3.3变压器同步训练(Word版含答案)

3.3变压器
一、选择题（共15题）
1．下列各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，规格都是“110V 40W”。当灯泡所消耗的功率都调至20W时，台灯中消耗功率最小的是（ ）
A．B．C． D．
2．汽车的“点火线圈”实际上是一个变压器低压直流通过一个开关输入初级线圈，在开关断开或闭合的瞬间，将会在次级线圈中产生脉冲高电压形成电火花图1和图2分别是初级线圈、次级线圈电压随时间变化的图像，则（　　）
A．t1时刻开关刚断开
B．次级线圈的匝数比初级线圈要多
C．t2至t3间穿过次级线圈的磁通量为零
D．开关断开与闭合瞬间次级线圈产生的感应电动势方向相同
3．用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示，则（　　）
A．变压器输入功率为11W B．变压器输出电压的最大值是110V
C．变压器原、副线圈的匝数比是 D．负载电流的函数表达式
4．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给灯泡供电，若将原、副线圈增加相同匝数，其它条件不变，则（　　）
A．灯泡变亮
B．灯泡变暗
C．原、副线圈两端电压的比值不变
D．通过原、副线圈电流的比值不变
5．理想变压器，对于原、副线圈，不一定相等的物理量是(　　)
A．交流电的最大值 B．磁通量的变化率 C．电功率 D．交变电流频率
6．如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1=1000匝，副线圈的匝数n2=200匝．原线圈两端所加的电压U1="220" V时，副线圈两端的电压U2为( )
A．1100 V B．44 V C．440 V D．22 V
7．如图所示，匀强磁场的磁感应强度，单匝矩形线圈的面积S＝1m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接，A为交流电流表．开关S开始时断开，调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为2:1时，副线圈电路中标有“6V、6W”的灯泡正常发光，电容器C的击穿电压为6V．以下判断正确的是（ ）
A．从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电 动势随时间的变化规律为
B．电流表的示数为1A
C．若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移，减少副线圈的匝数
D．闭合开关S，电容器不会被击穿
8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，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，图甲中的R1为温度升高电阻增大的正温度系数的热敏电阻，R为定值电阻。下列说法正确的是（　　）
A．在0.5×10-2s时，电压表V2的示数为9V
B．R1处温度升高时，电流表的示数变小，电压表V2的示数不变
C．如果把电压表V2换成电容器（规格：10V，100p），电容器可正常工作
D．变压器原、副线圈的电流之比为4∶1
9．用同样的交流电源分别给图甲、乙两个电路供电，四个相同的灯泡均正常发光，乙图中理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，则关于滑动变阻器接入电路的阻值，下列说法正确的是（　　）
A．与单个灯泡正常发光时的阻值相等
B．是单个灯泡正常发光时的阻值的2倍
C．是单个灯泡正常发光时的阻值的3倍
D．是单个灯泡正常发光时的阻值的6倍
10．如图，理想变压器原线圈接正弦交变电源，输入电压，电阻，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。将S1接到2时，R消耗的电功率为0.8W，现将S1换接到1且闭合S2，L2正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈交变电流1s内电流方向会改变50次
B．小灯泡的额定电压为
C．原、副线圈的匝数之比n1：n2=5：1
D．只断开S2后，原线圈的输入功率增大为原来2倍
11．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入正弦式交流电的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．电压表的读数为31 V
B．副线圈输出电压的频率为5 Hz
C．P向右移动时，原线圈的电流变大
D．P向右移动时，变压器的输入功率变小
12．如图所示，匝数为N的矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，下列说法正确的是（　　）
A．交流电压表的示数为
B．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0
C．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则电流表的示数变小
D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则变大
13．如图，理想变压器的原线圈接有有效值不变的正弦交流电源，和为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。现减小光照强度，下列说法正确的是（　　）
A．副线圈两端电压变大
B．小灯泡的亮度变暗
C．两端的电压增大
D．上的电流增大
14．如图为街头变压器通过降压给用户供电的示意图。负载变化时变压器的输入电压（市区电网的电压）不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，各电表为理想交流电表，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（　　）
A．用户用电器的总电阻R减小
B．电表A2的示数变大，A1的示数变小
C．电表V2的示数不变，V3的示数变小
D．电表V1的示数与输电线损失的电压均变大
15．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为11：5，原线圈两端的交变电压如图所示，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有（　　）
A．开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz
B．开关接通后，灯泡两端电压的最大值为100V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输入功率变小
二、填空题
16．理想变压器：没有______的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型。
17．构造：由______和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作______，与负载连接的线圈叫作______。
18．如图所示，一个理想变压器的原线圈接在220V的电压上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光，设原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，则= ___________，当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率为___________W。
19．图甲中的变压器为理想变压器，其原线圈接到有效值为的正弦交流电源上，副线圈与阻值为的电阻接成闭合电路，图乙中阻值为的电阻直接接到电压为的直流电源上，电阻消耗的电功率为__________；若发现与消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的电压之比为___________。
三、综合题
20．收音机的变压器的初级线圈有1210匝，接在U1=220V的交流电源上，变压器有两个次级线圈．次级线圈Ⅱ的匝数为35匝，次级线圈Ⅲ的匝数是1925匝．如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈Ⅱ的电流是0.3A时，初级线圈的电流I1=0.114A．求线圈Ⅲ中电流和输出电压（电流的计算结果保留3位有效数字）
21．一台变压器有两个次级线圈，它的初级线圈接在220伏特电压上，一个次级线圈的电压为6伏，输出电流强度为2安培，匝数为24匝，另一个次级线圈的电压为250伏特，输出电流为200毫安，求：
(1) 250伏线圈的匝数，初级线圈的匝数.
(2) 初级线圈的输入功率.
22．下图是一种漏电保护器的原理图。在变压器A处火线和零线双线并列绕制成线圈，然后接到用电器上；在变压器B处有一个输出线圈。一旦发生火线对地漏电事故，变压器线圈B中就会产生电流，令继电器J切断电源。试讨论该漏电保护器的工作原理。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
题中提供了4种控制电路，其中C选项图中用理想变压器改变电压，因没有额外的功率损耗，这时台灯消耗的功率就等于20W，为最小值。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20W。
故选C。
2．B
【详解】
A．根据图像可知t1时刻开关刚闭合。故A错误；
B．依题意需要用低电压产生高电压电火花，则需要次级线圈的匝数比初级线圈要多，故B正确；
C．t2至t3间穿过次级线圈的磁通量不为零，磁通量的变化量为零，故C错误；
D．根据图像可知断开瞬间电压相反，感应电动势方向相反，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
A．由图像可知，通过负载电流的有效值为
则变压器输出功率为
所以理想变压器的输入功率也为3.9W，故A错误；
B．变压器输出电压的最大值是
故B错误；
C．原、副线圈匝数比等于原、线圈两端电压之比即为2：1，故C错误；
D．由图像可知，周期为0.02s，则角速度
负载电流的函数表达式
故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
因为是降压变压器，所以有n1＞n2，若原副线圈增加相同匝数，则
根据电压与匝数成正比
可知
U2＜U2'
小灯泡L两端电压增大，灯泡变亮。原副线圈的电压比和电流比都要变化。
故选A。
5．A
【详解】
交流电的电流与匝数成反比，变压器的变压原理即为在同一个铁芯中磁通量的变化率相同，输入功率等于输出功率，变压器只改变电压和电流，不改变电流的频率、电功率及磁通量的变化率．故A正确，BCD错误．
故选A
6．B
【详解】
试题分析：根据变压器原理；，可知，选项B正确．
7．C
【详解】
A、灯泡正常发光，故变压器的输出电压为6V，根据变压比公式，解得：U1=12V；则矩形线圈产生电动势的有效值为12V；矩形线圈产生电动势的最大值为，根据公式Em=NBSω，解得：，故从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律；故A错误．
B、小灯泡正常发光，故变压器的输出电流为：；根据变流比公式：，解得：I1=0.5A；故B错误．
C、若矩形线圈转速增大，根据公式Em=NBSω，感应电动势的最大值增加，故有效值也增加；为使灯泡仍能正常发光，根据，应将P适当上移；故C正确．
D、电容器的击穿电压为交流电的最大值，故能击穿电容器，故D错误．
故选C．
8．B
【详解】
A．电压表、电流表测的是交变电流的有效值
电压表V2的示数
故A错误；
B．R1处温度升高，阻值增大，副线圈两端的电压由输入电压和原副线圈匝数比决定，电压表V2的示数即副线圈两端的电压；电流表示数
R1增大，电流减小，故B正确；
C．电容器的击穿电压是电容器能承受的最大电压，副线圈两端的电压最大值
故C错误；
D．原、副线圈的电流之比
1
故D错误。
故选B。
9．A
【详解】
设每个灯泡的额定电流为、电阻为，在图乙中，原、副线圈的电压分别为、则
，
在图甲中，滑动变阻器两端电压为
流过R的电流为，则滑动变阻器接入电路的阻值为
故A正确，BCD错误。
故选A。
10．C
【详解】
A．原线圈交变电流的频率为
一个周期内电流的方向改变2次，可知1s内电流方向会改变100次，选项A错误；
B．将S1换接到1且闭合S2，L2正常发光，可知此时小灯泡L2的额定功率和额定电压都等于S1接2时电阻上的功率和电压值，则
选项B错误；
C．原线圈电压的有效值为U1=20V，则原、副线圈的匝数之比
n1：n2=U1:U=5：1
选项C正确；
D．只断开S2后，因次级电压不变，则次级电流变为原来的一半，次级功率变为原来的一半，则原线圈的输入功率减小为原来一半，选项D错误。
故选C。
11．C
【详解】
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，所以电压的有效值为，即电压表的读数为，所以A错误．由图象可知，交流电的周期为0.02s，所以交流电的频率为50Hz，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz，故B错误．P向右移动时，次级电阻减小，则次级电流变大，根据原副线圈电流之比等于匝数的反比，初级电流变大；因次级电压不变，故输出功率增大，故C正确，D错误．故选C．
12．A
【详解】
A．变压器副线圈电压的最大值为，故电压表的示数为，选项A正确；
B．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，磁通量的变化量不为0，故通过线圈的电荷量不为0，选项B错误；
C．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，电阻减小，副线圈的输出电压不变，则和都增加，选项C错误；
D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，变大，则变小，选项D错误。
故选A。
13．BD
【详解】
A．副线圈两端的电压由原线圈两端的电压与匝数比决定，故选项A错误；
C．减小光照的强度，光敏电阻的阻值变大，副线圈回路的总电阻变大，副线圈两端电压不变，副线圈中电流减小，两端的电压减小，选项C错误；
D．副线圈两端电压不变，副线圈中电流减小，两端的电压减小，并联部分电压增大，上电压变大，上的电流增大，选项D正确；
B．根据以上分析，副线圈中电流减小，上的电流增大，由并联电路电流规律知小灯泡上的电流减小，小灯泡的亮度变暗，选项B正确。
故选BD。
14．AC
【详解】
A．当用户的用电器增加时，负载电阻减小，则用户用电器的总电阻R减小，故A正确；
BCD．负载变化时变压器的输入电压（市区电网的电压）不变，所以V1、V2的读数都不变，由于用户用电器的总电阻R减小，副线圈的电流增大，故原线圈中的电流增大，所以电流表A1、A2读数都变大；由于I2增大，所以输电线损失的电压均变大，故V3的读数减小，故C正确，BD错误。
故选AC。
15．BD
【详解】
A．由电压图可知，原线圈两端的交变电压表达式
可知交流电压频率为，在一个周期内，交变电流两次超过电压，所以氖泡的发光频率为，A错误；
BC．达到变压器输入电压有效值为，输出电压有效值
开关接通与断开，电压表的示数均为，选项B正确C错误；
D．开关断开后，氖泡不发光，不消耗电能，电路消耗的功率减小，变压器的输出功率减小，输入功率也减小，D正确。
故选BD。
16．能量损失
17． 闭合铁芯 原线圈 副线圈
18． 180
【详解】
根据理想变压器规律可得
当副线圈电路中电流为时，变压器的输出功率为
由于理想变压器输入功率等于输出功率，则有
19． 121
【详解】
分析图乙，设R2两端电压为U2，由电功率公式解得R2的功率
设变压器副线圈的电压为U1，由题意可知，R1和R2的功率相等，则有
设变压器原线圈的电压为U，则有原、副线圈的电压之比为
20．0.0662A ；350V
【详解】
由变压规律得
不计变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律
P1＝P2＋P3
I1U1=I2U2+I3U3
解得
21．(1) 1000匝 ， 880匝 (2) 62W
【详解】
试题分析：理想变压器的输入功率和输出功率相等，电压与匝数成正比，当有多个副线圈时，根据输入的功率和输出的功率相等可以计算出输入的功率．
（1）根据理想变压器的电压与匝数成正比可知U1：U2=n1：n2，
代入数据可得：n1=880匝
同理：U1：U3=n1：n3
代入数据可得：n3=1000匝
（2）理想变压器的输入功率和输出功率相等，所以输入的功率为I1U1，
输出的功率为两个副线圈的功率的和，所以I1U1=I2U2+I3U3，
通过次级线圈的电流分别是I2=3A I3=200mA
解得：P入= I2U2+I3U3=2×6+125×0.2=62W
22．当零线和火线中的电流大小不等、方向相反时，线圏A中产生的总磁通量不为零，即磁通量增加，线圈B中会产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电源，从而可得保安器的工作原理是电磁感应原理；由于它们是双股并绕的，当点亮电灯时，流过缠绕部分的电流方向在任何时候都是大小相同、方向相反的，因此电流产生的磁场总是相互抵消的，在通过与铁芯相联系的B线圈中不会有感应电流，这时控制电的电磁铁B不会工作，所以电器使用多些或少些都一样，而当某个用电器发生漏电，人触及带电的金属外壳时，情况就不同了。这时电流通过人体导入地下，零线中电流小于火线，这时铁芯中突然产生了磁场，在B线圈中就有感应电流产生，若将这个电流放大之后推动控制电闸的继电器J，就能自动切断电源，人的安全就得到了保障。
答案第1页，共2页