1、第五章 习题课(三)变压器的应用基础达标练1在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫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()解析：选A根据电流表的工作原理可知，电流互感器需要串联在电路中，分析题意可知，流过电流互感器中电表的电流小，由理想变压器电流和匝数的关系可知，电流互感器一侧的线圈匝数多，A选项正确2(多选)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()解析：选ABC由图可知，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
2、器，电灯两端的电压要大于380 V，不可行3.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()AU2U1，U2降低BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高解析：选Ca、b间原线圈的匝数大于c、d间副线圈的匝数，在滑动触头由M点移动到N点的过程中，副线圈的匝数进一步减小，由变压器工作原理知，U2U1，且U2降低，选项C正确4自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升
3、压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A380 V和5.3 A B380 V和9.1 AC240 V和 5.3 A D240 V和9.1 A解析：选B对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I1 A9.1 A，负载两端电压即为副线圈电压，由，即，可得U2380 V，故B正确5(多选)如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电
4、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变小 BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大解析：选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6(多选)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光要使灯
5、泡变亮，可以采取的方法有()A向下滑动P B增大交流电源的电压C增大交流电源的频率 D减小电容器C的电容解析：选BC向下滑动P时，副线圈的匝数变少，由理想变压器的电压关系可知，副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，A错误；增大交流电源的电压，由理想变压器的电压关系可知，副线圈两端的电压增大，灯泡变亮，B正确；电压不变，增加交变电流的频率，电容器的容抗减小，电路中电流增大，灯泡变亮，C正确；减小电容，增加了容抗，电流减小，灯泡变暗，D错误7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 V50 Hz”的正弦交流电时(电表为理想电表) ()A当X为电流表
6、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 V解析：选B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，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8(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
7、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解析：选AD由图象可知原线圈输入电压的最大值：Um311 V，T2102 s，则原线圈输入电压的有效值：U1220 V，f50 Hz，A正确；由可得U2U122 V，B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，所以副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，而匝数比不变，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正确能力提升练
8、1.(2018福州模拟)如图所示是一台理想自耦变压器，在a、b之间接电压不变的正弦交流电，A为理想交流电流表变压器调压端的滑动头P原来处于线圈中点，电阻箱的电阻为R.若将滑动头P向上移到最高处，并调节电阻箱的阻值为R，使电流表的读数变为原来的两倍，则R等于()A. B.C.D.4R解析：选C分析自耦变压器的工作原理可知，输入功率等于输出功率，滑动之前，UI，当滑动触头P向上移到最高处时，输入电压不变，原线圈匝数变为原来的2倍，副线圈匝数不变，则副线圈电压变为原来的一半，U2I，联立解得R，C选项正确2如图为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为21，原线圈接有交流电压u220sin 100t V，
9、图中电压表和电流表均为理想交流电表，R2为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R1为定值电阻，C为电容器下列说法正确的是()A电压表示数是110 VB交流电的频率为100 HzC通过R1的电流始终为零D当R2处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大解析：选D原线圈所加交变电压的有效值为U1 V，由理想变压器的变压比公式，可得U2U1 V55 V，选项A错误；由交变电压的瞬时值表达式u220sin 100t V可知，该交变电流的频率f Hz50 Hz，选项B错误；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R1，选项C错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计
10、，因此，电压表的示数不变，当R2处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以电流表的示数变大，选项D正确3理想降压变压器的原线圈接电流表A1和电阻R1后，接6 V 恒定直流电源，如图所示，当副线圈的负载电阻R2变小时，以下说法正确的是()A输出功率增大BA2读数增大CA1读数增大DA1读数不为零，且保持不变解析：选D根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此变压器原线圈接在6 V恒定电流电源上，副线圈上无电压，无输出功率，由于原线圈构成直流通路，故电流表A1有恒定读数，选项D正确4(多选)(2019龙岩市新罗区期中)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，b是原线圈的中
11、心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2均为10 .在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，下列说法正确的是()A当S与a连接后，理想电流表示数为2.2 AB当S与a连接后，理想电压表示数为11 VC当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍D当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz解析：选AC变压器输入电压的最大值为220 V，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，输入电压的有效值为220 V，当S与a连接后，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，变压器的输出电压的有效值为22 V，即理想电压表示数为22 V，B选项错误；根据闭合电路欧姆定律可知，理想电流表示数
12、为2.2 A，A选项正确；当S由a拔到b后，则原、副线圈匝数比为51，则副线圈两端电压加倍根据P可知，副线圈的输出功率变为原来的4倍，原线圈的输入功率也变为原来的4倍，C选项正确；理想变压器不会改变电压的频率，当S由a拨到b，原、副线圈电压频率不变，D选项错误5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，n230；U3110 V，由于，得n3n2275.(2)由U12
13、20 V，根据，得n1n2550；由P1P2P3P2I3U356 W，得I10.25 A.答案：(1)275(2)5500.25 A6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.(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(3)