2018-2019学年高中物理选修3-2检测：第五章+交变电流+课时跟踪检测（二十七）+变压器+Word版含答案

课时跟踪检测（二十七） 变 压 器
1．如图所示，可以将电压升高给电灯供电的变压器是(　　)
解析：选C　变压器只能对交变电流实现变压，不能对直流变压，故选项A、D错误；由于电压比与变压器线圈匝数比成正比，副线圈匝数多于原线圈匝数的变压器才能实现升压，所以选项B错误，选项C正确。
2．关于理想变压器特点的下列说法中正确的是(　　)
A．理想变压器能够使电压升高，同时电流变大
B．原、副线圈具有相同的磁通量及变化率，产生的感应电动势也相同
C．原、副线圈没有电阻，铁芯中不会产生涡流
D．原线圈往往匝数少，绕线粗，电流大
解析：选C　理想变压器原副线圈功率相等，即U1I1＝U2I2，不可能同时使电压升高，电流增大，A错；原、副线圈匝数不同，感应电动势不同，B错；理想变压器不考虑绕线铜损，铁芯的热损，当然要求线圈无电阻，铁芯不产生涡流，C对；原、副线圈中匝数少的一边，电流大，绕线粗，但不一定作为原线圈使用，D错。
3．在如图所示的两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V；若分别在c、d与g、h的两端加上110 V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为(　　)
A．220 V,220 V　　　　　 B．220 V,110 V
C．110 V,110 V D．220 V,0
解析：选B　对变压器，根据＝可得Uab＝220 V；对滑动变阻器来说，当gh间接上110 V电压时，ef间电压Uef＝110 V，故B选项正确。
4.一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了，为获知此变压器原副线圈匝数，某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220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为(　　)
A．1 100,360　　　　　 B．1 100,180
C．2 200,180 D．2 200,360
解析：选B　对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n1＝＝＝1 100，变压器烧坏前，同理n2＝＝＝180，故B正确。
5.一理想变压器的原、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220 V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＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝
C. U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝
解析：选A　设原线圈中电流为I1，原、副线圈电压比＝＝3，原、副线圈电流比＝，由欧姆定律可得，副线圈回路中电阻两端电压U＝I2R，联立解得U＝66 V。电阻消耗功率P＝I2R，由于＝，所以原、副线圈回路中电阻消耗功率的比值为，选项A正确。
6.如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦式交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.2 A。下列判断正确的是(　　)
A．原线圈和副线圈的匝数比为2∶1
B．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1
C．电流表A2的示数为0.1 A
D．电流表A2的示数为0.4 A
解析：选B　由变压器的输出功率等于输入功率可得：I1U1＝I22R，可解得I2＝1.0 A，原线圈和副线圈的匝数比＝＝＝，故B正确，A、C、D均错误。
7.钳形电流测量仪的结构图如图所示，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可以在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0，则关于该钳形电流测量仪的说法正确的是(　　)
A．该测量仪可测量直流电的电流
B．载流导线中电流大小I0＝I/n
C．若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出的电流将小于实际电流
D．若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变小
解析：选C　直流电产生的磁场，通过内置线圈的磁通量不变，线圈中不产生感应电动势，选项A错误；由电流跟匝数成反比可知载流导线中电流大小I0＝nI，选项B错误；若钳形部分铁芯没有完全闭合，则通过内置线圈中的磁通量变小，磁通量的变化率也变小，故产生的感应电流变小，测量出的电流将小于实际电流，选项C正确；由＝，可知钳形电流测量仪的示数将变大，选项D错误。
8.如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，接在副线圈上的三只灯泡正常发光，则对于串联在原线圈上的灯泡L(　　)
A．比正常发光时的亮度更亮
B．也能正常发光
C．比正常发光时的亮度更暗
D．无法判断其亮度变化情况
解析：选B　灯泡L的亮度如何，主要看灯泡L的实际功率多大，在本题中就是看通过灯泡L的电流如何变化。
设每只灯泡的额定电流为I0，因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光，所以副线圈中的电流I2＝3I0，由＝得原线圈中的电流I1＝I2＝I0，恰为灯泡L的额定电流，因此灯泡L也正常发光。故B正确。
9．[多选](2016·海南高考)图甲所示，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u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A．变压器输入、输出功率之比为4∶1
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4
C．u随t变化的规律为u＝51sin 50πt(国际单位制)
D．若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
解析：选BD　由题意，理想变压器输入、输出功率之比为1∶1，选项A错误；变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，即＝＝，故选项B正确；由题图乙可知交流电压最大值Um＝51 V，周期T＝0.02 s，角速度ω＝100π rad/s，则可得u＝51sin 100πt (V)，故选项C错误；RT的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故选项D正确。
10．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦电流，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是(　　)
A．R处出现火警时电压表示数增大
B．R处出现火警时电流表示数减小
C．图乙中电压的有效值为220 V
D．电压表的示数为11 V
解析：选D　由·＋0＝ T，可求得图乙中电压有效值U1＝110 V，由＝，可得电压表示数U2＝11 V，C错误，D正确；R处出现火警时，R电阻变小，副线圈电流增大，原线圈电流也随之增大，电流表示数增大，但电压表示数不变，故A、B均错误。
11.如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，交流电源电压u1＝311·sin 100πt(V)，F为熔断电流为I0＝1.0 A的保险丝，负载为一可变电阻。
(1)当电阻R＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？
(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？
解析：原线圈电压的有效值为U1＝ V＝220 V
由＝得副线圈两端的电压
U2＝U1＝×220 V＝110 V。
(1)当R＝100 Ω时，副线圈中电流I2＝＝ A＝1.10 A
由U1I1＝U2I2得原线圈中的电流为
I1＝I2＝×1.10 A＝0.55 A
由于I1＜I0(熔断电流)，故保险丝不会熔断。
(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I1刚好达到熔断电流I0，即I1＝1.0 A，则副线圈中的电流为I2＝I1＝2×1.0 A＝2.0 A
电阻R的阻值为：R0＝＝ Ω＝55 Ω
此时变压器的输出功率为P2＝I2U2＝2.0×110 W＝220 W
可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 Ω，变压器输出的电功率不能超过220 W。
答案：(1)不会熔断　(2)55 Ω　220 W
12．图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u-t图像如图乙所示。若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式。
(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1。
(3)求ce和de间线圈的匝数比。
解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s，
电压瞬时值uab＝400sin 200πt(V)。
(2)电压有效值U1＝200 V，
理想变压器P1＝P2，
原线圈中的电流I1＝，
解得I1≈0.28 A。
(3)设ab间匝数为n1，则＝，
同理＝，
由题意知＝，
联立以上各式得＝，
代入数据得＝。
答案：(1)uab＝400sin 200πt(V)　(2)0.28 A　(3)