高中物理第五章交变电流第4节变压器课后习题(含解析)新人教版选修3_2

4 变压器
1.一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峰值为()
A.10 Wb/s
B.14.1 Wb/s
C.0.14 Wb/s
D.28.2 Wb/s
解析:由E=n·知,E m=×10 Wb/s=0.14 Wb/s,选项C正确。

答案:C
2.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
解析:根据变压器原、副线圈中电流与匝数间的关系可知,I ab>I cd,所以ab接MN、cd接PQ,选项B正确。

答案:B
3.一台理想变压器的原线圈接220 V正弦交流电压时,副线圈上仅接有阻值为10 Ω的电阻,电阻
两端的电压为44 V。

若将副线圈的匝数增加100匝,则通过副线圈上此电阻的电流增加1.1 A。

由此可知该变压器原线圈的匝数为()
A.200
B.2 000
C.50
D.500
解析:由题意知,当副线圈匝数增大100匝时,电阻器上的电压U2'=U2+ΔIR=44 V+1.1×100 V=55 V
又由可得,
解得n1=2 000,n2=400。

答案:B
4.(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,根据可得输电电流是100 A,C错,D对。

答案:AD
5. (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。

要使灯泡变亮,可以采取的方法有()
A.向下滑动P
B.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
解析:向下滑动滑片P,副线圈匝数减少,输出电压U2减小,经过灯泡的电流减小,灯泡变暗,选项A错误;增大交流电源的电压,则原线圈两端电压U1变大,副线圈的输出电压U2变大,经过灯泡的电流增大,灯泡变亮,选项B正确;增大交变电流的频率,电容器对交变电流的阻碍作用减小,经过灯泡的电流增大,灯泡变亮,选项C正确;减小电容器的电容,电容器对交变电流的阻碍作用增大,经过灯泡的电流减小,灯泡变暗,选项D错误。

答案:BC
6. (多选)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,如图所示,在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,在原线圈上加一电压为
U的交变电流,则()
A.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:保持Q的位置不动,则副线圈匝数不变,由知U2不变,当P向上滑动时,由I2=知I2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,由知U2增大,由I2=知I2增大,故I1增大,C正确,D错误。

答案:BC
7.(多选)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流电压,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,V为交流电压表。

当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V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()
A.电压表的示数等于5 V
B.电压表的示数等于 V
C.实现点火的条件是>1 000
D.实现点火的条件是<1 000
解析:电压表示数为交流电压有效值,由题图乙可得U= V,选项A错误,B正确;因U m1=5 V,根据,由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 V,故>1 000,选项C正确,D错误。

答案:BC
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 V60 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= A=0.36 A。

答案:(1)30匝550匝(2)0.36 A
9.如图所示,理想变压器有两个副线圈,原线圈1接220 V的交流电源,副线圈2的匝数为30匝,与其串联的“12 V 12 W”的灯泡L正常发光,副线圈3的输出电压为110 V,另一端接有电阻R,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。

解析:(1)对两个副线圈应用电压关系可得n3=n2=275匝。

(2)根据得n1=n2=550匝,对整个变压器由功率关系列式I1U1=I2U2+I3U3,所以I1= A=0.255 A。

答案:(1)275匝
(2)550匝0.255 A。