高中物理理想变压器的原理和制约关系练习.docx
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高中物理理想变压器的原理和制约关系练习
高中物理-理想变压器的原理和制约关系练习
1.如图所示为理想变压器,三个灯泡L1、L2、L3都标有“6V,6W”,L4标有“6V,12W”,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∶1,24V
B.2∶l,30V
C.1∶2,24V
D.1∶2,30V
【参考答案】B
【名师解析】L2、L3并联后与L4串联,灯泡正常发光.说明副线圈电压为U2=12V;副线圈
功率为P2=6W+6W+12W=2,根据4WP2=U2I2得I2=2A.。
根据变压器的输入的功率和输出的功
率相等,P2=P1=U1I1,而I2=2I1,所以U1=24V;根据变压器变压公式,电压与匝数成正比,
得n1∶n2=U1∶U2=2∶l,所以Uab=U1+UL1=(24+6)V=30V,选项B正确。
2.将u=2202sin100πtV的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈,原副线圈的匝数比为
n1∶n2=55∶1,R=10Ω,则下列说法正确的是
A.该交流电的频率为100Hz
B.闭合开关S后,电流表的读数为0.22A
C.闭合开关S后,电阻消耗的电功率为1.6W
D.断开开关S后,电流表的读数为0.22A
3.如图所示,将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u=2202sin100πt(V)的交
流电源上,在副线圈两端并联接入规格为“22V,22W”的灯泡10个,灯泡均正常发光。
除灯
泡外的电阻均不计,下列说法正确的是()
A.变压器原、副线圈匝数比为102∶1
B.电流表示数为1A
C.电流表示数为10A
D.副线圈中电流的频率为5Hz
【参考答案】B
220V,交变电流的
【名师解析】由原线圈电压瞬时值表达式可知,原线圈输入电压有效值为
频率f=1=ω=50Hz,D项错;副线圈上灯泡正常发光,说明副线圈输出电压有效值为22V,
T2π
由理想变压器变压规律可知,n1=U1=10,A项错;由灯泡电功率P=UI可知,通过每只灯泡
n2U2
I2
的电流为1A,故副线圈输出电流为10A,由理想变压器变流规律可知,2=10,所以原线圈
I1
中电流的有效值为1A,B项正确,C项错。
4.(多选)如图甲所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为11∶1,R=1Ω,原线圈允许通
过电流的最大值为1A,副线圈ab两端电压随时间变化图像如图乙所示。
则下列说法正确的
是()
A.原线圈输入电压的有效值为242V
B.原线圈两端交变电压的频率为550Hz
C.副线圈中电流的最大值为11A
D.为保证电路安全工作,滑动变阻器R′的阻值不得小于1Ω
【参考答案】AC
5.一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=10∶1。
原线圈输入正弦交变电压如图所示,副
线圈接入一阻值为22Ω的电阻。
下列说法正确的是()
A.电阻中交变电流的方向每秒改变100次
B.原线圈中电流的有效值是0.14A
C.与电阻并联的交流电压表示数是22V
D.1min内电阻产生的热量是2.64×103J
AC
【名师解析】由交变电流电压图象可知其频率f=50Hz,而交变电流的方向在每个周期内改
变两次,故A项正确;由图象可知,原线圈中正弦交变电流电压最大值为2202V,所以有效
n2
值为220V,由理想变压器变压规律可知,副线圈两端电压有效值U2=n2U1=22V,所以电压
n1
表示数为22V,C项正确;由欧姆定律可知,通过电阻的电流I2=UR2=1A。
由理想变压器的
变流规律可知,I1=n2I2=0.1A,B错误;由焦耳定律可知,电阻在1min内产生的热量Q=
n1
I22Rt=1.32×103J,D项错误。
6.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶5,电阻R1=R2=25Ω,
D为理想二极管,原线圈接u=2202sin100πt(V)的交变电流,则()
A.交变电流的频率为100Hz
B.通过R2的电流为1A
C.通过R2的电流为2A
D.变压器的输入功率为200W
【参考答案】C
7.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,电压表、电流表为理想电表。
L1、
L2、L3、L4为四只规格均为“220V,60W”的相同灯泡。
如果副线圈电压按图乙所示规律变化,
则下列说法正确的是:
()
A.电压表的示数为660V
B.电流表的示数为0.82A
C.ab两点的电压是1045V
D.ab两点的电压是1100V
【参考答案】BC
【命题意图】本题考查了变压器、交变电流图象及其相关知识。
【易错警示】解答此题常见错误有:
一是主观臆断的认为四个灯泡都正常发光,原线圈中电流
是副线圈中电流的1/3,由U1I1=U2I2,解得U1=3U2=660V,错选A。
而是认为原线圈串联的灯
泡两端电压为U灯=220V,得到ab两点的电压是U灯+U1=220V+880V=1100,错选VD。
8.如图7所示,将额定电压为60V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。
闭合
开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和
2.2A。
以下判断正确的是()
A.变压器输入功率为484W
B.通过原线圈的电流的有效值为0.6A
C.通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3
BD
9.如图1所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正
弦交流电源,
电压表V的示数为220V,负载电阻R=44Ω,电流表A1的示数为0.2A。
下列判断正确的是
()
A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶1
B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶1
C.电流表A2的示数为0.1A
D.电流表A2的示数为0.4A
【名师解析】由电压表V示数和电流表A1的示数可得原线圈中的功率P1=U1I1,P1=P2=I22R,
所以电流表A2的示数为I2=U1RI1=220×440.2A=1A,C、D错误;原线圈和副线圈的匝
n1I25
数比==,A错误,B正确。
n2I11
10.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻
R1,R2和R3的阻值分别为3Ω
1Ω,4Ω,○A为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。
当开关S
断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。
该变压器原、副线圈匝数比为
A.2B.3C.4D.5
【参考答案】B
【命题意图】本题考查变压器变压公式、功率公式、动态变化及其相关的知识点,意在考查考
生灵活运用相关知识分析解决问题的能力。
【易错剖析】解答此题的易错点主要有三:
一是把正弦交流电压源看作直接接在变压器原线圈
时;二是不能正确运用变压器变压公式、功率公式列出相关方程;三是不能正确解答这些方程。
11、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
【参考答案】AD
【名师解析】由于两个灯泡均能正常发光,说明两个灯泡的实际电压等于额定电压。
设灯泡的
额定电压为U0,则有变压器副线圈输出电压为U2=U0,原线圈输入电压为U1=U-U0=9U0,由变压
器变压公式可得,原、副线圈匝数之比为n1=U19,选项A正确B错误。
设灯泡a中的电流
n2U21
为I1,灯泡b中的电流为I2,由变压器功率关系,9U0I1=U0I2,解得:
I2=9I1,a和b的电
功率之比为:
Pa=U0I1=1:
9,选项D正确C错误。
PbU0I2
考点:
考查了理想变压器,电功率的计算
12.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
A.小灯泡变亮
B.小灯泡变暗
C.原、副线圈两段电压的比值不变
D.通过原、副线圈电流的比值不变
【参考答案】B
考点:
变压器
13.如题28-19图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=3∶1,L1、L2为两只相同的
灯泡,R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器,其中C=10μF。
当原
线圈两端接如图乙所示的正弦交流电时,下列说法中正确的是()
A.灯泡L1一定比L2暗
B.副线圈两端的电压有效值为12V
C.因电容器所在支路处于断路状态,故无电流通过二极管
D.二极管D两端反向电压最大值是1212V
14.如题28-20图所示,理想变压器原线圈接交流电源,副线圈接电阻箱R、电容器C和电感
器L,下列说法正确的是
A.仅当电阻箱R的阻值变大时,变压器输入功率减小
B.仅当电容器C的正对面积增大时,通过它的电流减小
C.仅当交流电源的频率增大时,通过三个元件的电流都增大
D.仅当在电感线圈L中插入铁芯时,通过它的电流将减小
【参考答案】AD
15.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=202sin100πt(V),氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下列说法正确的是
A.开关接通后,氖泡的发光频率为50Hz
B.开关接通后,电压表的示数为100V
C.开关断开后,电压表的示数不变
D.开关断开后,变压器的输出功率不变
【参考答案】BC
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- 高中物理 理想 变压器 原理 制约 关系 练习