高中物理人教版选修3-2假期作业： 5.4 交变电流 变压器假期作业（十） Word版含解析.DOC

假期作业(十)　变压器

1．下面可以将电压升高供给家用电灯的变压器是(　　)
【解析】　电压升高，原线圈的匝数要少于副线圈的匝数，要接交流电，接直流电时变压器不工作，故C正确．
【答案】　C
2．(多选)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
【解析】　此题考查的是对变压器原理的掌握．理想变压器无漏磁，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率．B、D正确．
【答案】　BD
3．一理想变压器原线圈接交流，副线圈接电阻，下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍(　　)
A．副线圈的匝数增加为原来的2倍
B．原线圈的匝数增加为原来的2倍
C．负载电阻变为原来的2倍
D．副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍
【解析】　理想变压器的输入功率由输出功率决定，即P入＝P出，输出功率P出＝，U增大为原来的2倍，负载电阻也变为原来的2倍时，P出为原来的2倍．
【答案】　D
图5-4-15
4．(·海南高考)如图5-4-15，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V　6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是(　　)
A．120 V，0.10 A　　　　　 B．240 V，0.025 A
C．120 V，0.05 A D．240 V，0.05 A
【解析】　当两灯泡都正常工作时，每个灯泡中电流为0.5 A．副线圈输出电压12 V，输出电流为2×0.5 A＝1.0 A．由变压器变压公式＝知原线圈中电压表读数为240 V．由功率关系U1I1＝U2I2可知线圈中电流表读数为0.05 A，选项D正确．
【答案】　D
5. 如图5-4-16所示，一低压交流变压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，通过上下调节P1、P2的位置，可以改变变压器输入、输出电压．图中L是一个小灯泡，R2是定值电阻，R1、R3是滑动变阻器，若要增大灯泡L的亮度，可以采取的办法是 (　　)
图5-4-16
A．P1、P3、P4不动，P2下移
B．P1、P2、P3不动，P4下移
C．P2、P3、P4不动，P1上移
D．P1、P2、P4不动，P3上移
【解析】　根据变压器的变压原理＝，要增大输出电压，需要使P1下移或P2上移；滑动变阻器R1是分压接法，P3上移可以使灯泡两端电压增大，灯泡功率也就增大，使其变亮；滑动变阻器R3的触头P4上移时才能使灯泡两端的电压增大，使灯泡变亮，所以只有D项正确．
【答案】　D
图5-4-17
6．(·课标全国卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图5-4-17所示，其副线圈匝数可调．己知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为(　　)
A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 A
C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A
【解析】　根据理想变压器电压比关系＝，代入数据解得副线圈两端的电压U2＝380 V，因理想变压器原、负线圈输入和输出的功率相等，即P入＝P出＝U1I1，解得I1＝ A＝9.1 A，B正确；A、C、D错误．
【答案】　B
7．(多选)如图5-4-18甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V　6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图5-4-18乙所示．则以下说法中正确的是(　　)
图5-4-18
A．电压表的示数为36 V
B．电流表的示数为2 A
C．四只灯泡均能正常发光
D．变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz
【解析】　若灯泡L2、L3、L4都正常发光，则电流表的示数为×3 A＝2 A，B对；副线圈两端的电压为9 V，又变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，所以电压表的示数为27 V，因电源输入电压为36 V，所以L1所分电压为9 V，四只灯泡都正常发光，C对，A错；变压器不能改变交变电流的频率，D对．
【答案】　BCD
图5-4-19
8．(多选)如图5-4-19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S接通时，以下说法中正确的是(　　)
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两端的电压增大
C．通过灯泡L1的电流减小
D．原线圈中的电流增大
【解析】　由于输入电压不变，所以S接通时，理想变压器副线圈两端M、N输出电压不变．并联灯泡L2后，总电阻变小，由欧姆定律知，通过R的电流增大，R两端的电压UR＝IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率(即I1U1＝I2U2)得，原线圈输入电流I1也增大．UMN不变，UR变大，所以UL1变小，通过灯L1的电流减小．
【答案】　BCD

图5-4-20
9．(多选)(·江苏高考)如图5-4-20所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有(　　)
A．向下滑动P
B．增大交流电源的电压
C．增大交流电源的频率
D．减小电容器C的电容
【解析】　要使灯泡变亮，根据欧姆定律，一方面可使U2变大，另一方面可使电路对交流电的阻碍作用减小．由＝知，向下滑动P时，U2变小，选项A错误；增大交流电源的电压U1，U2变大，选项B正确；由XC＝知，增大交流电源的频率时，容抗XC变小，选项C正确；减小电容器C的电容，容抗XC变大，选项D错误．
【答案】　BC
10．(多选)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，如图5-4-21甲所示为调压变压器示意图．保持输入电压u1不变，当滑片P上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图5-4-21乙所示．以下正确的是(　　)
图5-4-21
A．u2＝190sin50πt V
B．u2＝190sin100πt V
C．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移
D．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移
【解析】　根据题图乙可知该交流的最大值Um＝190 V，周期T＝0.02 s，则角速度ω＝＝100π，结合正弦式交变电流的瞬时值表达式u＝Umsinωt，可知选项B正确，A错误．根据变压器的变压比＝，u1、n2不变，要提高u2，只能减小n1，所以P应上移，选项D正确，C错误．
【答案】　BD
图5-4-22
11．(多选)如图5-4-22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式电流， 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(　　)
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
【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．
【答案】　BD
12．(·太原高二检测)如图5-4-23所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3 300 V，副线圈两端电压U2＝220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U＝2 V．求：
图5-4-23
(1)原线圈n1为多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5 A．则电流表A1的示数I1为多少？
(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I′1为多少？
【解析】　(1)由变压器电压与匝数的关系可得：
＝＝U，则n1＝1 650匝．
(2)当开关S断开时，由
U1I1＝U2I2可知，I1＝＝0.33 A.
(3)当开关S断开时，有：R1＝＝44 Ω.
当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R′，
有R′＝＝22 Ω
副线圈中的总电流为I2′＝＝10 A.
由U1I′1＝U2I′2可知，I1′＝＝0.67 A.
【答案】　(1)1 650匝　(2)0.33 A　(3)0.67 A