2019-2020学年粤教版选修3-2 2.6变压器 达标作业（解析版)

2.6变压器
达标作业（解析版)
1．如图所示，理想变压器原线圈输入交流电压如下图乙所示，副线圈中装有单刀双掷开关s，电流表、电压表均为理想电表，Rt为热敏电阻，S掷a时原副线圈匝数比则以下分析正确的是（ ）
A．S接在端，电压表示数为22V
B．S接在端，Rt温度升高时,电流表示数变大，电压表读数变小
C．S接在端，Rt温度升高时，变压器原线圈输入功率变大
D．S由a端转换为b端时，电压表示数变大
2．某电风扇挡位变换器的电路如图所示，它可视为一个可调压的理想变压器，总匝数为2400匝的原线圈两端输入电压 (V)的交变电源，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240匝、600匝、1200匝、2400匝．电动机M的内阻r=8Ω、额定电压U=220V，额定功率P=110W，下列说法正确的是（ ）
A．交变电源的频率为100Hz
B．当选择挡位3后，电动机两端电压的有效值为110V
C．当由挡位3变为挡位2后，原线圈的电流变大
D．当选择挡位4后，电动机的输出功率为110W
3．一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 Ω、2 Ω和3 Ω，U为有效值恒定的正弦交流电源．当开关S断开时，理想电流表的示数为I，当S闭合时，电流表的示数为(　 　)
A． I B． I
C． I D．2I
4．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，在a、b端接入正弦交流电，四个灯泡均能正常发光，a、b端输入的总功率为20W，灯泡的电阻为2Ω，灯泡的功率为4W，的功率为8W，的功率相同，则( )
A．灯泡的额定功率为4W
B．灯泡的额定电流为0.5A
C．灯泡的额定电压为8V
D．a、b端输入的电压为10V
5．煤气灶点火所需的高压由如图所示装置产生，在铁芯上绕着两组彼此绝缘的线圈，其中用粗导线绕制、匝数较少的是初级线圈，用细导线绕制，匝数较多的是次级线圈．钢制弹簧片D上装有一小锤P，当电路中无电流时，弹簧片D与螺丝钉W接触．接通开关S，铁芯被磁化，小锤P被吸引，使得弹簧片D与螺丝钉分离，电路断开，铁芯失去磁性，小锤重新回到原来位置，电路又被接通，如此反复，在电路发生通断时，由于电磁感应，次级线圈将会产生高压，导致G、L间出现放电现象．关于该点火装置，下列说法正确的是
A．增大初级线圈电流，可使线圈周围的磁场增强
B．增加次级线圈匝数，可增大次级线圈的感应电动势
C．次级线圈中交变电压周期等于初级线圈中电流的通断周期
D．小锤质量越大，通断时间间隔越短
6．如图甲所示是家用台灯亮度调节原理图，理想自耦变压器的a、b间接入如图乙所示正弦交流电压.交流电流表A为理想电表，灯泡额定电压为15V、额定功率30W（设灯泡的电阻值保持不变），当P在c处时灯泡正常发光.下列描述正确的有
A．灯泡正常发光时变压器线圈的总匝数与c点下方的匝数之比为44∶3
B．当灯泡正常发光时电流表的读数为2A
C．将调压端的滑动触头P向下移动时，变压器的输入功率变小
D．将调压端的滑动触头P向下移动时，变压器的输入电压变小
7．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，发电机取两种不同的转速，使其电动势随时间的变化规律如图乙中a、b所示，则下列说法正确的是
A．曲线b表示的交变电流的电动势有效值为10V
B．曲线a、b对应的线圈角速度之比为3：2
C．线圈转速不变，将原线圈滑片P向上滑动时，灯泡变暗
D．P位置不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，变压器的输入功率变大
8．含有理想变压器的电路如图所示，L1、L2、L3为“24 V　2 W”的灯泡，为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源(输出电压的有效值恒定).当开关S闭合时，灯泡均正常发光.下列说法正确的是(　　)
A．变压器原、副线圈匝数比为1∶2
B．电压表的示数为72 V
C．变压器的输入功率为8 W
D．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L1可能会烧毁
9．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接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻R=44Ω，电流表A1的示数为0.20A．下列判断中正确的是（ ）
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1.0A
D．电流表A2的示数为0.4A
10．如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压－时间图象．原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A，则 ( )
A．变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V
B．变压器输出端所接电压表的示数为22V
C．变压器输出端交变电流的频率为50Hz
D．变压器的输出功率为220W
11．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比．
12．如图所示的变压器的原线圈1接到220 V的交流电源上．副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“12 V　12 W”的灯泡L连接，L能正常发光．副线圈3的输出电压U3＝110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A，求：
(1)副线圈3的匝数n3 .
(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.
13．如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上，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,原线圈中电流表的读数为_______,原线圈中的输入功率为_________,副线圈中电压表的读数为___________,副线圈中输出交流电的周期为_________。
14．理想变压器有两组副线圈，原线圈匝数匝，接到220V的交流电源上，现要使副线圈输出电压，则__________匝，要使输出电压，则应使________匝，当副线圈、接上负载后的电流强度分别为、，则原线圈中的电流强度为_______A。
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A．由可得S掷a时电压表示数为22V，选项A错误；
BC．S接在a端，Rt温度升高时，电阻变小，由可知副线圈电压不变，则电流表读数变大，变压器输出功率最大，则输入功率变大，选项B错误，C正确；
D．S由a端转换为b端时，副线圈接入匝数减小，电压降低，电压表示数变小，选项D错误。
故选C.
2．B
【解析】
【详解】
A、根据原线圈两端输入电压的瞬时值表达式知，交变电源的频率，故选项A错误；
B、当选择挡位3后，副线圈的匝数为1200匝，根据电压与匝数成正比得，即，解得，电动机两端电压的有效值为110V，故选项B正确；
C、当由挡位3变为挡位2后，根据电压与匝数成正比知副线圈两端的电压减小，输出功率变小，根据知原线圈的电流变小，故选项C错误；
D、当选择挡位4后，副线圈的匝数为2400匝，根据电压比规律得副线圈两端的电压为220V，电动机正常工作，流过的电流，电动机的发热功率热，电动机的输出功率出，故选项D错误．
3．D
【解析】
【分析】
变压器输入电压为U与电阻R1两端电压的差值；再根据电流之比等于匝数的反比可求得输出电流；根据电压之比等于匝数之比对两种情况列式，联立可求得U与I的关系；则可求得电流表的示数．
【详解】
根据电流与匝数成反比，得副线圈电流I2＝2I; 副线圈两端的电压；根据电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为U1=2U2＝20I；电阻R1两端的电压IR1＝4I；在原线圈回路中U＝4I+U1＝24I；S闭合时，电流表示数为I′，副线圈中电流2I′；副线圈两端的电压；原线圈两端的电压U1′＝8I′；电阻R1两端的电压I′?R1 =4I′；在原线圈回路U=4I′+8I′=24I；解得：I′=2I，故D正确，ABC错误；故选D。
【点睛】
本题考查理想变压器原理及应用，要注意明确电路结构，知道开关通断时电路的连接方式；同时注意明确输入电压与总电压之间的关系．
4．ABD
【解析】
【详解】
A.由题意可知，灯泡L1的额定功率为：
故选项A正确；
BC.灯泡两端的电压为：
则副线圈两端的电压为：
则原线圈两端的电压为：
则额定电流为：
故选项B正确，C错误；
D.灯泡的额定电流为：
灯泡中的电流为：
因此原线圈中的电流为1.5A，灯泡中的电流，则两端的电压为：
因此a、b两端的电压为：
故选项D正确。
5．ABC
【解析】
【详解】
A．电流越强产生的磁场越强，则增大初级线圈电流可以增大线圈周围的磁场，故A正确；
B．由可知，在磁通量变化快慢不变的情况下，增大线圈匝数可以增大次级线圈的感应电动势，故B正确；
C．变压器不会改变频率和周期，故次级线圈中交变电压周期等于初级线圈中电流的通断周期，故C正确；
D．通断时间取决于铁芯磁化和去磁的时间，与小锤质量无关，故D错误．
6．AC
【解析】
【详解】
由图象知输入电压的有效值为220V，灯泡正常发光副线圈电压为15V，所以灯泡正常发光时变压器初、次级线圈的匝数比，A正确；当电灯正常发光时，电灯两端电流，则变压器初级电流： ，选项B错误； 当滑动触头向下移动，即n2减小时，电压U2应该减小，所以灯泡功率减小，则变压器的输入功率变小，C正确；变压器的输入电压只由发电机输出电压决定，与次级匝数无关，选项D错误；故选AC.
【点睛】
自耦变压器的原理和普通的理想变压器的原理是相同的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据基本的规律分析即可．
7．BC
【解析】
【详解】
由图乙知a的周期为，b的周期为，则由可知，角速度与周期成反比，故角速度之比为3：2，选项B正确；曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为，选项A错误；将原线圈滑片P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式，输出电压减小，灯泡会变暗，选项C正确；P位置不变，副线圈电压不变，滑动变阻器连入电路阻值变大时，输出功率变小，输入功率也变小，选项D错误.
8．BD
【解析】
【详解】
A．副线圈中每个灯泡中的电流A，原线圈中的电流也为A，副线圈电流A，则原、副线圈的匝数比为，故A错误；
B．副线圈两端电压为，则原线圈两端电压V，则电压表示数为V，故B正确；
C．副线圈输出的功率W，则变压器的输入功率为4W，C错误；
D．副线圈上再并联一个相同的灯泡，则副线圈电流增大，原线圈电流也增大，超过的额定电流，灯泡可能会烧坏，故D正确.
9．BC
【解析】
【详解】
变压器的输出功率等于输入功率，则：，解得：，由于原副线圈电流与匝数成反比，所以初级线圈和次级线圈的匝数比，故BC正确，AD错误．
10．AC
【解析】
【详解】
由图象知交流电的电压最大值为220V，有效值为＝220V，故A正确；交流电压表测得电阻两端的电压为有效值，根据原副线圈电压比等于线圈匝数比可知：变压器输出端所接电压表的示数为，故B错误；由图象读出该交流电的周期为0.02s，根据频率与周期的关系可知：，变压器不改变频率，故C正确；变压器的输入功率为P=UI=220W，而输出功率等于输入功率，也为220W，故D错误；故选C．
【点睛】
此题关键是掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，交流电的最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
11．
【解析】
【分析】
变压器原副线圈电流与匝数成反比，求出电流之比，根据电阻消耗的功率P=I2R，电阻两端的电压U=IR即可求解．
【详解】
变压器原、副线圈电流比
设流过A电阻电流，则流过B电阻电流
所以两电阻功率之比
两电阻两端电压之比
12．(1)副线圈3的匝数n3为275匝 (2)原线圈1的匝数n1为550匝，电流I1为0.25A．
【解析】
【详解】
(1)根据变压器的互感原理，电压比等于匝数比：，
解得匝；
(2)根据变压器的互感原理，电压比等于匝数比：，
解得原线圈匝数为匝；
根据能量守恒定律，输入功率等于输出功率，有：
得220I1=12+110×0.4
求得I1=0.25A
13．1A 220W 110V 0.02s
【解析】
【详解】
[1]．由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，再由输入功率和输出功率相等可得，所以原线圈的电流的大小为1A，即原线圈中电流表的读数为1A；
[2]．由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为
；
[3]．电压表的读数为电压的有效值，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为110V；
[4]．变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为
14．20 1000 0.5
【解析】
【详解】
[1] 根据电压与匝数成正比可得
（匝）
[2] 根据电压与匝数成正比可得
（匝）
[3] 根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可得
即
所以得