高中物理变压器练习题.docx

1、高中物理变压器练习题高中物理- 变压器练习题一、不定项选择题1.一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中 , 下列的哪个物理量一定相等C.输入和输出的电功率 D. 没有物理量相等【解析】选 C。变压器可以改变原、副线圈中的电压和电流 , 因此原、副线圈中的电 压和电流一般是不相同的 ,所以 A、B错;由于理想变压器不消耗能量 ,故原线圈输入功 率等于副线圈输出功率 ,C 对 D错。2.如图所示 ,理想变压器原、 副线圈的匝数比为 n1n2=41,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 的示数是 12 mA,则电流表 A2的示数为 ( )A.B.03 mAD.C.4

2、8 mA与负载 R的值有关【解析】选 B。本题考查了变压器的工作原理 , 关键要清楚交变电流能通过变压器 ,而 恒定电流不能通过变压器。导体棒向左匀速切割磁感线时 , 在线圈 n1 中通过的是恒定 电流, 不能引起穿过线圈 n2的磁通量变化 , 在副线圈 n2 上无感应电动势出现 ,所以 A2 中无电流通过。3.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 A1的读数变大 , 电流表 A2 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

3、表 A2 的读数变大解析】选B。当 S闭合后,变压器副线圈中的输电回路的电阻减小 ,而输出电压不变可知,I 1变大,即电流表 A1的读数也增大 , 选项 B正确补偿训练】如图,一理想变压器原、 副线圈的匝数比为 12;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=0.2AB.U=110V,I=0.05AC.U=110 V,I=0.2AD.U=110 V,I=0.2 A【解析】选 A。在副线圈电路中U1=110V,I

4、1=0.2A,故B、C、D错,A 正确。4.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 1.2A。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.这种电流表能测交流电流 , 图乙的读数为 0.4 AC.这种电流表能测交流电流 , 图乙的读数为 3.6 AD.这种电流表既能测直流电流 , 又能测交流电流 ,图乙的读数为 3.6A【解析】选 C。钳形电流表实际上是一个变压器 ,电流表接在副线圈上 , 图甲中原线圈 的匝数为 1匝,电流表的读数为 1.2A; 图乙中用同一电缆线绕了 3匝,根据变压器的电流关系 = , 可知电流表的读数

5、为 3.6A。5.图甲中理想变压器原、 副线圈的匝数之比 n1n2=5 1,电阻 R=20 ,L 1、L2为规格相同的两只小灯泡 ,S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交流电源 ,输入电压 u随时间 t 的 变化关系如图乙所示。现将 S1接 1、S2 闭合,此时 L2正常发光。下列说法正确的是A.输入电压 u 的表达式 u=20 sin(50 t)VB.只断开 S2后,L 1、 L2均正常发光C.只断开 S2后, 原线圈的输入功率增大D.若 S1换接到 2后,R 消耗的电功率为 0.8W【解析】选 D。由图象知 T=0.02s, = =100rad/s,u=20 sin(100 t)V,A 项错误

6、 ; 由于副线圈两端电压不变 , 故只断开 S2, 两灯串联 , 电压为额定值的一半 , 不 能正常发光,B 项错误;只断开 S2,副线圈电路电阻变为原来的 2倍,由 P= 知副线圈 消耗功率减小 ,则原线圈输入功率也减小 ,C 项错误;输入电压额定值 U1=20V,由 = 及 PR= 得 PR=0.8W,D 项正确。【补偿训练】( 多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为 101,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 为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是A. 副线圈输出电压的频率为 50HzB.副线圈输出电压的有效值为 31VC.P 向右移动时 , 原、副线

7、圈的电流比减小D.P向右移动时 ,变压器的输出功率增加【解析】选 A、D。由题图可知原线圈输入电压的最大值 Um=311V,周期 T=210-2s, 则原线圈输入电压的有效值 U1= =220V,频率 f= = =50Hz,A正确; 由 =可得 U2= U1=22V,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。6.一自耦变压器如图所示 , 环形铁芯上只绕有一个线圈 ,将

8、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.U2U1,U2降低C.U2U1,U2降低解析】选C。从图中看到 ,原线圈匝数对应整个部分 ,而副线圈匝数对应的是一部分所以该变压器为降压变压器。根据理想变压器电压和匝数的关系 头从 M点顺时针旋转到 N点的过程中 , 副线圈的匝数变少 ,U2降低7.一输入电压为 220V,输出电压为 36V的变压器副线圈烧坏了 , 为获知此 变压器原副线圈匝数 ,某同学拆下

9、烧坏的副线圈 , 用绝缘导线在铁芯上新 绕了5匝线圈,如图所示,然后将原来线圈接到 220V交流电源上 ,测得新绕线圈的端电压为 1V,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( )B.1100,180D.2200,360A.1100,360C.2200,180解析】选 B。对新绕线圈的理想变压器 , 根据变压比公式得 n1=1100,变压器烧坏前 , 同理 n2=8.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=180,故 B 正确。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理想电表)的示数分别为 220V和2.2 A 。以

10、下判断正确的是 (均为)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 n1n2=113解题指南】解答本题应从以下两点分析(1) 在交流电路中交流电表均测量交变电流的有效值。(2) 根据理想变压器的电压、电流关系去计算原、副线圈的匝数比, 原线圈中的电流。电压表的读数 220V也为有效值 ,由变压器的电压关系 =, 可得=确; 由变压器的电流关系 =, 可得通过原线圈的电流为 I 1=I 2=2.2A=0解析】选 B、D。变压器副线圈电流表的读数 2.2A为有效值 ,故选项 C错误;原线圈,D 正故

11、 B正确;变压器的输入功率为 P=U1I 1=2200.6W=132W选, 项 A错误。、非选择题9.如图所示 ,一理想变压器原线圈匝数 n1=1100 匝,副线圈匝数 n2=220 匝, 交流电源的电压 u=220 sin100 t(V), 电阻 R=44, 电压表、电流表为理想电表。求:(1) 电压表示数。(2) 电流表 A1的示数。【解析】 (1) 理想变压器的电压比等于线圈匝数比, 即 = , 其中原线圈电压的有效值 U1=220V,U2= U1=44V。(2) 副线圈 电流 I2= =1A,由于电流比 与线 圈匝数成反 比, 即 = , 所以I1= I 2=0.2A。答案 :(1)4

12、4V (2)0.2A10.如图所示, 灯泡 L1接在变压器初级电路中 ,灯泡 L2、L3、L4接在 变压器次级电路中。变压器为理想变压器 , 交变电流电源电压为 U,L1、L2、L3、L4都是额定电压为 U0的同种型号灯泡 ,讨论以下问题 :(1)四个灯泡是否可能都正常发光 ?(2)当四个灯泡都正常发光时 ,电源电压 U与灯泡额定电压 U0有什么关系 ? 【解析】 (1) 设每个灯泡的额定电流为 I 0,次级电路中三个灯泡并联 ,则 I2=3I0次级电路的电功率 P2=U2I 2=3U0I 0。对理想变压器 P1=P2=3U0I 0。从初级电路看 ,由于灯泡 L1是串联在电路中的 ,要使灯泡

13、L1能正常发光 ,必须保证通过 灯泡 L1的电流也为 I0, 也就是说要有 I1=I0。由此可知应有 U1=3U0。又因为 = ,当 = 时, 四个灯泡可正常发光。(2) 由变压器电压比 = ,可得 U1=3U2=3U0。灯泡 L1与变压器初级线圈串联 ,当灯泡 L1正常发光时 ,两端电压亦为 U0 因此 , 电源电压 U=4U0。答案 :(1) 可正常发光 (2)U=4U011.一台理想变压器 ,其原线圈的匝数为 2200 匝,副线圈的匝数为 440匝,副线圈中接入一个 100的负载电阻 ,如图所示 (1) 当原线圈接在 44V 直流电源上时 , 电压表示数为多大 ?电流表示数为多大?(2)

14、 当原线圈在 220V交流电源上时 , 电压表示数为多大 ?电流表示数为多大 ?此时输入 功率为多少 ?【解析】 (1) 原线圈接在直流电源上时 ,由于原线圈中的电流恒定 ,所以穿过原、副线 圈的磁通量不发生变化 , 副线圈两端不产生感应电动势 ,故电压表示数为零 , 电流表示数也为零。电流表示数为 I 2= = A=0.44A。P入=P出=I 2U2=0.44 44W=19.36W。答案 :(1)0 0 (2)44V 0.44A 19.36W12.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

15、 ce间接一只 Rce= 400的电阻,或只在 de 间接一只 Rde=225的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为 80W。(1) 请写出原线圈输入电压瞬时值 Uab 的表达式。(2) 求只在 ce 间接 400电阻时 ,原线圈中的电流 I 1(3) 求 ce 和 de 间线圈的匝数比 。【解题指南】解答本题时应注意以下三点 :(1) 根据图象得出瞬时值表达式、电压最大值和有效值。(2) 利用理想变压器的 P、 U、I 的关系计算原线圈中的电流(3)根据电压关系求线圈的匝数比。【解析】 (1) 由原线圈中交变电流的 u -t 图象可知=200rad/s电压瞬时值表达式 Uab=400sin 200 t(V) 。(2) 电压有效值 U1= =200 (V) 理想变压器 P1=P2原线圈中的电流 I 1= =0.28A。(3) 设 ab 间匝数为 n1,根据变压器规律有=,=由题意有 : =, 联立可得 :=答案 :(1)U ab=400sin 200 t(V)(2)0.28A (3)