3.3 变压器
一、单选题
1.如图甲所示,理想变压器的原线圈电路中装有0.5A的保险丝L,原线圈匝数n1=600匝,副线圈匝数n2=120匝,当原线圈接在如图乙所示的交流电源上,要使整个电路和用电器正常工作,则副线圈两端可以接( )
A.阻值为12Ω的电阻 B.并联两盏的“36V 40W”灯泡
C.工作频率为10Hz的用电设备 D.耐压值为36V的电容器
2.如图所示,变压器为理想变压器,电压变化规律为的交流电压接在a、b两端,L为灯泡,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列正确的是( )
A.电压表V2示数不变,V3示数增大
B.变阻器滑片是沿d→c的方向滑动
C.该变压器起降压作用
D.灯泡发光每秒闪50次
3.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1,RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表,原线圈所接电压(V),下列说法正确的是( )
A.变压器输入与输出功率之比为1:4
B.变压器副线圈中电流的频率为100Hz
C.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1:4
D.若热敏电阻RT的温度升高,电压表的示数不变,电流表的示数变小
4.一交流电源,电压,通过理想变压器对电路供电,电路如图所示。已知原副线圈匝数比为4:1,灯泡的额定功率为55W,排气扇电机线圈的电阻为1Ω,电流表的示数为3A,用电器均正常工作,电表均为理想电表,则( )
A.电压表的示数为880V B.电动机的发热功率为4W
C.电动机的电功率为106W D.通过保险丝的电流为12A
5.如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则
A.U="110V" , I="0.2A"
B.U="110V" , I="0.05" A
C.U=110V, I="0.2A"
D.U=110V, I="0.22" A
6.如图甲、乙所示的电路中,当A、B接10V交流电压时,C、D间电压为4V;当M、N接10V直流电压时,P Q间电压也为4V。现把C、D接4V交流电压,P、Q接4V直流电压,则A、B间和M、N间的电压分别是( )
A.20V,4V B.10V,4V C.4V,10V D.10V,0
7.如图所示,理想变压器三个线圈的匝数比,其中匝数为的原线圈接到的交流电源上,匝数为和的两个副线圈分别与电阻组成闭合回路.已知通过电阻的电流,电阻,则通过电阻的电流和通过原线圈的电流分别是()
A. B. C. D.
8.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上,如图所示.设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( )
A.U=66V,k= B.U=22V,k=
C.U=66V,k= D.U=22V,k=
9.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是( )
A.副线圈输出电压的频率为5Hz
B.副线圈输出电压的有效值为31V
C.P向右移动时,变压器的输入功率增加
D.P向右移动时,原、副线圈的电流比减小
10.如图甲所示的电路中,S为单刀双掷开关,电表为理想电表,Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小),理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电。则( )
A.变压器原线圈中交流电压u的表达式
B.S接在a端,Rt温度升高时,变压器的输入功率变大
C.S接在a端,Rt温度升高时,电压表和电流表的示数均变大
D.S由a切换到b,Rt消耗的功率变大
11.如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈,上线圈两端u=51sin314tV的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是
A.2.0V B.9.0V
C.12.7V D.144.0V
12.如图所示,将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=10Ω,已知线圈边长ab=cd=0.1m,ad=bc=0.2m,匝数为50匝,线圈电阻不计,理想交流电压表接在原线圈两端,变压器原副线圈匝数比n1:n2=1:3,线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动,则( )
A.从图示位置开始计时,线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t(V)
B.交流电压表的示数为40V
C.电阻R上消耗的电功率为720W
D.电流经过变压器后频率变为原来的3倍
二、多选题
13.如图所示,理想变压器原线圈两端的电压不变,电流表为理想电流表,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,以下说法正确的是
A.副线圈两端MN输出电压减小
B.副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
C.通过灯泡L1的电流减小
D.原线圈中电流表的示数增大
三、填空题
14.如图所示,理想变压器的原.副线圈匝数之比为n1:n2=4:1,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PA:PB=____;两电阻两端的电压之比UA:UB=__.
15.如图所示,变压器是改变 ________(填“交流”或“直流”)电压的设备.升压变压器的副线圈的匝数_________(填“大于”、 “小于”或“等于”) 原线圈的匝数.
16.如图所示,L1、L2是输电线,甲是________互感器,乙是________互感器,若甲图中原副线圈匝数比为100:1,乙图中原副线圈匝数比为1:10,且电压表示数220V,电流表示数10A,则线路输送电压为________V,电流为________A
17.在如图甲所示电路中,L1、L2、L3为三只“6V,3W”的灯泡,变压器为理想变压器,各电表均为理想电表,当ab端接如图乙所示的交变电压时,三只灯泡均正常发光.则电压表的示数为__________.
18.如图甲,理想变压器的原线圈匝数n1=350匝,副线圈匝数n2=70匝,电阻R=20 Ω,V是理想交流电压表,原线圈加上如图乙所示的正弦交流电,则电阻R上消耗的电功率为___________W,在t=0.01 s时,电压表的示数为___________V. 变压器的工作基础是________现象.
四、解答题
19.图甲左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55Ω,两电表为理想电流表和电压表,变压器原副线圈匝数比为n1:n2=2:1,若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压.求:
(1)交流电压的函数表达式;
(2)电流表的示数I.
20.如图所示,变压器原线圈输入电压为220 V,副线圈输出电压为36 V,两只灯泡的额定电压均为36 V,L1额定功率为12 W,L2额定功率为6 W.试求:
(1)该变压器的原副线圈匝数比.
(2)两灯均工作时原线圈的电流
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.B
【详解】
线圈匝数跟电压电流的关系据图乙知道电压有效值为180V,可知副线圈输入电压有效值为36V,电流2.5A,据欧姆定律计算得副线圈所接电阻最小值14.4Ω,A错
并联两盏灯泡干路电流2.2A,所以可以B对
只可以接工作频率为50Hz的用电设备,C错
因为最大电压是所以不可以接耐压值为36V的电容器,D错
2.C
【详解】
AB.观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,即副线圈电流增大,由于a、b接在电压有效值不变的交流电流两端,匝数比不变,所以副线圈电压不变,即V1,V2示数不变,V3示数减小根据欧姆定律得负载电阻减小,所以变阻器滑片是沿c→d的方向滑动,故AB错误,
C.观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,即原线圈电流增大量小于副线圈电流增大量,根据电流与匝数成反比,所以该变压器起降压作用,故C正确;
D.由可知,交流电的频率为
由于交变电流一个周期内电流方向发生100次变化,所以灯泡发光每秒闪100次,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】
变压器输入与输出功率相等,选项A错误;变压器中原副线圈中电流的频率相等,均为,选项B错误;变压器原、副线圈中的电流强度之比等于匝数的倒数比,为1:4,选项C正确;若热敏电阻RT的温度升高,则电阻减小,因初级电压不变,电压表的示数不变,则次级电压不变,则次级电流变大,电流表的示数变大,选项D错误;故选C.
4.B
【详解】
根据题意知道变压器的输入电压的有效值为U1=220V
A.电压表示数为变压器的输出电压,根据变压比
可以得到
U2=55V
故A错误;
B.因为灯泡正常发光,所以通过灯泡的电流为
电流表的示数为变压器的输出电流I2=3A,根据并联电路电流的特点可知通过电动机的电流为
IM=I2-IL=2A
所以电动机的发热功率为
故B正确;
C.电动机的电功率为
P=U2IM=110W
故C错误;
D.通过保险丝的电流即为变压器的输入电流I1,根据变流比
可知
I1=0.75A
故D错误。
故选B。
5.A
【解析】
试题分析:在副线圈电路中,,再根据=,及=,得,,故B、C、D错,A正确
考点:考查了变压器的工作原理
点评:基础题,关键是掌握变压器两端电压,电流的计算公式
6.B
【详解】
如图甲所示是一个自耦变压器,当A、B作为输入端,C、D作为输出端时,是一个降压变压器,两边的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4V交流电压时,A、B间将得到10V交流电压;如图乙所示是一个分压电路,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,M、P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4V直流电压时,M、N两端电压也是4V.
故选B。
7.C
【详解】
由于,且V,解得V,V,根据欧姆定律得A,根据理想变压器的输入功率和输出功率相等可得,代入数据得A,故C正确,ABD错误.
8.C
【详解】
由题意知,副线圈的电流为:,则原线圈的电流为:,与原线圈串联的电阻的电压为:,由变压器的变比可知,原线圈的电压为3U,所以有:,解得:U=66V,原线圈回路中的电阻的功率为:,所以,故C正确,ABD错误,故选C.
【点睛】
首先计算出通过副线圈的电流,由变比关系可知原线圈的电流,继而可表示出与原线圈串联的电阻的分压,结合题意即可在原线圈上列出电压的等式,可求出副线圈上的电压.利用焦耳定律可表示出两个电阻的功率,继而可解的比值k.
9.C
【详解】
A.由图象可知,交流电的周期为0.02s,所以交流电的频率为50Hz,故A错误;
B.根据电压与匝数成正比可知,原线圈的电压的最大值为310V,所以副线圈的电压的最大值为31V,所以副线圈电压的有效值为V,故B错误;
C.P向右移动时,R变小,副线圈的电流变大,则原线圈的电流也变大。而原线圈电压不变,所以功率增大,故C正确;
D.原副线圈电流之比等于匝数的反比,故原副线圈的电流之比不变,故D错误。
故选C。
10.B
【详解】
A.原线圈接的图乙所示的正弦交流电,由图知最大电压,周期,故角速度是
变压器原线圈中交流电压的表达式
故A错误;
BC.S接在端,温度升高时,热敏电阻的阻值减小,根据欧姆定律可知电流表的示数变大,根据原副线圈电压之比等于匝数之比得副线圈电压电压不变,即电压表的示数不变;根据可知变压器的输出功率增大,所以变压器的输入功率变大,故B正确,C错误;
D.S由切换到,副线圈匝数减小,根据原副线圈电压之比等于匝数之比得副线圈电压减小,根据得消耗的功率变小,故D错误;
故选B。
11.A
【详解】
由得,其中,得,因此题中两线圈并非处于理想状态,会出现漏磁,所以交流电压表的读数小于9.0 V,故选项A正确.
12.C
【详解】
A.从图示位置开始计时,磁通量为零,感应电动势最大,所以电动势随时间的变化关系为
(V)
代入数据得(V),故A错误;
B.由瞬时值表达式(V),可知线圈产生的电动势最大值为V,但电压示数是有效值,故示数为
V
故B错误;
C.根据
解得变压器副线圈的电压V,所以电阻R上消耗的电功率为
W
故C正确;
D.交流电的频率经过变压器不发生变化,故D错误。
故选C。
13.CD
【详解】
A.理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,所以副线圈的输出的电压也不变,故A错误;
BC.当S接通后,两个灯泡并联,电路的电阻减小,副线圈的电流变大,所以通过电阻R的电流变大,电压变大,那么并联部分的电压减小,所以通过灯泡L1的电流减小,灯泡L1变暗,故B错误,C正确;
D.当S接通后,两个灯泡并联,电路的电阻减小,根据匝数比可知副线圈的电流变大,所以原线圈的电流也变大,故D正确。
故选CD。
14.1:16 1:4
【详解】
根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得
电阻消耗的功率,所以两电阻消耗的电功率之比
电阻两端的电压U=IR,所以两电阻两端的电压之比
15.交流 大于
【详解】
变压器是改变交流电压的设备.升压变压器的副线圈的匝数大于原线圈的匝数.
16.电压 电流 22000 100
【详解】
根据图象可知,甲与输电线并联,所以甲是电压互感器,乙与输电线串联,所以乙为电流互感器,
根据变压器电压表等于匝数比,有;
乙互感器原线圈的匝数比副线圈匝数1:10,电流表的示数为10A,根据电流与线圈匝数成反比可知,线路输送的电流.
17.12V
【详解】
电压表的示数为变压器输入电压,交流电的有效值为Uab=18V;则有:U=Uab-UL1=18V-6V=12V.
18.0.8W; 4V; 互感
【详解】
理想变压器的原线圈的输入电压,根据电压与匝数成正比可得:,即电压表的示数为0.4V;电阻R上消耗的电功率,变压器的工作基础是互感现象.
19.(1)(2)I=2A
【详解】
试题分析:(1)由交流电规律可知,① ②
联立①②代入图中数据可得,③
(2)根据理想变压器特点和欧姆定律有:…④ …⑤
联解④⑤代入图乙中数据得:I="2A" …⑥
考点:考查了理想变压器,交流电图像
20.(1)55:9 (2)
【详解】
(1)理想变压器原线圈输入电压为220V,副线圈输出电压为36V,
根据理想变压器电压与匝数成正比得:原副线圈的匝数比
(2)S闭合后,两灯均工作时,
两只灯泡的额定电压均为36V,L1额定功率为12W,L2额定功率为6W.
根据输入功率等于输出功率得:原线圈输入功率P1=18w=U1I1,
原线圈的电流I1A答案第1页,共2页
答案第1页,共2页