高中物理--变压器练习题
高中物理 变压器专项练习题含答案
高中物理 变压器专项练习题含答案一、单选题1．如图甲所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，输出电压随时间变化规律如图乙所示。
导线框与理想变压器相连，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10:1，理想变压器副线圈接入一台机械效率较大的交流电动机，电动机连接一质量为200g 的重物恰好以速度10m /s v =匀速上升，已知电动机内阻2r =Ω，不计导线框及其余导线电阻，不计一切摩擦，电表均为理想电表，则（ ）A ．电动机的机械效率为80%B ．电流表的示数为0.1AC ．副线圈电流的频率为5HzD ．图甲时刻导线框的电流方向为ABCD2．在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的正弦交流电，下列分析正确的是（ ）A ．只将开关S 1从2拨向1，电流表A 的示数变小B ．只将开关S 1从2拨向1，副线圈两端的电压不变C ．只将开关S 2从4拨向3，R 1和R 2消耗的总功率变大D ．只将开关S 3从闭合改为断开，变压器的输入功率变小3．手机无线充电设备主要由发射线圈和接收线圈组成，如图所示，其工作原理与理想变压器相同。
已知发射、接收线圈匝数比为12:5:1n n =，AB 端输入电流2200(A)i t π=，下列说法正确的是（ ）A ．无线充电的原理是电流可以产生稳恒的磁场B ．接收线圈的输出功率与发射线圈的输入功率之比是1:5C ．接收线圈的输出电流的有效值为1AD ．接收线圈的电流频率为50Hz4．如图所示，理想变压器原线圈a 、b 端接电压稳定的交流电源，副线圈接一灯泡L 和滑动变阻器R ，电压表均视为理想电表。
不计小灯泡电阻的变化，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是（ ）A ．电压表2V 的示数变小B ．电压表1V 的示数变大C ．小灯泡L 消耗的功率变大D ．变压器原、副线圈的电流之比增大 5．匝数为110、面积为20.5m π的矩形线圈，在磁感应强度大小为225T 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以100πrad s 的角速度匀速转动，产生正弦交变电流。
高中物理：变压器练习题含答案
高中物理：变压器练习题含答案一、单选题1．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，定值电阻R 1、R 2的阻值均为2Ω，理想二极管与电阻R 1并联，在变压器原线圈输入1002sin50πt （V ）的交流电压，变压器原副线圈的匝数比为5：1，则变压器原线圈输入的功率为（ ）A ．100WB ．125WC ．150WD ．175W2．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44：9， b 是原线圈的抽头，且其恰好位于原线圈的中心，S 为单刀双掷开关，负载电阻为R ，电表均为理想电表，在原线圈c 、d 两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（ ）A ．当S 与a 连接，2110s -=⨯t 时，电流表的示数为0B ．无论S 与a 或b 相连，1s 内电阻R 上电流方向均改变100次C ．将S 由a 拨向b 后时，电压表示数将变为原来的一半D ．将S 由a 拨向b 后时，电阻R 消耗的功率变为原来的2倍3．氮化镓手机充电器具有体积小、功率大、发热量少的特点，图甲是这种充电器的核心电路。
交流电经前端电路和氨化镓开关管后，在ab 端获得如图乙所示的高频脉冲直流电，经理想变压器降压后在cd 端给手机充电，则正常工作时，变压器cd 输出端（ ）A ．输出的电压也是直流电压B ．输出电流的频率为2TC．输出电流的有效值大于ab端输入电流的有效值D．需将输入电压转变为交流电，输出端才会有电压输出4．如图所示的电路中，M、N端接电压有效值恒定的正弦交流电源，理想变压器的原副线圈分别与定值电阻相连，电表均为理想电表，将变压器副线圈滑片缓慢向下移动，在此过程中，以下说法正确的是（）A．电流表1A示数减小B．电压表1V示数增大C．电阻1R功率减小D．正弦交流电源输出功率增大5．互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。
它能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于测量或保护系统。
如图所示，1T、2T是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，1T的原、副线圈匝数比为1:100，交流电压表的示数为100V，交流电流表的示数为1A，则（）A．a是交流电压表，b是交流电流表B．2T的原、副线圈匝数比为100:1C．高压线路输送的电流为1AD．高压线路输送的电功率为42.210kw6．如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则（）A．a为电流表，b为电压表B．a为电压表，b为电流表C．线路输送电功率是2200WD．b能测量稳恒直流电路的电压7．如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻R，电流表、电压表均为理想电表。
高中物理 变压器专项练习题含答案
高中物理变压器专项练习题含答案一、单选题1．美国使用的电吹风在120V的电压下正常工作，现将它在标准电压为220V的中国使用，则下列说法正确的是（）A．要使电吹风正常工作，所需变压器的原、副线圈匝数比应为6:11B．标准电压220V指的是交流电的有效值C．标准电压220V指的是交流电的峰值D．变压器中匝数少的线圈导线较细，匝数多的线圈导线较粗2．如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1∶n2=n4∶n3。
当用户用电器的总电阻减小时（）A．U1∶U2=U3∶U4B．用户的电压U4增大C．用户消耗的功率等于发电机的输出功率D．输电线上损失的功率增大3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器的原、副线圈的匝数之比为a，降压变压器的原、副线圈的匝数之比为b，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U。
若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数增大了∆U，则下列判断正确的是（）A．电压表的V1示数增大B．电流表A2的示数减小了U R ∆C．电流表A1的示数减小了b UR∆D．输电线损耗的功率减小了2b URR∆⎛⎫⎪⎝⎭4．图所示为一理想变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，输入电压m sin100t(V)u Uπ=。
当输入电压为灯泡额定电压的8倍时，三个灯泡刚好都正常发光。
下列说法正确的是（）UA．三个灯泡的额定电压为m8B．变压器原、副线圈匝数比为9：2C．流过灯泡c的电流，每0.02s方向改变一次D．此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2：75．互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。
它能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于测量或保护系统。
如图所示，1T、2T是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，1T的原、副线圈匝数比为1:100，交流电压表的示数为100V，交流电流表的示数为1A，则（）A．a是交流电压表，b是交流电流表B．2T的原、副线圈匝数比为100:1C．高压线路输送的电流为1AD．高压线路输送的电功率为42.210kw6．如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1000：1和1：100，已知电压表的示数为22V，电流表的示数为1A，则线路输送的电功率是（）A．220W B．22kWC．220kW D．2200kW7．我国目前既是世界上唯一用特高压输电技术进行远距离输电的国家，也是全球特高压输电线最长、核心专利最多、技术最完备的国家。
高中物理：变压器练习题含答案
高中物理：变压器练习题含答案一、单选题1．远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R ，则 （ ）A ．22U I RB ．输电线损失的电功率为22U RC ．提高输送电压U 2，则输电线电流I 2增大D ．电厂输送电功率为U 2I 22．如图所示为一小型电风扇的电路简图，理想变压器的原、副线圈匝数比为n ，原线圈接电压为U 的交流电源，输出端接有一电阻为r 的灯泡L 和风扇电动机D ，电动机线圈电阻也为r 。
接通电源后，电风扇正常运转，测出通过风扇电动机的电流为I 。
则（ ）A ．副线圈中的电流为2IB ．副线圈两端的电压为nUC ．电动机D 的输出功率为2UI I r nD ．灯泡L 的功率为U I n3．如图所示，理想变压器原线圈与灯泡A 相连接，副线圈与三个灯泡和一个电流表相连接，四个灯泡完全相同，当输入电路中接入2202sin100π(V)U t 交流电时，四个灯泡均能正常发光，以下说法正确的是（ ）A ．1s 内通过电流表的电流方向改变50次B ．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1C ．灯泡的额定电压为55 VD ．若副线圈中D 灯突然烧坏，其余三个灯泡均会烧坏4．如图所示的电路中，M 、N 端接电压有效值恒定的正弦交流电源，理想变压器的原副线圈分别与定值电阻相连，电表均为理想电表，将变压器副线圈滑片缓慢向下移动，在此过程中，以下说法正确的是（）A．电流表1A示数减小B．电压表1V示数增大C．电阻1R功率减小D．正弦交流电源输出功率增大5．某种手机的无线充电原理如图所示。
已知发射线圈的两端电压为45V，电流的频率为100kHz，接收线圈的两端电压为5.4V。
充电时效率大约60%。
下列说法正确的是（）A．无线充电工作原理是“电流的磁效应”B．接收线圈中电流的频率为100kHzC．无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为25:3D．充电时接收线圈始终有收缩的趋势6．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（）A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势也为零B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大C．电压表V2示数2 2212n NB L Unω=D．若可变电阻接入的阻值为R0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为22222012n N B Ln Rπω7．在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。
高中物理 变压器专项练习题及答案
高中物理 变压器专项练习题及答案一、单选题1．在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的正弦交流电，下列分析正确的是（ ）A ．只将开关S 1从2拨向1，电流表A 的示数变小B ．只将开关S 1从2拨向1，副线圈两端的电压不变C ．只将开关S 2从4拨向3，R 1和R 2消耗的总功率变大D ．只将开关S 3从闭合改为断开，变压器的输入功率变小2．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器的原、副线圈的匝数之比为a ，降压变压器的原、副线圈的匝数之比为b ，输电线的总电阻为R ，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U 。
若由于用户的负载变化，使电压表V 2的示数增大了∆U ，则下列判断正确的是（ ）A ．电压表的V 1示数增大B ．电流表A 2的示数减小了UR∆ C ．电流表A 1的示数减小了b UR∆D ．输电线损耗的功率减小了2b U R R ∆⎛⎫⎪⎝⎭3．升流器是电力部门和工矿企业的电器设备做电流负载试验及温升试验的专用设备，其工作原理简化如图所示。
某次外接调压器进行伏安特性试验，升流器第一级1T 的自耦线圈滑头P 位于线圈中点，2T 为第二级升流器，12T T 、均为理想变压器，不计线路电阻。
当采集负载R 的电流值为ab 输入端电流值的10倍时，则第二级升流器2T 的匝数比为（ ）A ．1:5B ．3:1C ．4:1D ．5:14．如图所示，理想变压器原线圈接在m sin()u U t ωϕ=+的交流电源上，副线圈接滑动变阻器R 和两个阻值相同的定值电阻0R ，电表均视为理想电表。
滑动变阻器R 的滑片P 由a 端向b 端缓慢滑动过程中（ ）A ．电压表1V 的示数变大B ．电压表2V 的示数变大C ．电流表1A 的示数变大D ．电流表2A 的示数变大5．如图所示，边长为L 、匝数为N ，电阻不计的正方形线圈abcd 在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕转轴OO ′转动，轴OO ′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1和n 2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（ ）A ．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势也为零B ．当可变电阻R 的滑片P 向上滑动时，电压表V 2的示数变大C ．电压表V 2示数22212U n D ．若可变电阻接入的阻值为R 0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为22222012n N B L n R πω6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为0100n =、1200n =和2300n =，两个副线圈分别接有电阻15R =Ω、210R =Ω和35R =Ω。
高中物理 变压器专项练习题附答案
高中物理 变压器专项练习题附答案一、单选题1．一含有理想变压器的电路如图所示，1R 、2R 为定值电阻，3R 为滑动变阻器，A 为理想交流电流表。
U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。
下列说法正确的是（ ）A ．Q 不动，P 向上滑动，电流表示数变大B ．Q 不动，P 向下滑动，变压器输出功率变大C ．P 不动，Q 向上滑动，电流表示数变小D ．P 不动，Q 向下滑动，变压器输出功率变大2．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44：9， b 是原线圈的抽头，且其恰好位于原线圈的中心，S 为单刀双掷开关，负载电阻为R ，电表均为理想电表，在原线圈c 、d 两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（ ）A ．当S 与a 连接，2110s -=⨯t 时，电流表的示数为0B ．无论S 与a 或b 相连，1s 内电阻R 上电流方向均改变100次C ．将S 由a 拨向b 后时，电压表示数将变为原来的一半D ．将S 由a 拨向b 后时，电阻R 消耗的功率变为原来的2倍3．由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，经常用于火警报警装置。
如图甲所示是一火警报警器的电路示意图，理想变压器原线圈接入图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻T R 及报警器P （有内阻）组成闭合电路，流过报警器P 的电流超过c I 时就会发出警报声。
则以下判断正确的是（ ）A ．变压器原线圈两端交变电压2202(V)π=u tB ．当R T 所在处出现火情时，变压器输入功率增大C ．当R T 所在处出现火情时，电压表示数增大D ．在0.01s t =时，电流表示数为04．图所示为一理想变压器，其中a 、b 、c 为三个额定电压相同的灯泡，输入电压m sin100t(V)u U π=。
当输入电压为灯泡额定电压的8倍时，三个灯泡刚好都正常发光。
下列说法正确的是（ ）A ．三个灯泡的额定电压为m 8U B ．变压器原、副线圈匝数比为9：2 C ．流过灯泡c 的电流，每0.02s 方向改变一次D ．此时灯泡a 和b 消耗的电功率之比为2：75．为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图如图甲所示，交流发电机的矩形线圈匝数为100n =，在匀强磁场中以OO '为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化图像如图乙所示，矩形线圈与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，线圈、导线的电阻均不计，变压器为理想变压器，额定电压为220V 的医疗设备恰能正常工作，下列说法正确的是（ ）A ．电压表的示数为1002VB ．从0=t 开始计时，变压器原线圈两端的电压()1002V u t π=C ．变压器的原、副线圈匝数比为5：11D ．假如给变压器输入端接入电压100V U =的直流电，医疗设备也能正常工作6．一发电站采用高电压向外输送电能，输送的总功率为P ，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R ，则下列说法正确的是（ ）A．输电线上的电流为URB．输电线上的电流为PUC．输电线上损失的电压为U D．输电线上损失的功率为2 U R7．在图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10:1，电阻R1、R2的阻值分别为5Ω、6Ω，电压表和电流表均为理想电表。
高中物理：变压器练习题含答案
高中物理：变压器练习题含答案一、单选题1．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。
利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，12:1:2n n =，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P 。
若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则（ ）A ．R 消耗的功率变为4PB ．电压表V 的读数变为2UC ．电流表A 的读数变为0.5ID ．通过R 的交变电流频率变为原来的4倍2．如图所示，一个面积为S 的单匝金属线圈（电阻不计）在匀强磁场B 中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO '匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接。
其中电阻R 1＝R ，光敏电阻R 2在无光照时其阻值也为R （其电阻随光照强度增大而减小），理想变压器的原、副线圈的匝数比为n ，电表皆为理想电表，则（ ）A ．开关S 处于闭合状态，当R 2上端串联理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）时，电流表的示数不变B ．当开关S 断开、R 2用黑纸包裹时，R 2()2BS ωC ．从图示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式为cos e BS t ωω=D ．开关S 处于闭合状态，当减小光照强度时，电压表的示数变大，电流表的示数变大 3．如图所示，理想变压器原线圈a 、b 端接电压稳定的交流电源，副线圈接一灯泡L 和滑动变阻器R ，电压表均视为理想电表。
不计小灯泡电阻的变化，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是（ ）A．电压表2V的示数变小B．电压表1V的示数变大C．小灯泡L消耗的功率变大D．变压器原、副线圈的电流之比增大4．在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表且导线电阻忽略不计，开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（）A．A1的示数减小，A2的示数增大B．A1的示数增大，A2的示数增大C．V1的示数减小，V2的示数减小D．V1的示数不变，V2的示数减小5．图所示为一理想变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，输入电压m sin100t(V)u Uπ=。
高中物理-变压器练习题附答案
高中物理－变压器练习题附答案一、单选题1．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为12n n 、，定值电阻1R ，滑动变阻器2R ，图中电流表、电压表均为理想电表．在a b 、端输入电压有效值恒定的交变电流，当滑动变阻器2R 的滑片P 向下滑动时，则（ ）A ．电压表示数减小B ．电流表示数减小C ．1R 消耗的功率减小D ．电源的输出功率减小2．如图所示，理想变压器有三个线圈（一个原线圈1N 、两个副线圈2N 和3N ），其线圈匝数之比为123:::2:41N N N =，原线圈中接有效值恒定的正弦式交流电压，两副线圈电路中分别接有相同的灯泡1L 、2L ，灯泡的电阻均为一定值。
在副线圈2N 两端还接有开关S 和一阻值与灯泡阻值相同的定值电阻，则下列说法正确的是（ ）A ．1N 线圈两端的电压与3N 线圈两端的电压之比为4：1B ．1L 、2L 两个灯泡消耗的电功率之比为1：2C ．开关S 断开与闭合时2N 线圈输出的电功率之比为1：2D ．开关S 闭合时，原线圈1N 与副线圈2N ，3N 中的电流之比为4：1：23．某发电站用有效值为U 的交变电压向远处输电，输送功率为P ，输电线的总电阻为R 。
若改用5U 的交变电压输电，保持输送功率不变，则输电线上损失的电功率之比为（ ） A ．25∶1B ．20∶1C ．10∶1D ．5∶14．如图，变压器的输入端接入12202(V)u t π=的交流电，开关S 接1，当滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω时，此时电压表的读数为102V 。
变压器为理想变压器，二极管正向电阻不计，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）A ．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数增大B ．若只将S 从1拨到2，电流表示数变大C ．S 接1时，原、副线圈中接入电路的匝数之比为11：1D ．1min 内滑动变阻器产生的热量为400J5．如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n ∶1，原线圈接正弦交流电，电压为u ＝U 0cos 100πt （V ），副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。
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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( ) A.交变电流的电压 B.交变电流的电流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n1∶n2=4∶1,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.3 mAB.0C.48 mAD.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。
由I2=得I2增大,即电流表A2的读数增大,即输出功率变大。
由U1I1=U2I2可知,I1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1∶2;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=110V,I=0.2AD. U=110V,I=0.2 A【解析】选A。
在副线圈电路中,I2===0.1A,再根据=及=,得U 1=110V,I1=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=,可知电流表的读数为3.6A。
5.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20Ω,L1、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=20sin(50πt)VB.只断开S2后,L1、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,ω==100πrad/s,u=20sin(100πt)V,A项错误;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10∶1,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=2×10-2s,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.U2>U1,U2降低 B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低 D.U2<U1,U2升高【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=,在将滑动触头从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( )A.1100,360B.1100,180C.2200,180D.2200,360【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===180,故B正确。
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(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2 A。
以下判断正确的是( )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n1∶n2=11∶3【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。
【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;原线圈电压表的读数220V也为有效值,由变压器的电压关系=,可得==,D正确;由变压器的电流关系=,可得通过原线圈的电流为I1=I2=×2.2A=0.6 A,故B正确;变压器的输入功率为P=U1I1=220×0.6W=132W,选项A错误。
二、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=220sin100πt(V),电阻R=44Ω,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I 1=I2=0.2A。
答案:(1)44V (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U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U有什么关系?【解析】(1)设每个灯泡的额定电流为I0,次级电路中三个灯泡并联,则I2=3I。
次级电路的电功率P2=U2I2=3UI。
对理想变压器P1=P2=3UI。
从初级电路看,由于灯泡L1是串联在电路中的,要使灯泡L1能正常发光,必须保证通过灯泡L1的电流也为I,也就是说要有I1=I。
由此可知应有U1=3U。
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=3U。
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U。
因此,电源电压U=4U。
答案:(1)可正常发光(2)U=4U11.一台理想变压器,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100Ω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)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。
(2)由=得:电压表示数为U 2=×U 1=×220V=44V电流表示数为I 2==A=0.44A 。
P 入=P 出=I 2U 2=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ce 间接一只R ce =400Ω的电阻,或只在de 间接一只R de =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U ab 的表达式。
(2)求只在ce 间接400Ω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ω=200πrad/s电压瞬时值表达式Uab=400sin 200πt(V)。
(2)电压有效值U1==200(V)理想变压器P1=P2原线圈中的电流I1==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)Uab=400sin 200πt(V)(2)0.28A (3)。