5.4 变压器 同步练习 （word版含答案）

变压器练习
一、单选题
如图所示，理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2.输电线的等效电阻为R.开始时，电键S断开，当S闭合时，下列说法中正确的是(???? )
A. 副线圈两端的输出电压减小 B. 通过灯泡L1的电流变大
C. 原线圈中的电流变小 D. 变压器的输入功率增大
如图甲所示的电路中，当理想变压器a、b端加上如图乙所示的交变电压，闭合开关S，三只相同灯泡均正常发光下列说法中正确的是(????)
A. 断开开关S，L1会变亮，L2会变暗
B. 变压器原、副线圈的匝数比为3:1
C. 图乙所示的交变电压瞬时值表达式为u=36sin100πt(V)
D. 小灯泡的额定电压为6V
一理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压如图所示，副线圈仅接入一个阻值为10Ω的电阻，则(????)
A. 副线圈输出电压的频率为50HZ
B. 在1s时间内副线圈中电流方向改变25次
C. 流过电阻的电流为1A
D. 变压器的输入功率为5W
如图所示，R1、R2、R3为三个相同的电阻，线圈匝数n1∶n2∶n3=2∶1∶1，当变压器A、B两接线柱接正弦交变电源时，R2、R3的功率均为P，则此时R1的功率为(? )? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
A. 3P B. 2P C. P D. P2
如图所示，理想变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2，副线圈电路中L1、L2、L3为3个小灯炮，为理想交流电流表，L为电感线圈，C为电容器，闭合电键K后
A. 电流表指针会不断摆动 B. 仅增加副线圈的匝数n2，L1变暗
C. 仅提高交流电源的频率，L2变暗 D. 仅提高交流电源的频率，L3变暗
如图甲所示为一自耦变压器，P2为副线圈的滑动触头，电压表与电流表均为理想交流电表，P1为滑动变阻器R的滑动触头，变压器的原线圈接有如图乙所示的交变电流，则下列说法正确的是(? ? )
A. 当P2位于正中央时，电压表的示数为1102V
B. 当P2位于正中央且t=0.3s时，电压表的示数为0
C. 在触头P2向下缓慢移动的过程中，两理想电表的读数均增大
D. 当滑动变阻器的滑动触头P1向下移动时，变压器的输入功率增大
如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=2202sin?100πt?V，则(????)
A. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小
B. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22?V
C. 当t=1600s时，c、d间的电压瞬时值为110?V
D. 单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
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12，则(????)
A. R消耗的功率变为12P B. 电压表V的读数变为12U
C. 电流表A的读数变为2I D. 通过R的交变电流频率不变
如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风M，输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变．S断开时，灯泡L正常发光．滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是(????)
A. 电压表读数增大
B. 电流表读数减小
C. 等效电阻R两端电压增大
D. 为使灯泡L正常发光，滑片P应向下滑动
如图所示，街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器输入电压是市电网的电压，负载变化时几乎不变.输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻.假设变压器上的能量损失可以忽略.当变阻器R滑动片P向下移动时，下列说法正确的是
A. 电阻R0上的电流减小 B. 电阻R0两端电压不变
C. 变压器输入的电流增大 D. 变压器输出的电压增大
二、多选题
如图所示，将额定电压为60?V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交流电源上.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220?V和2.2?A.以下判断正确的是(????)
A. 变压器输入功率为484?W
B. 通过原线圈的电流的有效值为0.6?A
C. 通过副线圈的电流的最大值为2.2?A
D. 变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3
如图所示，用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变.当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中四只电表的示数和原线圈输入功率P变化情况是(????)
A. V1不变，V2不变 B. V1不变，V2变大
C. A1变大，A2变小 D. P变小
如图所示电路，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，电流表、电压表均为理想交流电表，R是光敏电阻(其阻值随照射光强度增大而减小).原线圈接入电压随时间按u=2202sin(100πt)?V变化的交流电，下列说法正确的是(? ? )
A. 交流电的频率为100?Hz
B. 电压表的示数为110?V
C. 照射R的光强度增大时，电流表的示数变大
D. 照射R的光强度增大时，电压表示数变大，灯泡变得更亮
如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡P和Q。当输入电压U为灯泡额定电压的8倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是
A. 原、副线圈匝数比为1：7 B. 原、副线圈匝数比为7：1
C. 此时P和Q的电功率之比为7：1 D. 此时P和Q的电功率之比为1：7
图(a)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(b)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
三、计算题
如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12W”，若它们都能正常发光。
(1)求变压器原、副线圈匝数比n1∶n2；
(2)ab间电压是多少？
如图所示，理想变压器的交流输入电压U1=220?V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6?V?9?W”“12?V?12?W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：
(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3；
(2)原线圈中电流I1。
如图所示，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220V的正弦交流电源上，求：
(1)副线圈回路中电阻两端的电压；
(2)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比。
答案和解析
1.【答案】D
【解答】
解：A、理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以A错误；
B、当S接通后，两个灯泡并联，电路的电阻减小，副线圈的电流变大，所以通过电阻R的电流变大，电压变大，那么并联部分的电压减小，所以通过灯泡L1的电流减小，所以B错误；
C、由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以C错误，D正确。
故选D。
2.【答案】D
【解答】
A.断开开关S，负载电阻增大，副线圈电流I2减小，原线圈电流I1随之减小，则有灯泡L1变暗，L1两端电压减小，由U1=U?UL得原线圈两端电压U1增大，副线圈两端电压U2随之增大，灯泡L2变亮，故A错误；
BD.当S闭合后，原线圈中I1等于灯泡L1的电流，副线圈中I2是灯泡L2和L3的电流之和，由于三只相同的灯泡正常发光，故I?2=2I1，根据n1I1=n2I2可知n1：n2=2：1，由于输入电压U=UL+U1=18V，且U1∶U2=n1∶n2，U2=UL，得U1=2UL，故UL=6V，即小灯泡的额定电压为6V，故B错误，D正确；
C.由题意得图乙所示的交变电压瞬时值表达式为u=182sin?100πt(V)，故C错误．
故选D。
3.【答案】D
【解答】
A.从图像中可得该交流电的周期为T=0.04s，所以该交流电的频率为f=1T=25Hz，故A错误；
B.由图象可得，交变电动势的瞬时表达式为：e=100sin50πtV，由此可得：当瞬时电压为50V时所对应的时刻为t/=1300s<0.005s，故B错误；
C.变压器原线圈的输入电压为：U1=1002V=502V，由理想变压器的变压比公式U1U2=n1n2得：副线圈的输出电压为U2=n2U1n1=52V，电流I2=U2R=22A，故C错误；
D.副线圈中的电功率为P=U22R=5W，故D正确。
故选D。
4.【答案】C
【解答】
本题考查理想变压器。设两个次级线圈上的电压为U、电流为I，故P=UI，根据理想变压器电压之比等于匝数之比可知，初级线圈上的电压为2U，理想变压器输入功率和输出功率相等，设初级线圈中的电流为I1，则有2P=2UI1，解得I1=I，故R1的功率为P，故C正确。
故选C。
5.【答案】C
【解答】
A、交流电流表显示的是有效值，通过交变电流时，不会摆动，故A错误；
B、增加副线圈的匝数，根据理想变压器的工作原理可知，输出电压增大，灯泡L1两端的电压增大，变亮，故B错误；
C、仅提高交流电源的频率，则电感对电流的阻碍作用增大，灯泡L2变暗，故C正确；
D、仅提高交流电源的频率，则电容对电流的阻碍作用减小，灯泡L3变亮，故D错误。
故选：C。
6.【答案】D
【解答】
AB.当P2位于正中央时，原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈电压的有效值为U1=Um2=220?V，又由U1U2=n1n2可知副线圈的输出电压的有效值为110?V，因此电压表的读数为110?V，故AB错误；
C.在P2向下缓慢移动的过程中，副线圈的匝数减小，则副线圈的输出电压减小，电压表的读数减小，由欧姆定律可知电流表的读数也减小，故C错误；
D.当P1向下移动时，电流表的读数增大，由P=UI可知变压器的输出功率增大，则变压器的输入功率也增大，故D正确。
故选D。
7.【答案】B
【解答】
A.若当单刀双掷开关由a扳向b时，理想变压器原、副线圈的匝数比由10：1变为5：1，所以输出的电压升高，电压表和电流表的示数均变大，故A错误；
B.根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为2202V，所以副线圈的电压的最大值为222V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为2222V=22V，故B正确；
C.把时间t=1600s带入瞬时值表达式可得，u1=2202sin100π1600=1102(V)，不是110V，故C错误；
D.当滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的电阻变大，电路的总电阻变大，由于电压是由变压器决定的，所以电流变小，电压表的示数不变，故D错误。
故选B。
8.【答案】B
【解答】
AB.线圈在匀强磁场中匀速转动，设线圈的最大横截面积为S，磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，则产生的最大电动势为：Em=nBSω
原线圈两端的电压等于电动势的有效值，为：U1=22Em=22nBSω
设原副线圈的匝数比为k，则副线圈两端的电压为：U=U2=1kU1=22k?nBSω…①
当发电机线圈的转速变为原来的12时，有：Em′=nBSω′=12nBSω=12Em…②
副线圈两端的电压为：U′=24k?nBSω…③
联立①③可知，U′U=12，即电压表的读数变为12U；
由：P=U2R
R消耗的电功率：P′P=U′2U2=14，即R消耗的功率变为14P，故A错误，B正确；
C.由变压器的特点可知，副线圈消耗的功率为原来的14，则发电机产生的电功率变成原来的14；由②可知，线圈产生的电动势是原来的12，由P=UI可知，电流表的读数变成原来的12，故C错误；
D.发电机线圈的转速变为原来的12，则原线圈中电流的频率变成原来的12，所以副线圈中，通过R的频率变成原来的12，故D错误。
故选B。
9.【答案】C
【解答】
A、滑片P位置不动，当S闭合时，电阻变小，原线圈电压及匝数比不变，副线圈电压不变，电压表读数不变，故A错误；
B、副线圈电压不变，电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，根据P1?=U1?I1?，知电流表读数变大，故B错误；
C、因为副线圈电流增大，所以等效电阻R两端的电压增大，故C正确；
D、副线圈电流变大，等效电阻两端的电压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L正常发光，必须增大电压，滑片P应向上滑动，故D错误；
故选：C。
10.【答案】C
【解答】
D.理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，故D错误；
ABC.当变阻器R滑动片P向下移动时，R的值减小，电路中的总电阻减小，副线圈中电流变大，电阻R0上的电流增大，电阻R0两端电压增大，变压器输入的电流增大，故AB错误，C正确。
故选C。
11.【答案】BD
【解答】
A.理想变压器的输入功率等于输出功率，P1=P2=I2U2=2.2×60?W=132?W，故A错误；
D.由U1U2=n1n2得n1n2=U1U2=22060=113，故D正确；
B.由I1I2=n2n1得I1=n2n1I2=311×2.2?A=0.6?A，故B正确；
C.根据I=Im2得通过副线圈的电流的最大值I2m=2I2=1152?A≈3.1?A，故C错误。
故选BD。
12.【答案】AD
【解析】解：AB、输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以变压器的输出电压也不变，所以V1、V2的示数都不变，故A正确，B错误；
C、当变阻器的滑动头P向上移动时，滑动变阻器的电阻增大，所以负线圈的电流减小，原线圈的电流也要变小，即A1、A2的示数都减小，故C错误；
D、根据P=UI，U2?不变，I2?减小，则变压器的输出功率减小，输入功率也减小，故D正确，
13.【答案】BC
【解答】
A.原线圈接入u=2202sin?(100πt)V的交流电压，T=0.02s，所以频率为f=1T=50Hz，故A错误；
B.交流电的有效值为U1=220V，根据U1U2=n1n2，则U2=110V，故B正确；
CD.R阻值随光强度增大而减小，根据I2=U2R+RL知副线圈电流增大，副线圈输出功率增大，即灯泡变得更亮，根据功率相等，所以原线圈输入功率增大，原线圈电流增大，所以电流表的示数增大，但是电压表示数不变，故C正确，D错误。
故选BC。
14.【答案】BD
【解答】
AB.灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U，则说明原线圈输入电压为7U，输出电压为U；则可知，则原副线圈的匝数正比：n1n2=7U1U1=71，选项A错误，B正确；
CD.根据公式I1?I2?=n2?n1?可得I1I2=17，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P=UI，可知此时P和Q的电功率之比为1：7，选项C错误，D正确。
故选BD。
15.【答案】BD
【解答】
A.原副线圈输入功率和输出功率相等，故A错误;
B.根据I1I2=n2n1得，原副线圈的电流之比为1：4，故B正确;
C.交变电压的峰值为51V，周期T=0.02s，则角速度ω=2πT=100πrad/s，则u随t的变化规律为u=51sin(100π)tV，故C错误；
D.若热敏电阻RT的温度升高，则热敏电阻的阻值减小，由于原线圈的电压不变，则副线圈的电压不变，副线圈中的电流变大，故D正确。
故选BD。
16.【答案】解：(1)通过L1灯泡的电流即为原线圈电流I1=PL1UL1=1A
通过L4的电流即为副线圈电流I2=PL4UL4=2A
故原副线圈匝数比n1:n2=I2:I1=2:1
(2)副线圈电压U2=UL4+UL2=12V
原线圈电压U1=n1n2U2=24V
故ab间电压U=U1+UL1=30V
17.【答案】【解析】(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U2=6?V，
U3=12?V。
根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U1U2=n1n2、U2U3=n2n3得，
n1=U1U2n2=2206×36=1?320匝，
n3=U3U2n2=126×36=72匝。
(2)由于P入=P出，P出=P2+P3，所以P入=P2+P3
即I1U1=P2+P3，则I1=P2+P3U1=9+12220?A≈0.095?A。
【答案】(1)1?320匝72匝(2)0.095?A
18.【答案】解：
(1)设原线圈的电流为I，则根据理想变压器电流关系，得副线圈中的电流为3I，变压器输入电功率与输出电功率相等，则有?220I?I2R=(3I)2R???求得原线圈中电流?I=22R，
原线圈中电阻两端的电压为，输入电压?，
再根据理想变压器电压关系得副线圈电压?；
(2)根据焦耳定律得原、副线圈电路的功率分别为??P1=I2R??P2=(3I)2R，
原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比?P1P2=19。