课时作业10—人教版高中物理选择性必修2

课时作业10　变压器

一、单项选择题

1．如图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则(　A　)

A．U＝110 V，I＝0.2 A

B．U＝110 V，I＝0.05 A

C．U＝110 V，I＝0.2 A

D．U＝110 V，I＝0.2 A

解析：在副线圈电路中，I2＝＝0.1 A，再根据＝，及＝，得U1＝110 V，I1＝0.2 A，故B、C、D错，A正确．

2．一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n2＝12，电源电压u＝220sinωt(V)，原线圈电路中接入一熔断电流I0＝1 A的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R，如图所示．为了使保险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于(　C　)

A．440 Ω   B．440 Ω

C．880 Ω   D．880 Ω

解析：当原线圈电流I1＝I0时，副线圈中的电流为

I2＝I1＝I0＝ A，

副线圈的输出电压有效值为U2＝U1＝＝440 V，

因此副线圈电路中负载电阻的最小值为

Rmin＝＝880 Ω.故选项C正确．

3．理想变压器原、副线圈的匝数比为115，当原线圈接在6 V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为(　D　)

A．90 V   B．0.4 V

C．6 V   D．0

解析：由于蓄电池向外输出的是直流电，铁芯中磁通量不能发生变化，在副线圈中不能产生感应电动势，所以副线圈的输出电压为0.

4．用理想变压器给负载电阻R供电，变压器输入电压一定时，在下列四个办法中，哪种可以使变压器输入功率增加(　B　)

A．增加变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R保持不变

B．减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变

C．增加负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变

D．减少变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变

解析：由＝，当n1增加时，U2减小，P2＝，P2减小，A错；U1、n1、n2不变，则U2不变，R减小时，P2＝，P2增大，B正确；C与B相反，故C错误；当n1、U1不变，n2减小时，则U2减小，由P2＝(R不变)，P2会减小，D错．

5．如图所示，一低压交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，通过上下调节P1、P2的位置，可以改变变压器输入、输出电压．图中L是一个小灯泡，R2是定值电阻，R1、R3是滑动变阻器，若要增大灯泡L的亮度，可以采取的办法是(　D　)

A．P1、P3、P4不动，P2下移

B．P1、P2、P3不动，P4下移

C．P2、P3、P4不动，P1上移

D．P1、P2、P4不动，P3上移

解析：根据变压器的变压原理＝，要增大输出电压，需要使P1下移或P2上移；滑动变阻器R1是分压接法，P3上移可以使灯泡两端电压增大，灯泡功率也就增大，使其变亮；滑动变阻器R3的触头P4上移时才能使灯泡两端的电压增大，使灯泡变亮，所以只有D项正确．

二、多项选择题

6．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是(　BC　)

A．电流的频率   B．端电压的峰值

C．电流的有效值   D．电功率

解析：理想变压器正常工作时，原、副线圈的输入功率和输出功率相等，变压器不会改变原、副线圈的电流的频率；变压器会改变原、副线圈的端电压的峰值，有效电压，以及原、副线圈中的电流的有效值，故选项B、C正确．

7．下列关于理想变压器的说法中，正确的是(　AB　)

A．输入功率等于输出功率

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

解析：变压器传输的是交变电流，当电流经过原线圈时，在铁芯中产生变化的磁场，即电能转化为磁场能．此变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．若线圈闭合，则产生感应电流，磁场能又转化为电能．

8．在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上．当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂．已知线圈1、2的匝数之比n1n2＝21.在不接负载的情况下(　BD　)

A．当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为110 V

B．当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 V

C．当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 V

D．当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V

解析：因为理想变压器原、副线圈电压之比(U1/U2)等于线圈中产生的感应电动势之比(E1/E2)，每个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，所以当从线圈1输入电压U1＝220 V时，由＝＝＝＝×＝，

U2＝U1＝×220 V＝55 V.

当从线圈2输入电压U2＝110 V时，同理得：

＝＝×＝1，

U1＝U2＝110 V.

三、非选择题

9．一台理想变压器，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 Ω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？

答案：(1)0　0　(2)44 V　0.44 A　19.36 W　100%

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U2＝U1＝×220 V＝44 V，

电流表示数为I2＝＝ A＝0.44 A，

P入＝P出＝I2U2＝0.44×44 W＝19.36 W，

效率η＝×100%＝100%.

10．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2＝21，L1是“100 V,40 W”的灯泡，L2和L3均为“220 V,100 W”的灯泡，当L1正常发光时，求变压器的输入功率．

答案：155 W

解析：灯泡中只有L1正常发光，L2、L3不一定正常发光

I1＝＝0.4 A.

由理想变压器电流关系，得

n1I1＝n2I2(I2为副线圈中总电流)，I2＝0.8 A，

副线圈中R＝242 Ω，U2＝I2·R＝193.6 V.

U1＝·U2＝387.2 V.

P入＝U1I1＝387.2×0.4 W≈155 W.

11．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u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω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 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；

(3)求ce和de间线圈的匝数比.

答案：(1)uab＝400sin200πt V　(2)0.28 A(或 A)

(3)43

解析：(1)由图乙知T＝0.01 s，ω＝200 π rad/s.

电压瞬时值uab＝400sin200πt V.

(2)电压有效值U1＝200 V，理想变压器P1＝P2，原线圈中的电流I1＝，解得I1≈0.28 A(或 A)．

(3)设ab间匝数为n1，＝，同理＝.

由题意知＝，解得＝.

代入数据得＝.