2022-2022学年高中物理第2章交变电流第6节变压器练习教科版选修3-.doc

《2022-2022学年高中物理第2章交变电流第6节变压器练习教科版选修3-.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022-2022学年高中物理第2章交变电流第6节变压器练习教科版选修3-.doc（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第6节变压器1当变压器的原线圈加上交变电压时，原线圈中的交变电流在铁芯中激发交变的磁通量，交变的磁通量穿过_也穿过_，在原、副线圈中产生_当副线圈闭合时，在副线圈中就会有交流电通过，这样，虽然原、副线圈并不相连，电能却从原线圈通过磁场传输给副线圈2在理想情况下，变压器原、副线圈两端的电压跟它们的_，公式表示为_如果原线圈的匝数小于副线圈的匝数，那么副线圈得到的电压比原线圈高，这种变压器称为_；如果原线圈的匝数大于副线圈的匝数，那么副线圈得到的电压比原线圈低，这种变压器称为_3关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的选项是()A通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B穿过原、副线圈的磁通量在任

2、何时候都不相等C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈4对理想变压器，以下说法中正确的选项是()A原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大C原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化D当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零5某变电站用原、副线圈匝数比为n1n2的变压器，将远距离输来的电能送给用户，如图1所示，将变压器看作理想变压器，当变压器正常工作时，以下说法正确的选项是()图1A原、副线圈电压比为n2n1B原、副线圈电流比为n1n2C原、副线圈电压比为n1n2D变压器的输入功率与输出功率的

3、比为n1n2【概念规律练】知识点一变压器的根本规律1如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W灯泡一只，且灯泡正常发光，那么()图2A电流表的示数为AB电源输出功率为1200WC电流表的示数为AD原线圈端电压为11V2某变压器原、副线圈匝数比为559，原线圈所接电源电压按如图3所示规律变化，副线圈接有负载，以下判断正确的选项是()图3A输出电压的最大值为36VB原、副线圈中电流之比为559C变压器输入、输出功率之比为559D交流电源电压有效值为220V，频率为50Hz知识点二常见变压器3如图4所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电

4、源，其电压有效值UAB100V，R040，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为_V，通过电阻R0的电流有效值为_A.图44如图5所示，M、N为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以下说法正确的选项是()图5A在乙图中，线圈N4的导线一定比线圈N3的导线粗B甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表C甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表D甲、乙两图中的电表均为交流电流表【方法技巧练】一、变压器动态问题的分析方法5如图6所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈的电压，那么()图6

5、A保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗功率将减小C保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，K合在a处，假设U1增大，I1将增大6如图7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，输电线等效电阻为R.开始时，开关S断开当S接通时，以下说法中正确的选项是()图7A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原线圈中的电流增大二、有多个副线圈的理想变压器问题的分析方法7理想变压器如图8所示，原线圈匝数n11000匝，两副线圈匝数分别为n2600

6、匝，n3200匝，当原线圈两端接在220V的交流电源上时，原线圈上电流为2A，通过R2的电流为1A，那么通过R3的电流为()图8A10 A B7 AC3 AD1 A8如图9所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数n11100匝，接入电压U1220V的电路中(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U26V，U3110V，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)假设在两副线圈上分别接上“6V，20W、“110V，60W的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？图91理想变压器工作时，原线圈输入与副线圈输出的物理量一定相同的是()A电压有效值B电流有效值C交变电流频率D交流电功率2如图10所示，理想变压

7、器原、副线圈的匝数比n1n241，当导体棒l在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12mA，那么电流表的示数为()图10A3mAB0mAC48mAD与负载R的值有关3在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图11所示变压器铁芯的左右两个臂上当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂线圈1,2的匝数之比n1n221.在不接负载的情况下()图11A当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为110VB当线圈1输入电压为220V时，线圈2输出电压为55VC当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为220VD当线圈2输入电压为110V时，线圈

8、1输出电压为110V4一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图12甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头以下说法正确的选项是()图12A副线圈输出电压的频率为50HzB副线圈输出电压的有效值为31VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输入功率增加5一台理想变压器从10kV的线路中降压并提供200A的负载电流两个线圈的匝数比为401，那么变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是()A5 A,250 V,50 kWB5 A,10 kV,50 kWC200 A,250 V,50 kWD200 A,10 kV,2103 kW6一理想

9、变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时()AI1减小，P1增大BI1减小，P1减小CI2增大，P2减小DI2增大，P2增大7如图13所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为u20sin100tV氖泡在两端电压到达100V时开始发光以下说法中正确的有()图13A开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB开关接通后，电压表的示数为100VC开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变8图14所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压

10、器变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为u1311sin100tV，霓虹灯正常工作的电阻R440k，I1、I2表示原、副线圈中的电流以下判断正确的选项是()图14A副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14.1mAB副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10mACI1I29如图15甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R120，R230，C为电容器通过R1的正弦式交变电流如图14乙所示，那么()图15A交变电流的频率为0.02HzB原线圈输入电压的最大值为200VC电阻R2的电功率约为6.67WD通过R3的电流始终为零10如图16所示，理想变压器线圈匝数比n1n221，分别

11、接有相同的两只灯泡A和B，假设在a、b间接正弦式交流电源，电源电压为U，那么B灯两端电压为()图16A0.5UB2UC0.2UD0.4U题号12345678910答案11如图17所示的变压器的原线圈1接到220V的交流电源上副线圈2的匝数n230匝，与一个“12V12W的灯泡L连接，L能正常发光副线圈3的输出电压U3110V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4A，求：图17(1)副线圈3的匝数n3；(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.12如图18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1.80104V的霓虹灯供电，使它正常发光为了平安，需在原线圈回路中接入

12、熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断图18(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？13如图19所示，交流发电机电动势的有效值E20V，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，每只灯泡都是“6V，0.25W，灯泡都正常发光，导线电阻不计求：图19(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比(2)发电机的输出功率第6节变压器答案课前预习练1原线圈副线圈感应电动势2匝数成正比升压变压器降压变压器3C通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故B错误

13、；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故D错误4AB理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故A、B正确，C、D错误5C电压之比等于匝数之比，根据输入功率等于输出功率，所以电流之比等于电压之比的反比，也就等于线圈匝数比的反比课堂探究练1C因为灯泡正常发光，所以副线圈中的电流I2AA根据公式得I1I2AA，即电流表的示数应为A，故A错，C对；电源的输出功率等于变压器的输入功率，由P入P出可得电源的

14、输出功率为60W，故B选项错误；根据公式，得U1U2220V4400V，故D选项错误点评变压器的根本规律电压关系：(1)只有一个副线圈时或当有多个副线圈时(2)功率关系：P入P出只有一个副线圈时，P1P2当有多个副线圈时P1P2P3(3)电流关系：只有一个副线圈时，由P1P2知，I1U1I2U2得即当有多个副线圈时，由P1P2P3知I1U1I2U2I3U3得I1n1I2n2I3n32D由图知原线圈电压最大值为220V，周期T2102s，故有效值为220V，频率为50Hz；由，得输出电压最大值为36V，原、副线圈电流之比为955，输入、输出功率应相等，所以正确答案为D.点评变压器的电压关系、电流

15、关系是有效值(或最大值)间的关系，即如公式中，假设U1是有效值那么U2就是有效值，假设U1是最大值那么U2就是最大值32005解析由理想变压器公式得UCDUAB2100V200V，又由I2A5A.点评自耦变压器铁芯上只绕一个线圈，原、副线圈共用一个绕组，最大优点是可以连续调节输出电压，缺点是低压端和高压端直接有电的联系，使用不够平安变压器的规律都适用于自耦变压器4C电压互感器输入端分别接在两根线上，次级匝数比初级匝数少；电流互感器输入端只能串联在电路中，次级匝数比初级匝数多点评甲图是电压互感器，乙图是电流互感器，它们分别与电压表和电流表的使用方法相同，即：电压互感器测电压时需并联接入电路，电流

16、互感器测电流时需串联接入电路它们利用变压器的原理把高电压、大电流变成低电压、小电流，以方便测量5ABDK由a合到b时，n1减小而U1不变，由可知副线圈上电压增大，负载R的电流I2增大，P2增大；又由于P1P2U1I1，故I1增大，A项正确同理K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可知I2减小，又由于n1、n2均不变，由可知I1将减小，故C项错误当U1增大时，由可知U2也增大，I2增大，再由可知I1增大，故D项正确方法总结此类问题大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈的电压(U1、U2)、电流(I1、I2)，输入功率、输出功率随匝数比的变化而

17、变化的情况，如选项A、B；另一类是原、副线圈的匝数比不变，上述各物理量随负载电阻的变化而变化的情况，如选项C.处理此类问题时，要根据题意分清变量与不变量，要明确变量之间的相互制约关系6BCD由于输入电压不变，所以S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变并联灯泡L2，负载总电阻变小，由欧姆定律I知，流过R的电流增大，电阻R上的电压URIR增大副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1I2U2得，I2增大，那么原线圈输入电流I1也增大UMN不变，UR变大，所以UL1变小，流过灯泡L1的电流减小方法总结变压器动态分析问题的思路程序可表示为7B由理想变压器变压比公式可得U2V132V

18、，由可得U3U1V44V，根据输入功率等于输出功率有I1U1I2U2I3U3解得I37A，选B方法总结理想变压器变压比公式，对有一个或n个副线圈的变压器均适用，而变流比公式，只适用于有一个副线圈的变压器，假设为两个以上副线圈的变压器，必须用P入P出，即U1I1U2I2U3I3或n1I1n2I2n3I3来计算8(1)30匝550匝(2)0.36A解析(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由，得n2n11100匝30匝n3n11100匝550匝(2)设原线圈输入电流为I1，P入P出，即I1U1I2U2I3U3P2P3，所以I1A0.36A方法总结第(1)问中，也可根据原、副线圈每伏电压分配到的匝

19、数相等进行计算即由5匝/V，得匝数n256匝30匝，n35110匝550匝课后稳固练1CD2B3BD在不考虑原、副线圈内电阻的情况下，变压器原、副线圈电压之比(U1/U2)等于原、副线圈中产生的感应电动势之比(E1/E2)当给线圈1输入电压U1时，.当给线圈2输入电压U2时，1.所以选项B、D正确4AD变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为fHz50Hz；由可得副线圈中电压的最大值31V，故有效值为V；P向右移动时，输出电路中电压不变，电阻减小，电流增大，输出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，也增大，故正确的选项为A、D.5A设原线圈输入电压、电流、功率分别为

20、U1、I1、P1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U2、I2、P2，原、副线圈匝数分别为n1、n2.由知I1I2200 A5 A.由知U2U110103 V250 V输出功率P出U2I2250200W50kW6B副线圈的电压不变，当副线圈接的电阻R增大时，I2减小，P2减小，因为P1P2，所以P1减小，I1I2，I1也减小7AB由得：副线圈的输出电压u25u100sin100tV，此电源频率f050Hz，而氖泡每个周期发光2次，那么氖泡的发光频率f氖2f0100Hz，A正确；电压表的示数应为副线圈输出电压的有效值，故U100V，B正确；交变电流、电压的有效值不变，故表示数不变，C错；断开开关后

21、，变压器的输出功率减小，D错8BD原线圈电压有效值U1V220V，由，可得U24400V，由欧姆定律可知I210mA，由可得：I1I2，所以B、D两项正确9C由题中图象可知该交变电流的周期为0.02s，所以频率为50Hz，A错误；因为变压器输出电压最大值为201V20V，所以由变压比公式知变压器原线圈电压的最大值为2010V200V，B错误；R2的功率P2W6.67W，C正确；因为电容器存在充、放电现象，所以电阻R3中的电流不是始终为零，D错误10D设原线圈电压为U1，电流为I1，副线圈电压为U2，电流为I2，那么U1UI1RA，U2I2RB，依题意，A、B完全相同，有RARB，联立以上各式，

22、整理可得U1(UU1)，即U12(UU1)，得U1U，U2U1U0.4U11(1)275匝(2)550匝0.255A解析(1)变压比公式对于两个副线圈也适用，那么有，n3匝275匝(2)同理：，n1n230匝550匝理想变压器的输入功率等于输出功率，即P1P2P312W0.4110W56W原线圈中电流I1A0.255A12(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，有I1U1I2U2当I212mA时，I1即为熔断电流，代入数据，得I10.98A(2)设副线圈中电流为I210mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1I2U2，代入数据，得P1180W13(1)31(2)6.67W解析(1)彩色小灯泡额定电流ILAA，次级线圈总电流I224IL1A变压器输入功率等于输出功率，有I1U1I2U26W，变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得EU1I1R6I1，代入E值解得I1A(I13A应舍去，据题意是降压变压器，应I1I21A)，所以.(2)发电机输出功率PI1E6.67W