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变压器基 础 夯 实一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为(D)A每匝线圈中磁通量的变化率B交变电流的频率C原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D原线圈中感应电动势和副线圈中的感应电动势解析：理想变压器是没有能量损失的变压器，铁芯中无磁漏，所以每匝线圈中磁通量相等，其变化率相等，故A、C不符合题意；根据变压器的工作原理及用途可知，B不符合题意，选D。2(北京市朝阳区20142015学年高二下学期期末)学习了变压器后，同学们想利用变压器把电压升高后给某一电灯供电，以下设计的电路中正确的是(C)解析：A、B图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故AB错误；C图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C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；故选C。3如图所示，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(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。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，其外形如图所示，现要作为降压变压器使用，则电源(220V)应接在(B)Aab两端Bcd两端Cac两端Dbd两端解析：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n1n2，又，所以I2I1，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(苏州市20152016学年高二上学期期末)如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n，原线圈接电压为uU0sint的正弦交流电，输出端接有一个交流电流表和一个电动机，电动机的线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，此时电流表的示数为I，重力加速度为g，下列说法正确的是(ACD)A电动机两端电压大于IRB原线圈中的电流为nIC电动机的输入电功率为D重物匀速上升的速度为解析：IR为电动机线圈电阻分担的电压，当电动机运转时，两端电压大于IR，故选项A正确；原线圈中的电流I1，故选项B错；电动机的输入功率PI2U2，故选项C正确；根据能量守恒有mgvPIRI2R，得v，故选项D正确。6(河北石家庄一中20152016学年高二上学期期末)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为41，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为NTC型热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，R1为定值电阻，下列说法正确的是(AC)A交流电压u的表达式u36sin100tVB变压器原、副线圈中的电流之比随Rt处温度的变化而变化CRt温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大DRt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大解析：由图乙可知Um36V，T0.02s，所以交流电压的表达式为U36sin100tV，故A正确；变压器原、副线圈的电流比等于匝数的反比，故B错误；温度升高时Rt减小，电流表示数增大，电压表示数不变，变压器输入功率变大，故C正确，D错误。二、非选择题7(安徽铜陵一中20152016学年高二下学期期中)如图所示，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1.80104V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即P1P2，故有I1U1I2U2由于U1220V，U21.80104V，当I212103A，I1为熔断电流。得I10.98A(2)设副线圈中电流为I210mA10103A时，变压器的输出功率P2U2I20.011.80104180W由于输入功率等于输出功率，有P1P2180W。能 力 提 升一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1(重庆市杨家坪中学20152016学年高二下学期检测)如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1n221，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为(A)A4IRBC4IRDIR解析：电流与匝数成反比，副线圈的电流为2I，输入功率等于副线圈消耗的功率：P(2I)2RmgvUI，所以电压表的读数U4IR，故选A。2(广西桂林十八中20152016学年高二下学期开学检测)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为31,4个相同的灯泡如图接入电路，已知副线圈一侧的3个灯泡均正常发光，则原线圈电路中串联的灯泡L的情况是(C)AL将要烧毁BL比另外3个灯泡要暗些CL正常发光D不知输入电压，无法判断解析：因三灯均正常发光，设每个灯泡的电流为I，则副线圈电流为3I；由，解得：I1I；故说明原线圈电路中串联的灯泡L正常发光，故C正确，故选C。3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；原线圈为1100匝，接在有效值为220V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2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为(C)A380V和5.3AB380V和9.1AC240V和5.3AD240V和9.1A解析：因变压器输出电压调至最大，故副线圈为1900匝，由变压器两端的电压与匝数成正比，即，故副线圈的电压有效值U2为380V；因变压器为理想变压器，故其输入功率等于输出功率，即P1P2，由P1U1I1得I19.1A，B正确。4(四川省资阳中学20152016学年高二下学期期中)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为101，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1R2R320和电容器C连接成如图甲所示的电路。其中，电容器击穿电压为8V，各电表均为理想交流电表，开关S处于断开状态，则(CD)A电压表V的读数为10VB电流表A的读数约为0.05AC电阻R2上消耗的功率为2.5WD若闭合开关S，电容器不会被击穿解析：开关断开时，副线圈为R1和R2串联，电压表测量R2的电压，由图可知原线圈电压为100V，所以副线圈电压为10V，则电压表的读数是R2的电压为5V7.07V，故A错误；由A的分析可知，副线圈电流为I2A0.25A，所以原线圈电流为I1I10.025A，故B错误；电阻R1、R2上消耗的功率为PIR(0.25)2202.5W，故C正确；当开关闭合时，R1与R3并联后和R2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并10，所以并联部分的电压为UCU210VV，最大值为V8V，所以电容器不会被击穿，故D正确，故选CD。5(山东泰安20152016学年高二上学期检测)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则(BC)A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小解析：A、B项，保持Q的位置不动，则原、副线圈匝数比不变，所以副线圈两端电压不变，P向上滑动时，副线圈的电阻变大，则副线圈电流变小，原线圈电流随之变小，所以电流表读数变小，故A项错误，B项正确。C、D项，保持P的位置不动，将Q向上滑动时，原、副线圈匝数比变小，则副线圈两端电压变大，副线圈电阻不变，则副线圈电流变大，原线圈电流随之变大，所以电流表读数变大，故C项正确，D项错误。综上所述，本题正确答案为BC。二、非选择题6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6 220V/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：101解析：电网两极间电场可看作匀强电场UmEmd由题意，空气被击穿时Em6 220V/cm由理想变压器电压关系：由峰值与有效值关系U1mU1由以上各式：得所以次、初级线圈匝数比不得超过101。7如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n11 100匝。接入电压U1220V的电路中。(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U26V，U3110V，它们的匝数n2，n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6V,20W”“110V,60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？答案：(1)30匝550匝(2)0.36A解析：(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系：由得n2n11 100匝30匝n3n11 100匝550匝。(2)设原线圈输入电流为I1，由P入P出得U1I1U2I2U3I3P1P3所以I1A0.36A。
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