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2019年高中物理第五章交变电流变压器双基限时练新人教版选修3-21.正常工作的理想变压器的原、副线圈中,数值上不一定相等的是 A.电流的频率B.端电压的峰值C.电流的有效值D.电功率解析 理想变压器正常工作时,原、副线圈的输入功率和输出功率相等,变压器不会改变原、副线圈的电流的频率;变压器会改变原、副线圈的端电压和峰值,有效电压,以及原、副线圈中的电流的有效值,故选项B、C正确.答案 BC2.下列关于理想变压器的说法中,正确的是 A.输入功率等于输出功率B.输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能C.输送的电能经变压器先转化为电场能,再转化为电能D.输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去解析 变压器传输的是交变电流,当电流经过原线圈时,在铁芯中产生变化的磁场,即电能转化为磁场能.此变化的磁场在副线圈中产生感应电动势.若线圈闭合,则产生感应电流,磁场能又转化为电能.答案 AB3.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.只减小R的阻值解析 减少原线圈匝数,等于增加副线圈匝数,改变了电压比.增加副线圈匝数,也是改变了匝数比,等于提高了输出电压,增大了输出功率,而输入功率等于输出功率,减小电阻R,增大了输出功率.答案 BCD4.xx·天津理综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Iab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则 A.ab接MN、cd接PQ,IabIcdB.ab接MN、cd接PQ,IabIcdC.ab接PQ,cd接MN,IabIcdD.ab接PQ,cd接MN,IabIcd解析 电流互感器实质上是升压变压器,用于测量大电流,所以ab一侧线圈匝数较少,接入电路M、N两端做为原线圈,cd一侧线圈匝数较多,接在P、Q两端与电流表构成闭合电路用于测量电流,由I1n1=I2n2,得IabIcd,故选项B正确.答案 B5.一输入电压为220V,输出电压为36V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,如图所示,然后将原线圈接到220V交流电源上,测得新绕线圈两端的电压为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 A.1100360B.1100180C.2200180D.2200360解析 由变压器的电压和匝数的关系,=,n1=n3=×5=1100匝,n2==匝=180匝.故B选项正确.答案 B6.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n
1、n2,V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 A.电压表的示数等于5VB.电压表的示数等于VC.实现点火的条件是1000D.实现点火的条件是1000解析 电压表示数为电压有效值,由图乙可知U==V,选项A错误,选项B正确;副线圈电压峰值为5000V时,==1000,由于引发电火花的条件是副线圈的电压峰值大于5000V,故1000,选项C正确,选项D错误.答案 BC7.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n
2、n3两个线圈上分别获得35V电压,要想得到70V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 CD8.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端的交变电压为u=20sin100πtV.氖泡在两端电压达到100V时开始发光.下列说法中正确的有 A.开关接通后,氖泡的发光频率为100HzB.开关接通后,电压表的示数为100VC.开关断开后,电压表的示数变大D.开关断开后,变压器的输出功率不变解析 交变电流的频率f===50Hz,变压器不会改变交变电流的频率,副线圈输出电压的最大值为100V,在一个周期内氖泡有两次发光,故氖泡发光的频率为交变电流频率的2倍,所以A选项正确;副线圈输出电压,由=,得U2=U1=100V.变压器为理想变压器,即线圈的内阻为零,所以B选项正确,C选项错误;开关断开后,变压器的输出功率减小,D选项错误.答案 AB9.如图所示,理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器.V1和V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;A1和A2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表示电流的瞬时值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、I1变小解析 交流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、U2均不变,所以I2=变大,由=,得I1=I2变大,故选项C正确,选项D错误.答案 C10.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、电流表都是理想电表.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,L1两端电压增大,L1变亮,选项D错误.答案 C11.如图所示为一理想变压器,n2=10匝,n3=20匝,L1和L2均是“220V15W”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.解析 电压表读数为11V即n=1时U=11V.U2=U=110V,U3=220V.P2=
3.75W,P3=15W.P出=P2+P3=
18.75W.P入=P出=
18.75W.答案
18.7512.一个理想变压器,原线圈输入220V电压时,副线圈输出电压为22V,若副线圈增加100匝后,输出电压增加到33V,则变压器原线圈匝数为______匝.解析 由题意知==10,又已知副线圈增加100匝后,输出电压增加11V,因为每1匝对应的电压相等11V/100匝,可知副线圈原来匝数为200匝,所以原线圈匝数为10×200匝=xx匝.答案 xx13.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=2:1,L1是“100V40W”的灯泡,L2和L3均为“220V100W”的灯泡,当L1正常发光时,求变压器的输入功率.解析 灯泡中只L1正常发光,L
2、L3不一定正常发光I1==
0.4A.由理想变压器电流关系,得n1I1=n2I2I2为副线圈中总电流,I2=
0.8A,副线圈中R=242Ω,U2=
193.6V.U1=
387.2V.P入=U1I1=
387.2×
0.4W≈155W.答案 155W14.如图甲所示为一理想变压器,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Rce=400Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225Ω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400Ω电阻时,原线圈中的电流I1;2求ce和de间线圈的匝数比.解析 1由图乙知T=
0.01s,ω=200πrad/s.电压瞬时值uab=400sin200πtV.2电压有效值U1=200V,理想变压器P1=P2,原线圈中的电流I1=,解得I1≈
0.28A或A.3设ab间匝数为n1,=,同理=.由题意知=,解得=.代入数据得=.答案 见解析。