人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器精品同步训练题
展开模块一 知识掌握
知识点一 变压器的原理
【情境导入】
1.把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈连到交流电源的两端,另一个线圈连到小灯泡上。接通电源,我们会看到小灯泡发光,结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起,原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的?
2.探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么?
【答案】
1.变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上,但两线圈是彼此绝缘的,原线圈是利用了互感现象在副线圈中感应出电流的,并不是原线圈的电流直接流到副线圈中去。
2.变压器的铁芯为闭合铁芯,形成一个闭合磁路,使副线圈中的磁通量变化与原线圈中的磁通量变化基本相同。
【知识梳理】
1.构造:由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成,与交流电源连接的线圈叫作原线圈,与负载连接的线圈叫作副线圈.
2.原理:互感现象是变压器工作的基础.原线圈中电流的大小、方向在不断变化,铁芯中激发的磁场也不断变化,变化的磁场在副线圈中产生感应电动势.
【重难诠释】
1.变压器的构造
变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成,其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示.
2.变压器的工作原理图
注意 (1)变压器不改变交变电流的周期和频率.(2)变压器只对交变电流起作用,对恒定电流不起作用.(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起,两个线圈间是绝缘的.
知识点二 实验:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【重难诠释】
1.实验思路
交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场,副线圈中产生感应电动势,其两端有输出电压.线圈匝数不同时输出电压不同,实验通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压与匝数的关系.
2.实验器材
多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干
3.实验步骤
(1)按图乙所示连接好电路,将两个多用电表调到交流电压挡,并记录两个线圈的匝数.
(2)接通学生电源,读出电压值,并记录在表格中.
(3)保持匝数不变,多次改变输入电压,记录每次改变后原、副线圈的电压值.
(4)保持输入电压、原线圈的匝数不变,多次改变副线圈的匝数,记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值.
4.实验结论
实验分析表明,在误差允许范围内,原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比,即eq \f(U1,U2)=eq \f(n1,n2).
5.注意事项
(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关,再进行操作.
(2)为了保证人身安全,学生电源的电压不能超过12 V,通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱.
(3)为了保证多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测,大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量.
(2023春•如皋市校级月考)利用如图所示的可拆变压器可以探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系,下列说法中正确的是( )
A.为了保证人身安全,可以用4~6节干电池作为电源
B.使用电压表测电压时,要先用最小量程挡试测
C.变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
D.由于漏磁,实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大
【解答】解:A.干电池为直流电源,变压器只能改变交流电源的电压、电流,故A错误;
B.使用电压表测电压时,为确保电压表安全,要先用最大量程挡试测,故B错误;
C.变压器工作时通过铁芯导磁,利用互感的原理把电能由原线圈输送到副线圈,故C错误;
D.由于漏磁,实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大,故D正确。
故选:D。
(2023春•青岛期中)在实验室中探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系时,同学们发现了以下几个问题,并展开了讨论。
(1)观察变压器的铁芯,发现它的结构和材料是 ;
A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯 C.绝缘的硅钢片叠成
(2)观察原副线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数 (填“多”或“少”);
(3)本实验要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,实验中需要运用的科学方法是 ;
A.控制变量法 B.等效替代法 C.整体隔离法
(4)实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间,调整原副线圈的匝数之比为2:3,用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线圈的输入电压可能为 ;
A.1.8V B.2.0V C.2.2V
【解答】解:(1)观察变压器的铁芯,它的结构是绝缘的硅钢片叠成,之所以做成这种结构,一方面是防止磁漏,另一方面昼量减少涡流造成的能量损失,故C正确,AB错误。
故选:C。
(2)观察两个线圈的导线,发现粗细不同,根据
可知,匝数少的电流大,则导线越粗,即导线粗的线圈匝数少。
(3)实验中需要运用的科学方法是控制变量;故A正确,BC错误。
故选:A。
(4)若是理想变压器,则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系
原副线圈的匝数之比为2:3,用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线圈的电压为2V。考虑到不是理想变压器,有漏磁等现象,则原线圈所接的电源电压大于2V,可能为2.2V;
故选C。
故答案为:(1)C;(2)少;(3)A;(4)C。
(2023春•鲤城区校级期末)某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。
(1)先将图甲中的零件组装成图乙中的变压器。再将原线圈接在交流电源上,之后再将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上,观察到副线圈输出电压U。随时间t变化的图像如图丙所示,在保证安全的前提下,该同学可能在t1~t2时间内进行的操作是 。
A.减少了原线圈的匝数
B.减少了原线圈的输入电压 C.增大了交流电源的频率 D.拔掉了变压器铁芯Q
(2)用匝数na=50匝和nb=150匝的变压器,实验测量数据如下表。
根据测量数据可判断连接电源的线圈是 。(选填“na”或“nb”)
(3)实验中原,副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别,原因不可能为 。
A.原、副线圈通电发热 B.铁芯在交变磁场作用下产生涡流
C.变压器铁芯“漏磁” D.原线圈输入电压发生变化
【解答】解:(1)A.由图丙知,t1时刻前的电压值小于t2时刻后的电压值,而周期不变,根据,减少了原线圈的匝数,副线圈输出电压U2增大,故A正确;
B.若减少了原线圈的输入电压,副线圈输出电压U2减小,故B错误;
C.只增大交流电源的频率,不能改变副线圈输出电压U2,故C错误;
D.拔掉了变压器铁芯Q,副线圈输出电压U2减小,故D错误。
故选:A。
(2)由表中数据可知,,变压器存在漏磁现象,副线圈两端测量值小于理论值,所以连接电源的线圈是nb.
(3)AB.原、副线圈通电发热、铁芯在交变磁场作用下产生涡流,都会使变压器输出功率发生变化,从而导致电压比与匝数比有差别,故AB正确;
C.变压器铁芯漏磁,从而导致电压比与匝数比有差别,故C正确;
D.原线圈输入电压发生变化,不会影响电压比和匝数比,故D错误。
本题选择错误选项;
故选:D。
故答案为:(1)A;(2)nb;(3)D
知识点三 理想变压器的基本关系
【情境导入】
变压器线圈两端的电压与匝数的关系可以通过实验来探究。
器材:可拆变压器、学生电源、多用电表、导线若干
实验步骤:(1)按图示电路连接电路。
(2)原线圈接6 V低压交流电源,保持原线圈匝数n1不变,分别取副线圈匝数n2=eq \f(1,2)n1、n1、2n1,用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压,记入表格。
(3)原线圈接6 V低压交流电源,保持副线圈匝数n2不变,分别取原线圈匝数n1=eq \f(1,2)n2、n2、2n2,用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压,记入表格。
总结实验现象,得出什么结论?
【答案】
电压与匝数成正比,即eq \f(U1,U2) =eq \f(n1,n2)。
【知识梳理】
1.理想变压器:没有能量损耗的变压器叫作理想变压器,它是一个理想化模型.
(1)原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内,即无“漏磁”.
(2)原、副线圈不计电阻,电流通过时不产生焦耳热,即无“铜损”.
(3)闭合铁芯中的涡流为零,即无“铁损”.
2.电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比,即eq \f(U1,U2)=eq \f(n1,n2).
3.两类变压器
副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器;副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器.
4. 原线圈中电场的能量转变成磁场的能量,通过铁芯使变化的磁场几乎全部穿过了副线圈,在副线圈中产生了感应电流,磁场的能量转化成了电场的能量.
【重难诠释】
1.电压关系
(1)只有一个副线圈时,eq \f(U1,U2)=eq \f(n1,n2).
当n2>n1时,U2>U1,变压器使电压升高,是升压变压器.
当n2
2.功率关系
从能量守恒看,理想变压器的输入功率等于输出功率,即P入=P出.
3.电流关系
(1)只有一个副线圈时,U1I1=U2I2或eq \f(I1,I2)=eq \f(n2,n1).
(2)当有多个副线圈时,I1U1=I2U2+I3U3+…或n1I1=n2I2+n3I3+…
(2023春•荔湾区期末)无线充电技术已经逐渐应用于智能手机上,手机无线充电器的基本原理类似于变压器。如图所示是某款5G手机无线充电器的充电原理示意图,当充电基座上的发射线圈通入正弦式交变电流后,就会在接收线圈中感应出电流为手机电池充电。若在t1~t2时间内,磁场垂直于接收线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度由B1增加到B2,则在充电的这段时间内( )
A.接收线圈中d点电势高于c点电势
B.接收线圈中感应电流的方向由d到c点
C.发射线圈和接收线圈的频率可能不同
D.若想增大c、d之间的电势差,可以只增大发射线圈的匝数
【解答】解:AB、根据楞次定律增反减同可知,感应电流产生的磁场向下,可知接受线圈中感应电流的方向由d到c点;接收线圈中感应出电流为手机电池充电,故c点电势高于d点电势,故A错误,B正确;
C、发射线圈和接收线圈的频率相同,故C错误;
D、根据可知,若只增大发射线圈的匝数n1,则c、d之间的电势差U2减小,故D错误。
故选:B。
(2023春•顺义区期末)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sin100πtV的交流电源上,副线圈接有R=11Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2:1,交流电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.电流表的读数为20.0A
B.电压表的读数约为156V
C.原线圈的输入功率为1100W
D.副线圈输出交流电的周期为0.01s
【解答】解:AB、由变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式可知,原线圈输入电压的最大值Um=220V
有效值U1
由理想变压器的变压比得:
代入数据解得:U2=110V
电压表示数为110V,由欧姆定律可知,副线圈电流I2
由理想变压器的变流比得:,代入数据解得:I1=5A,电流表读数为5A,故AB错误;
C、副线圈输出功率P2=U2I2=110×10W=1100W,理想变压器原线圈输入功率P1=P2=1100W,故C正确;
D、由原线圈输入电压瞬时值表达式可知,交流电源的ω=100πrad/s,周期Ts=0.02s,变压器副线圈输出电压的周期与原线圈输入电流周期相等,是0.02s,故D错误。
故选:C。
(2023•天心区校级一模)如图所示,交流发电机中的矩形线框的匝数为N,面积为S,线框所处磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小为B,线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动,线框通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为3:1,定值电阻R1、R2的阻值均为R,忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是( )
A.图示位置时,电流表的示数为0
B.矩形线框的输出功率为
C.从图示位置开始到线框转90°的过程中,通过线圈导线截面的电量为
D.1秒钟内流过电阻R1的电流方向改变
【解答】解:A.电流表的示数为电流的有效值,电流的有效值不为零,故A错误;
B.矩形线框转动时产生的感应电动势的有效值为
定值电阻R1两端的电压等于理想变压器的输入电压,即
消耗的功率为
由理想变压器电压与匝数关系式
可知
定值电阻R2消耗的功率为
矩形线框的输出功率为
故B正确;
C.等效电路如图
等效电阻阻值为
从图示位置开始转线框转90°的过程中,通过线圈的电荷量的电量为
故C错误;
D.交流电在一个周期内方向改变两次,所以1秒钟内流过电阻R1的电流方向改变次,故D错误。
故选:B。
(2023春•泉州期末)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如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n1、n2,原线圈两端接交流电压表。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。则( )
A.电压表的示数等于5 V
B.实现点火的条件是1000
C.t=0.2 s时电压表的示数为0 V
D.变压器原线圈中电压的瞬时值表达式为u=5sin10πt(V)
【解答】解:A.如图乙所示的正弦交变电压,可得电压的最大值为5V,则电压表的示数为有效值,即
,故A错误;
B、根据电压与匝数成正比可知
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,解得
1000,故B正确;
C、t=0.2 s时,电压表的示数为电压的有效值
,C错误;
D、由图乙可得交流电的周期T=0.4s,则
t=0时,电压为0,电压的最大值为5V,故变压器原线圈中电压的瞬时值表达式为
u=5sin5πt(V),故D错误。
故选:B。
模块二 巩固提高
(2023春•西城区期末)某种感温式火灾报警器如图1所示,其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统,其中RT为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R0为滑动变阻器,R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾,环境温度升高达到预设值时,报警装置(图中未画出)通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是( )
A.警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压减小
B.警戒范围内出现火情时,原线圈输入功率变小
C.通过定值电阻R1的电流过低时,报警装置就会报警
D.若要调低预设的报警温度,可减小滑动变阻器R0的阻值
【解答】解:A、变压器中副线圈两端电压取决于原线圈电压与匝数比,由于原线圈两端电压与匝数比不变,则警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压不变,故A错误;
B、警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压不变,而副线圈中总电阻减小,副线圈中电流增大,则原线圈中电流增大,由P=UI可知,由于原线圈两端电压不变,所以原线圈输入功率变大,故B错误;
C、警戒范围内出现火情时,副线圈两端电压不变,而副线圈中总电阻减小,副线圈中电流增大,即通过定值电阻R1的电流达到某一值时,报警装置就会报警,故C错误;
D、若要调低预设的报警温度,即热敏电阻的阻值较大,要保持流过R1的电流不变,则可减小滑动变阻器R0的阻值,故D正确。
故选:D。
(2023春•深圳期末)电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示,将3V直流电压通过转换器转变为正弦交变电压u=3sin10000πt(V),再将其加在理想变压器的原线圈上,副线圈两端接电击网,电压峰值达到2100V时可击杀蚊虫,正常工作时( )
A.交流电压表的示数为3V
B.电击网上的高频电压的频率为10000Hz
C.副线圈与原线圈匝数比需满足
D.将3V直流电压连接在变压器的原线圈两端电蚊拍也可以正常工作
【解答】解:A、电压表的示数为有效值,由u=3sin10000πt(V)可知,电压的峰值为U1m=3V
电压表的示数为U1V
故A错误;
B、由u=3sin10000πt(V)可知,角速度ω=10000πrad/s
原线圈频率为fHz=5000Hz
理想变压器不改变交流电的频率,则电击网上的高频电压的频率为5000Hz,故B错误;
C、理想变压器原副线圈电压比等于匝数比,副线圈电压峰值达到2100V时可击杀蚊虫,即U2m≥2100V
则有:
代入数据解得:
故C正确;
D、理想变压器只能改变交流电的电压,不能改变直流电的电压,则将3V直流电压连接在变压器的原线圈两端,电蚊拍不能正常工作,故D错误。
故选:C。
(2023•马鞍山二模)近些年我国手机闪充功能发展迅速,已经处于国际领先水平。图甲是某国产超级快速无线充电器CP62R,可提供最大50W的无线充电功率。其工作原理近似为一个理想变压器如图乙所示,当送电线圈接上220V、50Hz的正弦交变电流时,受电线圈中会产生交变电流。送电线圈的匝数为n1,受电线圈的匝数为n2,且n1:n2=5:1。当该装置给手机快速充电时,下列判断正确的是( )
A.送电线圈和受电线圈通过互感实现能量传递
B.流过送电线圈的电流大于受电线圈的电流
C.受电线圈的输出电压大于送电线圈的输入电压
D.每秒钟通过受电线圈的电流方向改变50次
【解答】解:A.该无线充电器的工作原理近似为一个理想变压器,送电线圈和受电线圈通过互感实现能量传递,故A正确;
B.根据理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比可知,流过送电线圈的电流与流过受电线圈的电流之比为1:5,即流过送电线圈的电流小于受电线圈的电流,故B错误;
C.根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比可知,受电线圈的输出电压与送电线圈的输入电压之比为1:5,即受电线圈的输出电压小于送电线圈的输入电压,故C错误;
D.电压频率为50Hz,周期为Ts=0.02s,一个周期电流方向改变2次,所以每秒钟电流方向改变100次,故D错误。
故选:A。
(2022秋•浏阳市期末)某同学自己绕制了两个线图套在可拆变压器的铁芯上,组成了一个新变压器,如图甲所示,线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端,原、副线圈的匝数比为4:1,电源输出的电压如图乙所示,线圈b接小灯泡。若他组成的新变压器可视为理想变压器,则( )
A.电源输出电压的频率为100Hz
B.若小灯泡两端并联交流电压表,则此电压表示数为9V
C.若小灯泡两端并联一个电阻,电源的输出功率减小
D.将线圈a改接在学生电源的直流输出端,小灯泡也能发光
【解答】A.由乙图可知,周期T=0.02s,频率f=50Hz,变压器不改变频率,所以电源输出电压的频率为50Hz,故A错误。
B.原线圈输入电压的有效值为36V,副线圈输出电压,故B正确。
C.理想变压器原副线圈的电压比等于匝数比,在输入电压不变时,匝数比不变,副线圈输出的电压不变,灯泡两端并联一个电阻后,副线圈消耗功率变大,电源输出功率变大,故B错误。
D.变压器是利用了电磁感应的互感原理,直流电流通过线圈的磁通量不随时间变化,不会产生感应电动势,小灯泡不会发光,故D错误。
故选:B。
(2023•沙坪坝区校级模拟)如图所示是一种家用台灯的原理图,已知图中理想变压器原、副线圈匝数比为2:1,灯泡的额定功率为4W,额定电压为20V。现将原线圈接在的交流电源上,灯泡正常发光,则定值电阻R的阻值为( )
A.150ΩB.200ΩC.450ΩD.600Ω
【解答】解:由题可知原线圈的电压
根据理想变压器原副线圈电压之比和线圈匝数之比的关系有
代入数据解得U2=110V
灯泡的额定功率为4W,额定电压为20V,则额定电流为
定值电阻R的阻值为
,故ABD错误,C正确。
故选:C。
(2023•九龙坡区模拟)九龙坡某企业是生产大型变压器的龙头企业。其生产的某理想变压器的简化模型如图,原线圈所接交流电源电压的有效值不变,电流表和电压表均为理想电表,若副线圈所接的负载电阻的阻值变小。下列说法正确的是( )
A.电源输出功率增大B.负载的电功率变小
C.电压表的示数变小D.电流表的示数变小
【解答】解:C、变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,所以变压器的输出电压也不变,电压表的示数不变,故C错误;
AB、当负载电阻减小时,根据欧姆定律可知副线圈的电流增大,根据P=UI可知,电源的输出功率增大,负载的电功率增大、则输入功率也增大,故A正确,B错误;
D、副线圈电流增大,根据变流比可知,原线圈的电流也增大,则电流表示数增大,故D错误。
故选:A。
(2023•北京)自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器,原线圈接12V的正弦交流电源,副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是( )
A.仅增加原线圈匝数
B.仅增加副线圈匝数
C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍
D.将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈
【解答】解:若变压器为理想变压器,根据U1:U2=n1:n2可得:U2,则输出电压为:U21V=3.8V;实际测得小灯泡两端电压为2.5V,说明变压器漏磁。
A、仅增加原线圈匝数,副线圈的输出电压U2减小,不能使小灯泡正常发光,故A错误;
B、仅增加副线圈匝数,线圈的输出电压U2增大,有可能使小灯泡正常发光,故B正确;
C、将原、副线圈匝数都增为原来的两倍,但由于原线圈的电压不变,则副线圈的输出电压U2不变,不能使小灯泡正常发光,故C错误;
D、将两个3.8V小灯泡并联,但由于原线圈的电压不变,则副线圈的输出电压U2不变,更不能使小灯泡正常发光,故D错误。
故选:B。
(2023•齐齐哈尔二模)如图所示的电路中,定值电阻R1、R3的阻值均为R,R2为电阻箱,理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1,在a、b两端输入正弦交流电压,调节滑动变阻器,使R1消耗的功率和变压器的输出功率相等,此时,电阻箱接入电路的阻值为( )
A.RB.RC.RD.2R
【解答】解:设原线圈中的电流为I1,副线圈中的电流为I2,根据电流和匝数的关系则有:
副线圈两电阻并联,则有:
R1消耗的功率和变压器的输出功率相等,则有:
已知定值电阻R1、R3的阻值均为R
代入数据解得:R
故选:A。
(2023•辽宁模拟)图甲是电动公交车无线充电装置,供电线圈设置在充电站内,受电线圈和电池系统置于车内。如图乙所示,供电线路中导线的等效电阻为R,当输入端ab接入电压为U0正弦交流电时,供电线圈与受电线圈两端电压分别U1、U2,通过电池系统的电流为I。若不计其他电阻,忽略线圈中的能量损失,下列说法正确的是( )
A.ab端的输入功率等于U2I
B.ab端的输入功率等于U0I
C.供电线圈和受电线圈匝数比为U0:U2
D.供电线圈和受电线圈匝数比为U1:U2
【解答】解:AB.根据题意可知,变压器的输出功率为P=U2I,由于原线圈上串联的电阻R也要消耗功率,所以ab端的输入功率大于U2I,变压器原线圈中的电流不等于I,所以ab端的输入功率也不等于U0I,故AB错误;
CD.根据变压器电压比等于匝数比,可得供电线圈和受电线圈匝数比为
故C错误,D正确。
故选:D。
(2023•北碚区模拟)在图甲所示的交流电路中,电压表为理想电表。已知电源电压的有效值为220V,电压表的示数为20V,R1、R2、R3均为定值电阻,R3=10Ω,电阻R3中通过的电流i随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。该变压器原、副线圈的匝数之比为( )
A.10:1B.20:1C.1:10D.1:20
【解答】解:由题意可知,变压器原线圈两端的电压U1=220V﹣20V=200V,
根据欧姆定律,变压器副线圈两端的电压,
结合可得,变压器原、副线圈的匝数之比,故B正确,ACD错误。
故选:B。
(2023•厦门模拟)如图所示,电流互感器是一种测量大电流的仪器,将待测通电导线绕过铁芯作为原线圈,副线圈两端接在电流表上,则该电流互感器( )
A.电流表示数为电流的瞬时值
B.能测量直流输电电路的电流
C.原、副线圈电流的频率不同
D.副线圈的电流小于原线圈的电流
【解答】解:A.交流电流表的示数为电流的有效值,故A错误;
B.电流互感器的工作原理是法拉第电磁感应电律,因此不能测量直流输电电路的电流,故B错误;
C.变压器不改变交流电的频率,因此变压器原、副线圈电流的频率相同,故C错误;
D.根据理想变压器电流与匝数比关系可得
由于原线圈匝数小于副线圈匝数,可知副线圈的电流小于原线圈的电流,故D正确。
故选:D。
(2023•沈阳三模)如图甲是某款手机置于无线充电盘上充电的情景,图乙是将其视为理想变压器的原理图,送电线圈和受电线圈分别存在于充电盘和手机中,匝数比为n1:n2=20:1,在送电线圈上接入一个工作指示灯,在受电线圈上接入一个电阻R=5Ω的保护电阻。当ab间接上220V的正弦交变电流后,手机电池两端获得电压为5V,充电电流为1A,则下列说法正确的是( )
A.ab端输入恒定电流,也能对手机进行无线充电
B.充电时,送电线圈中的电流为20A
C.充电时,送电线圈的输送功率为10W
D.工作指示灯的电阻为4400Ω
【解答】解:A、当ab端输入恒定电流时,受电线圈中不会产生感应电流,所以不能对手机进行无线充电,故A错误;
B、根据原副线圈电流与匝数的关系:,解得:,故B错误;
C、根据题意:U2=I2R+U=1×5V+5V=10V,所以送电线圈的输送功率为:P1=P2=U2I2=10×1W=10W,故C正确;
D、根据闭合电路欧姆定律,在送电线圈中有:Uab=I1RL+U1,又根据变压器变压规律可知:,联立解得:RL=400Ω,故D错误。
故选:C。
U/V
1.25
2.61
3.30
Ub/V
3.80
7.92
9.98
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