高考物理选修知识点巩固练习 变压器 提高

【巩固练习】一、选择题1（2014 德阳校级月考）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，和均为理想电表，灯泡电阻RL6 ，AB端电压。下列说法正确的是()A电流频率为100 HzB. 的读数为24 VC. 的读数为0.5 AD变压器输入功率为6 W2一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1n2，则（ ） AU1U2，P1P2 BP1=P2，I1I2 CI1I2，U1U2 DP1P2，I1I23理想变压器原、副线圈的电流分别为，I1、I2，电压分别为U1、U2，功率分别为P1、P2，关于它们之间的关系，正确的说法是（ ） AI2由I1决定 BU2与负载有关 CP1由P2决定 D以上说法都不对4如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图。它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V 40 W”。当灯泡所消耗的功率都调至20 W时，哪种台灯消耗的功率最小（ ） 5如图所示，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（ ） A线圈匝数n1n2，n3n4 B线圈匝数n1n2，n3n4 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6用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑片向上移动，则关于图中所有交流电表的读数及输入功率的变化情况的描述正确的是（ ） AV1、V2不变，A1增大、A2减小，P增大 BV1、V2不变，A1、A2增大，P增大 CV1、V2不变，A1、A2减小，P减小 DV1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小7在如图所示两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V ；若分别在c、d与g、h的两端加上110 V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为（ ） A220V，220V B220V，110V C110V，110V D220V，08(2014 通州模拟)如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动。滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是()A电流表测得的是电流最大值B感应电动势的瞬时值表达式为eNBSsin tCP向上移动时，电流表示数变大DP向上移动时，电流表示数变小9如图所示的电路中，变压器是理想变压器。原线圈匝数n1=600匝，装有0.5 A的保险丝，副线圈的匝数n2=120匝，要使这个电路正常工作，当原线圈接在180 V的正弦交变电源上时，下列判断中正确的是（ ） A副线圈可接耐压值为36 V的电容器 B副线圈可接“36 V 40 W”的电灯两盏 C副线圈可接电阻为14的电烙铁 D副线圈可以串联一个量程为3 A的电流表，测量电路中的总电流10理想变压器如图所示，副线圈接有三个灯泡，原线圈与一个灯泡串联在交流电源上，若四个灯泡完全相同且都正常发光，则电源两端的电压U1与灯泡两端的电压U2之比为（ ） A11 B21 C31 D41二、填空题11如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1n2=41，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PAPB=_，两电阻两端的电压之比UAUB=_。 12如图：理想变压器原线圈与10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3w，正常发光时电阻为30，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电流为_ A三、解答题13如图所示的变压器的原线圈1接到220 V的交流电源上。副线圈2的匝数n2=30匝，与一个“12 V 12 W”的灯泡L连接，L能正常发光。副线圈3的输出电压U3=110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A，求： （1）副线圈3的匝数n3； （2）原线圈1的匝数n1和电流I1。14(2014 徐州质检)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1n231，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压u的图像如图乙所示。(1)求图甲中电压表的读数。(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。(3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻R应调到的电阻值。15如图所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线（火线和零线）采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接用户内的用电器，Q是一个脱扣开关的控制部分，脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线和零线上的，开关断开时，用户的供电被切断，Q接在铁芯的另一侧副线圈两端a、b之间，当a、b间没有电压时，Q使脱扣开关闭合，当a、b间有电压时，脱扣开关即断开，使用户断电，问： （1）用户正常用电时，a、b之间有没有电压？为什么？ （2）如果某人站在地面上，手误触用电器火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？【答案与解析】 一、选择题1【答案】D【解析】由2f得，A错误；原线圈电压的有效值U112 V，由得U26 V，B错误；，C错误；P1P2U2I26 W，D正确。2【答案】BC 【解析】理想变压器无论原、副线圈匝数满足什么关系，输入功率和输出功率总是相等的。由，可知I2I1。3【答案】C 【解析】因为输出电压，所以当U1不变时，不论负载电阻R变化与否，U2都不会改变，即U2与负载无关，所以选项B错误；因输入电压U1一定时，输出电压U2确定，当负载电阻R变化时，I2变化，输出功率变化，所以由电流与匝数之间关系知：I1变化，从而输入功率变化，所以I1由I2决定，P1由P2决定，所以选项A错误，C正确。4【答案】C 【解析】题目中提供了4种控制电路，其中用理想变压器改变电压的控制电路，因没有额外的功率损耗，这种台灯消耗的功率就等于20 W，为最小。而其他3种电路采用电阻串联分压或用变阻器分压，工作时电阻上都有额外的功率损耗，台灯消耗的功率大于20 W，故选项C正确。5【答案】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，n1n2，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，n3n4，乙图中电表为电流表，故选项B、C、D正确。6【答案】C 【解析】在匝数比一定的情况下，输出电压取决于输入电压，输入电压U1不变，则输出电压U2不变；在匝数比一定、输入电压不变的情况下，输入电流I1决定于输出电流I2，故应先分析输出电流I2，而，滑片上移R变大，I2变小，又，I1变小；输入功率P决定于输出功率，P=U1I1=U2I2，U2不变、I2变小，所以P变小。7【答案】B 【解析】对变压器，根据可得Uab=220 V；对滑动变阻器来说，当gh间接上110 V电压时，ef间电压Uef=110 V，故B选项正确。8【答案】BD【解析】电流表测得的是电流有效值，选项A错误；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为eNBSsin t，选项B正确；P向上移动时，输出电压降低，电流表示数变小，选项C错误D正确。9【答案】BD 【解析】根据输入电压与匝数的关系，有，解得。根据保险丝熔断电流，有P2=P1=I1U1=0.5180 W=90 W。根据正弦式电流有效值与最大值间的关系，有。允许副线圈通过的最大电流有效值为。负载电阻最小值。根据以上数据，知B、D两个答案正确。对于在交变电流电路各的理想变压器的作用：它能改变什么、不能改变什么，根据什么原理改变的，在分析问题时一定要清楚，虽然对理想变压器来说，原线圈中的输入电流和输入功率是应由副线圈的输出电流和输出功率决定的，也就是通常随负载电阻的变化而变化，但本题中却又受到原线圈中保险丝熔断电流的制约，所以对本题的负载来说：电压36 V，电流2.5 A，电阻14.4，电功率90 W都是相关联的。10【答案】D 【解析】原、副线圈中电流比为I1I2=13，则I1(U1U2)=I2U2，得U1=4U2，所以，故选D。二、填空题11【答案】116 14 【解析】理想变压器的原、副线圈中的电流之比。又RA=RB，因此消耗的电功率之比，则UA=IARA，UB=IBRB，得UAUB=IAIB=n2n1=。12【答案】 【解析】副线圈电压， ， 由能量守恒得： 代人数据得：三、解答题13【答案】（1）275匝 （2）550匝 0.255 A【解析】理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率。对于单个副线圈，原线圈、副线圈的电流才和它们的匝数成反比，但对于多个副线圈，上述关系不成立，只有I1U1=I2U2+I3U3+成立。（1）变压比公式对于两个副线圈也适用，则有，匝=275匝。（2）同理：，匝=550匝。理想变压器的输入功率等于输出功率P1=P2+P3=12 W+0.4110 W=56 W。原线圈中电流。14【答案】(1)9 V(2)9盏(3)【解析】(1)根据图像可得原线圈电压的最大值其有效值为U127 V根据n1n2 U1U2代入数据后可得U29 V即为电压表的读数。(2)设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3 A根据U1I1U2I2代入数据后可得I29 A正常发光时每个灯泡中电流为所以允许接入的灯泡个数为盏。(3)电阻R两端电压为URU2U灯3 V电阻阻值为15【答案】见解析 【解析】（1）正常用电时，因为双线绕成的初级线圈的两根导线中的电流总是大小相等，而且方向相反，穿过变压器铁芯的磁通量总为零，故副线圈中无感应电动势，a、b间电压总为零，副线圈中不含有感应电流。（2）人站在地面上手误触火线，电流能通过火线和人体而流向大地，不通过零线，这样变压器的铁芯中就有磁通量变化，从而次级电路产生感应电流，脱扣开关会断开。