高物】同步課程_選修3-2_電磁感應(yīng)A級(共12級)_第10講_變壓器的應(yīng)用

1、變壓器的應(yīng)用變壓器的應(yīng)用一、電壓與匝數(shù)的關(guān)系理想變壓署的電JE變化換律為:理想變壓器電流變化覿律対:5n-,r1 叫多組副線圈：L無論壟少副線圖 盛通量孌化率t目同所次有魚二墜=魚=j 2繼入功奉等于輸出功率:u +/二咕=砂;+%J,十咼考考纟岡考點課標要求1舸識與技能目標了解理解靈活應(yīng)用7加例題一、電壓與匝數(shù)的關(guān)系1、如圖所示，一理想變壓器，當原線圈兩端接 Ui 220V的正弦式交變電 壓時，副線圈兩端的電壓U255V .對于該變壓器，下列說法正確的是（A 原、副線圈的匝數(shù)之比等于4：1B. 原、副線圈的匝數(shù)之比等于1：4C. 原、副線圈的匝數(shù)之比等于2:1D. 原、副線圈的匝數(shù)之比等于1

2、:2【答案】A【解析】由U1 ni得，原、副線圈的匝數(shù)之比等于4:1，故選AU 2%2、如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 1: 2，副線圈電路中接有燈泡 L，燈泡 的額定電壓為220V，額定功率為22W ；原線圈電路中接有交流電壓表和交流電流表.現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光.若用U和I分別表示此時交流電壓表和交流電流表的讀數(shù)，貝（）B. U110V,I0.05AC. U110V,I0.2AD. U110V,I0.2A【答案】A【解析】燈泡正常工作，電壓為額定電壓，所以U, 220V , I1 0.1AUi 220g高氐變壓器的應(yīng)用根據(jù)U1U2匕，解得 u u2 110V ,匕=21=n2

3、I1 n2 2解得：1I20.2A3、一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比的u t圖象如圖所示，副線圈接一個-2sn：n211:5，原線圈與正弦交流電源連接，輸入電壓10的電阻，則（）A .流過電阻的電流是 0.2AB. 與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)是100.2VC. 變壓器的輸入功率是103WD. 變壓器副線圈中的交變電壓的頻率為100Hz【答案】C【解析】輸入電壓有效值u1220V，輸出電壓有效值u2滿足u1 :u2m :n211:5，于是u2100V ,電流I U210A , A錯誤R電壓表示數(shù)就是有效值 100V , B錯誤。輸出功率P U2I 103W，理想變壓器輸入與輸出功率相同，C正確電壓周期

4、為0.02s，頻率為50Hz , D錯誤。4、（ 2015高考房山一模）如圖所示，一理想變壓器原、畐U線圈匝數(shù)比厲：門2 115 .原線圈與電壓u 220.2s in （100 t） V正弦交變電源連接.副線圈僅接入一個100的電阻.貝（）A 變壓器副線圈的電壓是 220VB. 變壓器的輸入功率是100WC. 流過原線圈的電流的有效值為2.2A.D. 電流表的示數(shù)為 0.45A【答案】B【解析】A、 由輸入電壓公式可知， 原線圈中電壓的最大值為 220.2V ,所以電壓的有效值為 220V ,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓有效值為100V，故A錯誤；B、副線圈的電阻為100 ，所以電流

5、的為1A , P- UI 100 1 100W ;故B正確；5B、電流之比等于匝數(shù)的反比，故流過原線圈的電流有效值I1 -A ;故C錯誤；11D、電流表測副線圈中電流，其大小為1A ;故D錯誤；S為單刀雙擲開關(guān)，P是滑動變阻器5、（2006高考朝陽三模）如圖所示為一理想變壓器,的滑動觸頭， 6為加在變壓器原線圈兩端的電壓,h為原線圈中的電流，則不會發(fā)生的是S由a合到b時,h將增大B.保持U1和P的位置不變，S由b合到a時,R消耗功率減小C. 保持P的位置不變，S合在a處，當U1增大時，h將增大D. 保持匕不變，S合在a處，當P上滑時，h將增大【答案】D【解析】A、保持U1及P的位置不變，K由a

6、合到b時，原線圈匝數(shù)變小，畐U線圈電壓變大，所以副線圈功率變大，而原線圈功率等于副線圈功率，所以原線圈功率變大，P根據(jù)I1，得h將增大，故A正確；U1變壓器的應(yīng)用QBIB1 Jlzl甲畫B、保持Ui及P的位置不變，K由b合到a時，原線圈匝數(shù)變大，副線圈電壓變小，根據(jù)U；P -可知功率變小，故 B正確；RC、保持P的位置不變，K合在a處，若Ui增大，則副線圈電壓增大，所以副線圈電流變大, 根據(jù)ii 空2可知Ii將增大，故C正確；NiD、 保持Ui不變，K合在a處，使P上滑時，R增大，而電壓不變，所以副線圈電流變小， 根據(jù)ii匕上可知Ii將減小，故D錯誤.Nin，次級線圈的匝6、（2007高三上期

7、末海淀區(qū)）如圖所示，理想變壓器初級線圈的匝數(shù)為數(shù)為n2，初級線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表 V的示數(shù)為220V，負載電阻，電流表A的示數(shù)為0.20A 下列判斷中正確的是（）A 初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為2: iB. 初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為5: iC. 電流表 A的示數(shù)為i.OAD. 電流表A的示數(shù)為0.4A【答案】BC【解析】A、變壓器的輸出功率等于輸入功率，則l；R Uiii 得丨2 J” J22% iA ,由于原副線圈電流與匝數(shù)成反比，所以初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為5:i7、如圖所示，圖（a）中的變壓器是一理想變壓器，其輸出端輸出電壓信號如圖 （b）所示（圖線為正弦曲線）

8、，電路中電阻 R 55，圖中交流電流表、交流電壓表為理想電表，其中電流表A與電流表A2的讀數(shù)之比為1:4，下列說法中正確的是（）A .電壓表V的示數(shù)為880 VB. 電壓表V2的示數(shù)為220 2VC. 原線圈輸入功率為 220 WD. 原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz【答案】A【解析】由題圖（b）可知交流電的有效值為 220 V，電壓表V2測副線圈兩端電壓，故示數(shù)為220 V ,B錯；交流電的周期為 0.02 s，頻率為50 Hz , D錯；根據(jù)UN U2I2得：S 880 V , A2對；副線圈的輸出功率為匕 880 W，等于原線圈的輸入功率，故C錯.R8、理想變壓器副線圈通過輸電線接兩

9、個相同的燈泡Li和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，開關(guān)S是斷開的，如圖所示，在S接通后，以下說法錯誤的是（）A .燈泡Li兩端的電壓減小B. 通過燈泡Li的電流增大C. 原線圈中的電流增大D. 變壓器的輸入功率增大【答案】B【解析】理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，由于輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以副線圈的輸出的電壓也不變，當S接通后，兩個燈泡并聯(lián)，電路的電阻減小，副線圈的電流變大，所以通過電阻 R的電流變大，電壓變大，那么并聯(lián)部分的電壓減小，燈泡Li兩端的電壓減小，通過燈泡 L1的電流減小，所以 A正確，B錯誤；C、D由于變壓器的輸入的功率和輸出的功率相等，由于副線圈的電阻減小

10、了， 輸出的功率變大了， 所以原線圈的輸入的功率也要變大，因為輸入的電壓不變，所以輸入的電流要變大，所以C、D正確。9、如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u 220 2sin( 100 n)(V)的交流電源上，畐U線圈接有R 55的負載電阻.原、副線圈匝數(shù)之比為 2:1，電流表、電壓表均為理想電表下列說法正確的是()A 原線圈中電流表的讀數(shù)為 1AB.原線圈中的輸入功率為 220 2WC. 畐U線圈中電壓表的讀數(shù)為 110.2VD. 若只將負載電阻的大小變?yōu)樵瓉淼?倍，則負載電阻消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】A【解析】由瞬時值的表達式可得，原線圈的電壓有效值為220V ,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可

11、得，副線2201 藥，110220W，故 B 錯誤;55圈的電壓為110V，再由輸入功率和輸出功率相等可得 所以原線圈的電流的大小為 1A，故A正確； 由輸入功率和輸出功率相等可得原線圈中的輸入功率為電壓表的讀數(shù)為電壓的有效值，由A的分析可知，副線圈的有效值為 110V,所以電壓表的讀數(shù)為110V，故C錯誤；U 2D、由副線圈功率為 可知，電壓不變，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，功率變?yōu)樵瓉淼囊话?，故RD錯誤.10、(2010高考東城二模)如圖所示，理想變壓器的a、b端加上某一交流電壓(電壓有效P于圖示位，則以下說法正確的是：()值保持不變)，副線圈c、d端所接燈泡L恰好正常發(fā)光此時滑線變阻器的滑片A

12、燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入電流變小B. 燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入功率變大C. 燈不能正常發(fā)光，原線圈輸入電壓變大D. 燈仍能正常發(fā)光，原線圈輸入功率不變【答案】【解析】副線圈兩端的電壓由匝數(shù)比和輸入電壓決定，由題意知 副線圈兩端的電壓不變，故燈正常 發(fā)光，滑片P下移，連入電路的電阻變大， 副線圈的電流減小， 根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知原 線圈的輸入電流也減小，輸入功率等于輸出功率都減小11、如圖所示，理想變壓器原、畐U線圈匝數(shù)之比ni : n24:1。若原線圈接入電壓為u 220 2sin100 t(V)的變流電源，副線圈接R 27.5的電阻。電路所接電表均為理想電表。求(1 )副線圈中電壓表的

13、讀數(shù) U(2 )原線圈中電流表的讀數(shù)I1【答案】(1) 55V (2) 0.50A【解析】 變壓器的應(yīng)用因為Ul 匕，所以U2 竺Ui 55V(1)原線圈兩端的電壓U1220 ; 2220VU 2 n2ni副線圈中的電流I2 士 2.0AR因為匕竺，所以I2 空li 0.50A12nini隨堂練習(xí)i、如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源， 副線圈電路中R、尺、R3和R4均為固定電 阻。開關(guān)S是閉合的，v和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為 Ui和U2 ； A、A和A為理想電 流表，讀數(shù)分別為li、丨2和Is。Ui數(shù)值不變，現(xiàn)斷開 S，下列推斷中正確的是（ ）A. U2變小、Is變大B. U2不變、

14、Is變小C. 11變小、I 2變小D. Ii變大、I2變大【答案】C【解析】斷開S后，變壓器副線圈的負載電阻增大。 副線圈的輸出電壓不變， 所以U2不變，A錯誤。 干路電流I2減小，D錯誤。于是R分壓減小，Rs分壓增大，其上的電流Is也增大，B錯誤。 變壓器輸出電壓和輸入電壓均不變， 理想變壓器無功率損耗，U,l, U2I2 , 12減小則I,減小,C正確。2、如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101 , Ri 20, R230, C為電容器.已知通過Ri的正弦交流電如圖2所示，則（）A .交流電的頻率為0.02HZB. 原線圈輸入電壓的最大值為C. 電阻Ri的電功率約為10W200 V

15、D. 通過R,的電流始終為零【答案】C【解析】A、根據(jù)變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同，周期為A錯。0.02s、頻率為 50Hz ,B、由圖乙可知通過 Ri的電流最大值為Im 1A、根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為Um 20V ,再根據(jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為C、根據(jù)正弦交流電的峰值和有效值關(guān)系可知電阻R的電流有效值為I的電功率為 P I 2R 10W，故C正確；200V , B 錯誤;Im 12 2A，電阻RiD、因為電容器有通交流、阻直流的作用，則有電流通過R2和電容器，D錯誤。3、如圖所示，一理想變壓器原、 副線圈匝數(shù)比n : n2 11:5 原

16、線圈與正弦交變電源連接,輸入電壓u 22/2 sin 100 t V 畐U線圈所接電阻的阻值R 100 則（）A 通過電阻的電流是1AB. 交流電的頻率是100 HzP2ADU2()變壓器的應(yīng)用B高思畫www gnMlrviio.cQmC. 與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 VD. 變壓器的輸入功率是484 WR的阻值為110R的阻值為110R的阻值增大時,V的示數(shù)增大50HzA .當可變電阻B. 當可變電阻C. 當可變電阻D. 通過可變電阻 R的交變電流的頻率為時，電流表A的示數(shù)為0.5A 時，電流表A的示數(shù)為2A 電壓表【答案】A C【解析】誤，A、C正確.4、如圖所示，I理想變壓器的原線

17、圈匝數(shù)n 1600匝，副線圈匝數(shù) n2 400匝，交流電源【答案】【解析】A , B由表達式可知原線圈電壓的有效值為110/2V ,所以副線圈兩端電壓 =V，電流表示42數(shù)為2 a，所以AB選項錯誤。4C,電壓表測量的是副線圈的電壓，只要原線圈電壓和匝數(shù)比不變，副線圈電壓就不變， 所以當可變電阻 R的阻值增大時，電壓表 V的示數(shù)不變，所以 C選項錯誤；U2F 1A，副線圈的輸出功率為R P,100 W .選項 B、D 錯的電動勢瞬時值 e 220sin(100 t)V，交變電表 A和V的內(nèi)阻對電路的影響可忽略不計。則D，交流電源的頻率圈輸入電壓的有效值為 U,220 V ;由WU2U2可知，交

18、流電的頻率為50 Hz，變壓器原線也可知，畐u線圈輸出電壓，即電壓表的示數(shù)為n2100 V ;由歐姆定律可知，流過電阻R的電流為丨2I2U2100 W，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即100nHz 50Hz，所以通過可變電阻 R的交變電流的頻率為 50Hz。2 n由 u 220. 2sin 100 t V 及 2f、U變壓器的應(yīng)用所以D選項正確。5、（2008高考西城一模）圖中B為理想變壓器，接在交變電壓有效值保持不變的電源上.L為指示燈，燈泡Li和L2完全相同（其阻值均恒定不變），R是一個定值電阻，電壓表、電流 表都為理想電表開始時開關(guān) S是閉合的，當S斷開后，下列說法正確的是（。A .電

19、壓表的示數(shù)變大B. 電流表A的示數(shù)變大C. 電流表 A的示數(shù)變大D. 燈泡L的亮度變亮【答案】D【解析】S斷開后相當于負載減少，總電阻增大，副線圈中電流減小，原線圈中的電流也減小，故BC錯誤；副線圈電流減小，但副線圈兩端的電壓不變，因此定值電阻的分壓減小，所以燈泡Li的亮度變亮，故A錯誤D正確；課后作業(yè)I ri、如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓，負載變化時輸入電壓不會有大的波動。 輸出電壓通過輸電線輸送給用戶， 兩條輸電線的總電 阻用Ro表示，變阻器 R代表用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于R的值減小。如果變壓器上的能量損失可以忽略，那么當用

20、戶的用電器增加時，圖中的電壓表讀數(shù) （選填 增大” 減小”或 不變”，電流表讀數(shù) （選填 增大” 減小 或不變”。變壓器的應(yīng)用QBwwv【答案】不變；增大【解析】因為變壓器的輸如電壓不變，根據(jù)U1 ni ，可知u2不變，即電壓表讀書不變，當用電器U 2112增加時，R減小，12增大，根據(jù)理想電壓表輸入功率等于輸出功率可得Uili U2I2，所以I 1 口2，則11增大，電流表示數(shù)增大。I2 ni2、（2006高考海淀三模）如圖所示理想變壓器原線圈通入交變電流：i Ims in t，副線圈接有一電流表與負載電阻串聯(lián)，電流表的讀數(shù)為0.10A 在t 3T時，原線圈中電流的瞬8時值為0.03A由此可知該變壓器的原、畐U線圈的匝數(shù)比為（）A 10:3B. 310 2C. 10 2:3D. 310【答案】A【解析】3在t 3T時，根據(jù)原線圈輸入的交流電的瞬時值表達式i ImSin t可得，8