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当前位置:首页 > 电子/通信 > 电子设计/PCB > 高二物理选修3-2第五章5-4
第四节变压器基础夯实1.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10:1B.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10:1D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1:1答案:BD解析:此题考查的是对变压器原理的掌握,对理想变压器,认为无磁通量损漏,因而穿过两个线圈的交变磁通量相同,磁通量变化率相同,因而每匝线圈产生感应电动势相等,才导致电压与匝数成正比A选项正确;理想变压器认为可以忽略热损耗,故输入功率等于输出功率D选项正确.2.(2010·芜湖高二检测)如下图,电路中有四个完全相同的灯泡,额定电压均为U,变压器为理想变压器,现在四个灯泡都正常发光,则变压器的匝数比n1:n2和电源电压U1分别为()A.1:22UB.1:24UC.2:14UD.2:12U答案:C解析:设灯泡正常发光时的电流为I,则I1=I,I2=2I.由n1n2=I2I1得n1n2=21.由U1′U2=n1n2得U1′=n1n2U2=2U.故U1=4U,C正确.3.(2011·山东曲阜一中高二期末)如下图所示为两个互感器,在图中圆圈内a,b表示电表,已知电压比为100,电流比为10,电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,则()A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表,b为电流表C.线路输送电功率是2200WD.线路输送电功率是2.2×106W答案:BD解析:左图中原线圈并联在电路中,应为电压互感器,a表应为电压表,右图中原线圈串联在电路,应为电流互感器,b表为电流表,A错B对;输送功率P=I1U1=2.2×106W,C错,D对.4.有一电子线路中使用的小变压器,变压比为220V/6V,由于使用时间长了分不清原、副线圈,其外形如下图所示,现要作为降压变压器使用,则电源(220V)应接在()A.ab两端B.cd两端C.ac两端D.bd两端答案:B解析:本题考查变压器的电流关系.由变压器结构原理可知,线圈中的电流越大,应当用越粗的导线,在降压变压器中,原线圈的匝数多于副线圈的匝数,即n1n2,又I1I2=n2n1,所以I2I1,说明通过电流大的(I2)线圈应是副线圈,导线相应要粗些,由图知,ab线较粗,故输入电压(220V)应接cd两端.故正确答案为B.5.(2010·湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节,如下图所示,在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,在原线圈上加一电压为U的交流电,则()A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表的读数变小C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表的读数变小答案:BC解析:保持Q的位置不动,副线圈匝数不变,由U1U2=n1n2知U2不变,当P向上滑动时,由I2=U2R0+R知I2减小,故电流表的读数变小,B正确,A错误;保持P的位置不动,将Q向上滑动时,副线圈的匝数增多,由U1U2=n1n2知U2增大,由I2=U2R+R0知I2增大,故I1增大,C正确,D错误.6.如下图所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12V,100W”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为________V,电流表的读数为________A.答案:2160.46解析:两电表的读数均为初级线圈的电压和电流的有效值.由公式U1U2=n1n2得U1=n1n2U2=18×12V=216V由公式I1I2=n2n1得I1=n2n1I2=118×10012A=0.46A本题重点考查理想变压器的基本变压、变流规律,应用公式可以解决.7.如下图所示为一理想变压器,原线圈的输入电压U1=3300V,副线圈的输出电压U2=220V,绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U0=2V,则(1)原、副线圈的匝数各是多少?(2)当S断开时,A2的示数I2=5A,那么A1的示数是多少?(3)当S闭合时,A2的示数将如何变化?A1的示数如何变化?答案:(1)1650匝110匝(2)0.33A(3)变大变大解析:(1)根据变压比:n1n0=U1U0及n2n0=U2U0有n1=U1U0·n0=33002×1=1650(匝)n2=U2U0·n0=2202×1=110(匝)(2)由于是理想变压器有P入=P出I1U1=I2U2I1=U2U1·I2=2203300×5A=0.33A(3)开关S闭合时,负载增加,但总电阻减小,副线圈的输出电压U2不变,I2=U2R,即I2增加.输出功率P出=I2U2也增加.根据理想变压器P入=P出,即I1U1=I2U2,原线圈中的电流I1也随之增大了.能力提升1.如下图所示,为四种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用白炽灯泡相同,且都是“220V,40W”,当灯泡所消耗的功率都调于20W时,哪种台灯消耗的功率最小()答案:C解析:C图为理想变压器调节,而理想变压器不消耗能量,A、B、D三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压,故一定要消耗能量.2.(2011·南通模拟)如下图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n1:n2=1:10,副线圈与阻值R=20Ω的电阻相连,原线圈两端所加的电压u=202sin20πt(V),则()A.交流电压表的示数为202VB.副线圈输出交流电的频率为10HzC.电阻R上消耗的电功率为2kWD.原线圈中电流的最大值为100A答案:BC解析:交流电压表的示数为交流电电压的有效值,应为20V,选项A错误;原线圈交流电的频率为10Hz,变压器不改变交流电的频率,故选项B正确;副线圈两端的电压有效值为U2=n2n1U1=200V,则P=U22R=U2I2=U1I1,解得P=2000W;I1=100A,原线圈中电流的最大值为1002A,选项C正确而D错误.3.(2010·济宁模拟)如下图所示,变压器初级线圈接电压一定的交流电,在下列措施中,能使原线圈所接电流表的示数变小的是()A.只将S1从2拨向1B.只将S2从4拨向3C.只将S3从闭合改为断开D.只将变阻器R3的滑动触头下移答案:BC解析:S1从2拨向1,输出电压变大,电流、功率均变大,则输入电流变大,电流表示数变大,A错误.S2从4拨向3,输出电压变小,电流、功率均变小,则输入电流变小,电流表示数变小,B正确.S3断开,输出电路总电阻变大,功率变小,电流变小,输入电流变小,电流表示数减小,C正确.R3触头下移,输出电路总电阻减小,功率变大,电流变大,输入电流变大,电流表示数变大,D错误.4.如下图所示为理想变压器,原线圈的匝数为1000匝,两个副线圈n2=50匝,n3=100匝,L1是“6V,2W”的小灯泡,L2是“12V,4W”的小灯泡,当n1接上交流电压时,L1、L2都正常发光,那么原线圈中的电流为()A.160AB.130AC.120AD.110A答案:C解析:由P入=P出,I1U1=6W,又U1U2=n1n2所以U1=n1n2U2=100050×6V=120V所以I1=6120A=120A5.(2011·金华十校高二期末)一理想变压器原线圈可通过触头P的移动改变其匝数,当P接a时,原、副线圈的匝数比为,b为原线圈的中点,副线圈接有电容器C、灯泡L、理想电流表以及R=44Ω的定值电阻.若原线圈接有u=311sin100πtV的交变电压,下列判断正确的是()A.当P接a时,灯泡两端电压为44VB.当P接b时,电流表的示数为2AC.P接b时灯泡消耗的功率比P接a时大D.P固定在a点不移动,原线圈接有u=311sin200πtV的交变电压,灯泡亮度变亮答案:BCD解析:u1=220V,P接a时,u2=n2n1u1=44V,由于电容存在容抗所以灯泡两端的电压小于44V,A错;当P接b时,u′2=88V,I′2=u′2R=2A,B正确;由于u′2u2,所以可判C正确;当电源频率变大时,容抗变小灯泡变亮,D正确.6.(2010·浙江温州高二期中)如下图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上,向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电,使它正常发光.为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12mA时,熔丝就熔断.(1)熔丝的熔断电流是多大?(2)当副线圈电路中电流为10mA时,变压器的输入功率是多大?答案:(1)0.98A(2)180W解析:(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2,根据理想变压器的输入功率等于输出功率,则U1I1=U2I2.当I2=12mA时,I1即为熔断电流,I1=U2U1I2=0.98A.(2)当副线圈电流为I2′=10mA时,变压器的输入功率为P1,所以P1=P2=I2′U2=180W.7.黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备,它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯,然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”.如下图是高压电网的工作电路,高压电网是利用变压器将有效值为220V的交流电压变成高压,高压电网相邻两极间距离为0.5cm,已知空气在常温常压下的击穿电场为6220V/cm,为防止空气被击穿而造成短路,变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少?答案:解析:电网两极间电场可看作匀强电场Um=Emd由题意,空气被击穿时Em=6220V/cm由理想变压器电压关系:U1mUm=n1n2由峰值与有效值关系U1m=2U1由以上各式:得n1n2=110.所以次、初级线圈匝数比不得超过10:1.
本文标题:高二物理选修3-2第五章5-4
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