
1-4 变压器铁芯的作用是什么，为什么它要用0.35毫米厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片迭成？答：变压器的铁心构成变压器的磁路，同时又起着器身的骨架作用。
为了铁心损耗，采用0.35mm 厚、表面涂的绝缘漆的硅钢片迭成。
1-5变压器有哪些主要部件，它们的主要作用是什么？答：铁心: 构成变压器的磁路,同时又起着器身的骨架作用。
变压器练习题及答案解析
1．(2011年济南高二检测)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∶1B ．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∶1D ．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1解析：选BD.对理想变压器，B 选项认为无磁通量损漏，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，才导致电压与匝数成正比；D 选项可以认为忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．2．(2011年包头高二检测)理想变压器正常工作时，若增加接在副线圈两端的负载，则( )A ．副线圈中电流增大B ．副线圈输出的电功率减小C ．原线圈中电流不变D ．原线圈输入的电功率增大解析：选AD.由于U 1、U 2不变，负载增加，用电器的总电阻减小，由I 2＝U 2R知I 2增大，A 对C 错．由P ＝UI 解得P 2＝U 2I 2，所以P 2增大，P 1增大，B 错D 对．3．如图5－4－9所示为理想变压器．原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈n 2＝50匝，n 3＝100 匝，L 1是“6 V 2 W”的小灯泡．L 2是“12 V 4 W”的小灯泡，当n 1接上交变电压时，L 1、L 2都正常发光，那么原线圈中的电流为( )图5－4－9A AA A解析：选出＝2 W ＋4 W ＝6 W ，由P 入＝P 出，得I 1U 1＝6 W ，又U 1U 2＝n 1n 2，所以U 1＝n 1n 2U 2＝100050×6 V ＝120 V ，所以I 1＝6120 A ＝120A ．故正确答案为C. 4.如图5－4－10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 1和L 2，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( )图5－4－10A ．副线圈两端M 、N 的输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大C ．通过灯泡L 1的电流减小D ．原线圈中的电流增大解析：选BCD.由于输入电压不变，所以当S 接通时，理想变压器副线圈M 、N 两端输出电压不变．并联灯泡L 2，总电阻变小，由欧姆定律知，流过R 的电流增大，电阻上的电压U R ＝IR 增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I 1U 1＝I 2U 2得，I 2增大，原线圈输入电流I 1也增大．U MN 不变，U R 变大，所以U L1变小，流过灯泡L 1的电流减小．5．如图5－4－11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V 的市电上，向额定电压为×104 V 的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA`时，熔丝就熔断．图5－4－11(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA 时，变压器的输入功率是多大？解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U 1、U 2、I 1、I 2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有U 1I 1＝U 2I 2，当I 2＝12 mA 时，I 1即为熔断电流，代入数据得I 1＝ A.(2)设副线圈中的电流为I ′2＝10 mA 时，变压器的输入功率为P 1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P 1＝I ′2U 2，代入数据，得P 1＝180 W.答案：(1) A (2)180 W一、选择题1．对理想变压器可作出的判断是( )A ．高压线圈匝数多、电流大、导线粗B ．低压线圈匝数少、电流小、导线细C ．高压线圈匝数多、电流大、导线细D ．低压线圈匝数少、电流大、导线粗解析：选D.由变压规律U 1U 2＝n 1n 2高压线圈匝数多，由变流规律I 1I 2＝n 2n 1，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D.2．一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最大值为( )A ．10 Wb/sB ． Wb/sC ． Wb/sD ． Wb/s解析：选C.由E ＝n ·ΔΦΔt知 ΔΦΔt ＝1n E m ＝1100×10 2 Wb/s ＝ Wb/s. 3．(2010年高考重庆卷)一输入电压为220 V ，输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏．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5－4－12所示，然后将原线圈接到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5－4－12A ．1100,360B ．1100,180C ．2200,180D ．2200,360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＝1100，同理，变压器烧坏前，n 2＝n 1U 2U 1＝1100×36220＝180，B 正确． 4．如图5－4－13所示，MN 和PQ 为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N 、Q 接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R 、电容元件C ，导轨上垂直放置一金属棒ab .今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(I R 、I c 均为有效值)( )图5－4－13A ．若ab 棒匀速运动，则I R ≠ 0，I c ＝0B ．若ab 棒匀速运动，则I R ＝0，I c ＝0C ．若ab 棒在某一中心位置两侧做往复运动，则I R ≠ 0，I c ≠ 0D ．若ab 棒做匀加速运动，则I R ≠ 0，I c ＝0解析：选匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A 错，B 正确；若ab 棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C 正确；当ab 匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电．故D 选项也正确．5．(2011年湛江市模拟)如图5－4－14所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( )图5－4－14A ．电流表的示数为32220A B ．电源输出功率为1200 WC ．电流表的示数为3220A D ．原线圈两端电压为11 V解析：选C.副线圈电压U 2＝220 V ，电流I 2＝P U 2＝311 A ，则原线圈两端电压U 1＝201×U 2＝4 400 V ，电流I 1＝120×I 2＝3220 A ，所以电流表示数为3220A ，选项A 、D 错误，C 正确．电源输出功率为60 W ，选项B 错误．6．(2011年湛江高二检测)有一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5－4－15所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )图5－4－15A ．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：选BC.保持Q 的位置不动，副线圈匝数不变，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2不变，当P 向上滑动时，由I 2＝U 2R 0＋R 知I 2减小，故电流表的读数变小，B 正确，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U 1U 2＝n 1n 2知，U 2增大，由I 2＝U 2R ＋R 0知I 2增大，故I 1增大，C 正确，D 错误．7.(2011年芜湖高二检测)如图5－4－16，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1∶n 2和电源电压U 1分别为( )图5－4－16A ．1∶2 2UB ．1∶2 4UC ．2∶1 4UD ．2∶1 2U解析：选C.设灯泡正常发光时的电流为I ，则I 1＝I ，I 2＝2I .由n 1n 2＝I 2I 1得n 1n 2＝21.由U 1′U 2＝n 1n 2得U 1′＝n 1n 2U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确． 8．如图5－4－17甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是( )图5－4－17A ．线圈匝数n 1＜n 2，n 3＜n 4B ．线圈匝数n 1＞n 2，n 3＜n 4C ．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D ．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路解析：选BCD.甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，n 1＞n 2，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n 3＜n 4，乙图中电表为电流表，故选项B 、C 、D 正确．9．(2009年高考四川卷)如图5－4－18甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器．已知通过R 1的正弦式交流电如图乙所示，则( )图5－4－18A ．交流电的频率为 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为 WD ．通过R 3的电流始终为零解析：选C.由图象可知该交流电的周期为 s ，所以频率为50 Hz ，A 错误；因为变压器输出电压最大值为20×1 V＝20 V ，所以变压器原线圈电压的最大值为20×10 V＝200 V ，B 错误；R 2的功率P 2＝U 2R 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫202302W ＝ W ，C 正确；因为电容器可以通过交流电，所以电阻R 3中的电流不是始终为零，D 错误．二、非选择题10.如图5－4－19所示，自耦变压器输入端A 、B 接交流电源，其电压有效值U AB ＝100 V ，R 0＝40 Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C 、D 两端电压的有效值U CD 为________V ，通过电阻R 0的电流有效值为________A.图5－4－19解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，U CD ＝2U AB ＝200 V ，通过R 0的电流I ＝U CD /R 0＝5 A.答案：200 511．黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫外线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”．图5－4－20如图5－4－20是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V 的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为 cm ，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm ，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？解析：电网两极间电场可看做匀强电场U m ＝E m d由题意，空气被击穿时E m ＝6220 V/cm 由理想变压器电压关系U 1m U m ＝n 1n 2由峰值与有效值关系U 1m ＝2U 1由以上各式：得n 1n 2＝110. 所以次、初级线圈匝数比不得超过10∶1.答案：10∶112．如图5－4－21所示理想变压器输入的交流电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V 9 W”、“12 V 12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：图5－4－21(1)原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3；(2)原线圈中电流I 1.解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 2U 3＝n 2n 3得 n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36＝1320(匝)， n 3＝U 3U 2n 2＝126×36＝72(匝)． (2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3，所以P 入＝P 2＋P 3， 即I 1U 1＝P 2＋P 3，则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A≈ A. 答案：(1)1320匝72匝 (2) A。
2020-2021学年高二人教版选修3—2第五章 5.4变压器(二)word版含解析答案
2020-2021学年高二人教版选修3—2物理课时作业变压器（二）1.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为1:2,接有四个阻值相同的定值电阻,变压器原线圈接到交流电源上,下列说法正确的是( )A.副线圈电压是电源电压的2倍B.流过R1的电流是副线圈中电流的2倍C.R1上的电功率是R2上电功率的2倍D.R1上的电功率是R2上电功率的9倍2.一理想变压器的原线圈为n1=100匝,副线圈n2=30匝,n3=20匝,一个电阻为48.4Ω的小灯泡接在副线圈n2与n3上,如图所示.当原线圈与()u tω=的交流电源连接后,变压器的输入功率是( ) 22n VA.10WB.20WC.250WD.500W3.如图甲所示电路中,L1、L2、L3为三只“6V3W”的相同灯泡,变压器为理想变压器,各电表为理想电表,当ab端接如图乙所示的交变电压时,三只灯泡均正常发光,下列说法正确的是( )A.变压器原、副线圈的匝数比为1:2B.副线圈两端输出的交流电的频率为50HzC.电流表的示数为0.5AD.电压表的示数为18V4.如图所示,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( )A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1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A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大5.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只饶有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。
通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。
在a、b间输入电压为U的交变电流时，c、d间的输出电压为2U，在1将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )A.21U U >,2U 降低B.21U U >,2U 升高C.21U U <,2U 降低D.21U U <,2U 升高 6.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20:1,两个标有“12V 6W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。
5.4变压器习题及详解答案
课时练变压器说明：5、8为多项选择题，其他的均为单项选择题。
1．一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1和n2，正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1，输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2，已知n1＜n2，则（）A．U1＜U2，P1＝P2B．P1＝P2，I1＜I2C．I1＜I2，U1＞U2D．P1＞P2，I1＞I22．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。
当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为（）A．0B．3 mAC．48 mAD．与R大小有关：3．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为（）A．120匝B．150匝C．180匝D．220匝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 V10 V B．10 V 4 V C．4 V10 V D．10 V05．如图(a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，○A、○V为理想电流表和电压表。
若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是（）A．电流表的示数为2 AB．原、副线圈匝数比为1∶2C．电压表的示数为电压的有效值D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz6．如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是（），A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大7．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200 的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）A．V B．VC．V D．V8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。
变压器知识习题及问题详解
变压器知识习题及问题详解-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII变压器知识习题及答案一、填空题1、油浸式电力变压器一般是由铁芯、绕组、（）绝缘套管和冷却系统五大部分组成。
2、变压器油起着散热和（）的作用。
3、将连接组别为y , dl 的三相变压器改接为Y, Yno。
如果一次侧的额定电电压不变，则二次侧的额定电压为原来的√3倍，其容量不变。
4、变压器空载运行时，由于（）很小，铜损近似为零。
5、变压器空载运行时的主磁通与额定运行时主磁通相同，所以变压压器的空载损耗似等于（）损耗。
6、变压器运行中温度最高的部位是（），温度最低的是变压器油。
7、当变压器负载系数为（）时，其效率最高。
8、变压器绕组损耗分为基本损耗和附加损耗,其中基本损耗耗是（）。
9、一台油浸自冷式变压器，当周围围空气温度为 32℃时，其上层油温为I 60°'C ，则上层油的温升为（）。
10.变压器空载电流的无功分量很大，而（）分量很小，因此变压器空载运行行时的功率因素很低。
11.变压器空载试验的目的是测量（）损耗和空载电流。
12、变压器并列运行的目的是：（）和提高供电可靠性。
13、变压器的相电压变比等于原边、副边绕组的（）之比。
14、变压器过负荷时的声音是（）。
15、变压器呼吸器中的硅胶受潮后，其颜色变为（）。
16、电力变压器的交流耐压试验，是考核变压器的（）绝缘。
17、测定电力变压器的变压比，一般采用的试验仪器是（）。
18、常用的电压互感器在运行时相当于一个空载运行的降压变压器，它的二次电压基本上等于二次（）。
19、电压互感器按其工作原理可分为（）原理和电容分压原理。
20、电流互感器二次侧的额定电流一般为（）安培，电压互感器二次侧的电压一般为（）伏，这样，可使测量仪表标准化。
二、选择题1、并列运行变压器的变压比不宜超过（）。
A、 2：1 B：3:1 C：4：1 D：5：12、变压器轻瓦斯保护正确的说法是（）。
5.4 变压器 参考答案
5.4 变压器 参考答案[学案]一、变压器的原理1.(2)交流电源、初级线圈. (3)负载、次级线圈.2.互感、n 1n 2.3.电源.4.不改变深度思考(1)能.当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光.(2)不发光.二、理想变压器的规律2.等于、＝4. n 2I 2＋n 3I 3＋…….5. (1) U 1、U 2 (2) P 出、P 入 (3) I 2、I 1深度思考因为原、副线圈中的磁通量变化情况相同，所以变压器不能改变交流电的频率.三、几种常见的变压器2. (2)并联、接地. (3)高、低3.(2)串联、接地. (3)大、小[针对训练]1.答案 B解析 导体棒向左匀速切割磁感线时，在原线圈n 1中通过的是恒定电流，不能引起穿过副线圈n 2的磁通量变化，在副线圈n 2上无感应电动势出现，所以A 2中无电流通过.2.答案 B解析 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，两边的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4V 交流电压时，A 、B 间将得到10V 交流电压.题图乙是一个分压电路，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通过，M 、P 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4V 直流电压时，M 、N 两端的电压也是4V.如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为交流电在纯电阻电路中欧姆定律仍然适用.3.答案 D 解析 根据u 1＝122sin100πt (V)及U ＝U m 2知U 1＝12V ，f ＝ω2π＝50Hz ，选项A 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12V ＝6V ，即的读数为6V ，选项B 错误；又I 2＝U 2R L ＝66A ＝1A ，即的读数为1A ，选项C 错误；根据P 1＝P 2及P 2＝U 22R L ＝626W ＝6W ，选项D 正确.(1)电压表、电流表示数均为有效值.(2)理想变压器P 入＝P 出.(3)变压器不改变频率，即原、副线圈电流频率相等.4.答案 C解析 由U 1U 2＝n 1n 2，n 1>n 2知U 2<U 1；滑动触头从M 点顺时针旋转至N 点过程，n 2减小，则U 2降低，C 项正确．5.答案 AD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U 1＝U m 2＝220 V ，频率f ＝1T ＝12×10－2 s ＝50 Hz ，A 正确；由U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝n 2n 1U 1＝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．6.答案 C解析 由电流互感器知高压输电线中电流I ＝1000A ，由电压互感器知高压输电线的电压U ＝220×103V ，则高压输电线的送电功率P ＝UI ＝2.2×108W.。
变压器部分典型习题与解答
变压器部分典型习题与解答1. 变压器在制造时，一次侧线圈匝数较原设计时少，试分析对变压器铁心饱和程度、激磁电流、激磁电抗、铁损、变比等有何影响？ 答：根据1114.44m U E fN φ≈=可知, 114.44m U fN φ=,因此,一次绕组匝数减少,主磁通m φ将增加，磁密mm B Sφ=，因S 不变，m B 将随m φ的增加而增加，铁心饱和程度增加，磁导率μ下降。
因为磁阻m lR Sμ=，所以磁阻增大。
根据磁路欧姆定律01m m I N R φ=，当线圈匝数减少时，励磁电流增大。
又由于铁心损耗2 1.3Fe m p B f ∝，所以铁心损耗增加。
励磁阻抗减小，原因如下：电感20110100m m m N N i N L i i R R ψ⨯===, 激磁电抗212m m mN x L f R ωπ==,因为磁阻m R 增大，匝数1N 减少，所以励磁电抗减小。
设减少匝数前后匝数分别为1N 、'1N ，磁通分别为m φ、'm φ，磁密分别为m B 、'm B ，电流分别为0I 、'0I ，磁阻分别为m R 、'm R ，铁心损耗分别为Fe p ，'Fe p 。
根据以上讨论再设，'11(1)m m k k φφ=>，同理，'11(1)m m B k B k =>，'22(1)m m R k R k =>，'1313(1)N k N k =<， 于是'''121200'1313m m m m R k k R k k I I N k N k φφ===。
又由于2 1.3Fe m p B f ∝， 且20(Fe m m p I r r =是励磁电阻，不是磁阻m R ），所以''2'2'0220Fe m m Fe m m p B I r p B I r ==，即22'212123m m k k r k k r =，于是，2'2231m mk r k r =，因21k >，31k <，故'm m r r <，显然， 励磁电阻减小。
人教版高二物理选修3-2第五章 5.4变压器同步训练(含答案)
人教版物理选修3-2 5.4变压器同步训练一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）1．理想变压器的原、副线圈匝数为n 1和n 2，电流为I 1和I 2,电压为U 1和U 2,功率为P 1和P 2,下面关系正确的是( )A ．1122U nU n = B ．1122I n I n = C ．1122P n P n = D．1122U I U I = 2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，正弦交流电源电压为U ＝12 V ，电阻R 1＝1 Ω，R 2＝2 Ω，滑动变阻器R 3最大阻值为20 Ω，滑片P 处于中间位置，则A ．R 1与R 2消耗的电功率相等B ．通过R 1的电流为3 AC ．若向上移动P ，电压表读数将变大D ．若向上移动P ，电源输出功率将不变 3．用一理想变压器向一负载R 供电．如图所示，当增大负载电阻R 时，原线圈中的电流I 1和副线圈中的电流I 2之间的关系是( )A ．I 2增大，I 1也增大B ．I 2增大，I 1却减小C ．I 2减小，I 1也减小D ．I 2减小，I 1却增大4．如图所示M 为理想变压器．电源电压不变。
当变阻器的滑动头P 向上移动时，不发生变化的物理量是（ ）A ．A 1B ．A 2C ．V 1D ．V 25．如图所示，理想变压器的原线圈接入88002sin100(V)u t π=的交变电压，副线圈对“220V880W ”的用电器R L 供电，该用电器正常工作。
由此可知（ ）A ．原、副线圈的匝数比为402:1B ．交变电压的频率为100HzC ．原线圈中电流的有效值为4AD ．变压器的输入功率为880W 6．在图示电路中，理想变压器原线圈的匝数为220，副线圈的匝数可调，L 1、L 2、L 3和L 4是四个相同的灯泡。
当在a 、b 两端加上瞬时值表达式为2202sin100πu t =(V)的交变电压时，调节副线圈的匝数，使四个灯泡均正常发光。
第5章第四节变压器练习题及答案解析.doc
变压器练习题1 •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 : 1B. 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 : 1D. 正常工作吋原、副线圈的输入、输11!功率之比为1 : 12•理想变压器正常工作时，若增加接在副线圈两端的负载，贝“ ）A. 副线圈中电流增大B. 副线圈输出的电功率减小C. 原线圈中电流不变D. 原线圈输入的电功率增大3.如图5-4-9所示为理想变压器.原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈”2=50匝，心 = 100匝，Li 是“6V2W”的小灯泡.L2是“12V4W”的小灯泡，当如接上交变电压时，L 】、 L 2都正常发光，那么原线圈中的电流为（）4•如图5-4-10所示，理想变圧器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡Li 和L?,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.副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大 C.通过灯泡J 的电流减小 D. 原线圈中的电流增人 5. 一台理想变压器的副线圈有100匝，输出电压为10V,则铁芯中磁通量的变化率的最大值为C 20 AD 10 A图 5—4—9M R图 5-4-10（）A.10 Wb/sB. 14.1 Wb/s C- 0.14 Wb/s D・ 28.2 Wb/s6. （2010年高考重庆卷）一输入电压为220 V,输出电圧为36 V 的变压器副线圈烧坏•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5-4-12所示，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为 IV,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（）A. 1100,360B. 1100,180C. 2200,180D. 2200,3607. （2011年湛江市模拟）如图5-4-14所示，理想变压器原、副线圈匝数Z 比为20： 1,原 线圈接正眩式交流电源，副线圈接入“220V ，60VT 灯泡-只，比灯泡正常发光.贝9（）A. 电流表的示数为B. 电源输出功率为1200 W3C. 电流表的示数为缶AD. 原线圈两端电压为11 V8. 有一理想变圧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5-4-15所示，在副线圈两输岀端连接了定值电阻伦和滑动变阻器在 原线圈上加一电压为U 的交流电，贝1」（）A.保持Q 的位置不动，将P 向上滑动吋，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9. 如图5-4-16,电路屮有I 川个完全相同的灯泡，额定电压均为变压器为理想变压器, 现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比HI :血和电源电压3分别为（B. 1 ： 2 4UD. 2 ： 1 2U图 5-4-15 图 5—4—16A. 1 ： 2 2U C. 2 ： 1 4U10. 如图5-4-17甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法屮正确的是（）图 5-4-17 A. 线圈匝数斤］＜”2，斤3＜〃4B. 线圈匝数斤］＞灼，A?3＜/?4C. 甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D.乙图屮的电表是电流表，输出端不可以断路 11. （2009年高考四川卷）如图5-4-18甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10： 1, &=20Q,7^2=30 Q, C 为电容器.已知通过用的正弦式交流电如图乙所示，贝“ ）A. 交流电的频率为0.02 HzB. 原线圈输入电压的最大值为200V2 VC. 电阻&的电功率约为6.67 WD. 通过&的电流始终为零二、非选择题12. 如图5-4-19所示，自耦变压器输入端4、B 接交流电源，其电压有效值S 〃=100V, R （）=40 Q,当滑动片处于线圈中点位置时，C 、D 两端电压的有效值Us 为 __________ V,通 过电阻R 。
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课时练 5.4变压器说明：5、8为多项选择题，其他的均为单项选择题。
1．一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1和n2，正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1，输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2，已知n1＜n2，则（）A．U1＜U2，P1＝P2B．P1＝P2，I1＜I2C．I1＜I2，U1＞U2D．P1＞P2，I1＞I22．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。
当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA，那么电流表A2的读数为（）A．0B．3 mAC．48 mAD．与R大小有关3．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为（）A．120匝B．150匝C．180匝D．220匝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 V10 V B．10 V 4 V C．4 V10 V D．10 V05．如图(a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，○A、○V为理想电流表和电压表。
若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是（）A．电流表的示数为2 AB．原、副线圈匝数比为1∶2C．电压表的示数为电压的有效值D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz6．如图所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是（）A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大7．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200 的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）A．2.0 V B．9.0 VC．12.7 V D．144.0 V8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。
当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。
仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（）A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起9．如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝。
接入电压U1＝220 V的电路中。
（1）要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V、U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少？（2）若在两副线圈上分别接上“ 6 V，20 W”、“110 ——60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？10．如图所示，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 V，0.25 W”，且灯泡都正常发光，导线电阻不计。
求：（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。
详解答案1．一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1和n2，正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是U1、I1、P1，输出电压、电流、电功率分别是U2、I2、P2，已知n1＜n2，则( ) A ．U1＜U2，P1＝P2 B ．P1＝P2，I1＜I2 C ．I1＜I2，U1＞U2D ．P1＞P2，I1＞I2解析：理想变压器忽略能量损失，所以P1＝P2；U1U2＝n1n2且n1＜n2，所以U1＜U2；由I1I2＝n2n1，n1＜n2可得I1＞I2。
故选项A 正确。
答案：A2．如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 相连组成闭合回路。
当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表A1的读数为12 mA ，那么电流表A2的读数为( )图1 A ．0B ．3 mAC ．48 mAD ．与R 大小有关解析：导线AB 切割磁感线产生的感应电动势为E 感＝Blv 。
由于B 、l 、v 三个量均不变，故感应电动势为一定值。
因此原线圈两端的电压恒定，原线圈中电流恒为12 mA 。
变压器原、副线圈中不发生互感现象，副线圈输出电压应为零，故电流表A2的读数为零，选A 。
答案：A3．将输入电压为220 V ，输出电压为6 V 的理想变压器改绕成输出电压为30 V 的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为( ) A ．120匝 B ．150匝 C ．180匝D ．220匝解析：由变压比n1n2＝U1U2，则n130＝2206，所以n1＝1 100匝。
当U2′＝30 V 时，n1n2′ ＝22030，所以n2′＝150匝，故Δn2＝n2′－n2＝120匝。
答案：A4.如图2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 图2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 VD ．10 V 0解析：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。
题图乙是一个分压电路，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 。
答案：B5．(2011·广东高考)如图3(a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R ＝55 Ω，○A 、○V 为理想电流表和电压表。
若原线圈接入如图3(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V ，下列表述正确的是( )图3A ．电流表的示数为2 AB ．原、副线圈匝数比为1∶2C ．电压表的示数为电压的有效值D ．原线圈中交变电压的频率为100 Hz解析：由题图(b)可知原线圈两端电压的有效值U1＝220 V ，由U1U2＝n1n2，可得原、副线圈匝数之比n1n2＝U1U2＝220110＝2∶1，故B 错误。
电流表示数与电压表示数都为有效值，故C 正确。
电流表示数I ＝U R ＝11055 A ＝2 A ，故A正确。
由题图(b)可知T ＝0.02 s ，所以交变电压的频率为f ＝1T ＝10.02 Hz ＝50 Hz ，D 错误。
答案：AC6.如图4所示，为一理想变压器，S 为单刀双掷开关，P 为滑动变阻器触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是( )图4A ．保持U1及P 的位置不变，S 由a 合到b 时，I1将增大B ．保持P 的位置及U1不变，S 由b 合到a 时，R 消耗的功率将减小C ．保持U1不变，S 合在a 处，使P 上滑，I1将增大D ．保持P 的位置不变，S 合在a 处，若U1增大，I1将增大解析：S 由a 合到b 时，n1减小，由U1U2＝n1n2可知U2增大，P2＝U22R ，P2随之增大，而P2＝P1，又P1＝U1I1，从而I1增大，故A 正确；S 由b 合到a 时，与上述情况相反，P2应减小，所以B 正确；P 上滑时，R 增大，因P2＝U22R ，所以P2减小，又P1＝P2，P1＝U1I1，从而I1减少，C 错误；U1增大，由U1U2＝n1n2可知U2增大，所以P2增大，因而I2增加，由I1I2＝n2n1，所以I1也增大，D 正确。
答案：C7.(2011·浙江高考)如图5所示，在铁芯上、下分别绕有匝数 n1 ＝800和 n2 ＝200 的两个线圈，上线圈两端与 u ＝51sin314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是 ( ) A ．2.0 V B ．9.0 V C ．12.7 VD．144.0V图5解析：由题意知原线圈的有效值为U1＝512V ，若磁通量无损失，则根据U1n1＝U2n2得U2＝512×200800V ＝9.0 V 。
因铁芯不是闭合的，考虑到漏磁的影响，n2 线圈两端电压的有效值应小于 9 V ，故只有选项 A 正确。
答案：A8．(2012·江苏高考)某同学设计的家庭电路保护装置如图6所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。
当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K ，从而切断家庭电路。
仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )图6A ．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B ．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C ．家庭电路发生短路时，开关K 将被电磁铁吸起D ．地面上的人接触火线发生触电时，开关K 将被电磁铁吸起解析：当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于线圈L1采用双线绕成，当电路正常工作时，火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等，方向相反，所以内部的磁通量为零，A 正确；当电路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，即L2中的磁通量不变，B 正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，L2不产生感应电流，开关K 不会被电磁铁吸起，C 错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不相等，在铁芯内产生的磁通量不为零，L2中产生感应电流，开关K 被电磁铁吸起，D 正确。