人教版高中物理选修3-2变压器同步练习(5).docx
2017-2018学年高中物理人教版选修3-2练习5.4+变压器+随堂检测+Word版含解析
1．(对应要点一)在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器。
图5－4－5中，能正确反映其工作原理的是( )图5－4－5解析：电流互感器应是测电流的，应串联在火线上，故B 、D 项错误，同时，由I 1n 1＝I 2n 2知要使I 2＜I 1，须n 2＞n 1，故A 项正确，C 项错误。
答案：A2.(对应要点一)(2012·全国新课标卷)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5－4－6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 图5－4－6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 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A解析：由U 1n 1＝U 2n 2得：U 2＝n 2n 1U 1＝1 9001 100×220 V ＝380 V ，由P 1＝P 2＝U 1I 1＝U 2I 2得I 1＝P 2U 1＝2 000220A ≈9.1 A ，所以B 正确。
答案：B3．(对应要点二)用理想变压器给负载电阻R 供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，哪种可以使变压器输入功率增加( )A ．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R 保持不变B ．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C ．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变D ．减小变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变解析：由U 1U 2＝n 1n 2，当n 1增加时，U 2减小，P 2＝U 22R ，P 2减小，A 错；U 1、n 1、n 2不变，则U 2不变，R 减小时，P 2＝U 22R ，P 2增大，B 正确；选项C 与B 相反，故错误；当n 1、U 1不变，n 2减小时，则U 2减小，由P 2＝U 22R (R 不变)，P 2会减小，D 错。
高中物理 5.5 变压器同步训练 新人教版选修3-2
变压器原理分析1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) A ．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B ．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C ．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D ．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S 不变，故磁通量Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故D 错误． 答案 C理想变压器基本规律的应用2．理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I 1、I 2，电压为U 1、U 2，功率为P 1、P 2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( ) A ．I 1由I 2决定 B ．U 2与负载有关 C ．P 1由P 2决定D ．以上说法都不正确解析 对理想变压器的电流关系可写成I 1＝n 2n 1I 2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈端就输入多少，因此选项A 、C 正确． 答案 AC3．如图559所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是( )图559A ．120 V,0.10 AB ．240 V,0.025 AC ．120 V,0.05 AD ．240 V,0.05 A解析 灯泡正常工作，副线圈电压U 2＝12 V ，副线圈电流I 2＝2×612 A ＝1 A ，根据匝数比得原线圈电流I 1＝120I 2＝0.05 A ，原线圈电压U 1＝20U 2＝240 V ，选项D 正确．答案 D互感器的应用4．如图5510所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为( )图5510A．2.2×103 W B．2.2×10－2 WC．2.2×108 W D．2.2×104 W解析由电流互感器知高压输电线中电流I＝1 000 A，由电压互感器知高压U＝220×103 V，则高压输电线功率P＝UI＝2.2×108 W.答案 C(时间：60分钟)题组一变压器原理分析1．对理想变压器作出的判断正确的是( )A．高压线圈匝数多、电流大、导线粗B．低压线圈匝数少、电流小、导线细C．高压线圈匝数多、电流大、导线细D．低压线圈匝数少、电流大、导线粗解析电压高的匝数多，电流小，用细线．电压低的，匝数少，电流大，用粗线．答案 D2．如图5511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( )图5511A．3 mA B．0C．48 mA D．与负载R的值有关解析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n 1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈n 2的磁通量变化，在副线圈n 2上无感应电动势出现，所以A 2中无电流通过． 答案 B题组二 变压器基本规律的应用3．如图5512所示是霓虹灯的供电电路，变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈的电压为u 1＝311sin 100πt V ．霓虹灯正常工作的电阻R ＝440 k Ω，I 1、I 2表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是( )图5512A ．副线圈两端电压为6 220 V ，副线圈中的电流14.1 mAB ．副线圈两端电压为4 400 V ，副线圈中的电流10.0 mAC ．I 1＜I 2D ．I 1＞I 2解析 原线圈电压的有效值U 1＝U m2＝3112V ＝220 V ，由变压比U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝U 1n 2n 1＝4 400 V ，副线圈的电流I 2＝U 2R ＝ 4 400440×103 A ＝0.01 A ＝10 mA ，原、副线圈电流跟匝数成反比，故I 1＞I 2.答案 BD4．如图5513所示，一输入电压为220 V 、输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏．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，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈 的端电压为1 V ，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( )图5513A ．1 100,360B ．1 100,180C ．2 200,180D ．2 200,360解析 该题考查变压器的电压与匝数的关系，由U 1∶U 2∶U 3＝n 1∶n 2∶n 3，可得n 1＝U 1U 3n 3＝1 100匝，n 2＝U 2U 1n 1＝180匝，B 选项正确． 答案 B5．如图5514所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V,880 W”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )图5514A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析 因为用电器正常工作，可知电器R L 上的电压是220 V ，电流4 A ，C 正确；副线圈电压244 V ，所以原副线圈匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝11 000244＝45，A 错误；变压器不改变交变电流的频率，原线圈电压频率50 Hz ，副线圈电压频率还是50 Hz ，B 错误；变压器输入功率等于输出功率，输出功率大于880 W ，所以输入功率也大于880 W ，D 错误． 答案 C6．一台理想变压器从10 kV 的线路中降压并提供200 A 的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是( )． A ．5 A,250 V,50 kW B ．5 A,10 kV,50 kW C ．200 A,250 V,50 kW D ．200 A,10 kV,2×103kW解析 设原线圈输入电压、电流、功率分别为U 1、I 1、P 1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U 2、I 2、P 2，原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.由I 1I 2＝n 2n 1知I 1＝n 2n 1I 2＝140×200 A＝5 A. 由U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝n 2n 1U 1＝140×10×103V ＝250 V ， 输出功率P 出＝U 2I 2＝250×200 W＝50 kW. 答案 A7．如图5515所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n 1＝600，n 2＝120，电源电压U 1＝220 V ，原线圈中串联一个0.2 A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则( )．图5515A ．负载功率不能超过44 WB ．副线圈电流最大值不能超过1 AC ．副线圈电流有效值不能超过1 AD ．副线圈电流有效值不能超过0.2 A解析 由P 入＝P 出可知P 入＝U 1I 1＝44 W ．又因U 1U 2＝n 1n 2故U 2＝44 V ，故其I 2不能大于1 A ，负载功率不超44 W. 答案 AC8．一理想变压器原、副线圈匝数n 1∶n 2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图5516所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则( )．图5516A ．流过电阻的电流是20 AB ．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC ．经过1 min 电阻发出的热量是6×103J D ．变压器的输入功率是1×103W解析 设输入电压为U 1，输出电压为U 2，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝100 V ，I ＝U 2R ＝10010A ＝10 A ，故选项A 、B 错误；1 min 内电阻产生的热量Q ＝I 2Rt ＝102×10×60 J＝60 000 J ，故选项C 错误；P输入＝P 输出＝U 22R＝1×103W ，故选项D 正确．答案 D9．如图5517甲所示，变压器原副线圈的匝数比为3∶1，L 1、L 2、L 3、L 4为四只规格均为“9 V,6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的ut 图象如图5517乙所示．则以下说法中正确的是( )．图5517A ．电压表的示数为36 VB ．电流表的示数为2 AC ．四只灯泡均能正常发光D ．变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz解析 输入电压等于灯泡L 1与原线圈电压之和，而电压表测量到的实际上是原线圈两端电压，故A 错误；原副线圈变压比3∶1，原、副线圈电流之比为1∶3，设副线圈电压为U ，则原线圈电压为3U ，灯泡L 1的电压也是U ，故4U ＝36 V ，U ＝9 V ，故四个灯泡均正常工作． 答案 BCD题组三 几种变压器的使用10．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5518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( )图5518A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A解析 由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，U 1I 1＝P 2.所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大为n 2＝1 900匝，负载R 上的功率也最大，为2.0 kW ，则U 2＝n 2n 1U 1＝1 9001 100×220 V＝380 V ，I 1＝P 2U 1＝2.0×103220A ＝9.1 A ，故选项B 正确．答案 B11．为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图5519所示，两变压器匝数分别为n 1、n 2和n 3、n 4，a 和b 是交流电表，则( )图5－5－19A ．n 1＞n 2B ．n 3＞n 4C ．a 为交流电流表，b 为交流电压表D ．a 为交流电压表，b 为交流电流表解析 由电路连接方式可知，左图是电压互感器，把高电压经过变压器降压后测量，所以n 1＞n 2，a 为交流电压表，右图为电流互感器，把大电流经过变压器减为小电流再测量，所以n 3＜n 4 ，b 为交流电流表． 答案 AD12．如图5520甲所示为一理想变压器，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5520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.图5520(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的电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de. 解析 (1)由图乙知，ω＝200πrad/s 电压瞬时值u ab ＝400sin 200πt (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 1U 1，解得I 1≈0.28 A(或25A) (3)设ab 间匝数为n 1U 1n 1＝U ce n ce同理U 1n 1＝U den de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de解得n cen de ＝R ceR de 代入数据得n ce n de ＝43答案 (1)u ab ＝400sin 200πt V ；(2)0.28 A(或25A)；(3)4313．如图5521所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n 1＝1 100匝．接入电压U 1＝220 V 的电路中．图5521(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U 2＝6 V ，U 3＝110 V ，它们的匝数n 2、n 3分别为多少？ (2)若在两副线圈上分别接上“6 V,20 W”“110 V，60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？解析 (1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系： 由U 1U 2＝n 1n 2得n 2＝U 2U 1n 1＝6220×1 100匝＝30匝 n 3＝U 3U 1n 1＝110220×1 100匝＝550匝．(2)设原线圈输入电流为I 1，由P 入＝P 出得U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＝P 2＋P 3所以I 1＝P 2＋P 3U 1＝20＋60220A ＝0.36 A. 答案 (1)30匝 550匝 (2)0.36 A。
人教版高中物理选修3-2同步练测：第五章4变压器
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）4 变压器建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.对理想变压器可作出的判断是( )A．高压线圈匝数多、电流大、导线粗B．低压线圈匝数少、电流小、导线细C．高压线圈匝数多、电流大、导线细D．低压线圈匝数少、电流大、导线粗2.一台理想变压器的副线圈有100 匝，输出电压为10 V，则铁芯中磁通量的变化率的最大值为( )A．10 Wb/s B．14.1 Wb/sC．0.14 Wb/s D．28.2 Wb/s3.(2010年高考重庆卷)一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏．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1所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，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( )图1A．1100,360 B．1100,180C．2200,180 D．2200,3604.如图2所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(I R、I C均为有效值)( )图2A．若ab棒匀速运动，则I R≠ 0，I C=0B．若ab棒匀速运动，则I R=0，I C=0C．若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则I R≠ 0，I C≠ 0D．若ab棒做匀加速运动，则I R≠ 0，I C=05.(2011年湛江市模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( )A．电流表的示数为3√2220AB．电源输出功率为1200 WC．电流表的示数为3220AD．原线圈两端电压为11 V 图36.(2011年湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图4所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则( )图4A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小7.(2011年芜湖高二检测)如图5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n1∶n2和电源电压U1分别为( )图5A．1∶2 2U B．1∶2 4UC．2∶1 4U D．2∶1 2U8.如图6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是( )图6A．线圈匝数n1<n2，n3<n4B．线圈匝数n1>n2，n3<n4C．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路9.(2009年四川高考)如图7甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1=20 Ω，R2=30 Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示，则()图7A．交流电的频率为0.02 HzB．原线圈输入电压的最大值为200√2 VC．电阻R2的电功率约为6.67 WD．通过R3的电流始终为零10.如图8所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是( )图8A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.如图9所示，自耦变压器输入端A、B接交流电源，其电压有效值U AB=100 V，R0=40 Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值U CD为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A.图9 图1012．如图10所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V 100 W”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为18∶1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A．三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（16分）如图11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为1.80×104 V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12 mA时，熔丝就熔断．图11(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？14．（16分）黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫外线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”．图12如图12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220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/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？15.（16分）如图13所示理想变压器输入的交流电压U1=220 V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6 V9 W”、“12 V12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：图13(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3；(2)原线圈中电流I1.4 变压器得分：一、选择题二、填空题11. 12.三、计算题13.14.15.4 变压器参考答案一、选择题1.D 解析：由变压规律U1U2=n1n2知高压线圈匝数多，由变流规律I1I2=n2n1，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D.2.C 解析：由E=nΔΦΔt 知ΔΦΔt=1nE m=1100×10√2 Wb/s=0.14 Wb/s.3.B 解析：对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n1=n3U1U3=5×2201=1100，同理，变压器烧坏前，n2=n1U2 U1=1100×36220=180，B正确．4.BCD 解析：ab匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错，B正确；若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C正确；当ab匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电．故D选项也正确．5.C 解析：副线圈电压U2=220 V，电流I2=PU2=311A，则原线圈两端电压U1=201×U2=4 400 V，电流I1=1 20×I2=3220A，所以电流表示数为3220A，选项A、D错误，C正确．电源输出功率为60 W，选项B错误．6.BC 解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由U1U2=n1n2知U2不变，当P向上滑动时，由I2=U2R0+R知I2减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由U1U2=n1n2知，U2增大，由I2=U2R0+R知I2增大，故I1增大，C正确，D错误．7.C 解析：设灯泡正常发光时的电流为I，则I1=I，I2=2I.由n1n2=I2I1得n1n2=21.由U1′U2=n1n2得U1′=n1n2U2=2U.故U1=4U，C正确．8.BCD 解析：甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，n1>n2，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3<n4，乙图中电表为电流表，故选项B、C、D正确．9.C 解析：由图象可知该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；因为变压器输出电压最大值为20×1 V=20 V，所以变压器原线圈电压的最大值为20×10 V=200 V，B错误；R2的功率P2=U2R2=(√2)230W=6.67 W，C正确；因为电容器可以通过交流电，所以电阻R3中的电流不是始终为零，D错误．10.BCD 解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律知，流过R的电流增大，电阻上的电压U R=IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1=I2U2得，I2增大，原线圈输入电流I1也增大．U MN不变，U R变大，所以U L1变小，流过灯泡L1的电流减小．二、填空题11.200 5解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，U CD=2U AB=200 V，通过R0的电流I=U CDR0=5 A.12.216 0.46三、计算题13.（1）0.98 A（2）180 W解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有U1I1=U2I2，当I2=12 mA时，I1即为熔断电流，代入数据得I1=0.98 A.（2）设副线圈中的电流为I2′=10 mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1=I2′U2，代入数据，得P1=180 W.14.10∶1解析：电网两极间电场可看做匀强电场U m=E m d由题意，空气被击穿时E m=6220 V/cm由理想变压器电压关系U1mU2m =n1n2由峰值与有效值关系U1m=√2U1由以上各式：得n1n2=110.所以次、初级线圈匝数比不得超过10∶1.15.（1）1320匝72匝（2）0.095 A解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U2=6 V，U3=12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U1U2=n1n2，U2U3=n2n3得n1=U1U2n2=2206×36=1320(匝)，n3=U3U2n2=126×36=72(匝)．（2）由于P入=P出，P出=P2+P3，所以P入=P2+P3，即I1U1=P2+P3，则I1=P2+P3U1=9+12220A≈0.095 A.。
人教版高中物理选修3-2同步练测：第五章4变压器.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）4 变压器建议用时 实际用时满分 实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.对理想变压器可作出的判断是( ) A ．高压线圈匝数多、电流大、导线粗 B ．低压线圈匝数少、电流小、导线细 C ．高压线圈匝数多、电流大、导线细 D ．低压线圈匝数少、电流大、导线粗2.一台理想变压器的副线圈有100 匝，输出电压为10 V ，则铁芯中磁通量的变化率的最大值为( ) A ．10 Wb/s B ．14.1 Wb/s C ．0.14 Wb/s D ．28.2 Wb/s3.(2010年高考重庆卷)一输入电压为220 V ，输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏．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1所示，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V ，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( )图1A ．1100,360B ．1100,180C ．2200,180D ．2200,360 4.如图2所示， 和 为两光滑的电阻不计的水平金属导轨， 、 接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件 、电容元件 ，导轨上垂直放置一金属棒 .今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是( 、 均为有效值)( )图2A ．若 棒匀速运动，则 ，B ．若 棒匀速运动，则 ，C ．若 棒在某一中心位置两侧做往复运动，则，D ．若 棒做匀加速运动，则 ，5.(2011年湛江市模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( ) A ．电流表的示数为AB ．电源输出功率为1200 WC ．电流表的示数为AD ．原线圈两端电压为11 V 图36.(2011年湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图4所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻 和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )图4A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小7.(2011年芜湖高二检测)如图5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 和电源电压 分别为()图5A ．1∶2 2UB ．1∶2 4UC ．2∶1 4UD ．2∶1 2U8.如图6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是()图6A ．线圈匝数 ，B ．线圈匝数 ，C ．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D ．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路 9.(2009年四川高考)如图7甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1， ， ， 为电容器．已知通过 的正弦式交流电如图乙所示，则()图7A ．交流电的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为 VC ．电阻 的电功率约为6.67 WD ．通过 的电流始终为零10.如图8所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 和 ，输电线的等效电阻为R .开始时，开关S 断开．当S 接通时，以下说法中正确的是()图8A ．副线圈两端M 、N 的输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大C ．通过灯泡 的电流减小D ．原线圈中的电流增大二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上） 11.如图9所示，自耦变压器输入端A 、B 接交流电源，其电压有效值 ， ，当滑动片处于线圈中点位置时，C 、D 两端电压的有效值 为________V ，通过电阻 的电流有效值为________A.图9 图1012．如图10所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V 100 W ”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为 ,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A ．三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（16分）如图11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V 的市电上，向额定电压为 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12 mA 时，熔丝就熔断．图11(1)熔丝的熔断电流是多大？ (2)当副线圈电路中电流为10 mA 时，变压器的输入功率是多大？14．（16分）黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫外线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”．图12如图12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220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/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？15.（16分）如图13所示理想变压器输入的交流电压，有两组副线圈，其中匝，标有“6 V9 W”、“12 V12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：图13(1)原线圈的匝数和另一副线圈的匝数；(2)原线圈中电流.4 变压器得分：一、选择题二、填空题11. 12.三、计算题13.14.15.4 变压器参考答案一、选择题1.D 解析：由变压规律知高压线圈匝数多，由变流规律，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D.2.C 解析：由知.3.B 解析：对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得，同理，变压器烧坏前，，B正确．4.BCD 解析：匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错，B正确；若棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C正确；当匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电．故D选项也正确．5.C 解析：副线圈电压，电流，则原线圈两端电压，电流，所以电流表示数为，选项A、D错误，C正确．电源输出功率为60 W，选项B错误．6.BC 解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由知不变，当P向上滑动时，由知减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由知，增大，由知增大，故增大，C正确，D错误．7.C 解析：设灯泡正常发光时的电流为，则，.由得.由得.故，C正确．8.BCD 解析：甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，，乙图中电表为电流表，故选项B、C、D正确．9.C 解析：由图象可知该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；因为变压器输出电压最大值为，所以变压器原线圈电压的最大值为，B错误；的功率，C正确；因为电容器可以通过交流电，所以电阻中的电流不是始终为零，D错误．10.BCD 解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡，总电阻变小，由欧姆定律知，流过的电流增大，电阻上的电压增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率得，增大，原线圈输入电流也增大．不变，变大，所以变小，流过灯泡的电流减小．二、填空题11.200 5解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，，通过的电流.12.216 0.46三、计算题13.（1）（2）解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为、、、，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，当时，即为熔断电流，代入数据得.（2）设副线圈中的电流为时，变压器的输入功率为，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，代入数据，得.14.解析：电网两极间电场可看做匀强电场由题意，空气被击穿时由理想变压器电压关系由峰值与有效值关系由以上各式：得.所以次、初级线圈匝数比不得超过.15.（1）1320匝72匝（2）0.095 A解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有，根据原、副线圈电压与匝数的关系，由，得(匝)，(匝)．（2）由于入出，出，所以入，即，则.。
人教版高二物理选修3-2第五章 5.4变压器同步训练(包含答案)
人教版物理选修3-2 5.4变压器同步训练一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）1．理想变压器的原、副线圈匝数为n 1和n 2，电流为I 1和I 2,电压为U 1和U 2,功率为P 1和P 2,下面关系正确的是( )A ．1122U n U n =B ．1122I n I n =C ．1122P n P n =D ．1122U I U I = 2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，正弦交流电源电压为U ＝12 V ，电阻R 1＝1 Ω，R 2＝2 Ω，滑动变阻器R 3最大阻值为20 Ω，滑片P 处于中间位置，则A ．R 1与R 2消耗的电功率相等B ．通过R 1的电流为3 AC ．若向上移动P ，电压表读数将变大D ．若向上移动P ，电源输出功率将不变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，原线圈中的电流I 1和副线圈中的电流I 2之间的关系是( )A ．I 2增大，I 1也增大B ．I 2增大，I 1却减小C ．I 2减小，I 1也减小D ．I 2减小，I 1却增大4．如图所示M 为理想变压器．电源电压不变。
当变阻器的滑动头P 向上移动时，不发生变化的物理量是（ ）A．A1B．A2C．V1D．V25．如图所示，理想变压器的原线圈接入(V)=的交变电压，副线圈对“220V880W”的用电器u tπR L供电，该用电器正常工作。
由此可知（）A．原、副线圈的匝数比为B．交变电压的频率为100HzC．原线圈中电流的有效值为4AD．变压器的输入功率为880W6．在图示电路中，理想变压器原线圈的匝数为220，副线圈的匝数可调，L1、L2、L3和L4是四个相同的灯泡。
当在a、b两端加上瞬时值表达式为π=(V)的交变电压时，调节副线圈的匝数，使四个灯泡均正常u t发光。
下列说法正确的是（）A．变压器副线圈的匝数为440B．灯泡的额定电压为55VC．变压器原线圈两端电压为220VD．穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.1V7．一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝11：2。
高中物理人教版选修3-2同步训练：5.5变压器
I 1、I2 ，电压为 U1、U2，功率为 P1、P2， )
A ． I 1 由 I2 决定 C． P1 由 P2 决定
B． U2 与负载有关 D ．以上说法都不正确
解析 对理想变压器的电流关系可写成
I
1＝
n n
2
I
1
2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比，
所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定； 功率关系为： 负载用多少， 原线圈端就输入多
线圈匝数比 nn12＝210，加在原线圈的电压为 u1＝ 311sin 100πt V ．霓虹灯正常工作的电阻 R＝ 440
k Ω， I1、 I2 表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是
()
图 5512
A ．副线圈两端电压为 6 220 V，副线圈中的电流 14.1 mA
B．副线圈两端电压为 4 400 V，副线圈中的电流 10.0 mA
4．如图 5510 所示， L 1 和 L2 是高压输电线， 甲、乙是两只互感器， 若已知 n1∶ n2＝ 1 000∶ 1， n3∶ n4＝1∶ 100，图中电压表示数为 220 V ，电流表示数为 10 A ，则高压输电线的送电功率 为( )
图 5510
A ． 2.2×103 W C． 2.2×108 W
少，因此选项 A 、C 正确．
答案 AC
3．如图 559 所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为 20∶ 1，两个标有“ 12 V,6 W”的小
灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表
(可视为
理想电表 )的示数分别是 ( )
A ． 120 V,0.10 A C． 120 V,0.05 A
答案 D
2．如图 5511 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
人教版物理选修3-2同步练习-5.4《变压器》--(附解析答案)
变压器同步测试一、选择题(每题5分，共50分)1.A对于理想变压器，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着副线圈的输出电流增大而增大C.原线圈的电压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，原线圈的电压也为零2.A如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比n1：n2=4：1，当导体棒L在匀强磁场中向左做匀速直线运动时，电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为A.3mAB.0C.48mAD.与负载R的值有关3.A如图所示，一个理想变压器，初、次级线圈匝数比为10：1，把初级线圈接入U=2202sin100πtV的交流电源，那么A.用交流电压表测量次级输出电压为2202VB.次级交流电的频率为100HzC.次级接入R=22omega的电阻，则初级线圈的电流为1AD.次级接入，R=22omega的负载，则变压器的输入功率为22W4.A将输入为220V，输出为6V的变压器，改绕成输出为30V的变压器.若副线圈原来的匝数为30匝，原线圈匝数不变，则副线圈应增加的匝数是A.150匝B.120匝C.130匝D.144匝5.B如图所示，在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间臂，已知线圈1、2的匝数比n1：n2=2：1，在不接负载的情况下A.当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110VB.当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55VC.当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220VD.当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V6.B使用理想变压器给总电阻为R的电路供电，变压器输入电压保持一定时，下列各项措施中，可以使变压器的输入功率一定增加的是A.副线圈匝数和负载R不变，增加变压器原线圈匝数B.原线圈匝数和负载R不变，增加变压器副线圈匝数C.原、副线圈匝数不变，增加负载R的阻值D.增加负载R的阻值和原线圈匝数，副线圈匝数减7.B如图所示的含有变压器的交流电路中，A1、A2都是交流电流表，在开关S从闭合到断开的过程中，A1、A2电流表的读数I 1和I2的变化情况是A.I1变大，I2变小B.I1变小，I2变大C.I1、I2都变小D.I1、I2都变大8.B一理想变压器，原副线圈的匝数比n1：n2=1：2，电源电压u=2202sinωtV，原线圈电路中接人一熔断电流I 0=1A的保险丝，副线圈中接人一可变电阻R，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于A.440omegaB.4402omega，C.880omegaD.8802omega9.B如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R开始时，开关S断开.当S接通时，以下说法中正确的是A.副线圈两端M、N的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大C.通过灯泡L1的电流减小D.原线圈中的电流增大10.B如图所示，四个相同的电灯与理想自耦变压器连接，当接上交流电源后，四个电灯均正常发光，则初级与次级的电压之比U1：U2为A.1：1B.3：1C.4：1D.5：1二、填空题(每空4分，共24分)11.B一台调压器原线圈匝数为3600匝，当电路电压降为180V时，副线圈要想得到220V的电压时，应将副线圈的匝数调整为________匝；若此时用电器的工作电流为0.9A，则原线圈中的电流为________A。
人教版高中物理选修3-2高二同步检测5.4变压器.docx
高中物理学习材料桑水制作第四节变压器基础夯实1．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，以下说法中正确的是( )A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10:1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10:1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1:1答案：BD解析：此题考查的是对变压器原理的掌握，对理想变压器，认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比A选项正确；理想变压器认为可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率D选项正确．2．(2010·芜湖高二检测)如下图，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n1:n2和电源电压U1分别为( )A ．1:2 2UB ．1:2 4UC ．2:1 4UD ．2:1 2U答案：C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 1n 2U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确． 3．(2011·山东曲阜一中高二期末)如下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．线路输送电功率是2.2×106W答案：BD解析：左图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，a表应为电压表，右图中原线圈串联在电路，应为电流互感器，b表为电流表，A错B对；输送功率P＝I1U1＝2.2×106W，C错，D对．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，其外形如下图所示，现要作为降压变压器使用，则电源(220V)应接在( )A．ab两端B．cd两端C．ac两端D．bd两端答案：B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n1>n2，又I1I2＝n2n1，所以I2>I1，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B.5．(2010·湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如下图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则( )A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小答案：BC解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由U1U2＝n1n2知U2不变，当P向上滑动时，由I2＝U2R0＋R知I2减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由U1U2＝n1n2知U2增大，由I2＝U2R＋R0知I2增大，故I1增大，C正确，D错误．6．如下图所示的理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接一个标有“12V,100W”的灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比为181，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为________V，电流表的读数为________A.答案：216 0.46解析：两电表的读数均为初级线圈的电压和电流的有效值．由公式U1U2＝n1n2得U1＝n1n2U2＝18×12V＝216V由公式I1I2＝n2n1得I1＝n2n1I2＝118×10012A＝0.46A本题重点考查理想变压器的基本变压、变流规律，应用公式可以解决．7．如下图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1＝3300V，副线圈的输出电压U2＝220V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U0＝2V，则(1)原、副线圈的匝数各是多少？(2)当S 断开时，A 2的示数I 2＝5A ，那么A 1的示数是多少？ (3)当S 闭合时，A 2的示数将如何变化？A 1的示数如何变化？ 答案：(1)1650匝 110匝 (2)0.33A (3)变大 变大解析：(1)根据变压比：n 1n 0＝U 1U 0及n 2n 0＝U 2U 0有n 1＝U 1U 0·n 0＝33002×1＝1650(匝)n 2＝U 2U 0·n 0＝2202×1＝110(匝)(2)由于是理想变压器有P 入＝P 出 I 1U 1＝I 2U 2I 1＝U 2U 1·I 2＝2203300×5A ＝0.33A(3)开关S 闭合时，负载增加，但总电阻减小，副线圈的输出电压U 2不变，I 2＝U 2R，即I 2增加．输出功率P 出＝I 2U 2也增加．根据理想变压器P 入＝P 出，即I 1U 1＝I 2U 2，原线圈中的电流I 1也随之增大了．能力提升1．如下图所示，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“220V,40W ”，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( )答案：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．2．(2011·南通模拟)如下图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1:n2＝1:10，副线圈与阻值R＝20Ω的电阻相连，原线圈两端所加的电压u＝202sin20πt(V)，则( )A．交流电压表的示数为202VB．副线圈输出交流电的频率为10HzC．电阻R上消耗的电功率为2kWD．原线圈中电流的最大值为100A答案：BC解析：交流电压表的示数为交流电电压的有效值，应为20V，选项A错误；原线圈交流电的频率为10Hz，变压器不改变交流电的频率，故选项B正确；副线圈两端的电压有效值为U2＝n2n1U1＝200V，则P＝U22R＝U2I2＝U1I1，解得P＝2000W；I1＝100A，原线圈中电流的最大值为1002A，选项C正确而D错误．3．(2010·济宁模拟)如下图所示，变压器初级线圈接电压一定的交流电，在下列措施中，能使原线圈所接电流表的示数变小的是( )A．只将S1从2拨向1B．只将S2从4拨向3C．只将S3从闭合改为断开D．只将变阻器R3的滑动触头下移答案：BC解析：S1从2拨向1，输出电压变大，电流、功率均变大，则输入电流变大，电流表示数变大，A错误．S2从4拨向3，输出电压变小，电流、功率均变小，则输入电流变小，电流表示数变小，B正确．S3断开，输出电路总电阻变大，功率变小，电流变小，输入电流变小，电流表示数减小，C正确．R3触头下移，输出电路总电阻减小，功率变大，电流变大，输入电流变大，电流表示数变大，D错误．4．如下图所示为理想变压器，原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈n2＝50匝，n3＝100匝，L1是“6V,2W”的小灯泡，L2是“12V,4W”的小灯泡，当n1接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为( )A.160A B.130AC.120A D.110A答案：C解析：由P入＝P出，I1U1＝6W，又U1U2＝n1n2所以U1＝n1n2U2＝100050×6V＝120V所以I1＝6120A＝120A5．(2011·金华十校高二期末)一理想变压器原线圈可通过触头P的移动改变其匝数，当P接a时，原、副线圈的匝数比为51，b 为原线圈的中点，副线圈接有电容器C、灯泡L、理想电流表以及R ＝44Ω的定值电阻．若原线圈接有u＝311sin100πtV的交变电压，下列判断正确的是( )A．当P接a时，灯泡两端电压为44VB．当P接b时，电流表的示数为2AC．P接b时灯泡消耗的功率比P接a时大D．P固定在a点不移动，原线圈接有u＝311sin200πt V的交变电压，灯泡亮度变亮答案：BCD解析：u1＝220V，P接a时，u2＝n2n1u1＝44V，由于电容存在容抗所以灯泡两端的电压小于44V，A错；当P接b时，u′2＝88V，I′2＝u′2R＝2A，B正确；由于u′2>u2，所以可判C正确；当电源频率变大时，容抗变小灯泡变亮，D正确．6．(2010·浙江温州高二期中)如下图所示，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：(1)0.98A (2)180W解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，则U1I1＝U2I2.当I2＝12mA时，I1即为熔断电流，I1＝U2U1I2＝0.98A.(2)当副线圈电流为I2′＝10mA时，变压器的输入功率为P1，所以P1＝P2＝I2′U2＝180W.7．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”．如下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：10 1解析：电网两极间电场可看作匀强电场U m＝E m d 由题意，空气被击穿时E m＝6220V/cm由理想变压器电压关系：U1mU m＝n1n2由峰值与有效值关系U1m＝2U1由以上各式：得n1n2＝110.所以次、初级线圈匝数比不得超过10:1.。
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高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）变压器 同步练习我夯基 我达标1.如图5-4-7所示，变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n 1∶n 2∶n 3=4∶2∶1，所连接的三个灯泡消耗的电功率相同，则流过每个灯泡的电流之比I 1∶I 2∶I 3=____________，每个灯的电阻之比为R 1∶R 2∶R 3=____________.图5-4-7思路解析：先对两个副线圈，由功率相等:I 2U 2=I 3U 3，即2332U U I I =，由已知：2132=I I . 设原线圈两端电压为U ，R 1两端电压为U 1，根据功率关系有I 1U 1=21I 1U ，所以U=2U 1.再由212n n U U =，得:22121n n U U =，将I 1U 1=I 2U 2代入得出：21I I=1，将两组电流比合并在一起：I 1∶I 2∶I 3=1∶1∶2；与功率关系联立得：R 1∶R 2∶R 3=4∶4∶1. 答案:1∶1∶2 4∶4∶12.如图5-4-8所示为理想变压器，它的初级线圈在交流电源上，次级线圈接有一个标有“12 V 100 W ”灯泡.已知变压器初、次级线圈的匝数之比为18∶1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为____________ V ，电流表的读数为______________ A.图5-4-8思路解析：电压表、电流表示数，用电器标称值都是有效值.本题电压表的示数就是原线圈两端的电压，由公式2121n n U U =得U 1=21n nU 2=18×12 V=216 V ；根据功率P=I 1U 1得I 1=0.46 A. 答案:216 0.463.(2006四川高考理综)如图5-4-9所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V 60W ”灯泡一只，且灯泡正常发光.则（ ）图5-4-9A.电流表的示数为22023 A B.电源输出功率为1 200 W C.电流表的示数为2203A D.原线圈端电压为11 V 思路解析：I 额=22060=额额U P A=113 A ，又额I I =201，I=201 I 额=2203 A ，A 选项错误，C 选项正确.P 额=P 出=60 W ，B 选项错误.120=额U U ，U=20U 额=20×220 V=4 400 V,D 选项错误. 答案:C4.某变电所用原副线圈匝数比为n ∶1的变压器，将远距离输来的电能送到居民家中，设副线圈c 、d 两端所接负载的阻值为R ，如图5-4-10所示.将变压器看作理想变压器，当其正常工作时，a 、b 间的等效电阻是()图5-4-10A.nRB.R/nC.n 2RD.R/n 2思路解析：设原线圈中的电压和电流分别为：U 1、I 1，副线圈中的电压和电流分别为：U 2、I 2，由变压器的规律2121n n U U =和1221n n I I =，对副线圈有：22I U =R ，则原线圈a 、b 间的等效电阻应为R ab =11I U，将上面几式代入可得：R ab =2221n n R=n 2R.答案:C5.在图5-4-11中，理想变压器输入电压一定，两副线圈匝数分别为n 2和n 3，把一个电热器接在a 、b 间，让c 、d 空载时，电流表示数为I ；把该电热器接在c 、d 间，让a 、b 空载时，电流表示数为I ′,则I ∶I ′的值是()图5-4-11A.(32n n )2 B.(23n n )2 C.32n n D.23n n思路解析：接在a 、b 时有：21U U =21n n 和1221n n I I =，接在c 、d 时有：3131n n U U =和133'n n I I =，设负载电阻为R ，在副线圈端又有：R=3322I U I U =，将上述方程联立得I I '=(32n n )2. 答案:A6.(2006江苏高考)如图5-4-12所示电路中的变压器为理想变压器,S 为单刀双掷开关,P 是滑动变阻器R 的滑动触头,U 1为加在原线圈两端的交变电压,I 1、I 2分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正确的是（ ）图5-4-12A.保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a,则R 上消耗的功率减小B.保持P 的位置及U 1不变,S 由a 切换到b,则I 2减小C.保持P 的位置及U 1不变,S 由b 切换到a,则I 1增大D.保持U 1不变，S 接在b 端，将P 向上滑动，则I 1减小思路解析：A 选项，由21U U =21n n ,S 由b 切换到a 时，n 2增大，U 2增大，电阻R 上消耗的功率P R =RU22增大，故A 错误. B 选项，由21U U =21n n ,S 由a 切换到b 时，n 2减小，所以U 2减小，由I 2=RU 2，则I 2减小，故B 正确. C 选项，由21U U =21n n ,S 由b 切换到a 时，n 2增大，U 2增大，由U 1I 1=R U22，则I 1增大，故C 正确.D 选项，由21U U =21n n ，因U 1不变，n 1、n 2不变，故U 2不变.又因P 向上滑动时，R 变小，U 1I 1=RU22，则I 1增大，故D 错误. 答案:BC7.某理想变压器，当其输入端接在电动势为E 、内阻为r 的交流电源上，输出端接在电阻为R 的负载上时，R 上可得最大功率.求：(1)这时输入电流是多大？负载上最大功率是多大？(2)负载上获得最大功率时，变压器的原副线圈的电压各为多少？ (3)变压器的变压比为多少？电源的效率为多少？思路解析：(1)如图所示，交流电源与原线圈组成一闭合电路，负载R 获得最大功率时，变压器输入功率也达最大，变压器输入功率P 1=I 1E-I 12r所以，P 1=-r （I 12-r E I 1）=-r ［（I 1-r E 2）2-224rE ］当I 1=rE2时，负载功率最大，P max =r E 42.(2)负线圈与电阻组成回路，副线圈为电源，由功率公式，P R =rE R U 4222= 所以，U 2=r R E2，而原线圈的输入电压U 1=E-I 1r=2E . （3）由原、副线圈的电压得，变压比为：Rr U U =21电源的效率为η=EI U I 122×100%，代入可得η=50%. 答案:(1)I 1=r E 2 P max =r E 42 (2)r E 42 2E（3）R r 50%我综合 我发展8.一个次级线圈有两个不同副线圈的理想变压器，如图5-4-13所示，如果将两盏标有“6 V0.9 W ”的灯泡和一盏标有“3 V0.9 W ”的灯泡全部接入变压器的次级中，都能够正常发光.已知U 1=220 V ，n 1=1 100匝，n 2=10匝，n 3=35匝.求：图5-4-13(1)次级线圈应如何连接才能使三盏灯均正常发光？ (2)灯泡正常发光时变压器的初级线圈中的电流大小是多少？思路解析：解答此题，应根据变压器次级线圈可能提供的电压和题目所提的要求设计电路的连接方式，然后由P 1=P 2确定I 1的大小. (1)由21U U =21n n 及31U U =31n n 可得线圈n 2的输出电压为U 2=2 V ，线圈n 3的输出电压U 3=7 V ，均不能使三盏灯正常发光.若将次级线圈n 2、n 3两端的1与3端点连接起来，2与4两端的输出电压U 2,4由4,21U U =231n n n -得U 2,4=5 V ，也将不能使三盏灯同时正常发光.若将次级线圈n 2、n 3两端的2与3两端点连接起来，此时两线圈正向串联，1与4两端点的输出电压由4,11U U =321n n n +可得U 1,4=9 V .次级输出9 V 的电压虽然比每盏灯额定电压均高些，但如果将两个“6 V0.9 W ”的灯并联，再与“3 V0.9 W ”的灯串联，接入1、3两端点时，即可使三盏灯均正常发光.如图所示.(2)对于理想变压器，有P 入=P 出，而三盏灯均正常发光，所以输出功率P 出=(0.9+0.9+0.9) W=2.7 W ，则初级线圈中的电流I 1=227.211==U P U P 出入 A=0.012 A. 答案:(1)副线圈2与3连接，1与4连接组成如图所示的灯泡电路.启示:当次级线圈有两个或两个以上时，应当注意连接方式，而不可硬套公式. 我创新 我超越9.为什么电流互感器（如图5-4-14甲）的副线圈绕组不允许安装保险丝？为什么电压互感器的副线圈（如图5-4-14乙）要装保险丝？图5-4-14答案:如果电流互感器在运行时副线圈断开，I 2=0，则铁芯中的磁通量会急剧增加（因为原线圈中电流很大，在铁芯中产生的磁通量很大，正常运行时I 2≠0，且n 2＞n 1，所以I 1产生的磁通量大部分被I 2所产生的磁通量所抵消），这将在副绕组的两端感应出高压（可达103 V 以上），即使副绕组的一端接地，对人及仪表仍不安全，因此，电流互感器副绕组决不允许断路，当然不允许安装保险丝.电压互感器在运行时应严防短路，因短路时副线圈电路阻抗大大减小，会出现很大短路电流，使副线圈严重发热而烧毁，所以在电压互感器低压侧要安装保险丝.10.如图5-4-15所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n 1∶n 2∶n 3=10∶5∶1,其中n 1作为原线圈接到220 V 的交流电源上，两个副线圈n 2和n 3分别与电阻R 2、R 3组成闭合电路，已知通过电阻R 3的电流I 3=2 A ，电阻R 2=110 Ω，求通过电阻R 2的电流和通过原线圈的电流.图5-4-15思路解析：闭合铁芯中磁通量的变化率处处相同，对绕在同一铁芯上的线圈来说，每一匝产生的感应电动势都相同，所以有U 1∶U 2∶U 3=n 1∶n 2∶n 3，根据功率关系，P 1=P 2+P 3，则U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3，由此可见，21I I 并不等于21n n . 由电压关系得U 2=12n n U 1=110 V ,通过R 2的电流I 2=22R U=1 A ，电功率关系有：U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3，且U 3=13n n U 1=22V 则I 1=13322U U I U I +=0.7 A.11.有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图5-4-16所示，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比为4∶1，输电线的总电阻R=4 Ω，全校共有22个班，每班有“220 V 40 W 的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，求：图5-4-16（1）发电机输出功率多大？ （2）发电机电动势多大？ （3）输电效率是多大？思路解析：该题全面考查变压器的原理（电流比、电压比）、电功率计算和闭合电路欧姆定律等内容，题中未加特别说明，电压器即视为理想变压器，由于发电机至升压变压器及降压变压器至学校距离较短，不必考虑两部分输电导线上的功率损耗，发电机的电动势E ，一部分降到电源内阻上，即I 1r ，另一部分为发电机的路端电压U 1，升压变压器副线圈电压U 2的一部分降在输电线上，即I 2R ，其余的就是降压变压器原线圈电压U 2′，而U 3应为灯的额定电压U 额，具体计算由用户向前递推即可. （1）对降压变压器P 2′=U 3I 3=nP 灯=22×6×40 W=5 280 W 而U 2′=14U 3=880 V ，所以I 2=8805280''22=U P A=6 A对升压变压器U 1I 1=U 2I 2=I 22R+U 2′I 2=(62×4+5 280) W=5 424 W 所以发电机的输出功率P 出=5 424 W.（2）因为U 2=U 2′+I 2R=(880+6×4) V=904 V ，所以U 1=41U 2=41×904 V=226 V 又U 1I 1=U 2I 2,所以I 1=122U I U =4I 2=24 A E=U 1+I 1r=(226+24×1) V=250 V. （3）η=出有用P P ×100%=54245280×100%=97%.。