高中物理人教版选修3-2课后训练：5.4 变压器 Word版含解析

第五章 第4节

一、选择题

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 答案 C

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。

2．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 答案 D

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。 3．(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I1、I2，电压为U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( )

A．I1由I2决定 C．P1由P2决定 答案 AC

n2解析 对理想变压器的电流关系可写成I1＝I2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成

n1

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。

4．一台理想变压器从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

B．U2与负载有关 D．以上说法都不正确

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,2×103 kW 答案 A

解析 设原线圈输入电压、电流、功率分别为U1、I1、P1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U2、I2、P2，原、副线圈匝数分别为n1、n2。

I1n2n21

由＝知I1＝I2＝×200 A＝5 A。 I2n1n140由

U1n1n21

＝知U2＝U1＝×10×103 V＝250 V， U2n2n140

输出功率P出＝U2I2＝250×200 W＝50 kW。

5．(多选)如图(a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，?、为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图(b)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( )

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 答案 AC

U1n1解析 由题图(b)可知原线圈两端电压的有效值U1＝220 V，由＝，可得原、副线圈U2n2

n1U1220

匝数之比＝＝＝2∶1，故B错误。电流表示数与电压表示数都为有效值，故C正确。

n2U2110U110

电流表示数I＝＝ A＝2 A，故A正确。由题图(b)可知T＝0.02 s，所以交变电压的频率

R5511为f＝＝ Hz＝50 Hz，D错误。

T0.02

6．如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V，M、N

接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V。现把C、D接4 V交流，P、Q接4 V直流，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压( )

A．10 V 10 V C．4 V 10 V 答案 B

解析 题图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交流时，A、B间将得到10 V交流。题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比。但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等。所以当P、Q接4 V直流时，M、N两端的电压也是4 V。

7．一输入电压为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( )

A．1100,360 C．2200,180 答案 B

U1n1220 Vn1220 Vn1解析 由＝得＝，＝，解得n1＝1100、n2＝180，选项B正确。

U2n236 Vn21 V58．如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶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( )

B．1100,180 D．2200,360 B．10 V 4 V D．10 V 0

A．2.2×103 W C．2.2×108 W 答案 C

解析 由电流互感器知高压输电线中电流I＝1000 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。

9．(多选)如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使( )

B．2.2×102 W

－

D．2.2×104 W

A．原线圈匝数n1增加 B．副线圈匝数n2增加 C．负载电阻R的阻值增大 D．负载电阻R的阻值减小 答案 BD

U1n1U22

解析 由＝，P出＝

U2n2R

2U21n2可得P出＝2 n1R

2U21n2又因为P入＝P出，所以P入＝2

n1R

分析可得选项B、D正确。

10．(多选)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

U1n1解析 保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由＝知U2不变，当P向上滑动时，

U2n2

U2R变大，由I2＝知I2减小，I1减小，故电流表的读数变小，A错误，B正确；保持P

R0＋RU1n1U2

的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由＝知U2增大，由I2＝知

U2n2R＋R0I2增大，I1增大，故电流表的读数变大C正确，D错误。

11．(多选)[2014·课标全国卷Ⅱ]如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该

二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则( )

A．Uab∶Ucd＝n1∶n2

B．增大负载电阻的阻值为R，电流表的读数变小 C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D．将二极管短路，电流表的读数加倍 答案 BD

Uabn1解析 设变压器副线圈两端的电压为U2，则有＝，而U2＝2Ucd，所以A项错误；

U2n2

增大负载电阻R，变压器的输出功率减小，所以电流表的读数减小，B项正确；负载电阻的阻值减小，Ucd不变，C项错误；将二极管短路，变压器的输出功率加倍，所以输入功率加倍，因此电流表的示数加倍，D项正确。

12．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1900匝；

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