2020版高中物理 第五章 4 變壓器練習(xí)（含解析）新人教版選修3-2

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1、4　變壓器 1.(2018·北京師大附中期中)下列說法中正確的是(　B　) A.在家庭電路中洗衣機(jī)和電冰箱是串聯(lián)的 B.節(jié)能燈比白熾燈的發(fā)光效率高 C.變壓器是用于改變直流電壓的裝置 D.交流電的周期越長,頻率也越大 解析:在家庭電路中各用電器之間是并聯(lián)關(guān)系,故A錯(cuò)誤;節(jié)能燈是通過發(fā)熱而發(fā)光的,比白熾燈的發(fā)光效率高,故B正確;變壓器是用于改變交流電壓的裝置,故C錯(cuò)誤;根據(jù)公式T=可得周期越長,頻率越小,故D錯(cuò)誤. 2.(2018·陜西西安檢測)對(duì)理想變壓器作出的判斷正確的是(　D　) A.高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線粗 B.低壓線圈匝數(shù)少、電流小、導(dǎo)線細(xì) C.高壓線

2、圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線細(xì) D.低壓線圈匝數(shù)少、電流大、導(dǎo)線粗 解析:電壓高的匝數(shù)多,電流小,用細(xì)線.電壓低的匝數(shù)少,電流大,用粗線,故D正確. 3.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,下列說法中正確的是(　D　) A.穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1 B.穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等,但穿過每匝線圈的磁通量并不相等 C.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢瞬時(shí)值之比為10∶1 D.正常工作時(shí),原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶1 解析:對(duì)理想變壓器,無磁通量損失,因而穿過兩個(gè)線圈的磁通量相同,磁通量變化率相同,因而每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等,才導(dǎo)致電壓與匝數(shù)成正

3、比,選項(xiàng)A,B,C錯(cuò)誤;理想變壓器可以忽略各種損耗,故輸入功率等于輸出功率,選項(xiàng)D正確. 4.(2019·廣東中山檢測)如圖所示,L1和L2是輸電線,甲是電壓互感器,乙是電流互感器.若已知變壓比為1 000∶1,變流比為100∶1,并且知道電壓表示數(shù)為220 V,電流表示數(shù)為10 A,則輸電線的輸送功率為(　C　) A.2.2×103 W B.2.2×10-2 W C.2.2×108 W D.2.2×104 W 解析:根據(jù)==得,U1=2.2×105 V,I1=1 000 A,所以輸電線的輸送功率P=U1I1=2.2×108 W,C正確. 5.如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝

4、數(shù)比為20∶1,兩個(gè)標(biāo)有“12 V　6 W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端.當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí),原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想電表)的示數(shù)分別是(　D　) 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:燈泡正常工作,副線圈兩端的電壓U2=12 V,副線圈中的電流I2=2× A=1 A,根據(jù)匝數(shù)比得原線圈中的電流I1=I2=0.05 A,原線圈兩端的電壓U1=20U2=240 V,選項(xiàng)D正確. 6.如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=1∶2,副線圈與阻值R=10 Ω的電阻相連,原

5、線圈兩端所加的電壓u=10sin (100πt)V,下列說法正確的是(　B　) A.交流電壓表的示數(shù)為14.1 V B.原線圈中的電流為4 A C.電阻R消耗的電功率為400 W D.副線圈中交流電的頻率為100 Hz 解析:由交流電的瞬時(shí)值可得電壓的最大值為10 V,所以電壓的有效值為10 V,交流電壓表的示數(shù)為電壓的有效值,所以電壓表的示數(shù)為 10 V,故A錯(cuò)誤;根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得,副線圈的電壓為20 V,所以電阻R上消耗的電功率為P== W=40 W,故C錯(cuò)誤;副線圈的電流為I2== A=2 A,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可得,原線圈中的電流為 4 A,故B正確;變壓器

6、不會(huì)改變電流的頻率,所以副線圈輸出交流電的頻率為f=== Hz=50 Hz,故D錯(cuò)誤. 7.一臺(tái)理想變壓器的原線圈接220 V正弦交流電壓時(shí),副線圈上僅接有阻值為10 Ω的電阻器,電阻器兩端的電壓為44 V.若將副線圈的匝數(shù)增加100匝,則通過副線圈上此電阻器的電流增加1.1 A.由此可知該變壓器原線圈的匝數(shù)為(　B　) A.200 B.2 000 C.50 D.500 解析:由題意知,當(dāng)副線圈匝數(shù)增加100匝時(shí),電阻器上的電壓U2′= U2+ΔIR=44 V+1.1×10 V=55 V, 又由原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系,可得=,=, 解得n1=2 000,n2=400,選項(xiàng)B正確.

7、 8.(2019·江西景德鎮(zhèn)檢測)(多選)如圖所示,L1,L2是高壓輸電線,圖中兩電表示數(shù)分別是220 V和10 A,已知(甲)圖中原、副線圈匝數(shù)之比為100∶1,(乙)圖中原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10,則(　AD　) A.(甲)圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22 000 V B.(甲)圖是電流互感器,輸電電流是100 A C.(乙)圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22 000 V D.(乙)圖是電流互感器,輸電電流是100 A 解析:根據(jù)=,有U1=U2=×220 V=22 000 V,故A正確;(甲)圖是電壓互感器,故B錯(cuò)誤;(乙)圖是電流互感器,電表是電流表,故C錯(cuò)誤;只有

8、一個(gè)副線圈的變壓器,電流比等于匝數(shù)的反比,=,有I1=I2= ×10 A=100 A,故D正確. 9.(2018·山東東營期中)鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖(a)所示.圖(a)中電流表的讀數(shù)為1.2 A,圖(b)中用同一電纜線繞了3匝,則(　C　) A.這種電流表能測直流電流,圖(b)的讀數(shù)為2.4 A B.這種電流表能測交變電流,圖(b)的讀數(shù)為0.4 A C.這種電流表能測交變電流,圖(b)的讀數(shù)為3.6 A D.這種電流表既能測直流電流,又能測交變電流,圖(b)的讀數(shù)為 3.6 A 解析:鉗形電流表的工作原理是電磁感應(yīng),所以它可以測定交變電流,根據(jù)變壓器的原理,I1n

9、1=I0n0,其中n1指鉗形電流表內(nèi)部線圈的匝數(shù),n0指待測電流導(dǎo)線的匝數(shù),I1指電表的電流.當(dāng)在圖(b)中用同一電纜線繞了n0′=3匝時(shí),n0′=3n0,且滿足I1′n1=I0n0′,解得I1′= 3I1=3.6 A. 10.(2019·江西南昌檢測)如圖為氣流加熱裝置的示意圖,使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管,視變壓器為理想變壓器.原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變,調(diào)節(jié)觸頭P,使輸出電壓有效值由220 V降至110 V.調(diào)節(jié)前后(　C　) A.副線圈中的電流比為1∶2 B.副線圈輸出功率比為2∶1 C.副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1 D.原線圈輸入功率比為1∶2 解析:根據(jù)歐

10、姆定律I=,U2由220 V降至110 V,副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼?即調(diào)節(jié)前后,副線圈上電流之比為2∶1,故A錯(cuò)誤;根據(jù)P=UI知,U,I均變?yōu)樵瓉淼臅r(shí),副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼?即調(diào)節(jié)前后副線圈的輸出功率之比為4∶1,故B錯(cuò)誤;根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系=,當(dāng)U2由220 V降至110 V時(shí),n2變?yōu)樵瓉淼?即調(diào)節(jié)前后副線圈接入的匝數(shù)比為2∶1,故C正確;根據(jù)理想變壓器P入= P出,所以原線圈輸入功率等于副線圈的輸出功率,即調(diào)節(jié)前后原線圈輸入功率之比為4∶1,故D錯(cuò)誤. 11.(2019·陜西咸陽檢測)如圖(甲)所示為一種可調(diào)壓自耦變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖,線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上,

11、若AB間輸入如圖(乙)所示的交變電壓,轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P到如圖(甲)中所示位置,在BC間接一個(gè)55 Ω的電阻(圖中未畫出),則(　D　) A.AB間交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220sin(25πt)V B.AB間交流電的頻率為50 Hz C.流過電阻的電流接近于4 A D.電阻消耗的功率接近于220 W 解析:由題圖(乙)可知正弦交流電的周期T=0.04 s,則f==25 Hz,ω=2πf=50π rad/s,所以該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=220sin(50πt)V,A,B錯(cuò)誤;從題圖(甲)中可以看出,自耦變壓器的副線圈的匝數(shù)約是原線圈匝數(shù)的,故副線圈兩端的電壓約為110

12、 V,流過電阻的電流約為2 A,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電阻消耗的功率約為P=U2I2= 220 W,D正確. 12.如圖所示,理想變壓器有三個(gè)線圈A,B,C,其中B,C的匝數(shù)分別為n2,n3,電壓表的示數(shù)為U,電流表的示數(shù)為I,L1,L2是完全相同的燈泡,根據(jù)以上條件不能計(jì)算出的物理量是(忽略溫度對(duì)電阻的影響)(　A　) A.線圈A的匝數(shù) B.燈L2兩端的電壓 C.變壓器的輸入功率 D.通過燈L1的電流 解析:由題意知線圈B兩端的電壓為U,設(shè)線圈C兩端的電壓為UC,則=,所以UC=U;通過L2的電流為I,則可以求出L2的電阻,L2與L1的電阻相同,所以可求出通過L1的電流;根據(jù)以上

13、數(shù)據(jù)可以求出L1,L2的功率,可得變壓器總的輸出功率,它也等于變壓器的輸入功率;根據(jù)題意無法求出線圈A的匝數(shù),故選項(xiàng)A正確. 13.(2019·黑龍江佳木斯檢測)如圖所示,交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢的有效值E=20 V,內(nèi)阻不計(jì),它通過一個(gè)R=6 Ω的指示燈連接降壓變壓器.變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡,每只燈泡都標(biāo)有“6 V　0.25 W”字樣,且燈泡都正常發(fā)光,導(dǎo)線電阻不計(jì).求: (1)降壓變壓器初級(jí)、次級(jí)線圈匝數(shù)之比; (2)發(fā)電機(jī)的輸出功率. 解析:(1)彩色小燈泡的額定電流 IL== A= A, 次級(jí)線圈總電流I2=24IL=1 A, 變壓器輸入功率P1=I1U1=I2U2=6 W, 變壓器原線圈電路中,利用歐姆定律可得 E=U1+I1R=+I1R, 代入解得I1= A(I1=3 A應(yīng)舍去,降壓變壓器,應(yīng)有I1