高中物理 第二章 交变电流 第六节 变压器练习 粤教版选修3-2

第二章交变电流
第六节变压器
A级抓基础
1．如图，可以将电压升高供电给电灯的变压器是( )
解析：A图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；B图中，副线圈匝数比原线圈匝数多，所以是升压变压器，故B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；C图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故C错误，故选B.
答案：B
2．(多选)利用变压器不可能做到的是( )
A．增大电流 B．升高电压
C．减小频率D．增大功率
解析：根据变压器的工作原理可以知道，变压器可以改变电压和电流，不可能增大功率和改变频率．
答案：CD
3.用一理想变压器向一负载R供电，如图所示，当增大负载电阻R时，原线圈中电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是( )
A．I2增大，I1也增大B．I2增大，I1减小
C．I2减小，I1也减小D．I2减小，I1增大
解析：原线圈电压、匝数比不变，输出电压不变，则负载电阻R增大，I2变小，I1也变小．答案：C
4．一台理想变压器的原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1 200匝，在原线圈两端接有一电动势为10 V的电池组，则在副线圈两端的输出电压为( )
A．0 V B．1.2 V
C．120 V D．小于120 V
解析：电池组中的电流属于恒定电流，原线圈中无变化的磁通量，副线圈中不产生感应电动势．
答案：A
5．(多选)图甲的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，A、V为理想电流表和电压表
，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V ，下列表述正确的是( )
图甲 图乙 A ．电流表的示数为2 A
B ．原、副线圈匝数比为1∶2
C ．电压表的示数为电压的有效值
D ．原线圈中交变电压的频率为100 Hz
解析：由I ＝U R 得I ＝110
55A ＝2 A ，A 正确．理想变压器中U 1U 2＝n 1n 2，所以n 1n 2＝U 1
U 2＝U m
2U 2＝220110＝21，B
错误．测量交流电时电表示数为有效值，C 正确．由题图乙知T ＝0.02 s ，由f ＝1
T
得f ＝50 Hz ，
D 错误． 答案：AC
6.如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1∶n 2和电源电压U 1分别为( )
A ．1∶2 2U
B ．1∶2 4U
C ．2∶1 4U
D ．2∶1 2U
解析：设灯泡正常发光时的电流为I ，则I 1＝I ，I 2＝2I .由n 1n 2＝I 2I 1得n 1n 2＝21.由U 1′U 2＝n 1n 2得U 1′＝
n 1
n 2U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确．
答案：C
B 级 提能力
7．将输入电压为220 V ，输出电压为6 V 的变压器改装成输出电压为24 V 的变压器．已知副线圈原来的匝数为36匝，现不改原线圈的匝数，则副线圈应增绕的匝数为( ) A ．144匝 B ．108匝 C ．180匝 D ．540匝
解析：由U 1U 2＝n 1n 2有2206＝n 136，22024＝n 1
n 2
，解得n 2＝144，所以应增加的匝数Δn 2＝n 2－36＝108(匝)．故
选B. 答案：B
8．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，则下列说法正确的是( )
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上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小
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，电压表读数变大 解析：由图知，当滑动触头P 顺时针转动时，变压器副线圈的匝数减少，根据U 1U 2＝n 1n 2
可得副线圈的电压U 2减小，因负载的电阻不变，故电流表读数变小，电压表读数变小，所以A 正确；同理，若滑动触头P 逆时针转动时，变压器副线圈的匝数增加，U 2增大，电流表示数增大，所以B 错误；当P 不动，副线圈电压U 2不变，滑动触头向上滑动时，R 3连入电路中的阻值增大，与R 2并联后的电阻增大，根据串联电路的分压规律可得电压表示数增大，所以C 错误；同理，当滑动触头向下滑动时，R 3连入电路中的阻值减小，与R 2并联后的电阻减小，根据串联电路的分压规律可得电压表示数减小，所以D 错误． 答案：A 9．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20Ω，R 2＝30Ω，C 为电容器．已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则( )
图甲 图乙
A ．交流电的频率为0.02 Hz
B ．原线圈输入电压的最大值为200 2 V
C ．电阻R 2的电功率约为6.67 W
D ．通过R 3的电流始终为零
解析：交流电的频率为f ＝1T ＝50 Hz ，A 错误；通过R 1的电流的有效值I ＝I m 2＝1
2
A ，U 2＝IR 1
＝10 2 V ，电阻R 2的电功率P ＝U 22
R 2＝6.67 W ，C 正确；由U 1U 2＝n 1n 2得U 1＝n 1n 2
U 2＝100 2 V ，B 错误；
电容器能隔直流，通交流，故D 错误．
答案：C
10．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶9，副线圈接有一灯泡L 和一电阻箱R ，原线圈所接电源电压按图乙所示规律变化，此时灯泡消耗的功率为40 W ，则下列说法正确的是( )
图甲 图乙
A ．副线圈两端输出电压为36 V
B ．原线圈中电流表示数为2
11
A
C ．当电阻R 增大时，变压器的输入功率减小
D ．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt (V)
解析：交变电流图象的周期为0.02 s ，角速度ω＝100π，因此原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin 100πt (V)，D 正确；根据n 1n 2＝U 1U 2
，而从交流电的图象可知，输入电压的有效值U 1＝220 V ，因此副线圈两端输出电压为36 V ，A 正确；电阻与灯并联，消耗的总功率大于40 W ，由于变压器是理想变压器，因此输入功率也大于40 W ，因此，输入电流I >40
220 A
＝2
11 A ，B 错误；当电阻R 增大时，副线圈回路总电阻增加，而电压不变，消耗的功率减少，因此变压器的输入功率减小，C 正确． 答案：ACD
11.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t (V)的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )
A ．2.0 V
B ．9.0 V
C ．12.7 V
D ．144.0 V
解析：由U 1n 1＝U 2n 2得U 2＝n 2U 1n 1
，其中U 1＝
51
2 V ，得U 2＝
51
42
V ≈9.0 V ，因此题中两线圈并非处于
理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0 V ，故选项A 正确． 答案：A 12．如图所示，理想变压器B 的原线圈跟副线圈的匝数比n 1∶n 2＝2∶1，交流电源电压U 1＝220 V ，F 为熔断电流I 0＝1.0 A 的保险丝，负载为一可变电阻．
(1)当电阻R ＝100Ω时，保险丝能否被熔断？
(2)要使保险丝不被熔断，电阻R 的最小值为多少？变压器输出的电功率不能超过多少？ 解析：(1)由U 1U 2＝n 1n 2
得到U 2＝110 V ， 由欧姆定律得：I 2＝1.1 A.
再有I 1I 2＝n 1n 2
得到I 1＝0.55 A ，故保险丝不能熔断． (2)理想变压器的P 入＝P 出＝220×1.0 W＝220 W ， 得到R ＝55Ω.
答案：(1)不能(2)55Ω220 W
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