3.3 变压器
一、单选题
1.如图所示,一理想变压器初次级线圈的匝数比为3∶1,次级接三个相同的灯泡,设其中一个灯泡电流为I,电压为U;初级线圈中串有一个相同的灯泡L,则 ( )
A.灯L的电压为3U B.灯L的电流为3I
C.灯L的电压为U D.灯L的电压无法计算
2.下列说法错误的是( )
A.电磁炉利用涡流的原理制成,使用高频交流电加热效果更好
B.导棒在磁场中运动时,会存在电磁阻尼,安培力对导棒做正功
C.磁场相对导体转动,也会产生感应电流,导体受到安培力作用运动起来,称为电磁驱动
D.互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器就是利用此原理制成的
3.如图所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,变压比为1000∶1,乙是电流互感器.变流比为100∶1,并且知道电压表示数为220 V,电流表示数为10 A,则输电线的输送功率为( )
A.2.2×108W B.2.2×105W
C.2.2×104W D.2.2×103W
4.如图所示,理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动,下列说法正确的是( )
A.电表不变、的示数增大
B.电表、的示数都不变
C.原线圈输入功率减小
D.电阻消耗的电功率增大
5.有些机床为了安全,照明电灯用的电压是36 V,这个电压是把380 V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1140匝,副线圈是( )
A.1081匝 B.1800匝 C.108匝 D.8010匝
6.自耦变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器 。升压和降压用不同的抽头来实现,如图所示,右侧滑片此时正置于线圈中间位置。现依次在自耦变压器的AB端、CD端输入最大值为Um的正弦式交流电,在另一端接一阻值为R的电阻,两次电阻上消耗的电功率分别为P1、P2,则为( )
A. B.4 C. D.16
二、多选题
7.如图所示,一台理想变压器的原副线圈匝数比为,原线圈电路中串联了一只灯泡A,副线圈电路中并联了三只灯泡B、C和D.这四只灯泡完全相同,且电阻保持恒定,则下列选项中正确的是
A.若A正常发光,B、C和D也一定正常发光
B.若A正常发光,B、C和D一定比A亮
C.若A正常发光,且消耗功率为P,则B消耗的功率一定为
D.若A正常发光且两端电压为U,则交流电表V的示数为
8.一个理想变压器,原线圈1200匝,副线圈400匝,现在副线圈上接一个变阻器R,如图所示。各电表均为理想表,则下列说法中正确的是( )
A.安培表A1与A2的示数之比为3:1
B.伏特表V1与 V2的示数之比为3:1
C.当变阻器滑动头向下移动时,原线圈的输入功率将增加
D.原、副线圈的功率之比为3:1
9.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,副线圈上接有一个理想电流表和一个电动机。当原线圈接在电压为的交流电源后,电流表的示数,电动机带动一质量的物体以的速度匀速上升,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A.原线圈中的电流为 B.变压器的输入功率为
C.变压器的输入功率为 D.电动机的内阻是
10.如图所示,矩形线圈面积为0.1m2,匝数为100,绕OO′轴在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度5πrad/s匀速转动。从图示位置开始计时。理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,两电表均为理想电表,电阻R=50Ω,其他电阻不计,下列判断正确的是( )
A.在t=0.2s时,穿过线圈的磁通量变化率最大
B.时,变压器输入功率为50W
C.P向上移动时,电压表示数变大
D.P向上移动时,电流表示数变小
三、填空题
11.如图是调压变压器的原理图,当变压器接入0-220V交流时,通过调压可得0-250V交流,则电源应接在变压器两个接线柱上,用电器应接在________(“ab”或“cd”)两个接线柱上,这时将变压器的旋转滑动触头向____________(“顺时针”或“逆时针”)方向旋转,输出电压将升高.
12.普通交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接.图中电流互感器ab一侧线圈的匝数为5,cd一侧线圈的匝数为500.
为使电流表能正常工作,ab应接__________;(填“MN”或“PQ”)
如果某次测量中电流表的示数为2A,高压输电线上的电流为_________A.
13.某同学的电动自行车的充电器是一输入电压为220V,输出电压为48V的变压器,由于副线圈烧坏了,为了修复该变压器需获知此变压器原副线圈匝数,该同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原来线圈接到220V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为2V。按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原线圈匝数为_______匝,副线圈匝数为_______匝。
四、解答题
14.如图所示,是用两个理想变压器A和B测输电线上的电压、电流和电功率的示意图.在图中圆圈内a、b表示电表,已知变压器A的原副线圈匝数比为200:1,变压器B的原副线圈匝数比为1:10。实际测量得电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,求:该输电线之间的电压、输电线上的电流和输送的电功率各是多少。
15.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
16.一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.
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
副线圈中总电流为
根据原副线圈电流比公式
可得原线圈中的电流为,
和副线圈中其中任意灯泡的电流相同,故可得灯L两端的电压为U, C正确;
故选C。
2.B
【详解】
A.电磁炉利用涡流的原理制成,使用高频交流电加热效果更好.故A正确,与题意不符;
B.导棒在磁场中运动时,根据左手定则可知安培力的方向与运动方向相反,存在电磁阻尼,安培力对导棒做负功。故B错误,与题意相符;
C.磁场相对导体转动,也会产生感应电流,导体受到安培力作用运动起来,称为电磁驱动。故C正确,与题意不符;
D.互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈,变压器就是利用此原理制成的。故D正确,与题意不符。
故选B。
3.A
【解析】
【详解】
根据变压器原理,回路电压:;回路电流:,输送功率:,BCD错误A正确.
4.D
【详解】
AB.输入电压不变,匝数比不变,输出电压就不变,滑动变阻器滑片向下移动,其接入电路的阻值变小,副线圈中的电流就增大,电压增大,原线圈电流也增大,所以示数不变,示数减小,示数增大,示数增大,AB错误;
C.原线圈输入电压不变,输入电流增大,由可知,则原线圈输入功率增大,C错误;
D.输出电流增大,由,可知消耗的电功率增大,D正确。
故选D。
5.C
【详解】
由
得
故C正确,ABD错误。
故选C。
6.C
【解析】
【详解】
若在AB端接入最大值为Um的正弦式交流电,则在CD端输出电压的最大值为Um,电阻R上消耗的电功率
P1==
若在CD端接入最大值为Um的正弦式交流电,则在AB端输出电压的最大值为2Um,电阻R上消耗的电功率
P2==
所以
=
故选C。
7.CD
【解析】
【详解】
试题分析:若A正常发光,则I1=IL,根据电流与匝数成反比知I2=2IL,U1=2U2,结合欧姆定律和电路的串并联特点求解分析各项.
解:AB、若A正常发光,则I1=IL,根据电流与匝数成反比知I2=2IL
副线圈中每个灯泡电流数: 2IL,则B、C、D一定比A暗,故AB错误;
C、根据P=I2R==,故C正确;
D、若A正常发光且两端电压为U,则I1=,I2=,输入电压为U0=U+U1=U+2U2=U+2I2=U+U=
故D正确.
故选CD
【点评】考查变压器的基本内容,明确电流电压、电流与匝数的关系,电表的示数为有效值.
8.BC
【详解】
A.根据变压器的匝数与电流的关系,有
故A错误;
B.根据变压器的匝数与电压的关系,有
故B正确;
C.当变阻器滑动头向下移动时,负载电阻减小,副线圈电流增加,原线圈电流也随之增加,根据公式,有
可知原线圈的输入功率将增加。故C正确;
D.理想变压器,能量没有损失,原、副线圈的功率之比为1:1.故D错误。
故选BC。
9.ACD
【详解】
A.因为原副线圈的匝数比为2:1,且电流表读数为5A,则由理想变压器的原副线圈的电流与匝数成反比得,原线圈的电流为
故A正确;
BC.理想变压器的原线圈的电压为220V,而电流为2.5A,则变压器的输入功率为
220×2.5=550W
故B错误,C正确;
D.电动机消耗的功率为线圈内阻消耗的功率与输出功率之和,输入功率等于输出功率P入,即
P入=
代入数据解得
R=4Ω
故D正确。
故选ACD。
10.BD
【解析】
【详解】
A.周期为
在时,线圈平面与磁场垂直,磁通量最大,磁通量变化率最小,故A错误;
B.交流电的最大值为
则原线圈电压
当时,副线圈电压
U2=50V
则副线圈功率
所以输入功率也为50W,故B正确;
CD.当P位置向上移动时,副线圈匝数变少,原副线圈电压之比等于线圈匝数比,所以副线圈电压变小,即电压表示数变小,根据
可知,副线圈功率减小,则原线圈功率减小,原线圈电压不变,则原线圈电流减小,所以电流表示数减小,故C错误,D正确。
故选BD。
11. ab 顺时针
【解析】
【详解】
根据变压器原理可知,原线圈电压低,应接匝数较小的cd端,用电器应接ab端;因为电压和匝数成正比,所以输出电压升高,应降低原线圈的匝数,所以应该顺时针旋转.
12. (1)MN (2)200
【解析】
【详解】
电流互感器的作用是使大电流变成小电流,所以Iab>Icd
利用变压器工作原理
所以输入端ab接MN,输出端cd接PQ;如果某次测量中电流表的示数为2A,高压输电线上的电流为
13. 550 120
【解析】
【详解】
设该变压器的原线圈、副线圈和新绕线圈的匝数分别用n1、n2、n3表示,原线圈、副线圈和新绕线圈两端的电压分别用U1、U2和U3表示,则有
所以
匝
同理
所以
匝
14.,,
【解析】
【详解】
根据电压互感器的原理有:
解得:
根据电流互感器的原理有:
解得:
输电线上的输送功率:
15.(1)55:9 (2)
【解析】
【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
16.(1) 1000匝 , 880匝 (2) 62W
【解析】
【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
点睛:本题主要考查了想变压器的电压、电流及功率之间的关系,本题即可得到解决,要注意有多个副线圈时,不能直接使用电流与匝数的比值.
答案第1页,共2页
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