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文档简介
1、: ,。课时素养评价九变压器 (25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.理想变压器正常工作时,在其两侧的原、副线圈中不一定相同的物理量是()A.交流电的频率B.输入、输出功率C.磁通量的变化率D.电压的最大值【解析】选D。理想变压器原、副线圈中交流电的频率相同,磁通量的变化率相同,电压不一定相同,功率相同,则D正确,A、B、C错误。2.如图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图,下列说法中正确的是()A.线圈匝数n1n2,n3n2,n3n4C.甲图中的电表是电流表,输出端不可短路D.乙图中的电表是电流表,输出端不可断路【解析】选D。甲并联在电路中是电压互感器,电路中是
2、强电压,通过变压器变成弱电压,用电压表测量,因为电压之比等于线圈匝数比,所以n1n2,A错误;由图可以知道,乙串联在电路中是电流互感器,电路中是强电流,通过变压器变成弱电流,用电流表测量,因为电流之比等于线圈匝数的倒数比,所以n3n4,故B错误;甲图中的电表是电压表,副线圈电流较大,输出端不可以短路,故C错误;乙图中的电表是电流表,输出端不可以断路,所以D项是正确的。【总结提升】区分电压互感器和电流互感器的方法(1)从原线圈的连接方式上看,电流互感器应串联在电路中,电压互感器应并联在电路中。(2)从原、副线圈的匝数上看,电流互感器原线圈的匝数n1小于副线圈的匝数n2,电压互感器原线圈的匝数n1
3、大于副线圈的匝数n2。【补偿训练】如图所示,L1和L2是高压输电线,甲、乙是两只互感器,若已知n1n2=1 0001,n3n4=1100,图中电压表示数为220 V,电流表示数为10 A,则高压输电线的送电功率为()A.2.2103 WB.2.210-2 WC.2.2108 WD.2.2104 W【解析】选C。由电流互感器知高压输电线中电流I=1 000 A,由电压互感器知高压U=220103 V,则高压输电线功率P=UI=2.2108 W。3.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 90
4、0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分别为()A.380 V和5.3 AB.380 V和9.1 AC.240 V和5.3 AD.240 V和9.1 A【解析】选B。由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得:U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,U1I1=P2。所以,当变压器输出电压调至最大时,副线圈的匝数也最大,为n2=1 900匝,负载R上的功率也最大,为2.0 kW,则U2=n2n1U1=1 9001 10
5、0220 V=380 V,I1=P2U1=2.0103220 A9.1 A,故选项B正确。4.如图所示,T为理想变压器,A1、A2为交流电流表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,原线圈两端接恒压交流电源,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时()A.A1的读数变大,A2的读数变大B.A1的读数变大,A2的读数变小C.A1的读数变小,A2的读数变大D.A1的读数变小,A2的读数变小【解析】选A。当滑动触头下移时,R3变小,R总变小,I=UR总,U不变,I变大,由原、副线圈中电流与匝数成反比,可知A1的示数变大,U并=U-UR1变小,通过R2的电流变小,IA2=I-IR2变大,A2的示数变大。则A
6、正确,B、C、D错误。5.如图所示,两个相同变压器的副线圈接有相同的灯泡L1、L2,原线圈接有定值电阻R,导轨和金属棒MN的电阻不计。现使金属棒沿轨道向右匀速运动,图乙中金属棒移动速度大于图甲中金属棒的移动速度,则在棒运动的过程中()A.L1、L2都发光,L2比L1亮B.L1、L2都不发光C.L2发光,L1不发光D.L1发光,L2不发光【解析】选D。变压器只改变交变电流的电压,不改变恒定电流的电压,在金属棒MN移动的过程中,题图甲中金属棒产生的电动势发生变化,其原线圈中的电流是变化的,故L1两端会产生电压,L1亮;而题图乙中导体棒产生的电动势不变化,其原线圈中的电流是不变的,故L2两端没有电压
7、,L2不亮,故D正确,A、B、C错误。6.如图中B为理想变压器,接在交变电压有效值保持不变的电源上,指示灯泡L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变),R是一个定值电阻,电压表、电流表都是理想电表。开始时开关S是闭合的,当S断开后,下列说法正确的是()A.电流表A2的示数变大B.电压表的示数变大C.电流表A1的示数变小D.灯泡L1的亮度变暗【解析】选C。S断开后相当于负载减少,总电阻增大,副线圈中电流减小,原线圈中的电流也减小,故A错误、C正确;副线圈电流减小,因此定值电阻的分压减小,但副线圈两端的电压不变,所以灯泡L1的两端电压变大,亮度变亮,故B、D错误。二、计算题(本题共2小题,共24分。要
8、有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(10分)如图,理想变压器原线圈与一10 V的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡LA和LB,小灯泡LA的额定功率为0.3 W,正常发光时电阻为30 ,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09 A。(1)原、副线圈的匝数比为多少?(2)流过灯泡LB的电流为多少?【解析】(1)U1=10 V,根据小灯泡正常发光,则U2=PARA=3 V,n1n2=U1U2=103。(2)I2I1=n1n2,所以I2=n1n2I1=0.3 A,IA=U2RA=0.1 A,IB=I2-IA=0.2 A。答案:(1)103(2)0.2 A8.(14分)如图
9、所示,理想变压器的交流输入电压U1=220 V,有两组副线圈,其中n2=36匝,标有“6 V9 W”“12 V12 W”的灯泡分别接在两副线圈上,均正常发光。求:(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3;(2)原线圈中电流I1。【解析】(1)由于两灯泡均正常发光,所以有U2=6 V,U3=12 V。根据原、副线圈电压与匝数的关系,由U1U2=n1n2、U2U3=n2n3,得n1=U1U2n2=220636 匝=1 320匝,n3=U3U2n2=12636 匝=72匝。(2)由于P入=P出,P出=P2+P3,所以P入=P2+P3。即I1U1=P2+P3,则I1=P2+P3U1=9+12220
10、 A0.095 A。答案:(1)1 320匝72匝(2)0.095 A (15分钟40分)9.(7分)(多选)如图所示,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电,在其他条件不变的情况下,为了使变压器输入功率增大,可使()A.原线圈匝数n1增加B.副线圈匝数n2增加C.负载电阻R的阻值增大D.负载电阻R的阻值减小【解析】选B、D。由U1U2=n1n2,P出=U22R可得P出=U12n22n12R,又因为P入=P出,所以P入=U12n22n12R,分析可得B、D正确,A、C错误。10.(7分)(多选)如图所示,理想变压器原线圈接入电压有效值恒定的正弦交流电,
11、副线圈接一定值电阻R。调节触头P,使副线圈匝数变为原来的一半,则调节前后()A.原线圈中的电流之比为41B.副线圈中的电流之比为21C.变压器的输入功率之比为41D.变压器的输出功率之比为12【解析】选A、B、C。使副线圈匝数变为原来的一半,即n2=n22,根据公式U1U2=n1n2及U1U2=n1n2,可得副线圈两端的电压变为原来的12,所以副线圈中的电流变为原来的12,B正确;根据公式I1I2=n2n1及I1I2=n2n1,可得I112I2=12n2n1,原线圈中的电流将变为原来的14,所以A正确;根据P=I2R,副线圈中消耗的电功率变为原来的14,所以调节前后变压器的输出功率之比为41,
12、理想变压器的输出功率和输入功率相等,所以C正确,D错误。11.(7分)(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,b是原线圈中心的接头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=2202sin100t(V),则()A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表V1的示数为22 VB.当t=1600 s时,电压表V0的读数为220 VC.单刀双掷开关与a连接,当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表V1的示数增大,电流表示数变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表V1和电流表的示数均变小【解析】选B、C。当单刀双掷开关与a连接时,理想变压
13、器原、副线圈的匝数比为101,副线圈输出电压为U2=22 V,但电压表V1的示数小于U2,故A错误;因电压表V0在任何时刻的读数皆为有效值,此线圈两端电压有效值是220 V,故B正确;单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,由于副线圈的输出电压U2=n2n1U1不变,滑动变阻器的电阻变大,电路的总电阻变大,所以电流表示数变小,定值电阻两端电压变小,由于副线圈输出电压不变,则R两端电压变大,即电压表V1示数增大,故C正确;当单刀双掷开关由a扳向b时,理想变压器原、副线圈的匝数比变为51,副线圈输出电压U2变大,电流表和电压表V1的示数均变大,故D错误。12.(19分)如图所示,
14、理想变压器原线圈中输入电压U1=3 300 V,副线圈两端电压U2为220 V,输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2,绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2 V。求:(1)原线圈n1等于多少匝?(2)当开关S断开时,电流表A2的示数I2=5 A,则电流表A1的示数I1为多少?(3)当开关S闭合时,电流表A1的示数I1为多少? 【解析】(1)由电压与变压器匝数的关系可得:U1n1=U2n2=U,则n1=1 650(匝)。(2)当开关S断开时,有:U1I1=U2I2,I1=U2I2U1=13 A。(3)当开关S断开时,有:RL=U2I2=44 。当开关S闭合时,设副线圈总电阻为R,有R=RL2=22 ,副线圈中的总电流为I2,则I2=U2R=10 A。由U1I1=U2I2可知,I1=U2I2U1=23 A。答案:(1)1 650匝(2)13 A(3)23 A【补偿训练】如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数n1=1 100,接入电压U1=220 V的电路中。(1)要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6 V,U3=110 V,它们的匝数n2、n3分别为多少?(2)若在两副线圈上分别接上“6 V,20 W”“110 V,60 W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少?【解析】(1)变压器电压比等于匝数比U1n1=U2n2=U3n3,有2201 100=6n2=
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