2020高中物理 第五章 交變電流 習(xí)題課(三)變壓器的應(yīng)用練習(xí)(含答案解析)

1、 第五章 習(xí)題課（三)變壓器的應(yīng)用基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器如圖所示的四個(gè)圖中，能正確反映其工作原理的是（)解析：選A根據(jù)電流表的工作原理可知，電流互感器需要串聯(lián)在電路中，分析題意可知，流過(guò)電流互感器中電表的電流小，由理想變壓器電流和匝數(shù)的關(guān)系可知，電流互感器一側(cè)的線圈匝數(shù)多，A選項(xiàng)正確2(多選）現(xiàn)用電壓為380 V的正弦式交流電給額定電壓為220 V的電燈供電，以下電路中可以使電燈正常發(fā)光的有（）解析：選ABC由圖可知，A、B選項(xiàng)中均有電阻分壓，可以使電燈正常發(fā)光;C選項(xiàng)為降壓變壓器,通過(guò)變壓器降壓也可以使電燈正常發(fā)光;D選項(xiàng)為升壓變

2、壓器，電燈兩端的電壓要大于380 V，不可行3。一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈通過(guò)滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中（)AU2U1，U2降低 BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高解析：選Ca、b間原線圈的匝數(shù)大于c、d間副線圈的匝數(shù),在滑動(dòng)觸頭由M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中，副線圈的匝數(shù)進(jìn)一步減小，由變壓器工作原理知,U2U1,且U2降低，選項(xiàng)C正確4自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分

3、一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示,其副線圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為1 100匝,接在有效值為220 V的交流電源上當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0 kW.設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為（)A380 V和5。3 A B380 V和9。1 AC240 V和 5.3 A D240 V和9。1 A解析:選B對(duì)理想變壓器，原、副線圈功率相同，故通過(guò)原線圈的電流I1 A9。1 A，負(fù)載兩端電壓即為副線圈電壓，由，即，可得U2380 V，故B正確5（多選)如圖所示,一理想變壓器原線圈接入一交

4、流電源,副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開(kāi)關(guān)S是閉合的V1和V2為理想交流電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1、A2和A3為理想交流電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開(kāi)S,U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是（）AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大解析：選BC由U2U1得U1不變,U2就不變；S斷開(kāi)，R總增大，U2不變，則I2變小,由I1I2得I1也變??；I2變小,加在R1兩端的電壓變小,由UR3U2UR1，得UR3增大，所以I3變大6（多選）如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光要

5、使燈泡變亮，可以采取的方法有()A向下滑動(dòng)P B增大交流電源的電壓C增大交流電源的頻率 D減小電容器C的電容解析：選BC向下滑動(dòng)P時(shí)，副線圈的匝數(shù)變少，由理想變壓器的電壓關(guān)系可知，副線圈兩端的電壓變小，燈泡變暗，A錯(cuò)誤；增大交流電源的電壓，由理想變壓器的電壓關(guān)系可知,副線圈兩端的電壓增大，燈泡變亮,B正確；電壓不變，增加交變電流的頻率，電容器的容抗減小，電路中電流增大，燈泡變亮，C正確；減小電容，增加了容抗，電流減小，燈泡變暗，D錯(cuò)誤7如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n2101，輸出端電阻R50 ，把原線圈接入“220 V50 Hz”的正弦交流電時(shí)(電表為理想電表） ()A當(dāng)X為電

6、流表時(shí),若電阻R增大，則原線圈中的電流將增大B當(dāng)X為電流表時(shí)，電壓表V的示數(shù)為22 VC當(dāng)X為電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.44 AD當(dāng)X為二極管時(shí)，電壓表V的示數(shù)為11 V解析：選B若使電阻R增大,副線圈中的電流變小，原線圈中的電流也變小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)公式，解得U222 V，電壓表測(cè)量的電壓為有效值,所以電壓表V的示數(shù)為22 V,B項(xiàng)正確；當(dāng)X為電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為I2 A0。44 A,C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)X為二極管時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期的時(shí)間有電流通過(guò)，此時(shí)由T，解得U11 V，D項(xiàng)錯(cuò)誤8（多選)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如

7、圖乙所示，P為滑動(dòng)變阻器的觸頭下列說(shuō)法正確的是()A副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB副線圈輸出電壓的有效值為31 VCP向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小DP向右移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率增加解析：選AD由圖象可知原線圈輸入電壓的最大值：Um311 V，T2102 s,則原線圈輸入電壓的有效值:U1220 V,f50 Hz,A正確；由可得U2U122 V，B錯(cuò)誤；P向右移動(dòng)時(shí)，副線圈的電阻減小，副線圈輸出電壓不變，所以副線圈的電流增大,原線圈的電流也增大,而匝數(shù)比不變，所以原、副線圈的電流比不變，C錯(cuò)誤；P向右移動(dòng)時(shí)，副線圈的電阻減小，副線圈輸出電壓不變，所以變壓器的輸出功率增加,D正確能力提

8、升練1。(2018福州模擬)如圖所示是一臺(tái)理想自耦變壓器，在a、b之間接電壓不變的正弦交流電，A為理想交流電流表變壓器調(diào)壓端的滑動(dòng)頭P原來(lái)處于線圈中點(diǎn)，電阻箱的電阻為R。若將滑動(dòng)頭P向上移到最高處，并調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R，使電流表的讀數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則R等于(）A。 B.C. D.4R解析:選C分析自耦變壓器的工作原理可知，輸入功率等于輸出功率，滑動(dòng)之前,UI，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向上移到最高處時(shí),輸入電壓不變,原線圈匝數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，副線圈匝數(shù)不變，則副線圈電壓變?yōu)樵瓉?lái)的一半，U2I，聯(lián)立解得R,C選項(xiàng)正確2如圖為理想變壓器，其原、副線圈的匝數(shù)比為21，原線圈接有交流電壓u220sin 100t

9、 V,圖中電壓表和電流表均為理想交流電表，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(即當(dāng)溫度升高時(shí)，阻值減小)，R1為定值電阻，C為電容器下列說(shuō)法正確的是(）A電壓表示數(shù)是110 VB交流電的頻率為100 HzC通過(guò)R1的電流始終為零D當(dāng)R2處溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)變大解析：選D原線圈所加交變電壓的有效值為U1 V，由理想變壓器的變壓比公式，可得U2U1 V55 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u220sin 100t V可知，該交變電流的頻率f Hz50 Hz,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于交變電流能對(duì)電容器進(jìn)行充、放電，所以會(huì)有充、放電電流通過(guò)電阻R1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因變壓器為理想變壓器，線圈電

10、阻不計(jì),因此，電壓表的示數(shù)不變，當(dāng)R2處的溫度升高時(shí)，其電阻阻值變小，所以電流表的示數(shù)變大，選項(xiàng)D正確3理想降壓變壓器的原線圈接電流表A1和電阻R1后，接6 V 恒定直流電源，如圖所示，當(dāng)副線圈的負(fù)載電阻R2變小時(shí)，以下說(shuō)法正確的是(）A輸出功率增大BA2讀數(shù)增大CA1讀數(shù)增大DA1讀數(shù)不為零，且保持不變解析：選D根據(jù)變壓器的工作原理，變壓器不能用來(lái)改變恒定直流電壓，因此變壓器原線圈接在6 V恒定電流電源上,副線圈上無(wú)電壓,無(wú)輸出功率，由于原線圈構(gòu)成直流通路，故電流表A1有恒定讀數(shù)，選項(xiàng)D正確4（多選）（2019龍巖市新羅區(qū)期中）如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2101，b是原線

11、圈的中心抽頭,S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，定值電阻R1、R2均為10 .在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓，下列說(shuō)法正確的是(）A當(dāng)S與a連接后，理想電流表示數(shù)為2.2 AB當(dāng)S與a連接后,理想電壓表示數(shù)為11 VC當(dāng)S由a撥到b后,原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍D當(dāng)S由a撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 Hz解析：選AC變壓器輸入電壓的最大值為220 V，根據(jù)正弦式交變電流最大值和有效值的關(guān)系可知,輸入電壓的有效值為220 V，當(dāng)S與a連接后，根據(jù)理想變壓器電壓和匝數(shù)的關(guān)系可知,變壓器的輸出電壓的有效值為22 V，即理想電壓表示數(shù)為22 V,B選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，理想電流

12、表示數(shù)為2。2 A,A選項(xiàng)正確；當(dāng)S由a拔到b后，則原、副線圈匝數(shù)比為51，則副線圈兩端電壓加倍根據(jù)P可知，副線圈的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,原線圈的輸入功率也變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,C選項(xiàng)正確；理想變壓器不會(huì)改變電壓的頻率,當(dāng)S由a撥到b，原、副線圈電壓頻率不變，D選項(xiàng)錯(cuò)誤5如圖所示，理想變壓器原線圈接到220 V的交流電源上，副線圈的匝數(shù)為30，與一標(biāo)有“12 V12 W”字樣的燈泡L連接，燈泡正常發(fā)光副線圈的輸出電壓為110 V，電流為0.4 A求：(1)副線圈的匝數(shù)；(2）原線圈的匝數(shù)以及通過(guò)原線圈的電流解析:(1)根據(jù)已知U212 V,n230;U3110 V,由于，得n3n2275。(2)由U1220 V,根據(jù)，得n1n2550；由P1P2P3P2I3U356 W,得I10。25 A.答案：(1）275(2）5500。25 A6如圖甲所示為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭原線圈輸入正弦式交變電壓的u。t圖象如圖乙所示若只在ce間接一只Rce400 的電阻，或只在de間接一只Rde225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W.（1)請(qǐng)寫(xiě)出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式；(2)求