第四节 变压器.docx
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第四节变压器
课后跟踪演练
基础巩固
1.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( )
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、副线圈的端电压和峰值,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.
答案 BC
2.下列关于理想变压器的说法中,正确的是( )
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.
答案 AB
3.如图所示为一理想变压器和负载电阻R,下列哪些做法可增加变压器的输入功率( )
A.只减少副线圈匝数
B.只减少原线圈匝数
C.只增加副线圈匝数
D.只减小R的阻值
解析 减少原线圈匝数,等于增加副线圈匝数,改变了电压比.增加副线圈匝数,也是改变了匝数比,等于提高了输出电压,增大了输出功率,而输入功率等于输出功率,减小电阻R,增大了输出功率.
答案 BCD
4.理想变压器原、副线圈匝数比为10:
1,以下说法中正确的是( )
A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10:
1
B.穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C.原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10:
1
D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1:
1
解析 此题考查的是对变压器原理的掌握,对理想变压器,B选项认为无磁通量损漏,因而穿过两个线圈的交变磁通量相同,磁通量变化率相同,因而每匝线圈产生感应电动势相等,才导致电压与匝数成正比;D选项认为可以忽略热损耗,故输入功率等于输出功率.
答案 BD
5.一台理想变压器的原、副线圈匝数之比为4:
1,若原线圈加上u=1414sin100πtV的交流电,则用交流电压表测得副线圈两端的电压是( )
A.250VB.353.5V
C.499.8VD.200V
解析 u=1414sin100πt的交流电有效值为1000V,故副线圈上电压表测得电压为250V.
答案 A
6.一输入电压为220V,输出电压为36V的变压器副线圈烧坏.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220V交流电源上,测得新绕线圈两端的电压为1V.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.1100,360B.1100,180
C.2200,180D.2200,360
解析 由变压器的电压和匝数的关系,=,n1=n3=×5=1100匝,n2==匝=180匝.故B选项正确.
答案 B
7.(2012·山东)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n1、n2,V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( )
A.电压表的示数等于5V
B.电压表的示数等于V
C.实现点火的条件是>1000
D.实现点火的条件是<1000
解析 电压表示数为电压有效值,由图乙可知U==V,选项A错误,选项B正确;副线圈电压峰值为5000V时,==1000,由于引发电火花的条件是副线圈的电压峰值大于5000V,故>1000,选项C正确,选项D错误.
答案 BC
拓展提升
8.如图所示为一理想变压器,n1为原线圈,接一正弦交流电,n2=n3,在n2、n3两个线圈上分别获得35V电压,要想得到70V电压,c、d、e、f怎样连接( )
A.d、e连在一起,c、f为输出端
B.c、f连在一起,e、d为输出端
C.e、c连在一起,f、d为输出端
D.f、d连在一起,e、c为输出端
解析 两个线圈串联后,要注意使电动势的方向相同,如果接反了,输出电压就变为零.
答案 CD
9.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:
5,原线圈两端的交变电压为u=20sin100πtV.氖泡在两端电压达到100V时开始发光.下列说法中正确的有( )
A.开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz
B.开关接通后,电压表的示数为100V
C.开关断开后,电压表的示数变大
D.开关断开后,变压器的输出功率不变
解析 交变电流的频率f===50Hz,变压器不会改变交变电流的频率,副线圈输出电压的最大值为100V,在一个周期内氖泡有两次发光,故氖泡发光的频率为交变电流频率的2倍,所以A选项正确;副线圈输出电压,由=,得U2=U1=100V.变压器为理想变压器,即线圈的内阻为零,所以B选项正确,C选项错误;开关断开后,变压器的输出功率减小,D选项错误.
答案 AB
10.(2012·福建)如图所示,理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器.V1和V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是( )
A.I1和I2表示电流的瞬时值
B.U1和U2表示电压的最大值
C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大
D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小
解析 交流电表的示数为有效值,故选项A、B错误;P向下滑动过程中,R变小,由于交变电源,原副线圈匝数不变,U1、U2均不变,所以I2=变大,由=,得I1=I2变大,故选项C正确,选项D错误.
答案 C
11.(2011·浙江)如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈,上线圈两端与u=51sin314tV的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是( )
A.2.0VB.9.0V
C.12.7VD.144.0V
解析 线圈所接交流电的有效电压U1=V,U1=n1,U2=n2,若把上述两个线圈和铁芯看成理想变压器,则有=,得U2=U1=×V=9V.但考虑到铁芯并不封闭,会有漏磁,所以>,则U2<9V,故只有A选项正确.
答案 A
12.如图所示为一理想变压器,n2=10匝,n3=20匝,L1和L2均是“220V,15W”的灯泡,与一匝线圈相连的电压表,读数为11V,那么变压器的实际输入功率为______W.
解析 电压表读数为11V即n=1时U=11V.
∴U2=U=110V,U3=220V.
∴P2=3.75W,P3=15W.
∴P出=P2+P3=18.75W.
∴P入=P出=18.75W.
答案 18.75
13.一个理想变压器,原线圈输入220V电压时,副线圈输出电压为22V,若副线圈增加100匝后,输出电压增加到33V,则变压器原线圈匝数为______匝.
解析 由题意知==10,又已知副线圈增加100匝后,输出电压增加11V,因为每1匝对应的电压相等(11V/100匝),可知副线圈原来匝数为200匝,所以原线圈匝数为10×200匝=2000匝.
答案 2000
14.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:
n2=2:
1,L1是“100V,40W”的灯泡,L2和L3均为“220V,100W”的灯泡,当L1正常发光时,求变压器的输入功率.
解析 灯泡中只L1正常发光,L2、L3不一定正常发光 I1==0.4A.
由理想变压器电流关系,得
n1I1=n2I2(I2为副线圈中总电流),
I2=0.8A,
副线圈中R=242Ω,∴U2=193.6V.
∴U1=387.2V.
∴P入=U1I1=387.2×0.4W≈155W.
答案 155W
15.(2011·江苏)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=400Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W.
(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400Ω电阻时,原线圈中的电流I1;
(2)求ce和de间线圈的匝数比.
解析
(1)由图乙知T=0.01s,ω=200πrad/s.
电压瞬时值uab=400sin200πtV.
(2)电压有效值U1=200V,理想变压器
P1=P2,
原线圈中的电流I1=,解得I1≈0.28A(或
A).
(3)设ab间匝数为n1,=,同理=.
由题意知=,解得=.
代入数据得=.
答案 见解析
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