1、重难强化训练(四)变压器的应用(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是()A BC DA电流互感器是测电流的，应串联在火线上，故B、D错误；由变压器电流关系n1I1n2I2，要使I2n1，故A选项正确2一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻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B当
2、R增大时，副线圈中的电流I2减小；功率P2减小，又因为P1P2，PIU，则P1减小，I1减小，所以选项B正确3如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2101，输出端电阻R50 ，把原线圈接入“220 V，50 Hz”的正弦交流电时(电表为理想电表)()A当X为电流表时，若电阻R增大，则原线圈中的电流将增大B当X为电流表时，电压表 V的示数为22 VC当X为电流表时，电流表的示数为0.44 AD当X为二极管时，电压表 V的示数为11 VB若使电阻R增大，副线圈中的电流变小，原线圈中的电流也变小，A项错误；根据公式，解得U222 V，电压表测量的电压为有效值，所以电压表 V的示数为22 V
3、，B项正确；当X为电流表时，电流表的示数为I2 A0.44 A，C项错误；当X为二极管时，在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过，此时由T，解得U11 V，D项错误4如图所示，左侧的圆形导电环半径为r1.0 cm，导电环与一个理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈两端与一个电容为C100 pF的电容器相连，导电环的电阻不计，环中有垂直于圆环平面的变化磁场，磁感应强度B的变化率为100sin t T/s，若电容器C所带电荷量的最大值为1.41109 C，则所用理想变压器的原、副线圈的匝数之比为(取210)()A1100 B1001C1100D1001A原线圈两端电压最大值U1mmS0.1 V副
4、线圈两端电压的最大值即电容器两端电压的最大值，由C，得U2m10 V，所以，故A正确5如图所示，变压器的输入电压U一定，两个副线圈的匝数是n2和n3.当把电热器接a、b，让c、d空载时，电流表读数是I2；当把同一电热器接c、d，让a、b空载时，电流表读数是I3，则I2I3等于()An2n3 Bn3n2CnnDnnC由变压比知，由P入P出知，当电热器接a、b，让c、d空载时，有UI2；当把同一电热器接c、d，让a、b空载时，有UI3，所以I2I3UUnn，故C正确6如图所示电路中，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
5、滑动到另一位置，观察到电流表A1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()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D由于变压器原线圈的电压不变，因此电压表V1、V2的读数均不变，选项A、B错误；由题意可知，该变压器起降压作用，选项C错误；由于副线圈的电压不变，电流表A2的示数增大，根据欧姆定律可知负载的电阻变小，所以滑动变阻器连入电路的阻值变小，选项D正确二、非选择题(14分)7交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S0.05
6、m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B T用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V11 kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示，则：(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？解析(1)根据EmNBS1 100 V得输出电压的有效值为U11 100 V.(2)根据得51.(3)根据P入P出2.2104 W再根据P入IAU1，得IA A20 A.答案(1)1 100 V(2)51(3)20 A一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1(多
7、选)现用电压为380 V的正弦式交流电给额定电压为220 V的电灯供电，以下电路中可以使电灯正常发光的有()ABCDABC由题图可知，A、B选项中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；C选项为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；D选项为升压变压器，电灯两端的电压要大于380 V，不可行2(多选)如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈两端a、b接正弦交流电源，R为负载电阻，电流表A1的示数是0.2 A，电流表A2的示数为1.0 A下列说法正确的是()A原线圈和副线圈的匝数比为15B原线圈和副线圈的匝数比为51C若将另一个电阻与原负载R串联，则电流表A2的示数增
8、大D若将另一个电阻与原负载R并联，则电流表A2的示数增大BD由I1I2n2n1，可得n1n251，A错误，B正确；若将另一个电阻与原负载R串联，则副线圈所在回路总电阻变大，由I2知，电流表A2的示数减小，C错误；若将另一个电阻与原负载R并联，则副线圈所在回路总电阻变小，I2增大，即电流表A2的示数增大，D正确3(多选)如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的V1和V2为理想交流电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想交流电流表，读数分别为I1、I2和I3.现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是()AU2变小、I3
9、变小BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小DI1变大、I2变大BC由U2U1得，U1不变，U2就不变； S断开，R总增大，U2不变，则I2变小，由I1I2得I1也变小；I2变小，加在R1两端的电压变小，由UR3U2UR1，得UR3增大，所以I3变大4(多选)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下列说法正确的是()A副线圈输出电压的频率为50 HzB副线圈输出电压的有效值为31 VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输出功率增加AD由题图象可知原线圈输入电压的最大值Um311 V，T
10、2102 s，则原线圈输入电压的有效值U1220 V，f50 Hz，选项 A正确；由可得：U2U122 V，B错误；P向右移动时，原、副线圈的匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，C错误；P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，D正确二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)如图所示，理想变压器原线圈接到220 V的交流电源上，副线圈的匝数为30，与一标有“12 V12 W”字样的灯泡L连接，灯泡正常发光副线圈的输出电压为110 V，电流为0.4 A求：(1)副线圈的匝数；(2)原线圈的匝数以及通过原线圈的电流解析(1)根据已知U212 V，n2
11、30；U3110 V，由于，得n3n2275.(2)由U1220 V，根据，得n1n2550，由P1P2P3P2I3U356 W，得I10.25 A.答案(1)275(2)5500.25 A6(14分)如图甲所示为一理想变压器，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ut图象如图乙所示若只在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.(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 的电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.解析(1)由题图乙知，T0.01 s，解得200 rad/s电压瞬时值uab400sin 200t(V)(2)电压有效值U1200 V理想变压器P1P2原线圈中的电流I1，解得I10.28 A(或 A)(3)设ab间匝数为n1，同理由题意知解得代入数据得.答案(1)uab400sin 200t(V)(2)0.28 A(或 A)(3)