1、变压器(建议用时：40分钟)题组一对变压器原理的理解1关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()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何时候都不相等C穿过副线圈磁通量的变化使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C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，故A错误；因理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量总相等，故B错误；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副线圈的电能，原、副线圈通过磁联系在一起，故D错误。2(多选)如图是一个理想变压器的示意图，在它正常工作时关于其说法正确的是()A副线圈中
2、的电动势是因为电磁感应而产生的B输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能C输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能D输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去AB变压器的原理是原线圈的电流发生变化，从而引起副线圈中磁通量变化，产生电动势，故A正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能输送到副线圈电路中，故B正确，C、D错误。题组二探究变压器电压与线圈匝数的关系3在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。(1)下列器材中，实验需要的器材有_。A干电池B低压交流电源C220 V交流电源D条形磁铁E可拆变压器和导线F直流电
3、压表G多用电表(2)关于实验操作，下列说法正确的是_。A为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12 VB实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路C使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量(3)在实验中，某同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将_(选填“增大”“减小”或“不变”)。解析(1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要的器材是低压交流电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，故选BEG。(2)变压器是为了改变电压，因此为了人身安全，原线圈两
4、端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A正确；实验通电时，若用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，就将人体并联电路中，会导致所测数据不准确，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。(3)根据电压比公式：，保持原线圈两端的电压和副线圈的匝数不变，减小原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大。答案(1)BEG(2)A(3)增大4某研究性学习小组的同学想用220 V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台220 V/6 V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上
5、有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。(1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是a、d端接_(选填“220 V”或“6 V”)。(2)这台220 V/6 V的理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是_匝。(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数Na80匝和Nb160匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是_(选填“Na”或“Nb”)。Ua/V1.802.803.80Ub/V4.006.018.02解析(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据PUI可知，
6、副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R知，引线要粗，故a、d接6 V。(2)根据变压器工作原理知：，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。(3)根据变压器工作原理知：，本题采用的是降压变压器，所以接电源的应该是匝数多的线圈，所以接电源的是Nb。答案(1)6 V(2)11 000(3)Nb题组三理想变压器的基本关系应用5如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光。则()A通过电流表的电流为 AB电源的输出功率为1 200 WC通过
7、电流表的电流为 AD原线圈端电压为11 VC灯泡正常发光，则副线圈中的电流I2 A，根据变压器的电流关系可得原线圈中的电流I1 A，即通过电流表的电流为 A。因为线输入功率等于输出功率，所以原线圈功率为60 W，则电源输出功率为60 W。由U1U2220 V4 400 V。故选项C正确。6如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n213，次级回路中联入三个均标有“36 V40 W”的灯泡，且均正常发光，那么，标有“36 V40 W”的灯泡A()A正常发光 B将被烧毁C比另三个灯暗 D无法确定A副线圈两端的电压U23U336 V108 V。由得，原线圈两端电压U1 V36 V，所以灯泡A能正常
8、发光。7教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则()AR消耗的功率变为PB电压表V的读数为UC电流表A的读数变为2ID通过R的交变电流频率不变B根据2n可知转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据EmnBS可知电动机产生的最大电动势为原来的，根据U可知发电机的输出电压有效值变为原来的，即原线圈的输出电压变为原来的，根据可知副线圈的输入电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，根据P可知R消耗的电功率变为P，A错误，B正确；副线
9、圈中的电流为I2，即变为原来的，根据可知原线圈中的电流也变为原来的，C错误；转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误。8如图所示，理想变压器的三个线圈的匝数比为n1n2n31051，其中匝数为n1的原线圈接到220 V的交流电源上，匝数为n2和n3的两个副线圈分别与电阻R2，R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I32 A，电阻R2110 ，则通过电阻R2的电流I2和通过原线圈的电流I1分别是()A10 A,12 A B10 A,20 AC1 A,0.7 A D1 A,3 AC根据理想变压器中电压与匝数成正比可得，而n1n2n31051，U1220 V，解得U2110 V，U322 V。根
10、据欧姆定律得I2 A1 A，根据理想变压器的输入功率和输出功率相等可得U1I1U2I2U3I3，即220 VI1110 V1 A22 V2 A，解得I10.7 A。故C正确，A、B、D错误。9如图所示，理想变压器的原线圈跟副线圈的匝数比n1n221，交流电源电压U1220 V，F为熔断电流I01.0 A的保险丝，负载R为一可变电阻。(1)当电阻R100 时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的最小值为多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析(1)由得到U2110 V由欧姆定律得：I21.1 A再由得到I10.55 A，故保险丝不会熔断。(2)理想变压器的P入P出2201.0
11、W220 W，得到R55 。答案(1)不能(2)55 220 W10(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2225，原线圈接u220sin(100t)V的交流电，电阻R1R250 ，D为理想二极管，则()A二极管的反向耐压值应大于50 VB电阻两端电压为25 VC通过副线圈的电流为1 AD原线圈的输入功率为50 WAD由，U1220 V，可解得U250 V。故二极管的反向耐压值应大于U250 V，A正确；由于二极管具有单向导电性，由T可解得电阻两端的电压为UR25 V，B错误；由I2可得通过副线圈的电流I2 A A，C错误；由P入P出I2UR可得原线圈的输入功率为P入25 W50
12、 W，D正确。11如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n231，L1、L2为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C10 F。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是()甲乙A灯泡L1一定比L2暗B电容器C所带电量的最大值为6103 CC电容器C放电周期为2102 sD副线圈两端的电压最大值为12 VD原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电。由于L1与电阻相串联，而L2与电感器相串联，灯泡L1与L2的亮暗程度，取决于电感和电阻阻碍作用，本题未给条件，无法判断，故A错误；由变压器的变压比可知，副线圈两端的电压的最大值：U2
13、m36 V12 V，故D正确；电容器所带电量的最大值：QCU2m1010612 C1.2104 C，故B错误；电容器与二极管串联，含有电容的支路一次充电结束后就相当于断路，不存在周期，故C错误。12(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为201，R110 ，R220 ，C100 F，已知电阻R1两端的正弦交流电压如图乙所示，则()甲乙A原线圈输入电压的最大值为400 VB交流电的频率为100 HzC电容器C所带电量恒为2103 CD电阻R1消耗的电功率为20 WAD变压器原、副线圈的匝数比为201，由题图乙知，副线圈电压的最大值为20 V，根据电压与匝数成正比可得原线圈电压最大值为4
14、00 V，所以A正确；由题图乙知交流电的周期为0.02 s，故频率为周期的倒数，等于50 Hz，故B错误；电容器两板间的电压是变化的，故所带电量也是变化的，故C错误；R1电压的有效值为U110 V，所以消耗电功率为P120 W，故D正确。13一台理想变压器，其原线圈的匝数为2 200匝，副线圈的匝数为440匝，副线圈中接入一个100 的负载电阻，如图所示。(1)当原线圈接在44 V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220 V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)由得：电压表示数为U2U1220 V44 V。电流表示数为I2 A0.44 A。P入P出I2U20.4444 W19.36 W。效率100%100%。答案(1)00(2)44 V0.44 A19.36 W100%