2021学年3 变压器课时训练

变压器

1．如图所示，可以将电压升高给电灯供电的变压器是(　　)

解析：选C　变压器只能对交变电流实现变压，不能对直流变压，故选项A、D错误；由于原、副线圈的电压之比与原、副线圈的匝数比相等，副线圈匝数多于原线圈匝数的变压器才能实现升压，故选项B错误，选项C正确。

2．在如图所示的两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V；若分别在c、d与g、h的两端加上110 V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为(　　)

A．220 V,220 V　　　　　 B．220 V,110 V

C．110 V,110 V D．220 V,0

解析：选B　对理想变压器，当c、d间接上110 V电压时，根据＝可得Uab＝220 V；对滑动变阻器来说，当g、h间接上110 V电压时，e、f间电压Uef＝110 V。故选项B正确。

3．一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了。为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的两端电压为1 V。按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为(　　)

A．1 100,360 B．1 100,180

C．2 200,180 D．2 200,360

解析：选B　对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式＝得n1＝＝＝1 100，变压器烧坏前，同理得n2＝＝＝180，故B正确。

4．[多选]如图所示，一理想变压器输入端接交流恒压源，输出端电路由R1、R2、R3三个电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由5∶1改为10∶1后(　　)

A．流经R1的电流减小到原来的

B．R2两端的电压增加到原来的2倍

C．R3两端的电压减小到原来的

D．电阻上总的热功率减小到原来的

解析：选CD　变压器原、副线圈的匝数比由5∶1改为10∶1，则副线圈的输出电压减小为原来的，根据欧姆定律可知，流经R1的电流减小到原来的，故A错误；根据串、并联电路规律可知，R2两端的电压减小到原来的，故B错误；同理，R3两端的电压减小到原来的，故C正确；副线圈总电阻不变，根据功率公式P＝可知，总功率减小到原来的，故D正确。

5．[多选]如图所示，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、副线圈匝数之比为9∶1

B．原、副线圈匝数之比为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：选AD　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、副线圈的匝数之比为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可知，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确。

6．钳形电流测量仪的结构图如图所示，其铁芯在捏紧扳手时会张开，可以在不切断被测载流导线的情况下，通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0。关于该钳形电流测量仪的说法正确的是(　　)

A．该测量仪可测量直流电的电流

B．载流导线中电流大小I0＝

C．若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出的电流将小于实际电流

D．若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形电流测量仪的示数将变小

解析：选C　直流电产生的磁场，通过内置线圈的磁通量不变，线圈中不产生感应电动势，即无感应电流，选项A错误；由＝可知，载流导线中电流大小I0＝nI，选项B错误；若钳形部分铁芯没有完全闭合，则通过内置线圈中的磁通量变小，磁通量的变化率也变小，故产生的感应电流变小，测量出的电流将小于实际电流，选项C正确；由＝可知，钳形电流测量仪的示数将变大，选项D错误。

7．如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1，接在副线圈上的三只灯泡正常发光。对于串联在原线圈上的灯泡L(　　)

A．比正常发光时的亮度更亮

B．也正常发光

C．比正常发光时的亮度更暗

D．无法判断其亮度变化情况

解析：选B　灯泡L的亮度如何，主要看灯泡L的实际功率多大，在本题中就是看通过灯泡L的电流如何变化。设每只灯泡的额定电流为I0，因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光，所以副线圈中的电流I2＝3I0，由＝得原线圈中的电流I1＝I2＝I0，恰为灯泡L的额定电流，灯泡L也正常发光，故B正确。

8．[多选]如图(a)所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图(b)所示。下列说法正确的是(　　)

A．理想变压器输入、输出功率之比为4∶1

B．理想变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4

C．u随t变化的规律为u＝51sin 50πt(V)

D．若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大

解析：选BD　理想变压器输入、输出功率之比为1∶1，故选项A错误；理想变压器原、副线圈中的电流与匝数成反比，即＝＝，故选项B正确；由题图(b)可知，交流电压最大值Um＝51 V，周期T＝0.02 s，角速度ω＝100π rad/s，则可得u＝51sin 100πt(V)，故选项C错误；热敏电阻RT的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故选项D正确。

9．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦式电流，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是(　　)

A．R处出现火警时电压表示数增大

B．R处出现火警时电流表示数减小

C．图乙中电压的有效值为220 V

D．电压表的示数为11 V

解析：选D　根据焦耳定律可知·＋0＝ T，可求得电压的有效值U1＝110 V，由＝可得电压表示数U2＝11 V，C错误，D正确；R处出现火警时，R阻值变小，副线圈电流增大，原线圈电流也随之增大，电流表示数增大，但电压表示数不变，故A、B均错误。

10．[多选]某同学自制变压器，原线圈为n1匝，在做副线圈时，将导线ab对折后并在一起，在铁芯上绕n2圈，从导线对折处引出一个接头c，连成如图所示电路。S为单刀双掷开关，线圈电阻不计，原线圈接u1＝Umsin ωt的交流电源。下列说法正确的是(　　)

A．S接b时，电压表示数为

B．S接c时，电压表示数为

C．S接c时，滑动触头P向下移动，变压器输入功率变大

D．S接c时，滑动触头P向上移动，变压器输入电流变大

解析：选BD　S接b时，副线圈属于双线绕法，不论原线圈中交变电流如何变化，副线圈中都不会产生感应电动势，所以电压表示数为零，选项A错误；S接c时，根据理想变压器的电压比关系U1∶n1＝U2∶n2，且U1＝，解得U2＝，选项B正确；S接c时，滑动触头P向下移动，连入电路的有效电阻增大，P入＝P出＝减小，选项C错误；滑动触头P向上移动，连入电路的有效电阻减小，副线圈中的电流I2＝增大，因U2I2＝U1I1，所以变压器输入电流I1变大，选项D正确。

11．黑光灯是利用物理方法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为220 V的正弦式交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿场强为6 220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？

解析：电网两极间电场可看作匀强电场且Um＝Emd，由题意知空气被击穿时Em＝6 220 V/cm，已知理想变压器电压关系为＝，峰值与有效值关系为U1m＝U1，由以上各式得＝，所以变压器次、初级线圈匝数比不得超过10∶1。

答案：10∶1

12．如图所示，理想变压器的原线圈跟副线圈的匝数之比n1∶n2＝2∶1，交流电源电压u1＝311sin 100πt(V)，F为熔断电流I0＝1．0 A的保险丝，负载为一可变电阻。

(1)当电阻R＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？

(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？

解析：原线圈电压的有效值U1＝ V≈220 V

由＝得副线圈两端的电压

U2＝U1＝×220 V＝110 V。

(1)当R＝100 Ω时，副线圈中电流

I2＝＝ A＝1．10 A

由U1I1＝U2I2得原线圈中的电流

I1＝I2＝×1．10 A＝0.55 A

由于I1＜I0(熔断电流)，故保险丝不会被熔断。

(2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I1′刚好达到熔断电流I0，即I1′＝1．0 A，则副线圈中的电流

I2′＝I1′＝2×1．0 A＝2．0 A

电阻R的阻值R0＝＝ Ω＝55 Ω

此时变压器的输出功率

P2＝I2′U2＝2．0×110 W＝220 W

可见要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 Ω，变压器输出的电功率不能超过220 W。

答案：(1)不会熔断　(2)55 Ω　220 W