物理选择性必修 第二册第三节 变压器达标测试

A级　合格达标

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得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

解析：通有正弦交变电流的原线圈内的电流发生变化，所以磁场发生变化，又由于面积S不变，故磁通量变化，A错误；因铁芯是闭合的，没有漏磁，原、副线圈的磁通量总相等，故选项B错误；由于通过副线圈的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律，在副线圈上产生感应电动势，故选项C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈中的电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故选项D错误.

答案：C

2.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，当导体棒在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12 mA，则副线圈中电流表的示数是（　　）

A.3 mA　　　　　　 B.48 mA

C.零   D.与R的阻值有关

解析：当导体棒在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C正确.

答案：C

3.（多选）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是（　　）

A.原、副线圈匝数比为9∶1

B.原、副线圈匝数比为1∶9

C.此时a和b的电功率之比为9∶1

D.此时a和b的电功率之比为1∶9

解析：设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0Ia＝U0Ib得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确.

答案：AD

4.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 （　　）

解析：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n1I1＝n2I2，要使I2<I1，须n2>n1，故A选项正确.

答案：A

5.如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表.当滑动变阻器R的滑片向下移动时  （　　）

A.灯L变亮

B.各个电表读数均变大

C.因为U1不变，所以P1不变

D.P1变大，且始终有P1＝P2

解析：理想变压器的输出电压由输入电压和匝数比决定，输入电压不变，所以输出电压也不变，输入功率和输出功率始终相等，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，副线圈电路的总电阻减小，所以总电流变大，消耗的功率将变大，R0两端的电压变大，所以灯L两端的电压变小，电压表的示数变小，所以灯L变暗，由于总电流变大，通过灯L的电流变小，所以电流表的示数变大，D正确.

答案：D

6.如图所示的理想变压器原线圈1接到220 V的交流电源上.副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“12 V　12 W”的灯泡L连接，L能正常发光.副线圈3的输出电压U3＝110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A.求：

（1）副线圈3的匝数n3；

（2）原线圈1的匝数n1和电流I1.

解析：（1）变压比公式对于两个副线圈也适用，则有＝，n3＝＝匝＝275 匝.

（2）＝，n1＝n2＝×30 匝＝550匝.

理想变压器的输入功率等于输出功率

P1＝P2＋P3＝12 W＋0.4×110 W＝56 W.

原线圈中电流I1＝＝ A≈0.255 A.

答案：（1）275匝　（2）550匝　（3）0.255 A

B级　等级提升

7.将输入电压为220 V，输出电压为6 V的变压器改装成输出电压为24 V的变压器，已知副线圈原来的匝数为36匝，现不改原线圈的匝数，则副线圈应增绕的匝数为（　　）

A.144   B.108

C.180   D.540

解析：由＝有＝，＝，解得n2＝144，所以应增加的匝数Δn2＝n2－36＝108（匝）.故选B.

答案：B

8.如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则（　　）

A.小灯泡变亮

B.小灯泡变暗

C.原、副线圈两端电压的比值不变

D.通过原、副线圈电流的比值不变

解析：由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n1>n2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比变大，根据＝，U1一定，U2变小，故小灯泡变暗，选项A错误，B正确；由＝知，原、副线圈电压的比值变大，选项C错误；根据＝，则通过原、副线圈电流的比值变小，选项D错误.

答案：B

9.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.图中为交流电流表，为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）

A.当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小

B.当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大

C.当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小

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，电压表读数变大

解析：由题图知，当滑动触头P顺时针转动时，变压器副线圈的匝数减少，根据＝可得副线圈的电压U2减小，因负载的电阻不变，故电流表读数变小，电压表读数变小，所以A正确；同理，若滑动触头P逆时针转动时，变压器副线圈的匝数增加，U2增大，电流表示数增大，所以B错误；当P不动，副线圈电压U2不变，滑动触头向上滑动时，R3连入电路中的阻值增大，与R2并联后的电阻增大，根据串联电路的分压规律可得电压表示数增大，所以C错误；同理，当滑动触头向下滑动时，R3连入电路中的阻值减小，与R2并联后的电阻减小，根据串联电路的分压规律可得电压表示数减小，所以D错误.

答案：A

10.如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“6 V　6 W”，L4标有“6 V　12 W”.若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和ab间电压分别为（　　）

A.2∶1，24 V   B.2∶1，30 V

C.1∶2，24 V   D.1∶2，30 V

解析：L2、L3并联后与L4串联，灯泡正常发光，说明副线圈电压为U2＝12 V；副线圈功率为P2＝6 W＋6 W＋12 W＝24 W，根据P2＝U2I2得I2＝2 A.根据变压器的输入功率和输出功率相等，P2＝P1＝U1I1，而I2＝2I1，所以U1＝24 V；根据变压器变压公式，电压与匝数成正比，得n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，所以Uab＝U1＋UL1＝24 V＋6 V＝30 V，选项B正确.

答案：B

11.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滑动到另一位置，观察到电流表的示数增大了0.2 A，电流表的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是（　　）

A.电压表示数增大

B.电压表、示数均增大

C.该变压器起升压作用

D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动

解析：变压器输入电压不变，原、副线圈的匝数比不变，故原、副线圈两端的电压不变，即电压表、示数不变，选项A、B均错误；I1、I2增加，则副线圈电路中总电阻减小，故变阻器滑片应沿c→d方向滑动，选项D正确；由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出知，调节滑动变阻器前I1n1＝I2n2，调节滑动变阻器后I′1n1＝I′2n2，联立得（I′1－I1）n1＝（I′2－I2）n2，即ΔI1n1＝ΔI2n2，＝＝＝4，故该变压器起降压作用，选项C错误.

答案：D

12.如图所示，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，副线圈匝数n2＝110 匝，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.

（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，电流表A1的示数I1为多少？

（3）在（2）情况下，当开关S闭合时，电流表A1的I′1为多少？

解析：（1）由电压与变压器匝数的关系可得：＝＝U，

则n1＝1 650 匝.

（2）当开关S断开时，有：U1I1＝U2I2，I1＝＝ A.

（3）当开关S断开时，有：RL＝＝44 Ω.当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R′，有R′＝＝22 Ω，副线圈中的总电流I′2＝＝10 A.由U1I′1＝U2I′2可知，I′1＝＝ A.

答案：（1）1 650匝　（2） A　（3） A