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1、 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 课时跟踪检测(九)变 压 器 1(多选 )关于理想变压器,下面说法正确的是( ) A它的输出功率可以大于它的输入功率 B它的输出功率等于它的输入功率 C原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比 D原副线圈两端的电流与它们的匝数成反比 解析:选BCD 输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的,并且大小相等,所以 A 错误, B 正确;输出电压是由输入电压和匝数比决定的,电压与匝数成正比,所以 C 正确; 原副线圈的电流与它们的匝数成反比,所以D 正确。 2在以下四种情况下,可以将电压升高供给电灯的变压器是( ) 解析:选D A、C 图中原线圈接入恒定电流,
2、变压器不能工作,故A、C 错误; B 图 中,原线圈匝数比副线圈匝数多,所以是降压变压器,故B 错误; D 图中,原线圈匝数比 副线圈匝数少,所以是升压变压器,故D 正确。 3.一输入电压为220 V,输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏了,为获知此变压器原副 线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5 匝线圈,如图1 所示, 然后将原来线圈接到220 V 交流电源上, 测得新绕线圈的端电压为1 V,按理想变压器分析, 该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( ) 图 1 A 1 100,360 B1 100,180 C2 200,180 D2 200,360 解析:选 B
3、对新绕线圈的理想变压器,根据变压比公式得n1 n3U1 U3 5220 1 1 100, 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 变压器烧坏前,同理n2 n1U2 U1 1 10036 220 180,故 B 正确。 4(多选 )如图 2 甲所示,一理想变压器原副线圈的匝数比为21,原线圈的电压随时 间变化规律如图乙所示,副线圈电路中接有灯泡,额定功率为22 W;原线圈电路中接有电 压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的 读数,则 ( ) 图 2 A灯泡的电压为110 V B副线圈输出交流电的频率为50 Hz CU220 V,I0.2 A D原线圈输入
4、电压的瞬时值表达式为u220 2sin 100t V 解析:选 ABD 有效值为:U 2202 2 V220 V,副线圈的电压为U2n 2 n1U 1110 V, 电流为: 22 110 A0.2 A,电流表示数为: 1 20.2 A0.1 A,A 正确, C 错误;原线圈的频率 为f 1 0.02 Hz50 Hz,变压器不会改变频率,故 B 正确; 瞬时值表达式为:u2202sin 100 t V,故 D 正确。 5图 3所示电路中, 变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端, R0为定值电阻,R为滑动变阻器。 现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电 流表 A1
5、的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是( ) 图 3 A电压表V1示数增大 B电压表V2、V3示数均增大 C该变压器起升压作用 D变阻器滑片是沿cd的方向滑动 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 解析:选 D 电压表 V1的示数和a、b间电压的有效值相同,滑片滑动时V1示数不变, 选项 A 错误;电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压,原、副线圈匝数不变,输入电压 不变,故V2示数不变, V3示数为 V2示数减去R0两端电压,两线圈中电流增大,易知R0两 端电压升高,故V3示数减小,选项B 错误;理想变压器U1I1U2I2,则U1I1U2I2,I2
6、I1,故U2U1,变压器为降压变压器,选项C 错误;因I2增大,故知R减小,变阻器滑 片是沿cd的方向滑动,选项D 正确。 6(2016天津高考 )如图 4 所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为 理想电表。下列说法正确的是( ) 图 4 A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V 示数变大 C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大 D若闭合开关S ,则电流表A1示数变大, A2示数变大 解析:选B 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻R 变大,则副线圈所在电路的总电阻R总变大,
7、因原、副线圈两端的电压U1、U2不变,则通 过R1的电流I2 U2 R总变小, R1消耗的功率PR1I22R1变小,选项A 错误;R1两端的电压UR1 I2R1变小,则电压表V 的示数UVU2UR1变大,选项B 正确;因通过原、副线圈的电流 关系 I1 I2 n2 n1, I2变小,则I1变小,即电流表A1的示数变小,选项C 错误;若闭合开关S,则 副线圈所在电路的总电阻R总变小,通过副线圈的电流I2 U2 R总 变大,则通过原线圈的电 流I1变大,电流表 A1的示数变大,R1两端的电压UR1I2R1变大, 则R2两端的电压UR2 U2UR1变小,电流表A2的示数变小,选项D 错误。 7.如图
8、 5 所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241,电源电压u2202sin 314t V,原线圈电路中接入熔断电流I01 A 的保险丝, 副线圈电路中接入一可变电阻R,则 ( ) 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 图 5 A电压表的读数为77 V B当可变电阻R的阻值变大时,电源的输入功率变大 C可变电阻R的阻值低于13.75 时保险丝将熔断 D副线圈的输出功率一定是200 W 解析:选 C 原线圈输入电压220 V,由变压器变压公式,副线圈输出电压即电压表的 读数为 55 V,选项 A 错误;当可变电阻R的阻值变大时,变压器输出功率减小,电源的输 入功率变小, 选项 B 错误;
9、 可变电阻R的阻值低于13.75 时,变压器输出功率大于220 W, 原线圈电路中电流大于保险丝的熔断电流I01 A,保险丝将熔断,选项C 正确;副线圈的 输出功率随可变电阻的增大而减小,选项D 错误。 8(多选 )如图 6 所示,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理 想电流表接正弦交流电源, 一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。 假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的 电压分别为Uab和Ucd,则 ( ) 图 6 AUabUcdn1n2 B增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小 C负载电阻的阻值越小,cd间
10、的电压Ucd越大 D将二极管短路,电流表的读数加倍 解析:选 BD 变压器的变压比 U1 U2 n1 n2,其中 U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压。 U1Uab,由于二极管的单向导电特性,UcdU2,选项 A 错误。增大负载电阻R的阻值,负 载的电功率减小,由于P入P出,且P入I1Uab,所以原线圈上的电流I1减小,即电流表的 读数变小,选项B 正确。c、d端的电压由输入电压Uab决定,负载电阻R的阻值变小时, Uab不变,选项C 错误。根据变压器上的能量关系有E输入E输出,在一个周期T的时间内, 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 二极管未短路时有UabI1T U2 R T 2
11、0(U 为副线圈两端的电压), 二极管短路时有UabI2T U2 R T, 由以上两式得I22I1,选项 D 正确。 9普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器 来连接,图7 中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iab,cd一侧线圈的匝数 较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则( ) 图 7 Aab接MN、cd接PQ,IabIcd Bab接MN、cd接PQ,IabIcd Cab接PQ、cd接MN,IabIcd Dab接PQ、cd接MN,IabIcd 解析:选B 电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少,根据电流关系得I1n1 I2
12、n2,所以IabIcd,电流表应接在电流较小的一侧,故选项B 正确。 10如图 8 所示,MN和PQ为处于同一平面内的两根平行的光滑金属导轨,垂直于导 轨放置的金属棒ab与导轨接触良好。N、Q端接理想变压器的原线圈,理想变压器的输出 端有三组副线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。在水平金属导轨之间加 一竖直向下的匀强磁场。若用IR、IL、LC分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中正 确的是 ( ) 图 8 A在ab棒匀速运动且ab棒中电流达到稳定后,IR0、IL0、IC 0 B在ab棒匀速运动且ab棒中电流达到稳定后,IR0、IL0、IC 0 C如果ab棒在某一中心位置附近做
13、非匀变速往复运动,那么IR0、IL 0、IC0 D如果ab棒做匀加速运动,那么IR0、IL0、IC0 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 解析:选 C 当ab棒匀速运动时,变压器输出电压为0,故IR、IL、IC均为 0,A、B 均 错误。 当ab棒做非匀变速往复运动时,变压器输出交变电压,所以三个电路中均有电流,C 正确。当ab棒做匀加速运动时,变压器输出恒定电压,所以电阻、电感器中有电流,电容 器处于断路,所以D 项错误。 11如图 9 所示,交流发电机电动势的有效值E20 V,内阻不计, 它通过一个R6 的指示灯连接变压器。 变压器输出端并联24只彩色小灯泡, 每只灯泡都标有 “6
14、V 0.25 W ” , 且灯泡都正常发光,导线电阻不计。求: 图 9 (1)降压变压器初级、次级线圈匝数之比; (2)发电机的输出功率。 解析: (1)彩色小灯泡的额定电流 IL P U 0.25 6 A 1 24 A, 次级线圈总电流I224IL1 A。 变压器输入功率等于I1U1I2U26 W。 变压器原线圈电路中,利用欧姆定律可得 EU1I1R 6 I16I 1, 代入E值解得I1 1 3 A(I13 A 应舍去,据题意是降压变压器,应I1I2), 所以 n1 n2 I2 I1 3 1。 (2)发电机输出功率PI1E 6.67 W。 答案: (1)31 (2)6.67 W 12如图 1
15、0 甲为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接 头,原线圈输入正弦式交变电压的u-t图像如图乙所示。 若只在ce间接一只Rce400 的电 阻,或只在de间接一只Rde225 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80 W。 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 图 10 (1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式; (2)求只在ce间接 400 电阻时,原线圈中的电流I1; (3)求ce和de间线圈的匝数比 nce nde。 解析: (1)由题图乙知T0.01 s 200rad/s 电压瞬时值uab400sin 200t(V)。 (2)电压有效值U1200 2 V 理想变压器P1P2 原线圈中的电流I1 P1 U1, 解得I10.28 A 或 2 5 A 。 (3)设ab间匝数为n1, U1 n1 Uce nce, 同理 U1 n1 Ude nde 由题意知 Uce 2 Rce Ude 2 Rde , 解得 nce nde Rce Rde 代入数据得 nce nde 4 3。 答案: (1)见解析(2)0.28 A (3) 4 3
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