4.2变压器 同步练习（含答案解析） (2)

4.2变压器
同步练习
1．如图所示四个电路，能够实现升压的是
(　　)
答案　D
解析　变压器只能对交变电流变压，不能对直流电流变压，故A、B错误；由于电压与线圈匝数成正比，只有D能实现升压，故C错误，D正确．
2．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是(　　)
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1
答案　BD
解析　对于理想变压器，认为无磁通量损失，因而穿过两个线圈每一匝的磁通量相同，磁通量的变化率相等，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比，故A、C错误，B正确．理想变压器没有能量损失，故输入功率等于输出功率，故D正确．
3.如图1所示，一理想变压器的原线圈匝数为n1＝1100匝，接电压U1＝220V的交流电，副线圈接“20V　10W”的灯泡，灯泡正常发光，可知
(　　)
图1
A．副线圈的匝数n2＝200匝
B．副线圈中的电流I2＝0.5A
C．原线圈中的输入功率为10W
D．原线圈中的电流I1＝0.1A
答案　BC
解析　由于理想变压器的电压比等于匝数比，副线圈匝数n2＝100匝，A错误；理想变压器的原、副线圈的功率相等，所以原线圈的输入功率为10W，C正确；由功率P＝UI可得副线圈中的电流I2＝0.5A，原线圈中的电流I1＝I2≈0.045A，B正确，D错误．
4．如图2所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin
(100πt)
V的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻．原、副线圈匝数之比为2∶1.电流表、电压表均为理想电表，下列说法中正确的是(　　)
图2
A．原线圈中电流表的读数为1A
B．原线圈中的输入功率为220W
C．副线圈中电压表的读数为110V
D．副线圈中输出交流电的周期为50s
答案　A
解析　先计算副线圈电压的有效值，原线圈电压的有效值为220V，根据匝数比可以得到副线圈电压的有效值为110V，根据负载电阻的大小可以知道副线圈中电流为2A，根据原、副线圈的输入功率和输出功率相等可以知道原线圈中输入功率为220W，电流的有效值为1A，故A正确，B、C错误．由交流电源的瞬时电压公式可知周期T＝0.02s，副线圈中输出交流电的周期与原线圈相同，故D错误．
5．一台理想降压变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率分别是(　　)
A．5A,250V,50kW
B．5A,10kV,50kW
C．200A,250V,50kW
D．200A,10kV,2×103kW
答案　A
解析　由＝，得I1＝×200
A＝5
A．由＝，得U2＝U1＝×10×103
V＝250
V．由理想变压器功率关系，得P入＝P出＝U1I1＝U2I2＝200×250
W＝50
kW.故正确选项为A.
6.如图3所示，一只理想变压器原线圈与频率为50Hz的正弦交变电源相连，两个阻值均为20Ω的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表、电压表均为理想交流电表，原、副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5V．则
(　　)
图3
A．电流表的读数为0.5A
B．流过电阻的交变电流的频率为100Hz
C．交变电源的输出电压的最大值为20V
D．交变电源的输出功率为2.5W
答案　CD
解析　根据欧姆定律可得副线圈中的电流I2＝＝0.25A，根据理想变压器原、副线圈中的电流与匝数的关系＝，可解得I1＝0.125A，A错误；理想变压器原、副线圈中的交变电流的频率相同，都为50Hz，B错误；副线圈输出电压的有效值为10V，根据正弦交变电流的最大值和有效值的关系可得其最大值应为U2m＝10V，原、副线圈电压比为＝，可得交变电源输出电压的最大值为U1m＝20V，C正确；对于理想变压器，交变电源的输出功率等于变压器副线圈负载消耗的功率，P＝2×W＝2.5W，故D正确．
7．如图4所示，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A．以下判断正确的是(　　)
图4
A．变压器输入功率为484W
B．通过原线圈的电流的有效值为0.6A
C．通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3
答案　BD
解析　变压器的输入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60W＝132W，选项A错误；由＝，得＝＝＝，选项D正确；由＝，得I1＝I2＝×2.2A＝0.6A，选项B正确；根据I＝得通过副线圈的电流的最大值I2m＝I2＝A，选项C错误．
8．如图5所示，理想变压器的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．当开关S接通时，以下说法中正确的是
(　　)
图5
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大
C．通过灯炮L1的电流减小
D．原线圈中的电流增大
答案　BCD
解析　由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变，故选项A错误．并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律知，流过电阻R的电流增大，电阻R上的电压UR＝IR增大，故选项B正确．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1＝I2U2知，I2增大，原线圈输入电流I1也增大，故选项D正确．UMN不变，UR变大，所以UL1变小，通过灯泡L1的电流减小，选项C正确．
9．如图6所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使
(　　)
图6
A．原线圈匝数n1增加
B．副线圈匝数n2增加
C．负载电阻R的阻值增大
D．负载电阻R的阻值减小
答案　BD
解析　由＝，P出＝
可得P出＝
又因为P入＝P出，所以P入＝
分析可得选项B、D正确．
10．如图7所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是(　　)
图7
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小
D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大
答案　BD
解析　由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动而改变，故选项A错误，B正确．P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2＝知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由＝知输入电流I1也增大，故选项C错误，D正确．
题组四　各种各样的变压器
11.如图8所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51sin
(314t)
V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(　　)
图8
A．2.0V
B．9.0V
C．12.7V
D．144.0V
答案　A
解析　由＝，得U2＝，其中U1＝V，得U2＝V≈9.0V，因为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9.0V，故选项A正确．
12．如图9所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220V，电流表示数为10A，则高压输电线的输电功率为(　　)
图9
A．2.2×103WB．2.2×10－2W
C．2.2×108WD．2.2×104W
答案　C
解析　由电流互感器知，高压输电线中的电流I＝1000A，由电压互感器知，高压输电线中的电压U＝220×103V，则高压输电线的输电功率P＝UI＝2.2×108W.
13．理想自耦变压器的原线圈接有如图10所示的正弦交变电压，副线圈接有可调电阻R，触头P与线圈始终接触良好，下列判断正确的是(　　)
图10
A．交变电压u随时间t变化的规律是u＝U0cos100πt
B．若仅将触头P向A端滑动，则电阻R消耗的电功率增大
C．若仅使电阻R增大，则原线圈的输入功率增大
D．若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则通过A处的电流一定增大
答案　AB
解析　由题图可得交变电压的周期T＝0.02s，最大值为U0，则交变电压u＝U0cost＝U0cos100πt，选项A正确；由＝，若仅将触头P向A端滑动，即n2增大，则副线圈的输出电压U2增大，电阻R消耗的电功率P＝增大，选项B正确；若仅使电阻R增大，则输出电压U2一定，输出功率P＝减小，原线圈的输入功率减小，选项C错误；若使电阻R增大的同时，将触头P向B端滑动，则输出电压U2减小，输出或输入的功率减小，通过A处的电流I＝一定减小，选项D错误．