《名师同步导学》2014高考物理一轮复习单元卷__人教版选修3-2_第5章_第4节_变压器

第五章 第4节 变压器
一、选择题
1．理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有( )
A ．交流电的频率
B ．磁通量的变化率
C ．功率
D ．交流电的峰值
解析：理想变压器没有漏磁，没有能量损失，所以原、副线圈中磁通量变化率相同，原、副线圈中功率相同，B 、C 项正确，变压器的原理是互感现象，其作用改变电压不改变频率，A 项正确，D 项错误．
答案：ABC
2．对理想变压器，下列说法中正确的是( )
A ．原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大
B ．原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大
C ．原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化
D ．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零
解析：理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故A 、B 正确，C 、D 错误． 答案：AB
3．(2012·高考全国课标卷)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I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为( )
A ．380 V 和5.3 A
B ．380 V 和9.1 A
C ．240 V 和5.3 A
D ．240 V 和9.1 A
解析：对理想变压器有U 2＝n 2n 1U 1＝380 V ，由P 2＝I 2U 2得I 2＝P 2U 2＝2 000380
A ≈5.3 A ．依据I 1I 2＝n 2n 1得I 2＝n 2n 1I 2＝1 9001 100
×5.3 A ≈9.1 A ，故只有选项B 正确． 答案：B
4．如图所示为理想变压器．原线圈的匝数为1 000匝，两个副
线圈n 2＝50匝，n 3＝100匝，L 1是“6 V 2 W ”的小灯泡．L 2是“12
V 4 W ”的小灯泡，当n 1接上交变电压时，L 1、L 2都正常发光，
那么原线圈中的电流为( )
A.160
A B.130 A C.120 A D.110
A 解析：P 出＝2 W ＋4 W ＝6 W ，由P 入＝P 出，得I 1U 1＝6 W ，又U 1U 2＝n 1n 2，所以U 1＝n 1n 2
U 2＝1 00050×6 V ＝120 V ，所以I 1＝6120 A ＝120
A ．故正确答案为C. 答案：C
5．(2013·河北省衡水中学高二检测)图(甲)是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电图象，把该交流电压加在图(乙)中变压器的A 、B 两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R ＝1 Ω，其他各处电阻不计，以下说法中正确的是( )
A ．在t ＝0.1 s 、0.5 s 时，穿过线圈的磁通量最大
B ．线圈转动的角速度为10π rad/s
C ．电压表的示数为 2 V
D ．电流表的示数为0.40 A
解析：线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动，当线圈转动到与中性面垂直的位置时，感应电动势最大，但此时的磁通量最小，为零，选项A 错误；由(甲)图可知，交流电流的电压峰值为U m ＝10 2 V ，周期T ＝0.4 s ，所以线圈转动的角速度ω＝2π/T ＝5π rad/s ，选项B 错误；理想变压器原线圈Ⅰ的输入电压U 1＝10 V ，根据变压器的变压比得理想变压
器副线圈Ⅱ上得到的电压U 2＝n 2n 1
U 1＝2 V ，选项C 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，由I 1U 1＝U 22/R 可得电流表的示数I 1＝0.40 A ，选项D 正确．
答案：D
6．(2013·河北省衡水中学高二检测)有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD 之间加上输入电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压．图中A 为交流电流表，V 为交流电压表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，CD 两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器( )
A ．当R 3不变，滑动触头P 顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
B ．当R 3不变，滑动触头P 逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大
C ．当P 不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大
D ．当P 不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小 解析：当R 3不变，滑动触头P 顺时针转动时，调压变压器副线圈的匝数减小，副线圈的输出电压变小，电压表、电流表示数变小，选项A 正确；同理，当R 3不变，滑动触头P 逆时针转动时，调压变压器副线圈的匝数增多，副线圈的输出电压变大，电压表、电流表示数变大，选项B 错误；P 不动，副线圈的输出电压不变，当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，R 3阻值变小，副线圈的输出电流变大，R 1上的电压变大，电压表读数变小，R 2中的电流减少，电流表读数变大，选项C 错误、D 正确．
答案：AD
二、非选择题
7.如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，
原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝2∶1，电源电压为U ，求B 灯两端的
电压U B 为多少？
解析：由串联电路分压原理可知U ＝U A ＋U 1
由变压器原理可知：
U 1∶U 2＝2∶1 I 1∶I 2＝1∶2
由欧姆定律可知：U A ＝I 1R U B ＝I 2R
联立解得U B ＝25
U . 答案：25
U 8．(2011·高考江苏单科)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ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；
(2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1；
(3)求ce 和de 间线圈的匝数比n ce
n de .
解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s 电压瞬时值u ab ＝400sin200πt (V)．
(2)电压有效值U 1＝200 2 V 理想变压器P 1＝P 2
原线圈中的电流I 1＝P
1
U 1
解得I 1≈0.28 A(或2
5 A)．
(3)设ab 间匝数为n 1
U 1n 1＝U ce
n ce
同理U 1n 1＝U de
n de
由题意知U 2ce R ce ＝U 2de
R de
解得n ce n de ＝ R ce
R de
代入数据得n ce n de ＝4
3.
答案：(1)u ab ＝400sin200πt (V)
(2)0.28 A(或25 A) (3)n ce n de ＝4
3。