人教版选修3-2第五章第4节变压器含答案解析
人教版选修3-2第五章第4节 变压器(含答案)
第4节变压器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2．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原、副线圈中() A．频率比为2 ：1 B．功率比为：1 C．电流比为：1 D．电压比为：1 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I1和副线圈中的电流I2之间的关系是()A．I2增大，I1也增大B．I2增大，I1却减小C．I2减小，I1也减小D．I2减小，I1却增大4(多选)如图所示，一理想变压器的原线圈A、B两端接入电压为u＝32sin314t V的交变电流．原线圈匝数n1＝100匝，副线圈匝数n2＝200匝，则()A．将击穿电压为6 V的电容器接在C、D两端，能正常工作B．把电磁打点计时器接在C、D两端，打点周期为0.02 sC．把额定电压为6 V的小灯泡接在C、D两端，小灯泡能正常工作D．把交流电压表接在C、D两端时，电压表读数为8.48 V5．一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/s B．14.1 Wb/s C．0.14 Wb/s D．28.2 Wb/s6.(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 VB.甲是电流互感器,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 A7．一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u=1 414sin100πt V的交流电,则用交流电压表测得副线圈两端的电压是( )A.250 VB.353.5 VC.499.8 VD.200 V8．如图所示理想变压器原副线圈匝数之比:n1:n2=4:1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R连接组成闭合回路，当直导线AB在匀速强磁场中沿导轨匀速地向左作切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12mA，那么安培表A2的读数为( )A．0 B．3mA C．48mA D．与R值大小无关9.(多选)如图所示，理想变压器的输入端电压u=311sin100πt(V) ，原副线圈的匝数之比为n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为2 A ，则( )A．电压表读数为220 VB．电压表读数为22 VC．变压器输出功率为44 W10. (多选)如图所示,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。
高中物理人教版选修3-2课后训练：5.4 变压器 Word版含解析
高中物理人教版选修3-2课后训练：5.4 变压器 Word版含解析第五章第4节一、选择题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答案 C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错误；因理想变压器无漏磁，故B错误；由互感现象知C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错误。
2．对理想变压器作出的判断正确的是( ) 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、导线粗答案 D解析电压高的匝数多，电流小，用细线。
电压低的，匝数少，电流大，用粗线。
3．(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( )A．I1由I2决定 C．P1由P2决定答案 ACn2解析对理想变压器的电流关系可写成I1＝I2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成n1正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈端就输入多少，因此选项A、C正确。
4．一台理想变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流。
已知两个线圈的B．U2与负载有关 D．以上说法都不正确匝数比为40∶1，则变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是( )A．5 A,250 V,50 kW B．5 A,10 kV,50 kW C．200 A,250 V,50 kW D．200 A,10kV,2×103 kW 答案 A解析设原线圈输入电压、电流、功率分别为U1、I1、P1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U2、I2、P2，原、副线圈匝数分别为n1、n2。
2019-2020学年物理人教版选修3-2强化演练：5-4 变压器 Word版含解析
第五章 第4节 变压器课后强化演练一、选择题1．(多选)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：ABC2．(多选)(2017·遵义市模拟)图甲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，若原线圈接入如图乙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 Hz解析：根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数I 2＝U 2R＝2 A ，A 选项正确；分析图乙可知，原线圈两端电压的有效值U 1＝220 V ，根据理想变压器电压和匝数关系可知，U 1U 2＝n 1n 2＝2 ∶1，B 选项错误；电压表示数为电压的有效值，C 选项正确；理想变压器不会改变电压的频率，分析乙图可知，交变电压的频率为50 Hz ，D 选项错误．答案：AC3．(2017·平遥中学月考)如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd 处于磁感应强度B ＝6225πT 的水平匀强磁场中，线圈面积S ＝0.5 m 2，内阻不计；线圈绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝10π rad /s 匀速转动；线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接一只“12 V ,12 W”的灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是( )A ．通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB ．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VC ．变压器原、副线圈匝数之比为10 ∶1D ．若将该灯泡更换为“12 V,24 W”的灯泡且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速 解析：根据角速度和频率的关系可知，通过灯泡的交变电流的频率f ＝ω2π＝5 Hz ，A 选项错误；根据交变电流的产生原理可知，矩形线圈产生电动势的最大值U m ＝nBSω＝120 2 V ，B 选项错误；原线圈输入电压的有效值U 1＝U m2＝120 V ，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，U 1U 2＝n 1n 2＝10 ∶1，C 选项正确；灯泡的额定电压不变，不需要改变交变电压的转速，D 选项错误．答案：C4．如图所示为理想变压器．原线圈的匝数为1 000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( )A.160 AB.130 AC.120 AD.110A 解析：P 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＝1 00050×6 V ＝120 V ，所以I 1＝6120 A ＝120A ．故正确答案为C.答案：C5．(多选)如图1所示的变压器，接如图甲所示的交流电时．灯泡正常发光，电容器能正常工作．现将电源换成如图乙所示的交流电．则( )A ．由于乙交变电流的周期变短，因此灯泡比第一次亮B ．由于乙的频率比甲的大，因此电容器有可能被击穿C ．无论接甲，还是接乙电源，若滑动触头P 向上移动，灯泡都变暗D ．若将原线圈n 1的匝数增加，灯泡消耗的功率将变小解析：乙交变电流的周期小，频率高，但是灯泡作为纯电阻电路，亮度与周期无关，由有效值决定，甲、乙交变电流的有效值相等，故灯泡一样亮，A 选项错误；电容器能否被击穿，取决于电压的最大值，两种交流电电压的最大值相等，故B 选项错误；将滑动触头P 向上移动时，电阻变大，理想变压器的输出电压不变，根据欧姆定律可知，流过灯泡的电流变小，灯泡变暗，C 选项正确；将原线圈的匝数n 1增加，根据理想变压器电压和匝数关系可知，输出电压变小，灯泡消耗的功率变小，D 选项正确．答案：CD6．(多选)(2017·德州市月考)如图所示，变压器原线圈接电压一定的交流电，在下列措施中能使电流表示数变小的是( )A ．只将S 1从2拨向1B ．只将S 2从4拨向3C ．只将S 3从闭合改为断开D ．只将变阻器R 3的滑动触头上移解析：只将S 1从2拨向1，原线圈匝数减小，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，U 1U 2＝n 1n 2，输出电压变大，根据闭合电路欧姆定律可知，输出电流变大，则输入电流变大，电流表示数变大，A 选项错误；只将S 2从4拨向3，则输出电压变小，输出电流变小，则输入电流变小，B 选项正确；只将S 3从闭合改为断开，副线圈电阻增大，输出电流变小，输入电流变小，C 选项正确；只将变阻器R 3的滑动触头上移，副线圈电阻增大，则输入电流变小，D 选项正确．答案：BCD 二、非选择题7．(2017·武邑中学月考)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S ＝0.05 m 2，线圈转动的频率为50 Hz ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B ＝2πT ．如果用此发电机带动两个标有“220 V ,11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a 、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如下图．求：(1)发电机输出电压的有效值为多少？ (2)变压器原副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？解析：(1)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动，产生正弦式交流电，最大值E m ＝NBSω＝1 100 2 V ，根据正弦式交流电的规律可知，输出电压的有效值U 1＝E m 2＝1 100 V .(2)电机正常工作，副线圈两端电压U 2＝220 V ，根据理想变压器电压和匝数关系可知，U 1U 2＝n 1n 2＝5 ∶1. (3)理想变压器的输入功率和输出功率相等，P 1＝P 2＝22 kW ，根据功率公式P 1＝U 1I 1，解得交流电流表示数I 1＝20 A.答案：(1)1 100 V (2)5 ∶1 (3)20 A8．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 图象如图乙所示．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.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de .解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s 电压瞬时值u ab ＝400sin200πt (V)． (2)电压有效值U 1＝200 2 V 理想变压器P 1＝P 2 原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1≈0.28 A ⎝⎛⎭⎫或25 A . (3)设ab 间匝数为n 1 U 1n 1＝U cen ce 同理U 1n 1＝U den de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de解得n cen de＝R ceR de代入数据得n ce n de ＝43.答案：(1)u ab ＝400sin200πt (V) (2)0.28 A ⎝⎛⎭⎫或25 A (3)n ce n de＝43。
人教版 物理选修3-2 第五章 第四节 变压器
2）I2是由U2和负载决定的，I2决定I1；
3）输入功率P1等于输出功率P2，P2决定P1。
例1 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，图中电流表A1的示数为12mA， 则电流表A2的示数为（ B ） A. 3mA B. 0 C. 48mA D. 与负载R的值有关
（2）I1=0.095A。
U1
n1
U n2 2
× ×
U n3 3 I3
练习 如图所示，理想变压器的原线圈接上 220V交流电压，副线圈有A、B两组，A组接 4Ω的电阻，B组接规格为“10V 24W”的灯泡。 已知A组的线圈匝数为30匝，两端电压为6V， 灯泡正常发光，求原线圈的匝数和电流。 n1=1100匝；I1=0.15A。
P输入
没有能量损失
∽ U1
n1
n2
U2 ∽
P输出
理想变压器输出功率应等于输入功率：
P输入 P输出
理想变压器的电压规律
I1
原、副线圈产生的感应 电动势分别为：
I2 n1 r1 n2 r2 U2 ∽
∽ U1
E1 n1 t E2 n2 t
E1 n1 E 2 n2
r1 0 r2 0 U1 E1 U 2 E2
×
∽
L1 L2
n1
n2
×××
L3 L4
例3 为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端 一般都安装漏电保护开关，如图所示是保护开关的 电路原理简图，问： （1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原因 是什么？ （2）如果站在地上的人不小心接触火线时，b线圈 为什么会产生感应电流？
例4 如图是4种亮度可调的台灯的电路示意图， 它们所用的灯泡相同，且都是“220V 40W”， 当灯泡消耗的功率都调至20W时，哪台台灯消 耗的功率最小？
2020-2021学年高二物理人教版选修3-2第五章交变电流第四节变压器含答案解析
【最新】高二物理人教版选修3-2第五章交变电流第四节变压器学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R 和两个小灯泡L 1、L 2，最初电键S 是断开的，现闭合电键S ，则( )A ．副线圈两端电压变大B ．灯泡L 1变亮C ．电流表A 1示数变大D ．电阻R 中的电流变小2．如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，输入电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用0R 表示，变阻器R 表示用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R 的值减小(滑动片向下移)，当用户的用电器增加时，关于各表的读数说法正确的是A ．1U 增大B ．2U 增大C ．1I 增大D ．2I 减小 3．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L 1和L 2；输电线的等效电阻为R ，开始时，电键S 断开，当S 接通时，以下说法中正确的是（ ）（原线圈输入电压恒定）A ．副线圈两端的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大C．通过灯泡L1的电流增大D．原线圈中的电流减小4．理想变压器原、副线圈的匝数比为10：l．原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动娈阻器的触头．下列说法正确的是（）A．副线圈输出电压的有效值为31VB．副线图输出电压的频率为5HzC．P向右移动时，变压器的输出功率不变D．P向右移动，原、副线图的电流比不变5．如图所示，理想变压器原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，将原线圈接在u=200√2sin120πt（V）的交流电源上，已知电阻R=100Ω，电流表A为理想交流电表．则下列说法正确的是（）A．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/sB．交流电的频率为50HzC．电流表A的示数为0.4√2AD．变压器的输入功率是16W6．理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为R=Ω，滑动变阻器R的阻值变化范围为0~20Ω，11:2，如图乙所示，定值电阻010下列说法中正确的是（）A．变压器输出电压的频率为100HzB．电压表的示数为56.5VC．当滑动变阻器的阻值减小时，变压器输入功率变大D．当滑动变阻器的阻值调为零时，变压器的输出功率为16W7．一理想变压器的原线圈连接一电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，如图所示．在副线圈输出端连接了定值电阻Ro和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（）A．保持Q位置不动，将P向上滑动时，变压器的输出电压变大B．保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大C．保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输出功率不变8．如图所示，一理想变压器的原线圈接正弦交流电源，副线圈接有可变电阻R。
高中物理-有答案-人教版选修3选修3-2第五章第4节变压器
高中物理人教版选修3选修3-2第五章第4节变压器一、选择题（共3题；）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2. 一理想变压器原、副线圈匝数比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10Ω的电阻．则（）A.流过电阻的电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是100√2VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103W3. 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（）A.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二、多项选择题（共5题；）如图所示为一理想变压器和负载电阻R，下列哪些做法可增加变压器的输入功率（）A.只减少副线圈匝数B.只减少原线圈匝数C.只增加副线圈匝数D.只减少R的阻值理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是（）A.I2由I1决定B.U2与负载有关C.P1由P2决定D.以上说法都不正确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示数的比值变大B.A1示数变大，A1与A2示数的比值不变C.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变D.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的．和为理想电压表，读数分别为U1和U2；、和为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3．现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（）A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大C.I1变小、I2变小D.I1变大、I2变大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，电流经电流放大器放大后，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，下列说法正确的是（）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将被电磁铁吸起三、填空题（共2题；）如图所示为一理想变压器，n2＝10匝，n3＝20匝，L1和L2均是“220V，15W”的灯泡，与单匝线圈相连的电压表，读数为11V，那么变压器的实际输入功率为________W。
2021年高二人教版物理选修3-2练习册：5.4 变压器含答案
2021年高二人教版物理选修3-2练习册：5.4 变压器含答案知识点一 变压器的原理及电压与匝数的关系1．对理想变压器作出的判断正确的是( )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、导线粗知识点二 理想变压器中的基本规律2．如图L 5-4-1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，副线圈接入一个“220 V 60 W ”的灯泡，且灯泡正常发光．则( )L 5-4-1A ．电流表的示数为3 2220A 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 V3．用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流随时间变化的图像如图L 5-4-2所示，则( )图L 5-4-2A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式为i ＝0.05sin (100πt ＋π2) A 知识点三 含理想变压器电路的动态分析4．如图L 5-4-3所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R 的输电线对用电器供电，设两个灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的滑片P 向N 移动，会出现的现象是( )图L 5-4-3A ．电流表的示数变大，灯泡L 1、L 2均变暗B ．电流表的示数变小，灯泡L 2、L 2均变暗C ．电流表的示数变大，灯泡L 1变亮，L 2变暗D ．电流表的示数不变，灯泡L 1变暗，L 2变亮知识点四 几种常见的变压器5．自耦变压器的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L 5-4-4所示，其副线圈匝数可调．已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I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想变压器，则U 2和I 1分别约为( )图L 5-4-4A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A6．如图L 5-4-5所示，一理想变压器原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有( )图L 5-4-5A ．只增加原线圈的匝数n 1B ．只减少副线圈的匝数n 2C ．只减小负载电阻R 的阻值D ．只增大负载电阻R 的阻值7．在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器．如图L 5-4-6所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )图L 5-4-68.(多选)图L 5-4-7是霓虹灯的供电电路图，变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈的电压为u 1＝311sin 100πt (V )．霓虹灯正常工作的电阻R＝440 kΩ，I1、I2分别表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是()图L5-4-7A．副线圈两端电压为6220 V，副线圈中的电流为14.1 mAB．副线圈两端电压为4400 V，副线圈中的电流为10.0 mAC．I1＜I2D．I1＞I29．(多选)为了监测变电站向外输电的情况，要在变电站安装互感器，其接线如图L5-4-8所示，两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表，则()图L5-4-8A．n1＞n2B．n3＞n4C．a为交流电流表，b为交流电压表D．a为交流电压表，b为交流电流表10．如图L5-4-9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 V880 W”的用电器R L供电，该用电器正常工作．由此可知()图L5-4-9A．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 W11．如图L5-4-10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L5-4-10A．0 B．3 mAC．48 mA D．与R大小有关12．(多选)如图L5-4-11所示，在某交流电路中，有一正在工作的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n1＝600匝，n2＝120匝，电源电压U1＝220 V，原线圈中串联一个0.2 A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()图L5-4-11A．负载功率不能超过44 WB．副线圈电流最大值不能超过1 AC．副线圈电流有效值不能超过1 AD．副线圈电流有效值不能超过0.2 A13．一理想变压器原、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随时间变化的图像如图L5-4-12所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则()图L5-4-12A．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 min电阻产生的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W14．(多选)如图L5-4-13甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的u-t 图像如图乙所示．则以下说法中正确的是()图L5-4-13A．电压表的示数为36 VB．电流表的示数为2 AC．四个灯泡均能正常发光D．变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz4 变压器1．D [解析] 高压线圈的匝数多，电流小，用细线．低压线圈的匝数少，电流大，用粗线．2．C [解析] 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＝4400 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．电源输出功率等于灯泡消耗的功率，为60 W ，选项B 错误．3．A [解析] 变压器的输入功率等于输出功率，等于输出电压的有效值与输出电流的有效值的乘积，所以P ＝UI ＝110 V ×0.05 A 2≈3.9 W ，A 正确；输出电压的有效值是110 V ，最大值是110 2 V ，所以B 错误；变压器原、副线圈匝数之比是2∶1，C 错误；负载电流的函数表达式是i ＝0.05sin 100πt (A )，D 错误．4．C [解析] 副线圈输出电压不变，滑动变阻器的滑片P 向N 移动的过程中，并联部分电阻减小，副线圈中的电流增大，但因为灯泡L 2两端的电压减小，所以通过灯泡L 2的电流减小，又因为总电流增大，所以通过灯泡L 1的电流增大，即灯泡L 1变亮，灯泡L 2变暗．副线圈上的电流增大，输出功率变大，输入功率变大，而输入电压不变，输入电流变大，电流表的示数变大．5．B [解析] 由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，U 1I 1＝P 2.所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大，为n 2＝1900匝，负载R 上的功率也最大，为2.0 kW ，则U 2＝n 2n 1U 1＝19001100×220 V ＝380 V ，I 1＝P 2U 1＝2.0×103220A ＝9.1 A ，故选项B 正确．6．C [解析] 由n 1n 2＝U 1U 2知，当n 1增大时，U 2减小，当减小n 2时，U 2也减小，又根据P 入＝P 出＝U 22R知，A 、B 两项均错，C 项对，D 项错． 7．A [解析] 电流互感器是测电流的，应串联在火线上，故B 、D 错误．由变压器电流关系n 1I 1＝n 2I 2，要使I 2<I 1，则n 2>n 1，故A 选项正确．8．BD [解析] 原线圈电压的有效值U 1＝U m 2＝3112V ＝220 V ，由变压比U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝U 1n 2n 1＝4400 V ，副线圈中的电流I 2＝U 2R ＝4400440×103A ＝0.01 A ＝10 mA ，原、副线圈中的电流跟匝数成反比，故I 1＞I 2.9．AD [解析] 由电路连接方式可知，左图是电压互感器，把高电压经过变压器降压后测量，所以n 1＞n 2，a 为交流电压表．右图为电流互感器，把大电流经过变压器减为小电流再测量，所以n 3＜n 4 ，b 为交流电流表．10．C [解析] 根据接入电压u ＝11 000 2sin 100πt(V )，输入电压有效值为11 000 V ，要使“220 V 880 W ”的用电器正常工作，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2750∶61，A 错误，C 正确；交流电的频率f ＝100π2π＝50 Hz ，B 错误；变压器的输入功率P 入＝P 出＝PR L ＋P r ＝880 W ＋42×6 W ＝976 W ，D 错误．11．A [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，原线圈中电流恒为12 mA ，变压器原、副线圈中没有互感现象，副线圈输出电压应为零，故电流表A 2的读数为0.12．AC [解析] 由P 入＝P 出可知P 入＝U 1I 1＝44 W ．又因U 1U 2＝n 1n 2，故U 2＝44 V ，故I 2不能大于1 A ，负载功率不超过44 W .13．D [解析] 设输入电压为U 1，输出电压为U 2，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝100 V ，I ＝U 2R ＝10010A ＝10 A ，故选项A 、B 错误；1 min 内电阻产生的热量Q ＝I 2Rt ＝102×10×60 J ＝60 000 J ，故选项C 错误；P 输入＝P 输出＝U 22R＝1×103 W ，故选项D 正确． 14．BCD [解析] 输入电压等于灯泡L 1与原线圈电压之和，而电压表测量到的实际上是原线圈两端电压，故A 错误；原、副线圈的电压之比为3∶1，原、副线圈电流之比为1∶3，设副线圈电压为U ，则原线圈电压为3U ，灯泡L 1的电压也是U ，故4U ＝36 V ，U ＝9 V ，故四个灯泡均正常工作．电流表的示数为I ＝3×69A ＝2 A ．副线圈两端交变电流的频率与原线圈中输入的交变电流频率相同，由图乙可知频率为50 Hz .28703 701F 瀟36656 8F30 輰C35232 89A0 覠25855 64FF 擿Y39250 9952 饒`j33084 813C 脼u31660 7BAC 箬29958 7506 甆€22452 57B4 垴。
(人教版)高中高二选修3-2物理课堂探究：5.4-变压器(有答案)
课堂探究探究一 理想变压器基本关系的理解及应用·问题导引·如图为一理想变压器结构示意图，请思考：(1)穿过原、副线圈的磁通量的变化率有什么关系？(2)原、副线圈产生的感应电动势与线圈两端的电压有什么关系？提示：(1)对于理想变压器，穿过原、副线圈的磁通量相等，所以磁通量的变化率也相等。
(2)线圈没有电阻，因此线圈两端的电压等于线圈产生的电动势，即U 1＝E 1，U 2＝E 2。
·名师精讲·1．变压器的工作原理的理解变压器的变压原理是电磁感应。
当原线圈加上交流电压U 1时，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生变化的磁通量，在原、副线圈中都要产生感应电动势。
如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流，它也在铁芯中产生变化的磁通量，原、副线圈间虽然不相连，电能却可以通过磁场从原线圈传递到副线圈(如图)。
其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能。
由于互感现象，且没有漏磁，原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的t∆Φ∆，根据法拉第电磁感应定律，有E 1＝n 1t ∆Φ∆，E 2＝n 2t∆Φ∆，所以1122E n E n =。
对于理想变压器，由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的电压U 2＝E 2，所以1122U n U n =。
特别提醒 若通过原线圈的电流是恒定的，副线圈即使闭合也没有电流形成，若通过原线圈的电流是线性增大的，副线圈中感应电动势、电流是恒定的。
2．理想变压器中的几个关系定电压为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 ＝V ，I ＝0.2 AD ．U ＝ V ，I ＝ A解析：由于灯泡正常发光，故灯泡两端电压即副线圈两端电压为U 2＝220 V ，通过灯泡的电流即副线圈中的电流为I 2＝22W220V＝0.1 A 。
人教版高二选修3-2第五章4变压器含答案解析
人教版高二选修3-2第五章4变压器学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、多选题1．关于理想变压器的工作原理，以下说法中正确的是（）A．穿过通有正弦交变电流的原线圈的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C．穿过副线圈的磁通量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2．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3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为10：1，原线圈所接的电压u=220√2sin100πt(V)，负载电阻R=44Ω，不计电表对电路的影响.关于电表的读数，下列说法正确的是（）A．A1读数为0.05AB．V1读数为220√2VC．A2读数为0.5AD．V2读数为22V4．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1.电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计，下列说法正确的是()A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3 VD．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶15．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈接交变电源，电压．副线圈接电动机，电动机内阻为5Ω，电流表A2示数为2A，电表对电路的影响忽略不计．则（）A．此交流电的频率为100Hz B．电压表示数为220VC．此电动机输出功率为60W D．电流表A1示数为10A6．如图所示,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PB．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7．如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1:10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡的额定功率为22W，现闭合开关，灯泡正常发光．则A．t＝0.01s时,穿过线框回路的磁通量为零B．金属线框的转速为50r/sC．变压器原线圈中电流表的示数为√2AD．灯泡的额定电压为220V8．如图所示，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峰值不变的正弦交变电压，副线圈接一可变电阻R.在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，下面的措施正确的是（）A．仅增加原线圈匝数n1B．仅增加副线圈匝数n2C．仅减小电阻R的阻值D．仅增大电阻R的阻值9．如图所示的理想变压器的副线圈接有两个电压表V1和V2、两个电流表A1和A2、两个定值电阻R1和R2及一个可变电阻R3，原线圈接一正弦交流电源，R3的滑片在最下端时，V2的示数为V1的2倍.在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中，以下说法正确的是（）A．电压表V1的示数减小B．电压表V2的示数减小C．电流表A1、A2的示数都增大D．电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积一直减小10．如图甲所示，变压器原副线圈的匝数比为3:1，L1、L 2、L 3、L4为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙所示．则以下说法中正确的是（）A．电压表的示数为36VB．电流表的示数为2AC．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50Hz11．如图所示，a、b端输入恒定的交流电压．理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为12V、额定功率均为2W的灯泡A、B、C，闭合开关，灯泡均正常发光．则下列说法正确的是（）A．原副线圈的匝数比为1：2B．电压表V的示数为24VC．变压器的输入功率为4WD．副线圈上再并联一个相同的灯泡D，灯泡A会烧坏12．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动的角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计．下列说法正确的是（）A．将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗B．电容器的电容C变大时，灯泡变暗C．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D．若线圈转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为√2NBSω13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220V，440W”的热水器和“220V，220W”的抽油烟机，如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是（）A．副线圈两端电压的瞬时值为)Vu tπ=B．交流电压表的示数为C．1min内变压器输出的电能为4J⨯3.9610D．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍14．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10Ω，其余电阻均不计.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（）甲乙A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1VB．当单刀双掷开关与b连接且在t=0.01s时，电流表的示数4.4AC．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25HzD．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大15．如图，一理想变压器原，副线圈的匝数分别为n1，n2.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( )A．U ab∶U cd＝n1∶n2B．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，电流表的读数加倍二、单选题16．下图中可以降低电压并使灯泡发光的变压器是（）A．B．C ．D ．17．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，副线圈接入标有“200V60W”字样的灯泡一只，且灯泡正常发光，则（）A ．电流表的示数为0.015AB ．电源输出功率为1200WC ．电流表的示数为6AD ．原线圈两端的电压为10V18．将输入电压为220V 、输出电压为6V 的变压器改装成输出电压为30V 的变压器，副线圈原来的匝数为30匝，原线圈的匝数不变，则副线圈应增加的匝数为（） A ．150匝 B ．144匝 C ．130匝 D ．120匝19．如图所示，理想变压器的原线圈接入(V)u t π=的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6Ω的导线对“220V,880W”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100HzC ．副线圈中电流的有效值为4AD ．变压器的输入功率为880W20．理想变压器与电阻R 、交流电压表V 、交流电流表A 按如图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数之比为12:10:1n n =，电阻R 的阻值为10Ω，图乙是电阻R两端的电压u 随时间t 变化的图像，其中m U =.下列说法中正确的是（）甲 乙A ．通过电阻R 的电流R i 随时间t 变化的规律是()cos100R i t A π=B ．电流表A 的读数为10AC ．电压表V 的读数D ．变压器的输入功率为10W21．如图所示，甲、乙是配电房中的互感器和电表（图中用“○”表示）的接线图，下列说法中正确的是（）A ．甲图中的电表是电流表B ．乙图中的电表是电压表C ．甲图中线圈匝数一定满足n 1>n 2D ．乙图中线圈匝数一定满足n 3>n 422．如图所示，左右两个电路中，当a 、b 两端和e 、f 两端分别接220V 的交变电压时，测得c 、d 两端和g 、h 两端的电压均为110V ．若分别在c 、d 两端和g 、h 两端加上110V 交变电压，则a 、b 两端和e 、f 两端测得的电压将分别是( )A ．220V ，220VB ．220V ，110VC ．110V ，110VD ．220V ， 0V23．如图所示，理想变压器原副线圈各接一个电阻1R 和2R ，原线圈中接有220V 交流电源，此时两只电阻上的电压都是10V ，设变压器原副线圈的匝数比为n ：1，电阻1R 和2R 消耗的功率之比为k ：1，则（ ）A．121,21n k==B．121,576n k==C．1441,24n k==D．1441,576n k==24．如图，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220V，额定功率为22W；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=110V，I=0.2A B．U=110V，I=0.05AC．V，I=0.2A D．V，25．如图，用理想变压器给电灯L 供电，如果只增加副线圈匝数，其它条件不变，则（）A．电灯L 亮度减小B．电流表示数增大C．电压表示数不变D．变压器输入功率不变26．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上.L为指示灯，灯泡L1和L2完全相同（其阻值均恒定不变），R是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表．开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是（）A．电流表A2的示数变大B．电压表的示数变大C．电流表A1的示数变小D．灯泡L1的亮度变暗27．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（）A．ab接MN、cd接PQ，I ab＜I cd B．ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cd C．ab接PQ、cd接MN，I ab＜I cd D．ab接PQ、cd接MN，I ab＞I cd 28．如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2．下列说法中正确的是（）A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大参考答案1．BC【分析】变压器的工作原理是互感现象，理想变压器是无漏磁、无铜损、无铁损．【详解】A项：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量是按照正弦规律周期性变化的，故A错误；B项：由于是理想变压器，穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等，故B正确；C项：穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势，符合法拉第电磁感应定律，故C正确；D项：变压器的工作原理是互感现象，原、副线圈并没有直接相连，故D错误．故选BC．【点睛】本题关键是明确变压器的工作原理，知道理想变压器是指无能量损失的变压器．2．ABC【解析】理想变压器的原线圈的磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同，故A正确；变压器不改变交流电的频率，即频率相同．故B正确；理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．所以原副线圈的功率相等，故C正确；原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势与输入电压和匝数比决定，当匝数不同时，电动势不同．故D错误；故选ABC.点睛：理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定．3．ACD【解析】【分析】根据变压器的变压比公式和变流比公式列式求解即可。
高二物理人教版选修3-2(第5.4 变压器) Word版含解析
绝密★启用前人教版选修3-2 第五章交变电流课时4 变压器第Ⅰ部分选择题一、选择题：本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
1．对理想变压器，下列说法中正确的是( )A．原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B．原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大C．原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化D．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零2．如图中，可以将电压升高给电灯供电的变压器是( )3．如图所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时( )A．原、副线圈磁通量之比为2∶1B．原、副线圈电流之比为1∶2C．输入功率和输出功率之比为1∶1D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶14．如图所示，T为理想变压器，A1、A2为交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时( )A ．A 1的读数变大，A 2的读数变大B ．A 1的读数变大，A 2的读数变小C ．A 1的读数变小，A 2的读数变大D ．A 1的读数变小，A 2的读数变小5．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头，下列说法正确的是( )A ．副线圈输出电压的频率为50 HzB ．副线圈输出电压的有效值为31 VC ．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小D ．P 向右移动时，变压器的输入功率增加6．在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器。
图中，能正确反映其工作原理的是( )7．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匝；原线圈为1 100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。
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。
2021-2022学年人教版高中物理选修3-2(检测)：5.4变压器 Word版含答案
5.3 课时作业 基础达标1．关于抱负变压器的工作原理，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 错误；因抱负变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 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 错误．【答案】 C2．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R ，当变压器工作时原、副线圈中( ) A ．频率比为2 ：1 B ．功率比为2：1 C ．电流比为2：1 D ．电压比为2：1【解析】 由于变压器不能转变交变电流的功率和频率，所以原、副线圈电流功率和频率之比均为1：1，A 、B 错误；而依据电流与匝数之间关系I 1I 2＝n 2n 1，得电流比为1：2，C 错误；依据电压与匝数之间关系U 1U 2＝n 1n 2，得电压比为2：1，D 正确． 【答案】 D 3.用一抱负变压器向一负载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【解析】 增大负载电阻R 时，由欧姆定律I 2＝U 2R 可得I 2减小，又由于I 1I 2＝n 2n 1，I 1＝n 2·I 2n 1，所以I 1也减小，选项C 正确．【答案】 C4．如图所示，一抱负变压器的原线圈A 、B 两端接入电压为u ＝32sin314t V 的交变电流．原线圈匝数n 1＝100匝，副线圈匝数n 2＝200匝，则( )A ．将击穿电压为6 V 的电容器接在C 、D 两端，能正常工作B ．把电磁打点计时器接在C 、D 两端，打点周期为0.02 s C ．把额定电压为6 V 的小灯泡接在C 、D 两端，小灯泡能正常工作 D ．把沟通电压表接在C 、D 两端时，电压表读数为8.48 V【解析】 交变电流的周期T ＝2πω＝0.02 s ，有效值U 1＝3 V ，变压器不转变交变电流的频率，故B 正确；由U 1U 2＝n 1n 2，得U 2＝n 2n 1U 1＝6 V ，变压器输出电压的峰值为6 2 V ，故大于电容器的击穿电压，A 、D 错误，C 正确．【答案】 BC5．一台抱负变压器的副线圈有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/s B ．14.1 Wb/s C ．0.14 Wb/s D ．28.2 Wb/s 【解析】 由E ＝n ·ΔΦΔt知 ΔΦΔt ＝1n E m ＝1100×10 2 Wb/s ＝0.14 Wb/s. 【答案】 C6．如图所示为一抱负变压器，n 1为原线圈，接一正弦沟通电，n 2＝n 3，在n 2、n 3两个线圈上分别获得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，要留意使电动势的方向相同，假如接反了，输出电压就变为零．【答案】 CD7．图中B 为抱负变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上，L 为指示灯，灯泡L 1和L 2完全相同(其阻值均恒定不变)，R 是一个定值电阻，电压表、电流表都是抱负电表．开头时开关S 是闭合的，当S 断开后，下列说法正确的是( )A ．电流表A 2的示数变大B ．电压表的示数变大C ．电流表A 1的示数变小D ．灯泡L 1的亮度变暗【解析】 由题意可知，原副线圈两端电压均保持不变，故的示数不变，选项B 错误；当开关S 断开后，副线圈电路中的总电阻增大，干路电流减小，则的示数减小，输出功率减小，则输入功率减小，的示数减小，选项A 错误，选项C 正确；电路中R 两端电压减小，L 1两端电压增大，L 1变亮，选项D 错误．【答案】 C 8.如图，抱负变压器原线圈与一10 V 的沟通电源相连，副线圈并联两个小灯泡L A 和L B ，小灯泡L A 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A.(1)原、副线圈的匝数比为多少？ (2)流过灯泡L B 的电流为多少？【解析】 (1)U 1＝10 V ，依据小灯泡正常发光， 则U 2＝P L A R L A ＝3 V ，n 1n 2＝U 1U 2＝103.(2)I 2I 1＝n 1n 2，所以I 2＝n 1n 2I 1＝0.3 A ，I L A ＝U 2R L A＝0.1 A ，I L B ＝I 2－I L A ＝0.2 A.【答案】 (1)10：3 (2)0.2 A 力量提升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 AB ．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为0.4 AC ．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为3.6 AD ．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，依据变压器的原理，I 1n 1＝I 0n 0，其中n 1指钳形电流表内部线圈的匝数，n 0指待测电流导线的匝数，I 1指外接电流．当在图乙中用同一电缆线绕了n 0′＝3匝，则n 1＝3n ′0，则满足I 2n 1＝I 0n 0′.解得I 2＝3I 1＝3.6 A.【答案】 C2．如图所示，M 为抱负变压器，电表均可视为抱负表，接线柱a 、b 接电压u ＝311sin314t V 的正弦沟通电源．当滑动变阻器的滑片P 向上滑动时，示数发生变化的电表是( )A ．A 1、A 2B ．A 2、V 2C ．A 1、A 2、V 2D ．A 1、A 2、V 1、V 2【解析】 电压表的示数不变，电流表的示数变化，都随电阻的削减而增大． 【答案】 A3．下图所示的4种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯相同，且都是“200 V,40 W”．当灯泡所消耗的功率都调至20 W 时，台灯消耗的功率最小的是( )【解析】 在通过电阻进行分压或分流的电路中，电阻本身将消耗能量，利用抱负变压器使灯在工作时变压器不损失能量，则这种可调台灯消耗的功率就最小，分析可知使灯的功率都调至20 W 时C 电路消耗功率最小．【答案】 C 4.如图，将额定电压为60 V 的用电器，通过一抱负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，沟通电压表和沟通电流表(均为抱负电表)的示数分别为220 V 和2.2 A ．以下推断正确的是( )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 1：n 2＝11：3【解析】 对于抱负变压器，输入功率等于输出功率，所以输入功率P 入＝60×2.2 W ＝132 W ，A 错．通过原线圈的电流I 1＝P 入U 1＝132220A ＝0.6 A ，B 正确．正弦式沟通电电流的最大值I 2m ＝2I 2＝2.2 2 A ，C 错误．依据变压器变压比有n 1：n 2＝U 1：U 2＝11：3，D 正确．【答案】 BD5．如图所示，抱负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．V 1和V 2是抱负沟通电压表，示数分别用U 1和U 2表示；A 1和A 2是抱负沟通电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小【解析】 沟通电表的示数为有效值，故选项A 、B 错误；P 向下滑动过程中，R 变小，由于交变电源，原副线圈匝数不变，U 1、U 2均不变，所以I 2＝U 2R 0＋R变大，由I 1I 2＝n 2n 1，得I 1＝n 2n 1I 2变大，故选项C 正确，选项D 错误．【答案】 C6．如图甲所示为一抱负变压器，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 图象如图乙所示．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，两种状况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de. 【解析】 (1)由图乙知T ＝0.01 s ，ω＝200π rad/s. 电压瞬时值u ab ＝400sin200πt V.(2)电压有效值U 1＝200 2 V ，抱负变压器P 1＝P 2， 原线圈中的电流I 1＝P 1U 1，解得I 1≈0.28 A(或25A)． (3)设ab 间匝数为n 1，U 1n 1＝U ce n ce ，同理U 1n 1＝U den de. 由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de ，解得n ce n de＝R ceR de.代入数据得n ce n de ＝43. 【答案】 见解析。
物理选修3-2课后作业：5-4 变压器 含解析
时间：45分钟一、单项选择题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(B )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：副线圈的电压不变，当副线圈接的电阻R 增大时，I 2减小，P 2减小，因为P 1＝P 2，所以P 1减小，I 1＝n 2n 1I 2，I 1也减小．2．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202sin100πt (V)，电阻R ＝44Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是(C )A ．交流电的频率为50HzB ．电流表的示数为0.2AC ．电流表的示数为2AD ．电压表的示数为44V解析：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π，所以频率f ＝1T ＝ω2π＝50Hz ，A 项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即n 1n 2＝U 1U 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44V ，故D 项说法正确；I 2＝U 2R＝1A ，故C 项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即I 1I 2＝n 2n 1，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2A ，故B 项说法正确．综上所述，说法错误的是C 项．3．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20Ω，R 2＝30Ω，C 为电容器．已知通过R 1的正弦式交变电流如图乙所示，则(C)A ．交变电流的频率为0.02HzB ．原线圈输入电压的最大值为2002VC ．电阻R 2的电功率约为6.67WD ．通过R 3的电流始终为零解析：由题中图象可知该交变电流的周期为0.02s ，所以频率为50Hz ，A 错误；因为变压器输出电压最大值为20×1V ＝20V ，所以由变压比公式U 1n 1＝U 2n 2知变压器原线圈电压的最大值为20×10V ＝200V ，B 错误；R 2的功率P 2＝U 2R 2＝≈6.67W ，C 正确；因为电容器存在充、放电现象，所以电阻R 3中的电流不是始终为零，D 错误．4.理想变压器如图所示，原线圈匝数n 1＝1000匝，两副线圈匝数分别为n 2＝600匝，n 3＝200匝，当原线圈两端接在220V 的交流电源上时，原线圈上电流为2A ，通过R 2的电流为1A ，则通过R 3的电流为(B )A ．10AB ．7AC ．3AD ．1A解析：由理想变压器变压比公式U 1U 2＝n 1n 2可得U 2＝U 1n 2n 1＝220×6001000V ＝132V ，由U 1U 3＝n 1n 3可得U 3＝n 3n 1U 1＝200×2201000V ＝44V ，根据输入功率等于输出功率有I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3，解得I 3＝7A ，选B.5．理想变压器原、副线圈匝数之比n 1n 2＝21，且在输入、输出回路中分别接有相同的纯电阻，如图所示，原线圈接在电压为U 的交流电源上，则副线圈的输出电压为(C )A.U 2B.U 3C.25UD.34U 解析：由于原线圈与电源组成的回路中还接有电阻R ，所以原线圈上的电压不等于电源的输出电压．设原线圈中的电流为I ，则副线圈中的电流为2I ；设原线圈的输入电压为U 1，则副线圈的输出电压为U 2＝U 12＝2IR ，所以U 1＝4IR ，而U ＝IR ＋U 1＝5IR ，所以副线圈的输出电压为U 2＝25U ，故正确选项为C.二、多项选择题6．如图所示的理想变压器，原副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶2，U 1＝2202sin ωt V ，n 1＝1100匝，以下说法中正确的是(BC )A ．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为1∶2B ．穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为0.22VC ．原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2VD ．原、副线圈电动势的瞬时值之比为1∶2解析：对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量的变化率相同．根据E 1＝n 1ΔΦΔt得，磁通量＝22021100V ＝0.22V ．所以每一匝产生的电动势的有效值为0.2V ．瞬时值不满足U 1U 2＝n 1n 2的关系．7．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，R 1、R2为定值电阻，R 3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(AD )A ．当R 3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中的电流减小，电流表读数变大，选项C错误，D正确．8．图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是(BC)A ．电压表的示数等于5VB ．电压表的示数等于52V C ．实现点火的条件是n 2n 1>1000D ．实现点火的条件是n 2n 1<1000解析：由题u －t 图象知，交流电压的最大值U m ＝5V ，所以电压表的示数U ＝U m 2＝52V ，故选项A 错误，选项B 正确；根据U 1U 2＝n 1n 2得n 2n 1＝U 2U 1，变压器副线圈电压的最大值U 2m ＝5000V 时，有效值U 2＝U 2m 2＝50002V ，所以点火的条件n 2n 1>50002V 52V ＝1000，故选项C 正确，选项D 错误．三、非选择题9．如图所示，变压器副线圈电路中有电阻R ＝7.26Ω，消耗功率为6W ．另有一匝线圈接有电压表，读数U 0＝50mV.原线圈两端电压为u ＝311sin100πt V ．求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率的表达式．答案：4400匝132匝ΔΦΔt＝0.052sin100πt Wb/s解析：由题中条件可知该变压器每匝线圈感应电压有效值为50mV.由P2＝U22R可得U2＝6.6V，即可得n2＝6.60.05匝＝132匝．由原线圈上电压表达式可知交流电压U1的有效值为U1≈220V，再由U1U2＝n1n2得原线圈匝数n1＝4400匝．铁芯内磁通量的变化率即单匝线圈的感应电动势，其最大值为0.052V，表达式为ΔΦΔt＝0.052sin100πt Wb/s.10.黑光灯是利用物理方法“灭蛾杀虫”的一种环保型设备，它发出的紫色光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”．如图所示是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值220V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5cm，已知空气在常温常压下的击穿电场强度为6220V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的副、原线圈匝数比不得超过多少？答案：不得超过101解析：电网两极间的电场可看作匀强电场，根据题意，空气在常温常压下被击穿时E m＝6220V/cm，U m ＝E m d ＝6220V/cm ×0.5cm ＝3110V ，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，据以上各式可得n 1n 2＝110.11.如图所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈1接220V 的交流电源，副线圈2的匝数为30匝，与其串联的“12V 12W ”的灯泡L 正常发光，副线圈3的输出电压为110V ，另一端接有电阻R ，通过R 的电流为0.4A ．求：(1)副线圈3的匝数n 3.(2)原线圈1的匝数n 1和通过它的电流I 1.答案：(1)275匝(2)550匝0.255A 解析：(1)对两个副线圈应用电压关系U 2U 3＝n 2n 3可得n 3＝U 3U 2n 2＝11012×30匝＝275匝．(2)根据U 1U 2＝n 1n 2得n 1＝U 1U 2n 2＝22012×30匝＝550匝，对整个变压器由功率关系列式I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3，所以I 1＝12＋110×0.4220A ≈0.255A.。
(人教版)物理选修3-2教材习题点拨：第五章第四节变压器 -含解析
教材习题点拨教材习题全解1．变压器为什么不能改变恒定电流的电压？答案：变压器的工作原理是电磁感应，穿过副线圈的磁通量发生变化才会产生感应电流，而直流电流在原线圈中形成的磁场不变，穿过副线圈的磁通量不变化，所以不产生感应电流和感应电动势，不能改变直流电。
2．有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36 V ，这个电压是把380 V 的电压降压后得到的。
如果变压器的原线圈是1 140匝，副线圈是多少匝？答案：108点拨：根据变压器的变压比公式U 1U 2＝n 1n 2，有n 2＝U 2n 1U 1＝108。
3．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。
答案：1 600点拨：根据变压器的变压比公式U 1U 2＝n 1n 2，有n 1＝U 1U 2n 2＝1 600。
4．变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。
街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？答案：原线圈用较细导线，而副线圈用较粗导线。
降压变压器原线圈电压高而通过的电流小，可用较细导线绕制，副线圈电压低通过电流大，应当用较粗的导线绕制。
5．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。
变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。
输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R 0表示，变阻器R 代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R 的值减小(滑动片向下移)。
如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数如何变化？用电器增加时各表读数如何变化？答案：电压表V 1示数不变，电压表V 2示数不变，V 3示数减小，电流表A 1与A 2示数均增大。
物理选修3-2(人教版)训练：第五章4变压器Word版含解析
A级抓基础1.如图所示的四个电路，能够实现升压的是（）解析：变压器只能对交变电流变压，不能对直流变压，故A、B 错误；由于电压与线圈匝数成正比，所以D能实现升压，C不能实现升压，故C错误，D正确.答案：D2.（多选）如图所示，Q是熔断电流为1 A的保险丝，R为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1.原线圈的电压为u ＝2202sin 100πt（V）.要使保险丝不熔断，则（）A.副线圈电流最大值不超过2 AB.副线圈中电流有效值不超过2 AC.R的阻值一定不能小于55 ΩD.R的阻值一定不能小于77 Ω解析：保险丝的原理是电流的热效应，应该用电流的有效值.由U1 U2＝n1n2得U2＝n2n1U1＝12×220 V＝110 V.由I1I2＝n2n1得I2＝n1n2I1＝21×1 A＝2 A.所以R min＝U2I2＝55 Ω，故B、C正确.答案：BC3.如图所示，T为理想变压器，为交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时（）A.的读数变大，的读数变大B.的读数变大，的读数变小C.的读数变小，的读数变大D.的读数变小，的读数变小解析：当滑动触头下移时，R3减小，R总减小，I＝UR总，U不变I 增大，U并＝U－UR1减小，通过R2的电流IR2减小，I A2＝I－IR2增大，的示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，可知的示数变大.答案：A4.（多选）理想自耦变压器的原线圈接有如图乙所示的正弦式交变电压，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是（）A.交变电源的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝U 0cos （100πt ）（V ）B.若仅将触头P 向A 端滑动，则电阻R 消耗的电功率增大C.若仅使电阻R 增大，则原线圈的输入电功率增大D.若使电阻R 增大的同时，将触头P 向B 端滑动，则通过A 处的电流一定增大解析：由题图乙可得交变电源的周期为T ＝0.02 s ，最大值为U 0，则电源的电压u ＝U 0cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT ·t V ＝U 0cos （100πt ）V ，选项A 正确；由U 1U 2＝n 1n 2，若仅将触头P 向A 端滑动，即n 2增大，则副线圈的输出电压U 2增大，电阻R 消耗的电功率P ＝U 22R增大，选项B 正确；若仅使电阻R 增大，输出电压U 2一定，则输出电功率P ＝U 22R减小，原线圈的输入电功率减小，选项C 错误；若使电阻R 增大的同时，将触头P 向B 端滑动，则输出电压U 2减小，输出和输入的电功率都减小，通过A 处的电流I 1＝P U 1一定减小，选项D 错误. 答案：AB5.如图所示，理想变压器的交流输入电压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 ”的灯泡分别接在两副线圈上，均正常发光.求：（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 匝＝1 320匝， n 3＝U 3U 2n 2＝126×36 匝＝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 ≈0.095 A.B 级 提能力6.钳式电流表的外形和结构如图a 、图b 所示.图b 中电流表的读数为1.2 A ，图c 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c 的读数为2.4 AB.这种电流表能测交变电流，图c 的读数为0.4 AC.这种电流表能测交变电流，图c 的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流，图c 的读数为3.6 A解析：钳式电流表利用了变压器的工作原理，因此钳式电流表只能测交变电流.根据n 1I 1＝n 2I 2可知，题图b 中线圈单匝时，的读数为1.2 A.在题图c 中绕3匝时，的读数应为3.6 A ，故选项C 正确.答案：C7.一台理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，当原线圈两端输入u1＝2202sin 314t（V）的交变电压时，下列说法正确的是（）A.副线圈两端电压为12 2 VB.副线圈接一个10 Ω电阻时，原线圈中的电流为1 AC.副线圈接一个10 Ω电阻时，原线圈中输入功率为10 WD.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是220 2 V解析：原线圈两端的电压为U1＝220 V，由变压器的变压比U1U2＝n1n2，得副线圈两端电压为U2＝10 V，副线圈接一个10 Ω电阻，副线圈中电流I2＝1 A，电功率P2＝U2I2＝10 W，原线圈输入功率也为10 W；由变压器的电流比I1I2＝n2n1得I1＝122A，铁芯中磁通量的变化率最大值为ΔΦΔt＝E mn1，由于具体的匝数未知，所以磁通量变化率的最大值未知.所以正确选项是C.答案：C8.如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1，电源电压为U，求B灯两端的电压U B.解析：由串联电路分压原理可知U＝U A＋U1.①由变压器原理可知U1∶U2＝2∶1，②I1∶I2＝1∶2.③由欧姆定律可知U A＝I1R，④U B＝I2R. ⑤联立①～⑤式，得U B＝25U.。
高中物理人教版选修3-2同步练习：5-4变压器 (4) Word版含答案
变压器 同步练习1、如图5-5-4所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，原线圈加交流电压U 1，以下说法正确的是（ ） A 、S 断开时，MN 电压最大，ON 电压为零 B 、S 断开时，MN 电压为零，ON 电压为U 1n 1/n 2 C 、S 闭合时，MN 电压为U 1n 2/n 1D 、S 闭合时，且滑动触头向下滑时，原线圈电流变小，副线圈电流变大 2、有理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图5-5-5所示，如果负载电阻的滑动触片向上移动，则图中所有交流电表的示数及输入功率变化情况正确的是（ ）A 、V 1，V 2不变，A 1增大，A 2减小，P 增大B 、V 1，V 2不变，A 1，A 2增大，P 增大C 、V 1，V 2不变，A 1，A 2减小，P 减小D 、V 1不变，V 2增大，A 1减小，A 2增大，P 减小3、一理想变压器原线圈接交变电流，副线圈接一电阻，下列哪些方法可使输入功率增加（ ） A 、增大负载电阻 B 、减小负载电阻C 、增加副线圈匝数D 、增加原线圈匝数 4、如图图5-5-6接法中的自耦变压器滑头P 向上滑动时，则（ ）A 、R 上的电压上升，电流增大B 、R 上的电压上升，电流减小C 、R 上的电压下降，电流增大D 、R 上的电压下降，电流减小5、甲、乙两个理想变压器，它们的原、副线圈的匝数比以及连接方式如图5-5-7所示.若输电导线的电阻不计，甲的输入电压是220V ，负载中每个电阻R 的阻值均为11Ω，则甲的输入电流和输入功率分别是( )A.10A ，330WB.10A ，330WC.15A ，3300WD.15A ，330W6、如图5-5-8所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab 和cd(匝数都为n 1)、ef 和gh(匝数都为n 2)组成.用I 1和U 1表示输出电流和电压，则在下列四种情况下，符合关系21U U ＝21n n ，21I I ＝12n n 的有( )图5-5-4 图5-5-5 图 4图5-5-6 图5-5-7图5-5-8图5-5-9 A.b 与c 相连，以a 、d 为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端 B.b 与c 相连，以a 、d 为输入端；e 与g 相连、f 、h 相连作为输出端 C.a 与c 相连，b 与d 相连作为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端 D.a 与c 相连，b 与d 相连作为输入端；e 与g 相连、f 、h 为输出端7、如图5-5-9所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R 的输电线对用电器供电，设两盏灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的触头P 向N 移动，会出现的现象是( )A.A 表的示数变大，灯泡L 1、L 2均变暗B.A 表的示数变小，灯泡L 1、L 2均变暗C.A 表的示数变大，灯泡L 1变亮，L 2变暗D.A 表的示数不变，灯泡L 1变暗，L 2变亮8、如图5-5-10理想变压器的原线圈匝数为ｎ1，副线圈匝数为ｎ2和ｎ3，原、副线圈的电压分别为U 1、U 2、U 3，电流分别为I 1、I 2、I 3，两个副线圈所连电阻的阻值未知，则下面结论中正确的是（ ） A 、U 1:U 2=n 1:n 2, U 2:U 3=n 2:n 3 B 、n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3C 、I 1:I 2=n 2:n 1, I 1:I 3=n 3:n 1D 、I 1U 1=I 1U 2+I 3U 39、某理想变压器，当其输入端接在电动势为E ，内阻为r 的交流电源上，输出端接上电阻为R 的负载时，R 上可获得最大功率，如图5-5-11所示，求： (1)这时输入电流多大?负载上的最大功率为多少? (2)负载获得最大功率时，变压器原、副线圈电压各是多少?参考答案1、C2、CB3、C4、D5、C6、AD7、C 8、ABD5-5-10 图5-5-119、.(1)I 1＝E/2r,P ＝E 2/4r (2)U 2＝2Er R，U 1＝E/2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人教版选修3-2第五章第4节变压器学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题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2．变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原、副线圈中()A．频率比为2：1 B．功率比为2：1 C．电流比为2：1 D．电压比为2：1 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I1和副线圈中的电流I2之间的关系是()A．I2增大，I1也增大B．I2增大，I1却减小C．I2减小，I1也减小D．I2减小，I1却增大4．一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/s B．14.1 Wb/s C．0.14 Wb/s D．28.2 Wb/s5．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2200 VB．甲图中的电表是电流表，输电电流是100 AC．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000 VD ．乙图中的电表是电流表，输电电流是 100 A6．一台理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1,若原线圈加上u=1414sin100πt V 的交流电,则用交流电压表测得副线圈两端的电压是 A ．250 VB ．353.5 VC ．499.8 VD ．200 V7．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2=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，安培表A 1的读数为12 mA ，那么安培表A 2的读数为A ．0B ．3 mAC ．48 mAD ．与R 大小有关8．图中B 为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上.L 为指示灯，灯泡L 1和L 2完全相同（其阻值均恒定不变），R 是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表．开始时开关S 是闭合的，当S 断开后，下列说法正确的是（ ）A ．电流表A 2的示数变大B ．电压表的示数变大C ．电流表A 1的示数变小D ．灯泡L 1的亮度变暗9．如图，理想变压器原线圈输入电压u=，副线圈电路中为定值电阻，R 是滑动变阻器。
和是理想交流电压表，示数分别用和表示；是理想交流电流表，示数分别用和表示。
下列说法正确的是A ．和表示电流的瞬间值 B ．和表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，不变、变大sin mt U0R 1U 2U1I2I1I2I1U 2U2U1ID ．滑片P 向下滑动过程中，变小、变小10．如图所示,理想变压器原线圈的匝数为1 000匝,两个副线圈的匝数分别为n 2=50匝和n 3=100匝,L 1是“6 V 2 W”的小灯泡，L 2是“12 V 4W”的小灯泡，当n 1接上交流电压时，L 1、L 2都正常发光，那么，原线圈中的电流为( )A ．160A AB ．130AC ．120AD ．140A二、多选题11．如图所示，一理想变压器的原线圈A 、B 两端接入电压为u ＝3√2sin314t V 的交变电流．原线圈匝数n 1＝100匝，副线圈匝数n 2＝200匝，则( )A ．将击穿电压为6 V 的电容器接在C 、D 两端，能正常工作B ．把电磁打点计时器接在C 、D 两端，打点周期为0.02 sC ．把额定电压为6 V 的小灯泡接在C 、D 两端，小灯泡能正常工作 D ．把交流电压表接在C 、D 两端时，电压表读数为8.48 V12．如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311sin100πt(V) ，原副线圈的匝数之比为n 1 :n 2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则 ( )A ．电压表读数为 220 VB ．电压表读数为 22 VC ．变压器输出功率为 44 WD ．变压器输入功率为 440 W13．如图所示,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2U1IA ．向下滑动PB ．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14．一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调节，如图所示，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（ ）A ．保持Q 位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大B ．保持Q 位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小C ．保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大D ．保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小15．如图，将额定电压为60V 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220V 和2.2A ．以下判断正确的是A ．变压器输入功率为484WB ．通过原线圈的电流的有效值为0.6AC ．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD ．变压器原、副线圈的电流匝数比12:11:3n n三、解答题16．如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在U1=220V的市电上，向额定电压为U2=1.80×104V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12mA时，熔丝就熔断．（1）熔丝的熔断电流是多大?（2）当副线圈电路中电流为10mA时．变压器的输入功率是多大?17．如图，理想变压器原线圈与一个10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b，小灯泡a的额定功率为0.3W，正常发光时电阻为30Ω，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A，试计算：（1）原、副线圈的匝数比．（2）流过灯泡b的电流．18．如图所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数n1＝1100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 V,60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？19．如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈1接220 V交流电源,副线圈2的匝数为30匝,两端接有“12 V 12 W”的灯泡L，副线圈3的输出电压为110 V，两端接有电阻R.若L正常发光且通过R的电流为0.4 A,求：(1)、副线圈3的匝数n3;(2)、原线圈1的匝数n1和通过它的电流I1.参考答案1．C 【解析】A 、通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量是按照正弦规律周期性变化的，即故磁通量Φ变化，故A 错误；B 、由于是理想变压器，穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等，故B 错误；C 、穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势，符合法拉第电磁感应定律，故C 正确；D 、变压器的工作原理是互感现象，原、副线圈并没有直接相连，故D 错误；点睛：本题关键是明确变压器的工作原理，知道理想变压器是指无能量损失的变压器． 2．D【解析】A 、变压器不会改变电流的频率，所以原、副线圈中电流频率比为1:1，所以A 错误；B 、变压器的原线圈和副线圈的功率是相同的，即P 1=P 2，所以原、副线圈中功率比为1:1，所以B 错误；C 、电流与匝数成反比，所以有电流关系为：I 1I 2=n 2n 1=12，所以C 错误；D 、电压与匝数成正比，所以有：U 1U 2=n 1n 2=21，所以D 正确。
点睛：根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论。
3．C 【详解】因为原线圈电压U 1及原、副线圈匝数不变，故U 2不变，当R 增大时，电流I 2减小；由12I I ＝21n n 知I 1变小，故 C 正确，ABD 错误。
4．C【解析】已知副线圈的输出电压为U =10V ，最大值为：U m =√2U =10√2V 根据法拉第电磁感应定律得：U m =n ΔΦΔt 得铁芯中磁通量变化率的最大值为：ΔΦΔt =U m n=10√2100Wb/s =0.14Wb/s ，故选项C 正确，ABD 错误。
点睛：此题要根据正弦交变电流最大值与有效值的关系求出电压的最大值，线圈感应电动势与磁通量变化率成正比，通常由法拉第电磁感应定律求出磁通量的变化率。
5．D 【解析】 【详解】AB.甲图是电压互感器，根据变压器的电压与匝数的关系可得：U 1=n 1n 2U 1=1001×220V=22000V ，甲图中的电表是电压表。
故AB 错误。
CD.乙图是电流互感器，只有一个副线圈的变压器，根据电流比电压匝数比的反比可得：I 1=n 2n 1I 2=101×10A=100A 。
故D 正确。
6．A 【详解】1414V 为原线圈电压的最大值，根据正弦交变电流最大值和有效值的关系可知：原线圈的电压有效值为1000V ，根据理想变压器的原、副线圈匝数比为4∶1可知:副线圈电压有效值为250V ，用交流电压表测得副线圈两端的电压是有效值． 7．A 【详解】由于直导线AB 匀速运动，则AB 切割磁场产生的电流时恒定的，线圈产生的磁通量也是恒定的，所以不会引起副线圈的磁通量的变化，所以副线圈不会有感应电流产生，即安培表2A 的读数为0，故选项A 正确，BCD 错误． 故选A 。
8．C 【详解】B ．当S 断开后，负载阻值变大，因为变压比1122U n U n 没变，所以副线圈电压U 2不变，故B 错误；C ．由闭合电路欧姆定律知，I 2电流变小，即A 2的示数变小，故C 正确； A ．由1221I n I n 可知A 1表的示数也变小，故A 错误；D ．因为断开后，R 分担的电压变小，而U 2不变，所以L 1灯的电压要变大，即要变亮，故D 错误． 故选C 。
【答案】C【解析】在交变电流中电压表和电流表显示的都是有效值，答案AB 均错误；由理想变压器可知，副线圈两端电压U 2不变，从电路可知当滑片P 向下移动时，电阻变小，电流I 2增大，输出功率增大，所以输入功率也增大所以电流I 1增大，所以答案选C 。
10．C【解析】灯泡正常发光，可知副线圈2的电压为6V ，根据电压与匝数成正比知原线圈两端电压为：U 1=100050×6V =120V ，根据输入功率等于输出功率知：120I =2W +4W可得：I =120A ，故C 正确，ABD 错误。