高中物理：变压器练习题

高中物理：变压器练习题

1.如图所示四个电路,能够实现升压的是( )

【解析】选D。变压器只能对交变电流变压,不能对直流电变压,故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比,所以D项能实现升压。

2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( )

A.U=66V,k=

B. U=22V,k=

C.U=66V,k=

D.U=22V,k=

【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析：

(1)掌握变压器的功率、电压、电流关系。

(2)根据变压器的匝数比推出原、副线圈的电流比,求得k值。

(3)根据变压器的电压关系和电路的特点求得电压。

【解析】选A。由于变压器的匝数比为3∶1,可得原、副线圈的电流比为1∶3,根据

P=I2R可知原、副线圈中电阻R的功率之比k=,由=,其中U

2=U,则U

1

=3U,结合原、

副线圈的电流比为1∶3,可得原线圈中电阻R上的电压为,所以有3U+=220V,得

U=66V,故选项A正确。

【补偿训练】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压—时间图

像。原、副线圈匝数比n

1∶n

2

=10∶1,串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为1A,

则( )

A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为311 V

B.变压器输出端所接电压表的示数为22V

C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz

D.变压器的输出功率为220W

【解析】选C。变压器原线圈所接交流电压的有效值为U

1

=V=220 V,选项A错误；

变压器输出端所接电压表的示数为U

2=U

1

=×220V=22 V,选项B错误；变压器输

出端交变电流的频率为f=Hz=50 Hz,选项C正确；变压器的输出功率等于输入功

率,P=U

1I

1

=220×1W=220 W,选项D错误。故选C。

3.(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50 Hz

B.副线圈输出电压的有效值为31 V

C.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U

m

=311 V,周期T=2×10-2s,

则原线圈输入电压的有效值U

1

==220V,频率f===50Hz,A正确；由

=可得U

2=U

1

=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。

4.如图所示,L

1和L

2

是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器。若已知变压比为1

000∶1,变流比为100∶1,并且知道电压表示数为220 V,电流表示数为10 A,则输电线的输送功率为( )

A.2.2×103W

B.2.2×10-2W

C.2.2×108W

D.2.2×104W

【解析】选C。根据==得,U

1=2.2×105V,I

1

=1000A,所以输电线的输送功率

P=U

1I

1

=2.2×108W,C正确。

5.一台理想变压器,其原线圈匝数为2200匝,副线圈匝数为440匝,并接一个100Ω的负载电阻,如图所示。

求原线圈接在220V交流电源上时,电压表示数为________V,电流表示数为________A。此时输入功率为________W,变压器的效率为________。

【解析】由=得U

2=U

1

=220×V=44V,

I

2

==A=0.44A,

P 1=P

2

=U

2

I

2

=44×0.44W=19.36W,效率为η=100%。

答案：44 0.44 19.36 100%

【互动探究】上题中,当原线圈接在44V直流电源上时,电压表示数为________V,电流表示数为________A。

提示：当原线圈接在直流电源上时,由于原线圈中的电流恒定,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、电流表示数均为零。

答案：0 0