人教版物理选修32课后作业54变压器

课后巩固提升O总

时间：45分钟

一、单项选择题

1.一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，副线圈有可调电阻R设原线圈的电流为人输入功率为马，

副线圈的电流为，2,输出功率为P2.当R增大时（B）

A.11减小，B增大B.八减小，B减小

C.&增大，尸2减小D.，2增大，尸2增大

解析：副线图的电压不变，当副线圈接的电阻K增大时，/2减小，

尸2减小，因为尸1=尸2,所以Pl减小，八=》2,11也减小.

2.如图所示，一理想变压器原线圈匝数m=l100匝，副线圈

匝数〃2=220匝，交流电源的电压〃=22S/isinl00MV）,电阻A=

44。，电压表、电流表为理想电表，则下列说法错误的是（C）

A.交流电的频率为50Hz

B.电流表@的示数为0.2A

C.电流表您的示数为6A

D.电压表的示数为44V

解析：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，3=100凡所以频

率7=*=2=50Hz,A项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈

匝数比，即3=整，其中原线圈电压的有效值Ui=220V,U2=—Ui

W2V2W1

故项说法正确；故项说法错误；由电流

=44V,D72=V1\=1A,C

比与线圈匝数比成反比，即，=运，所以八=这/2=0.2A,故B项说

法正确.综上所述，说法错误的是C项.

3.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,岛

=20。，/?2=30£2,。为电容器.已知通过Ri的正弦式交变电流如

A.交变电流的频率为0.02Hz

B.原线圈输入电压的最大值为20（h/iV

C.电阻尺的电功率约为6.67W

D.通过用的电流始终为零

解析：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20X1V=20V,所

以由变压比公式5=上知变压器原线圈电压的最大值为20X10v=

W1〃2

U2酚

200V,B错误；&的功率P2=高~=或/\¥*6.67W,C正确；因为

K2JU

电容器存在充、放电现象，所以电阻心中的电流不是始终为零，D

错误.

4.理想变压器如图所示，原线圈匝数小=1000匝，两副线圈匝

数分别为〃2=600匝，〃3=200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,通过电的电流为1A,则通过&

的电流为（B）

A.10AB.7A

C.3AD.1A

解析:由理想变压器变压比公式%会可得S=

V=132V,由言=曹可得S=普可=2°：蓝20V=44V,根据输入功

率等于输出功率有/iUi=12S+/3S,解得〃=7A,选B.

5.理想变压器原、副线圈匝数之比小小=21,且在输入、

输出回路中分别接有相同的纯电阻，如图所示，原线圈接在电压为U

的交流电源上，则副线圈的输出电压为（C）

解析：由于原线圈与电源组成的回路中还接有电阻R,所以原线

圈上的电压不等于电源的输出电压.设原线圈中的电流为/,则副线

圈中的电流为21;设原线圈的输入电压为1/1,则副线圈的输出电压

为S=?=2"?,所以Li=4//?,而U=IR+Ux=5IR9所以副线圈

2

的输出电压为1/2=717,故正确选项为C.

二、多项选择题

6.如图所示的理想变压器，原副线圈的匝数比〃I："2=1：2,

Ui=22()VisinWV,m=1100匝，以下说法中正确的是(BC)

Ui,一＞小〃2u?

A.穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为1：2

V2V

C.原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2V

D.原、副线圈电动势的瞬时值之比为1：2

解析：对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过两个线

圈的磁通量相同，磁通量的变化率相同.根据Ei=/“不得，磁通量

的变化率的最大值即为每一匝产生的电动势的最大值：偿)m=

干需gV.所以每一匝产生的电动势的有效值为0.2V.瞬时值不

满足性=乎的关系,

U2〃2

7.有一种调压变压器的构造如图所示.线圈AB绕在一个圆环

形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输

出电压.图中A为交流电流表，V为交流电压表，修、处为定值电

阻，尺为滑动变阻器，B两端接正弦交流电源，变压器可视为理想

变压器(AD)

A.当R不变，滑动触头「顺时针转动时，电流表读数变小,

电压表读数变小

B.当必不变，滑动触头〃逆时针转动时，电流表读数变小，

电压表读数变大

C.当尸不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变

小，电压表读数变大

D.当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变

大，电压表读数变小

解析：当B不变，滑动触头P顺时针转动时，调压变压器副线

圈的匝数减小，副线圈的输出电压变小，电压表、电流表示数变小，

选项A正确；同理，当心不变，滑动触头P逆时针转动时，调压变

压器副线圈的匝数增多，副线圈的输出电压变大，电压表、电流表示

数变大，选项B错误；P不动，副线圈的输出电压不变，当滑动变阻

器滑动触头向下滑动时，&阻值变小，副线圈的输出电流变大，Ri

上的电压变大，电压表读数变小，Ri中的电流减小，电流表读数变

大，选项C错误，D正确.

8.图甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换

为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压

器原、副线圈的匝数分别为〃1、〃2,3为交流电压表.当变压器副线

圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花

进而点燃气体.以下判断正确的是（BC）

金属板

图甲

A.电压表的示数等于5V

B.电压表的示数等于左V

C.实现点火的条件是竽＞1000

W1

D.实现点火的条件是皆1。。。

解析：由题〃一£图象知，交流电压的最大值Um=5V,所以电

Um5V,故选项A错误，选项B正确；根据,=

压表的示数u=啦一啦

詈得弟=慌变压器副线圈电压的最大值Sm=5000V时，有效值

5000,7

Sm5000

U=V,所以点火的条件这＞噢——=100(),故选项C

2也一啦W，笆V

正确，选项D错误.

三、非选择题

9.如图所示，变压器副线圈电路中有电阻R=7.26。，消耗功

率为6W.另有一匝线圈接有电压表，读数Uo〃=3UsinlOOMV.求

原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率的表达式.

1

■%R

O-T

答案：4400匝132匝爷盟3加100欣Wb/s

解析：尸2=与可得S=6.6V,即可得〃2=,0.05）匝=132匝.由

原线圈上电压表达式可知交流电压U1的有效值为U1Q220V,再由会

=/得原线圈匝数“1=4400匝.

啦V,表达式为等也sinlOO7rZWb/s.

“灭蛾杀虫”的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫

飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”.如图所示

是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值220V的交

流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5cm,已知空气在常

温常压下的击穿电场强度为6220V/cm,为防止空气被击穿而造成短

路，变压器的副、原线圈匝数比不得超过多少？

—

答案：不得超过101

解析：电网两极间的电场可看作匀强电场，

根据题意，空气在常温常压下被击穿时段尸6220V/cm,

Um=Emd=6220V/cmX0.5cm=3110V,

由理想变压器电压关系架=?,

Umni

由峰值与有效值关系=

据以上各式可得〃1