2019-2020学年高中物理 第二章 交变电流 第六节 变压器随堂演练巩固提升课件 粤教版选修3-

[随堂检测]1．如图所示四个电路，能够实现升压的是()解析：选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．当原线圈匝数小于副线圈匝数时，为升压变压器，当原线圈匝数大于副线圈匝数时，为降压变压器，所以D能实现升压．C为降压变压器，故选D.2．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电压改变为110V．已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为()A．200B．400C．1600D．3200解析：选B.根据理想变压器原副线圈电压与匝数的关系U1U2＝n1n2，得n2＝n1U2U1＝800×110220＝400，选项B正确．3.如图中理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12毫安，那么安培表A2的读数是()A．0B．3毫安C．48毫安D．与R值大小无关解析：选A.当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产生感应电流，A正确．4.如图为一与电源相接的理想变压器，原线圈中的电流是I1，副线圈中的电流是I2，当副线圈中的负载电阻变小时()A．I2变小，I1变小B．I2变小，I1增大C．I2增大，I1增大D．I2增大，I1变小解析：选C.因为匝数不变，所以副线圈电压不变，当电阻变小时，根据公式I2＝U2R，I2增大，又因为I2I1＝n1n2，n1n2不变，当I2增大时，I1也增大，所以C正确．5．(多选)如图甲所示的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是()A．电流表的示数为2AB．原、副线圈匝数比为1∶2C．电压表的示数为电压的有效值D．原线圈中交变电压的频率为50Hz解析：选ACD.由题意可知原线圈电压为220V，副线圈电压为110V，U1U2＝n1n2＝21，故B选项错误；由图乙可知原线圈中的电压频率为50Hz，D选项正确；由副线圈电路可求得电流为2A，故A选项正确．[课时作业]一、单项选择题1.一理想变压器的原、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，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()A．U＝66V，k＝19B．U＝22V，k＝19C．U＝66V，k＝13D．U＝22V，k＝13解析：选A.设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则I1I2＝n2n1＝13，故k＝I21RI22R＝19.设原线圈两端的电压为U1，则U1U＝n1n2＝31，故U1＝3U，而原线圈上电阻分担的电压为13U，故U3＋3U＝220V，解得U＝66V．选项A正确．2.一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝1∶2，电源电压u＝2202·sinωtV，原线圈电路中接入一熔断电流I0＝1A的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于()A．440ΩB．4402ΩC．880ΩD．8802Ω解析：选C.当原线圈电流为I1＝I0＝1A时，副线圈中电流I2＝n1n2I1＝12A.原线圈两端电压为U1＝Um2＝220V.则副线圈两端电压为U2＝n2n1U1＝21×220V＝440V.因此负载电阻的最小值为：Rmin＝U2I2＝880Ω.故C正确．3．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是()A．120V，0.01AB．240V，0.025AC．120V，0.05AD．240V，0.05A解析：选D.副线圈电压U2＝12V，由U1U2＝n1n2得U1＝240V，副线圈中电流I2＝2·PU＝1A．由I1I2＝n2n1得I1＝0.05A.4．如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220V，电流表示数为10A，则高压输电线的送电功率为()A．2.2×103WB．2.2×10－2WC．2.2×108WD．2.2×104W解析：选C.由电流互感器知高压输电线中电流I＝1000A，由电压互感器知高压U＝220×103V，则高压输电线功率P＝UI＝2.2×108W.5.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“220V，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则()A．通过电流表的电流为32220AB．电源的输出功率为1200WC．通过电流表的电流为3220AD．原线圈端电压为11V解析：选C.灯泡正常发光，则副线圈中的电流I2＝PU＝311A，根据变压器的电流关系I1I2＝n2n1可得原线圈中的电流I1＝3220A，即通过电流表的电流为3220A．原线圈两端的电压为4400V，电源的输出功率P＝UI＝4400×3220W＝60W．故选项C正确．二、多项选择题6．当理想变压器副线圈空载时，副线圈的()A．负载电阻为0B．输出电流为0C．两端电压为0D．输出功率为0解析：选BD.副线圈空载相当于负载电阻无穷大，副线圈没有电流输出，没有功率消耗．故选项B、D正确．7．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．U1U2＝n1n2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，I1I2＝n2n1不再适用解析：选ACD.理想变压器是不计一切损失的变压器，A、C选项对.U1U2＝n1n2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.I1I2＝n2n1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．8.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1100匝，副线圈匝数n2＝220匝，交流电源的电压u＝2202·sin100πt(V)，电阻R＝44Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法正确的是()A．交流电的频率为50HzB．电流表A1的示数为0.2AC．电流表A2的示数为2AD．电压表的示数为44V解析：选ABD.由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100πrad/s，所以频率为50Hz，A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即U1U2＝n1n2.其中原线圈电压的有效值U1＝220V，U2＝n2n1U1＝44V，故D项说法正确；I2＝U2R＝1A，故C项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即I2I1＝n1n2所以I1＝n2n1I2＝0.2A，故B项说法正确．9．如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈上的电压，则()A．保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将减小B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗功率将减小C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大解析：选BD.S由a合到b时，n1减小而U1不变，由U1U2＝n1n2可知，副线圈上的电压增大，负载R的电流I2增大，P2增大，又由于P1＝P2＝U1I1，故I1增大，A项错误．同理S由b合到a时，P2减小，B项正确．P上滑时，负载电阻R增大，而U1、U2均不变，由I2＝U2R可知I2减小，又由于n1、n2均不变，由I1I2＝n2n1可知I1将减小，C项错误．当U1增大时，由U1U2＝n1n2可知U2也增大，I2＝U2R增大，再由I1I2＝n2n1可知I1增大，D项正确．10．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开．当开关S接通时，下列说法中正确的是()A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．变压器的输入功率增大解析：选BCD.开关S接通时，灯L1与L2并联，总电阻R总减小，由于副线圈两端的电压不变，故流过副线圈的电流增大，电阻R上的电压增大，A错，B对；由于L1上的电压减小，故通过灯泡L1的电流减小，C对；由P入＝P出＝U22R总知P出增大，故P入增大，即变压器的输入功率增大，D对．三、非选择题11．一台理想变压器，其原线圈的匝数为2200匝，副线圈的匝数为440匝，副线圈中接入一个100Ω的负载电阻，如图所示．(1)当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？(2)当原线圈接在220V交流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？此时输入功率为多少？变压器效率为多大？解析：(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零．(2)由U1U2＝n1n2得电压表示数为U2＝n2n1U1＝4402200×220V＝44V电流表示数为I2＝U2R＝44100A＝0.44AP入＝P出＝I2U2＝0.44×44W＝19.36W效率η＝P出P入×100%＝100%.答案：(1)00(2)44V0.44A19.36W100%12．如图所示理想变压器输入的交流电压U1＝220V，有两组副线圈，其中n2＝36匝，标有“6V，9W”“12V，12W”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.解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U2＝6V，U3＝12V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U1U2＝n1n2，U2U3＝n2n3得n1＝U1U2n2＝2206×36匝＝1320匝，n3＝U3U2n2＝126×36匝＝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＋12220A≈0.095A.答案：(1)1320匝72匝(2)0.095A