高中物理 粤教版选修3-2课后作业2.6　变压器 Word版含解析

选择题(本题共8小题，每小题6分)
1．如图所示的四个电路，能够实现升压的是(　　)
A　　　　　　B
C　　　　　　D
D　[变压器只能对交变电流变压，不能对直流变压，故A、B错误；由于电压与线圈匝数成正比，所以D能实现升压，C不能实现升压．]
2．如图甲、乙所示的电路中，当A、B接10 V交流电压时，C、D间电压为4 V；当M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V．现把C、D接4 V交流电压，P、Q接4 V直流电压，则A、B间和M、N间的电压分别是(　　)
甲　　乙
A．10 V　10 V　　　　　　 B．10 V 　4 V
C．4 V 　10 V D．10 V　0
B　[如图甲所示是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比．当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交流电压时，A、B间将得到10 V交流电压．如图乙所示是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比．但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，MP两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等．所以当P、Q接4 V直流电压时，M、N两端电压也是4 V．]
3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V　60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则(　　)
A．通过电流表的电流为 A
B．电源的输出功率为1 200 W
C．通过电流表的电流为 A
D．原线圈端电压为11 V
C　[灯泡正常发光，则副线圈中的电流I2＝＝ A，根据变压器的电流关系＝可得原线圈中的电流I1＝ A，即通过电流表的电流为 A．原线圈两端的电压为4 400 V，电源的输出功率P＝UI＝4 400× W＝60 W．故选项C正确．]
4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶3，次级回路中联入三个均标有“36 V　40 W”的灯泡，且均正常发光，那么，标有“36 V　40 W”的灯泡A(　　)
A．正常发光 B．将被烧毁
C．比另三个灯暗 D．无法确定
A　[副线圈两端的电压U2＝3U＝3×36 V＝108 V．由＝得，原线圈两端电压U1＝＝ V＝36 V，所以灯泡A能正常发光．]
5．教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的，则(　　)
A．R消耗的功率变为P
B．电压表V的读数为U
C．电流表A的读数变为2I
D．通过R的交变电流频率不变
B　[根据ω＝2πn可知转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据Em＝nBSω可知电动机产生的最大电动势为原来的，根据U＝可知发电机的输出电压有效值变为原来的，即原线圈的输出电压变为原来的，根据＝可知副线圈的输入电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，根据P＝可知R消耗的电功率变为P，A错误，B正确；副线圈中的电流为I2＝，即变为原来的，根据＝可知原线圈中的电流也变为原来的，C错误；转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误．]
6．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，C＝100 μF，已知电阻R1两端的正弦交流电压如图乙所示，则(　　)
甲　　　　　　乙
A．原线圈输入电压的最大值为400 V
B．交流电的频率为100 Hz
C．电容器C所带电荷量恒为2×10－3 C
D．电阻R1消耗的电功率为20 W
AD　[变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，由题图乙知，副线圈电压的最大值为20 V，根据电压与匝数成正比可得原线圈电压最大值为400 V，所以A正确；由题图乙知交流电的周期为0.02 s，故频率为周期的倒数，等于50 Hz，故B错误；电容器两板间的电压是变化的，故所带电荷量也是变化的，故C错误；R1电压的有效值为U1＝10 V，所以消耗电功率为P1＝＝20 W，故D正确．]
7．(多选)图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．线圈匝数n1B．线圈匝数n1>n2，n3>n4
C．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路
D．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路
CD　[题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n1>n2，题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n38．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝3∶1，L1、L2为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C＝10 μF.当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是(　　)
甲　　　　　　　乙
A．灯泡L1一定比L2暗
B．电容器C所带电荷量的最大值为6×10－3 C
C．电容器C放电周期为2×10－2 s
D．副线圈两端的电压最大值为12 V
D　[原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电．由于L1与电阻相串联，而L2与电感器相串联，灯泡L1与L2，是谁亮和暗，取决于电感和电阻谁的阻碍作用大，本题未给条件，无法判断，故A错误；由变压器的变压比＝可知，副线圈两端的电压的最大值：U2m＝＝×36 V＝12 V．故D正确；电容器所带电荷量的最大值：Q＝CU2m＝10×10－6×12 C＝1.2×10－4 C，故B错误；电容器与二极管串联，含有电容的支路一次充电结束后就相当于断路，不存在周期，故C错误．]
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．(多选)关于理想变压器的说法正确的是 (　　)
A．理想变压器不考虑铁芯漏磁与发热
B.＝只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器
C．在理想变压器中，无论有几个线圈，一定有输入功率等于输出功率，即P入＝P出
D．在理想变压器中，如果有多个(大于等于3个)线圈同时工作，＝不再适用
ACD　[理想变压器是不计一切损失的变压器，A、C选项对.＝可适用于多个线圈组成的变压器的任意两个线圈之间，B选项错.＝只适用于一个原线圈和一个副线圈工作的变压器，D选项对．]
2．如图所示，理想变压器的三个线圈的匝数比为n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2，R3组成闭合回路．已知通过电阻R3的电流I3＝2 A，电阻R2＝110 Ω，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是(　　)
A．10 A,12 A B．10 A,20 A
C．1 A,0.7 A D．1 A,3 A
C　[根据理想变压器中电压与匝数成正比可得＝＝，而n1∶n2∶n3＝10∶5∶1，U1＝220 V，解得U2＝110 V，U3＝22 V．根据欧姆定律得I2＝＝ A＝1 A，根据理想变压器的输入功率和输出功率相等可得U1I1＝U2I2＋U3I3，即220 V·I1＝110 V×1 A＋22 V×2 A，解得I1＝0.7 A．故C正确，A、B、D错误．]
3.如图所示，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(　　)
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
D　[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的滑片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．]
4.(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5，原线圈接u＝220sin (100πt) V的交流电，电阻R1＝R2＝50 Ω，D为理想二极管，则(　　)
A．二极管的反向耐压值应大于50 V
B．电阻两端电压为25 V
C．通过副线圈的电流为1 A
D．原线圈的输入功率为50 W
AD　[由＝，U1＝220 V，＝可解得U2＝50 V．故二极管的反向耐压值应大于U2＝50 V，A正确；由于二极管具有单向导电性，由·＝T可解得电阻两端的电压为UR＝＝25 V，B错误；由I2＝可得通过副线圈的电流I2＝ A＝ A，C错误；由P入＝P出＝I2UR可得原线圈的输入功率为P入＝×25 W＝50 W，D正确．]
二、非选择题(本题共2小题，共28分)
5．(14分)如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1 000匝，有两个副线圈，匝数分别为n2＝200匝，n3＝500匝，分别接阻值为R＝55 Ω的两相同电阻．若在原线圈上接入220 V的交流电，求：
(1)两个副线圈上的电流之比I2∶I3为多少？
(2)原线圈中的电流I1为多少？
[解析]　(1)由变压比公式＝及＝
可得U2＝U1＝44 V，U3＝U1＝110 V
据欧姆定律I＝，得I2＝＝0.8 A，I3＝＝2 A
故I2∶I3＝2∶5.
(2)由电流关系式n1I1＝n2I2＋n3I3可得
I1＝＝1.16 A.
[答案]　(1)2∶5　(2)1.16 A
6.(14分)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＝220 V，F为熔断电流I0＝1.0 A的保险丝，负载R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的最小值为多少？变压器输出的电功率不能超过多少？
[解析]　(1)由＝得到U2＝110 V
由欧姆定律得：I2＝1.1 A
再由＝得到I1＝0.55 A，故保险丝不会熔断．
(2)理想变压器的P入＝P出＝220×1.0 W＝220 W，得到R＝＝55 Ω.
[答案]　(1)不能　(2)55 Ω　220 W