1.(雙選)理想變壓器工作時(shí),原線圈輸入與副線圈輸出的物理量一定相同的是( )
A.電壓有效值 B.電流有效值
C.交變電流頻率 D.交變電流電功率
2.如圖10所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=4∶1,當(dāng)導(dǎo)體棒l在勻強(qiáng)磁場中以速度v向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí),電流表 的示數(shù)是12 mA,則電流表 的示數(shù)為( )
圖10
A.3 mA B.0 mA
C.48 mA D.與負(fù)載R的值有關(guān)
3.(雙選)在繞制變壓器時(shí),某人將兩個(gè)線圈繞在如圖11所示的變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上.當(dāng)通以交流電時(shí),每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個(gè)線圈,另一半通過中間的臂.已知線圈1,2的匝數(shù)之比n1∶n2=2∶1.在不接負(fù)載的情況下( )
圖11
A.當(dāng)線圈1輸入電壓為220 V時(shí),線圈2輸出電壓為110 V
B.當(dāng)線圈1輸入電壓為220 V時(shí),線圈2輸出電壓為55 V
C.當(dāng)線圈2輸入電壓為110 V時(shí),線圈1輸出電壓為220 V
D.當(dāng)線圈2輸入電壓為110 V時(shí),線圈1輸出電壓為110 V
4.(雙選)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖12甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動(dòng)變阻器的觸頭.下列說法正確的是( )
圖12
A.副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz
B.副線圈輸出電壓的有效值為31 V
C.P向右移動(dòng)時(shí),原、副線圈的電流比減小
D.P向右移動(dòng)時(shí),變壓器的輸入功率增加
5.一臺(tái)理想變壓器從10 kV的線路中降壓并提供200 A的負(fù)載電流.已知兩個(gè)線圈的匝數(shù)比為40∶1,則變壓器原線圈的電流、輸出電壓及輸出功率是( )
A.5 A,250 V,50 kW B.5 A,10 kV,50 kW
C.200 A,250 V,50 kW D.200 A,10 kV,2×103 kW
6.一理想變壓器的原線圈上接有正弦式交變電壓,其最大值保持不變,副線圈有可調(diào)電阻R.設(shè)原線圈的電流為I1,輸入功率為P1,副線圈的電流為I2,輸出功率為P2.當(dāng)R增大時(shí)( )
A.I1減小,P1增大 B.I1減小,P1減小
C.I2增大,P2減小 D.I2增大,P2增大
7.(雙選)如圖13所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5,原線圈兩端的交變電壓為u=202sin 100πt V.氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開始發(fā)光.下列說法中正確的有( )
圖13
A.開關(guān)接通后,氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz
B.開關(guān)接通后,電壓表的示數(shù)為100 V
C.開關(guān)斷開后,電壓表的示數(shù)變大
D.開關(guān)斷開后,變壓器的輸出功率不變
8.(雙選)圖14所示是霓虹燈的供電電路,電路中的變壓器可視為理想變壓器.已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比n1n2=120,加在原線圈的電壓為u1=311sin 100πt V,霓虹燈正常工作的電阻R=440 kΩ,I1、I2表示原、副線圈中的電流.下列判斷正確的是( )
圖14
A.副線圈兩端電壓6 220 V,副線圈中的電流14.1 mA
B.副線圈兩端電壓4 400 V,副線圈中的電流10 mA
C.I1
9.如圖15甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,R1=20 Ω,R2=30 Ω,C為電容器.已知通過R1的正弦式交變電流如圖乙所示,則( )
圖15
A.交變電流的頻率為0.02 Hz
B.原線圈輸入電壓的最大值為2002 V
C.電阻R2的電功率約為6.67 W
D.通過R3的電流始終為零
10.如圖16所示,理想變壓器線圈匝數(shù)比n1∶n2=2∶1,分別接有相同的兩只燈泡A和B,若在a、b間接正弦式交流電源,電源電壓為U,則B燈兩端電壓為( )
圖16
A.0.5U B.2U C.0.2U D.0.4U
題 號(hào)12345678910
答 案
11.如圖17所示的變壓器的原線圈1接到220 V的交流電源上.副線圈2的匝數(shù)n2=30匝,與一個(gè)“12 V 12 W”的燈泡L連接,L能正常發(fā)光.副線圈3的輸出電壓U3=110 V,與電阻R連接,通過R的電流為0.4 A,求:
圖17
(1)副線圈3的匝數(shù)n3;
(2)原線圈1的匝數(shù)n1和電流I1.
12.如圖18所示,一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220 V的市電上,向額定電壓為1.80×104 V的霓虹燈供電,使它正常發(fā)光.為了安全,需在原線圈回路中接入熔斷器,使副線圈電路中電流超過12 mA時(shí),熔絲就熔斷.
圖18
(1)熔絲的熔斷電流是多大?
(2)當(dāng)副線圈電路中電流為10 mA時(shí),變壓器的輸入功率是多大?
13.如圖19所示,交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢的有效值E=20 V,內(nèi)阻不計(jì),它通過一個(gè)R=6 Ω的指示燈連接變壓器.變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡,每只燈泡都是“6 V,0.25 W”,燈泡都正常發(fā)光,導(dǎo)線電阻不計(jì).求:
圖19
(1)降壓變壓器初級、次級線圈匝數(shù)比;
(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率.
參考答案
課后鞏固練
1.CD 2.B
3.BD [在不考慮原、副線圈內(nèi)電阻的情況下,變壓器原、副線圈電壓之比(U1/U2)等于原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢之比(E1/E2).當(dāng)給線圈1輸入電壓U1時(shí),U1U2=E1E2=n1ΔΦ1Δtn2ΔΦ2Δt=n1ΔΦ1n2ΔΦ2=21×21=41.當(dāng)給線圈2輸入電壓U2時(shí),U2U1=E2E1=n2ΔΦ2Δtn1ΔΦ1Δt=n2ΔΦ2n1ΔΦ1=12×21=1.所以選項(xiàng)B、D正確.]
4.AD [變壓器不改變電壓的頻率,副線圈中的電壓頻率等于原線圈中的電壓頻率為f=1T=12×10-2 Hz=50 Hz;由U1U2=n1n2可得副線圈中電壓的最大值31 V,故有效值為312 V;P向右移動(dòng)時(shí),輸出電路中電壓不變,電阻減小,電流增大,輸出功率增大,變壓器的輸入功率等于輸出功率,也增大,故正確的選項(xiàng)為A、D.]
5.A [設(shè)原線圈輸入電壓、電流、功率分別為U1、I1、P1,副線圈輸出電壓、電流、功率分別為U2、I2、P2,原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.
由I1I2=n2n1知I1=n2n1I2=140×200 A=5 A.
由 U1U2=n1n2知U2=n2n1U1=140×10×103 V=250 V
輸出功率P出=U2I2=250×200 W=50 kW]
6.B [副線圈的電壓不變,當(dāng)副線圈接的電阻R增大時(shí),I2減小,P2減小,因?yàn)镻1=P2,所以P1減小,I1=n2n1I2,I1也減。甝
7.AB [由U1U2=n1n2得:副線圈的輸出電壓u2=5u=1002sin 100πt V,此電源頻率f0=50 Hz,而氖泡每個(gè)周期發(fā)光2次,則氖泡的發(fā)光頻率f氖=2f0=100 Hz,A正確;電壓表的示數(shù)應(yīng)為副線圈輸出電壓的有效值,故U=U2m2=100 V,B正確;交變電流、電壓的有效值不變,故電壓表示數(shù)不變,C錯(cuò);斷開開關(guān)后,變壓器的輸出功率減小,D錯(cuò).]
8.BD [原線圈電壓有效值U1=Um2=3112 V=220 V,由U1U2=n1n2,可得U2=4 400 V,由歐姆定律可知I2=U2R=10 mA,由I1I2=n2n1可得:I1>I2,所以B、D兩項(xiàng)正確.]
9.C [由題中圖象可知該交變電流的周期為0.02 s,所以頻率為50 Hz,A錯(cuò)誤;因?yàn)樽儔浩鬏敵鲭妷鹤畲笾禐?0×1 V=20 V,所以由變壓比公式U1n1=U2n2知變壓器原線圈電壓的最大值為20×10 V=200 V,B錯(cuò)誤;R2的功率P2=U2R2=202230 W=6.67 W,C正確;因?yàn)殡娙萜鞔嬖诔、放電現(xiàn)象,所以電阻R3中的電流不是始終為零,D錯(cuò)誤.]
10.D [設(shè)原線圈電壓為U1,電流為I1,副線圈電壓為U2,電流為I2,則U1=U-I1RA,U1U2=n1n2,I1I2=n2n1,U2=I2RB,依題意,A、B完全相同,有RA=RB,聯(lián)立以上各式,整理可得n2n1U1=n1n2(U-U1),即12U1=2(U-U1),
得U1=45U,U2=12U1=25U=0.4U]
11.(1)275匝 (2)550匝 0.255 A
解析 (1)變壓比公式對于有兩個(gè)副線圈的變壓器也適用,則有
U2U3=n2n3,n3=n2U3U2=30×11012匝=275匝.
(2)同理由變壓比公式得:n1n2=U1U2,n1=U1U2n2=22014×30匝=550匝.理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,即P1=P2+P3=12 W+0.4×110 W=56 W.原線圈中電流I1=P1U1=56220 A≈0.255 A
12.(1)0.98 A (2)180 W
解析 (1)設(shè)原、副線圈上的電壓、電流分別為U1、U2、I1、I2.根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,有I1U1=I2U2
當(dāng)I2=12 mA時(shí),I1即為熔斷電流,代入數(shù)據(jù),得I1=0.98 A
(2)設(shè)副線圈中電流為I2′=10 mA時(shí),變壓器的輸入功率為P1,根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,有
P1=I2′U2,代入數(shù)據(jù),得P1=180 W
13.(1)3∶1 (2)6.67 W
解析 (1)彩色小燈泡額定電流IL=PU=0.256 A=124 A,次級線圈總電流I2=24IL=1 A.變壓器輸入功率等于輸出功率,有I1U1=I2U2=6 W,變壓器原線圈電路中,利用歐姆定律可得E=U1+I(xiàn)1R=6I1+6I1,代入E值解得I1=13 A(I1=3 A應(yīng)舍去,據(jù)題意是降壓變壓器,應(yīng)I1
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