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变压器基础夯实
一、选择题1~4题为单选题,
5、6题为多选题1.理想变压器正常工作时,原、副线圈中不相同的物理量为 D 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,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,选D2.北京市朝阳区2014~2015学年高二下学期期末学习了变压器后,同学们想利用变压器把电压升高后给某一电灯供电,以下设计的电路中正确的是 C 解析A、B图中原线圈接入恒定电流,变压器不能工作,故AB错误;C图中,原线圈匝数比副线圈匝数少,所以是升压变压器,故C正确;D图中,原线圈匝数比副线圈匝数多,所以是降压变压器,故D错误;故选C3.如图所示,为四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用白炽灯泡相同,且都是“220V40W”,当灯泡所消耗的功率都调于20W时,哪种台灯消耗的功率最小 C 解析C图为理想变压器调节,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,故一定要消耗能量
4.有一电子线路中使用的小变压器,变压比为220V/6V,由于使用时间长了分不清原、副线圈,其外形如图所示,现要作为降压变压器使用,则电源220V应接在 B A.ab两端 B.cd两端C.ac两端D.bd两端解析本题考查变压器的电流关系由变压器结构原理可知,线圈中的电流越大,应当用越粗的导线,在降压变压器中,原线圈的匝数多于副线圈的匝数,即n1n2,又=,所以I2I1,说明通过电流大的I2线圈应是副线圈,导线相应要粗些,由图知,ab线较粗,故输入电压220V应接cd两端故正确答案为B5.苏州市2015~2016学年高二上学期期末如图所示为一理想变压器,原、副线圈的匝数比为n,原线圈接电压为u=U0sinωt的正弦交流电,输出端接有一个交流电流表和一个电动机,电动机的线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电动机带动一质量为m的重物匀速上升,此时电流表的示数为I,重力加速度为g,下列说法正确的是 ACD A.电动机两端电压大于IRB.原线圈中的电流为nIC.电动机的输入电功率为D.重物匀速上升的速度为解析IR为电动机线圈电阻分担的电压,当电动机运转时,两端电压大于IR,故选项A正确;原线圈中的电流I1==,故选项B错;电动机的输入功率P=I2U2=,故选项C正确;根据能量守恒有mgv=P-IR=-I2R,得v=,故选项D正确6.河北石家庄一中2015~2016学年高二上学期期末如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为41,电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙所示的正弦交流电,图中Rt为NTC型热敏电阻阻值随温度的升高而减小,R1为定值电阻,下列说法正确的是 AC A.交流电压u的表达式u=36sin100πtVB.变压器原、副线圈中的电流之比随Rt处温度的变化而变化C.Rt温度升高时,变压器原线圈的输入功率变大D.Rt温度升高时,电压表和电流表的示数均变大解析由图乙可知Um=36V,T=
0.02s,所以交流电压的表达式为U=36sin100πtV,故A正确;变压器原、副线圈的电流比等于匝数的反比,故B错误;温度升高时Rt减小,电流表示数增大,电压表示数不变,变压器输入功率变大,故C正确,D错误
二、非选择题7.安徽铜陵一中2015~2016学年高二下学期期中如图所示,一个变压器可视为理想变压器的原线圈接在220V的市电上,向额定电压为
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?答案
10.98A 2180W解析1设原、副线圈上的电压、电流分别为U
1、U
2、I
1、I2根据理想变压器的输入功率等于输出功率即P1=P2,故有I1U1=I2U2由于U1=220V,U2=
1.80×104V,当I2=12×10-3A,I1为熔断电流得I1==
0.98A2设副线圈中电流为I2=10mA=10×10-3A时,变压器的输出功率P2=U2I2=
0.01×
1.80×104=180W由于输入功率等于输出功率,有P1=P2=180W能力提升
一、选择题1~3题为单选题,
4、5题为多选题1.重庆市杨家坪中学2015~2016学年高二下学期检测如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比n1n2=21,原线圈接正弦式交流电,副线圈接电动机,电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升,若电动机因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为 A A.4IR+B.C.4IRD.IR+解析电流与匝数成反比,副线圈的电流为2I,输入功率等于副线圈消耗的功率P=2I2R+mgv=UI,所以电压表的读数U=4IR+,故选A2.广西桂林十八中2015~2016学年高二下学期开学检测如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为314个相同的灯泡如图接入电路,已知副线圈一侧的3个灯泡均正常发光,则原线圈电路中串联的灯泡L的情况是 C A.L将要烧毁B.L比另外3个灯泡要暗些C.L正常发光D.不知输入电压,无法判断解析因三灯均正常发光,设每个灯泡的电流为I,则副线圈电流为3I;由=,解得I1=I;故说明原线圈电路中串联的灯泡L正常发光,故C正确,故选C3.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1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V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
2.0kW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,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为 C A.380V和
5.3AB.380V和
9.1AC.240V和
5.3AD.240V和
9.1A解析因变压器输出电压调至最大,故副线圈为1900匝,由变压器两端的电压与匝数成正比,即=,故副线圈的电压有效值U2为380V;因变压器为理想变压器,故其输入功率等于输出功率,即P1=P2,由P1=U1I1得I1=
9.1A,B正确4.四川省资阳中学2015~2016学年高二下学期期中图甲中的变压器为理想变压器,原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为101,变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,电阻R1=R2=R3=20Ω和电容器C连接成如图甲所示的电路其中,电容器击穿电压为8V,各电表均为理想交流电表,开关S处于断开状态,则 CD A.电压表V的读数为10VB.电流表A的读数约为
0.05AC.电阻R2上消耗的功率为
2.5WD.若闭合开关S,电容器不会被击穿解析开关断开时,副线圈为R1和R2串联,电压表测量R2的电压,由图可知原线圈电压为100V,所以副线圈电压为10V,则电压表的读数是R2的电压为5V≈
7.07V,故A错误;由A的分析可知,副线圈电流为I2==A=
0.25A,所以原线圈电流为I1=I1=
0.025A,故B错误;电阻R
1、R2上消耗的功率为P=IR=
0.252×20=
2.5W,故C正确;当开关闭合时,R1与R3并联后和R2串联,电容器的电压为并联部分的电压,并联部分电阻为R并=10Ω,所以并联部分的电压为UC=U2=×10V=V,最大值为×=V<8V,所以电容器不会被击穿,故D正确,故选CD5.山东泰安2015~2016学年高二上学期检测如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则 BC A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小解析A、B项,保持Q的位置不动,则原、副线圈匝数比不变,所以副线圈两端电压不变,P向上滑动时,副线圈的电阻变大,则副线圈电流变小,原线圈电流随之变小,所以电流表读数变小,故A项错误,B项正确C、D项,保持P的位置不动,将Q向上滑动时,原、副线圈匝数比变小,则副线圈两端电压变大,副线圈电阻不变,则副线圈电流变大,原线圈电流随之变大,所以电流表读数变大,故C项正确,D项错误综上所述,本题正确答案为BC
二、非选择题6.黑光灯是利用物理方法来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”如图是高压电网的工作电路,高压电网是利用变压器将有效值为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为6220V/cm,为防止空气被击穿而造成短路,变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少?答案101解析电网两极间电场可看作匀强电场Um=Emd由题意,空气被击穿时Em=6220V/cm由理想变压器电压关系=由峰值与有效值关系U1m=U1由以上各式得=所以次、初级线圈匝数比不得超过1017.如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数n1=1100匝接入电压U1=220V的电路中1要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6V,U3=110V,它们的匝数n2,n3分别为多少?2若在两副线圈上分别接上“6V20W”“110V60W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?答案130匝 550匝
20.36A解析1根据原、副线圈间电压与匝数的关系由=得n2=·n1=×1100匝=30匝n3=·n1=×1100匝=550匝2设原线圈输入电流为I1,由P入=P出得U1I1=U2I2+U3I3=P1+P3所以I1==A=
0.36APAGE。