20192020学年高中物理 第五章 交变电流 4 变压器练习含解析新人教版选修32.doc

4变压器
课后篇巩固提升
基础巩固
1.钳形电流表的外形和结构如图甲所示。

图甲中电流表的读数为1.2 A,图乙中用同一电缆线绕了3匝,则()
A.这种电流表能测直流电流,图乙的读数为2.4 A
B.这种电流表能测交变电流,图乙的读数为0.4 A
C.这种电流表能测交变电流,图乙的读数为3.6 A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交变电流,图乙的读数为3.6 A
解析钳形电流表的工作原理是电磁感应,所以它只能测交变电流,根据变压器的原理,I1n1=I0n0,其中n1指钳形电流表内部线圈的匝数,n0指待测电流导线的匝数,I1指外接电流。

当在图乙中用同一电缆线绕了n0'=3匝,则满足I2n1=I0n0',解得I2=3I1=3.6 A。

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
3.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
4.在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器。

如图所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是()
解析电流互感器应是测电流的,应串联在火线上,故选项B、D错误;同时,由I1n1=I2n2知,要使I2<I1,须使n2>n1,故选项A正确,选项C错误。

答案A
5.
如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220 V
60 W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则()
A.电流表的示数为A
B.电流表的示数为A
C.电源输出功率为1 200 W
D.原线圈端电压为11 V
解析由题意知流经副线圈的电流I2= A= A,则电流表的示数为I1= A,选项A正确而B错误;因为是理想变压器,故电源输出的功率等于灯泡消耗的功率,选项C错误;由U1=×220 V=4 400 V知,选项D错误。

答案A
6.
如图所示,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,然后将原线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈两端的电压为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()
A.1 100,360
B.1 100,180
C.2 200,180
D.2 200,360
解析由U1∶U2∶U3=n1∶n2∶n3,可得n1=n3=1 100匝,n2=n1=180匝,B选项正确。

答案B
7.当变压器一个线圈的匝数已知时,可以用下面的方法测量其他线圈的匝数:把被测线圈作为原线圈,用匝数已知的线圈作为副线圈,通入交流,测出两线圈的电压,就可以求出被测线圈的匝数。

已知副线圈有400匝,把原线圈接到220 V的线路中,测得副线圈的电压是55 V,求原线圈的匝数。

解析理想变压器原副线圈的电压与匝数成正比:
由得:n1=n2=×400=1 600匝。

答案1 600匝
能力提升
1.现用电压为380 V的正弦式交变电流给额定电压为220 V的电灯供电,以下电路中不可能使电灯正常发光的是()
解析由图可知,A、B中均有电阻分压,可以使电灯正常发光;C为降压变压器,通过变压器降压也可以使电灯正常发光;D为升压变压器,电灯两端的电压要大于380 V,不可行。

答案D
2.
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.nR
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Rab==n2=n2R。

答案B
3.
(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100∶1,乙图中原、副线圈匝数比为1∶10,则()
A.甲图中的电表是电压表,输电电压为22 000 V
B.甲是电流互感器,输电电流是100 A
C.乙图中的电表是电压表,输电电压为22 000 V
D.乙图是电流互感器,输电电流是100 A
解析题图甲是电压互感器,题图甲中的电表是电压表,根据电压与匝数成正比可知输电电压为22 000 V,A对,B错;题图乙是电流互感器,题图乙中的电表是电流表,根据电流与匝数成反比可得输电电流是100 A,C错,D对。

答案AD
4.如图甲、乙所示的电路中,当A、B接有效值为10 V的交流电压时,C、D间电压的有效值为4 V;当M、N接10 V直流电压时,P、Q间的电压也为4 V。

现把C、D接有效值为4 V交流电压,P、Q接4 V直流电压,下列表示A、B间和M、N间电压的是()
A.10 V,10 V
B.10 V,4 V
C.4 V,10 V
D.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接有效值为4 V交流电压时,A、B间将得到有效值为10 V 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4 V直流电压时,M、N两端的电压也是4 V。

如果M、N或P、Q换成接交流电压,上述关系仍然成立,因为交变电流在纯电阻电路中欧姆定律仍然适用。

答案B
5.(多选)如图所示为一理想变压器,n1为原线圈,接一正弦交流电,n2=n3,在n2、n3两个线圈上分别获得35 V电压,要想得到70 V电压,c、d、e、f怎样连接()
A.d、e连在一起,c、f为输出端
B.c、f连在一起,e、d为输出端
C.e、c连在一起,f、d为输出端
D.f、d连在一起,e、c为输出端
解析两个线圈串联后,要注意使电动势的方向相同,如果接反了,输出电压就变为零。

答案CD
6.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
B.150
C.180
D.220
解析由变压比,得,所以n1=1 100,当U2'=30 V时,,所以n2'=150匝,故Δn2'=n2'-n2=120匝。

所以A正确。

答案A
7.一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,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U1的交变电流时,c、d 间的输出电压为U2。

在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()
A.U2>U1,U2降低
B.U2>U1,U2升高
C.U2<U1,U2降低
D.U2<U1,U2升高
解析由变压器的变压公式可知,由于原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因此有U1>U2,当滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中,n2减小,因此U2降低,C项正确。

答案C
8.
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 V20 W”“110 V
60 W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?
解析(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系,由
,
得n2=n1=×1 100匝=30匝,
n3=n1=×1 100匝=550匝。

(2)设原线圈输入电流为I1,由P入=P出,即
I1U1=I2U2+I3U3=P2+P3,
所以I1≈0.36 A。

答案(1)30匝550匝(2)0.36 A。