2017人教版高中物理选修第五章 第4节《变压器》达标训练

【创新方案】2015-2016学年高中物理第五章第4节变压器课时
达标训练新人教版选修3-2
一、单项选择题
1、理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,以下说法中正确的就是( )
A、穿过原、副线圈每一匝磁通量之比就是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10∶1
2、(全国新课标)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。

设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器就是理想的,则U2与I1分别约为( )
A、380 V与5、3 A
B、380 V与9、1 A
C、240 V与5、3 A
D、240 V与9、1 A
3、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为理想电流表与电压表。

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,下列表述不正确的就是( )
A、电流表的示数为2 A
B、原、副线圈匝数比为2∶1
C、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
4、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、A1的读数变大,A2的读数变大
B、A1的读数变大,A2的读数变小
C、A1的读数变小,A2的读数变大
D、A1的读数变小,A2的读数变小
5、(天津高考)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
二、多项选择题
6、一理想变压器,原线圈与副线圈的匝数分别为n1与n2,正常工作时输入与输出的电压、电流、功率分别为U1与U2、I1与I2、P1与P2,已知n1＞n2,则下列判断正确的就是( )
A、U1＞U2
B、P1＝P2
C、I1＜I2
D、P1＞P2
7、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,原线圈两端a、b接正弦交流电源,R为负载电阻,电流表A1的示数就是0、2 A,电流表A2的示数为1、0 A。

下列说法正确的就是( )
A、原线圈与副线圈的匝数比为1∶5
B、原线圈与副线圈的匝数比为5∶1
C、若将另一个电阻与原负载R串联,则电流表A2的示数增大
D、若将另一个电阻与原负载R并联,则电流表A2的示数增大
8、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。

下列说法正确的就是( )
A、副线圈输出电压的频率为50 Hz
B、副线圈输出电压的有效值为31 V
C、P向右移动时,原、副线圈的电流比减小
D、P向右移动时,变压器的输出功率增大
三、非选择题
9、如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1,原线圈回路中的电阻A 与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。

a、b两端加一定交流电压后,求两电阻消耗的电功率之比与两电阻两端电压之比。

10、如图所示,降压变压器的变压系数就是3,即初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比就是3∶1。

初级线圈的输入电压就是660 V,次级线圈的电阻为0、2 Ω,这台变压器供给100盏“220 V60 W”的电灯用电。

求:
(1)空载时次级线圈的端电压与输出功率;
(2)接通时次级线圈的端电压;
(3)每盏灯的实际功率。

答案
1、解析:选 B 对理想变压器,无磁通量损漏,因而穿过两个线圈的交变磁通量相同,磁通量变化率相同,因而每匝线圈产生感应电动势相等,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 正确,A 、C 、D 错误。

2、解析:选B 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 1n 1＝U 2n 2,即2201 100＝U 21 900
,可得U 2＝380 V,B 正确。

3、解析:选D 由题图乙可知原线圈两端电压的有效值U 1＝220 V,由U 1U 2＝n 1
n 2
,可得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝220110
＝2∶1,B 正确;电流表示数与电压表示数都为有效值,C 正确;电流表示数I ＝U 2R ＝11055 A ＝2 A,A 正确;由题图乙可知T ＝0、02 s,所以交变电压的频率为f ＝1T
＝10、02
Hz ＝50 Hz,D 错误。

4、解析:选A 当滑动触头下移时,R 3↓,R 总↓,I ＝U R 总
,U 不变,I ↑,U 并＝U －U R 1↓,通过R 2的电流I R 2↓,I A2＝I －I R 2↑,A 2的示数变大,由原、副线圈电流与匝数成反比,可知A 1的示数变大,A 正确。

5、解析:选B 电流互感器ab 一侧线圈匝数比cd 一侧线圈匝数少,根据变流比公式I 1n 1＝I 2n 2可知,I ab ＞I cd ,电流表应接在电流较小一侧,B 正确。

6、解析:选ABC 因变压器为理想变压器,故有U 1U 2＝n 1n 2
,P 1＝P 2,由题意知n 1＞n 2,则U 1＞U 2,又因I 1U 1＝I 2U 2,则I 1＜I 2,A 、B 、C 正确。

7、解析:选BD 由I 1∶I 2＝n 2∶n 1,可得n 1∶n 2＝5∶1,A 错误,B 正确;若将另一个电阻与
原负载R 串联,则副线圈所在回路总电阻变大,由I 2＝U 2R
知,电流表A 2的示数减小,C 错误;若将另一个电阻与原负载R 并联,则副线圈所在回路总电阻变小,I 2增大,即电流表A 2的示数增大,D 正确。

8、解析:选AD 由原线圈输入电压的变化规律可知,输入交变电压的周期为0、02 s,频率为50 Hz,所以副线圈输出电压的频率为50 Hz,A 正确;原线圈输入电压的最大值为310 V,有效值为220 V,根据变压公式,副线圈输出电压的有效值为22 V,B 错误;由变压器变流公式知,原、副线圈的电流比只与匝数比有关,C 错误;滑动变阻器的滑动触头向右移动,电阻减小,副线圈输出电流增大,输出功率增加,D 正确。

9、解析:变压器原、副线圈电流比 I 1I 2＝n 2n 1＝14
设流过A 电阻电流I 1＝I ,则流过B 电阻电流I 2＝4I
所以两电阻功率之比 P A P B ＝I 21R I 22R ＝I 2R 16I 2R ＝116
两电阻两端电压之比 U A U B ＝
I 1R I 2R ＝14 答案:116 14
10、解析:(1)设空载时次级线圈的端电压为U 2,则U 2U 1＝n 2n 1
解得U 2＝n 2n 1
U 1＝220 V
因为空载,次级线圈的负载电阻R 2→∞,电流I 2＝0,则P ＝I 2U 2＝0 (2)接通电路后,100盏电灯并联的总电阻为R 外＝R 100＝U 2额P 额100
≈8、07 Ω 次级线圈中的电流I ′2＝U 2
R 外＋R 内＝2208、07＋0、2
A≈26、6 A 次级线圈的端电压U ′2＝I ′2R 外≈214、66 V
(3)每盏灯的实际功率P ′＝I ′2100U ′2＝26、6100
×214、66 W≈57、1 W 答案:(1)220 V 0 (2)214、66 V (3)57、1 W。