高中物理 变压器专项练习题及答案

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高中物理 变压器专项练习题及答案

一、单选题

1.如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为20:1,图中电表均为理想电表,R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小),L1和L2是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法正确的是( )

A.若L1的灯丝烧断后,电压表的示数会变小

B.电压表的示数为5V

C.交流电压的频率为100Hz

D.当照射R的光强增大时,电流表的示数变大

2.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如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1n、2n,原线圈中接交流电压表。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.实现点火的条件是21nn>1000

C.变压器原线圈中电压的瞬时值表达式为5sin10Vut

D.t=0.2s时穿过副线圈的磁通量变化率最小

3.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻12RR、和3R的阻值分别为121、和4,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;当开关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.7 B.6 C.5 D.4

4.如图为远距离输电示意图,发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变,且n1∶n2=n4∶n3。当用户用电器的总电阻减小时( )

A.U1∶U2=U3∶U4

B.用户的电压U4增大

C.用户消耗的功率等于发电机的输出功率

D.输电线上损失的功率增大

5.如图是一个家庭用的漏电保护器的简单原理图,它由两个主要部分组成,图中左边虚线框内是检测装置,右边虚线框内是执行装置。检测装置是一个特殊的变压器,它把即将引入室内的火线和零线并在一起绕在铁芯上作为初级(n1匝),另绕一个次级线圈(n2匝)。执行装置是一个由电磁铁控制的脱扣开关。当电磁铁的线圈中没有电流时,开关是闭合的,当电磁铁的线圈中的电流达到或超过一定值时,开关断开,切断电路,起到自动保护作用.我国规定当漏电流达到或超过30mA时,就要切断电路以保证人身的安全。至于电磁铁中的电流达到多大时脱扣开关才断开,则与使用的具体器材有关,如果本题中的脱扣开关要求电磁铁中的电流至少达到80mA才会脱扣,并且其检测装置可以看作理想变压器,那么,n1与n2的比值为( )

A.n1:n2=5:3 B.n1:n2=3:5

C.n1:n2=8:3 D.n1:n2=3:8

6.我国能源分布很不均匀,远距离大容量输电有着特别重要的意义。远距离高压交流输电的示意图如图所示,变压器均为理想变压器,发电机的输出功率P1= 1750kW,发电机的输出电压U1= 350V,通过升压变压器升高电压后向远处输电,输电线的总电阻r = 16Ω。若输电线上损失的功率ΔP = 40kW,则下列说法正确的是( )

A.输电线上输送的电流为500A

B.升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2= 1:10

C.降压变压器原线圈两端的电压为34200V

D.输电线上损失的电压为35000V

7.某种手机的无线充电原理如图所示。已知发射线圈的两端电压为45V,电流的频率为100kHz,接收线圈的两端电压为5.4V。充电时效率大约60%。下列说法正确的是( )

A.无线充电工作原理是“电流的磁效应”

B.接收线圈中电流的频率为100kHz

C.无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为25:3

D.充电时接收线圈始终有收缩的趋势

8.在如图所示的理想变压器供电线路中,原线圈接在有效值恒定的交流电源上,副线圈接有两个灯泡,电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的,现将开关S闭合,则( )

A.1V的示数减小,2V的示数减小

B.1V的示数不变,2V的示数减小

C.1A的示数减小,2A的示数增大

D.1A的示数增大,2A的示数增大

9.如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,下列方法不可行的有( )

A.向上滑动P B.增大交流电源的电压

C.增大交流电源的频率 D.减小电容器C的电容

10.如图所示,在理想自耦变压器原线圈的两端加上正弦式交变电压1102sin100(V)ut,总匝数2200n匝的副线圈两端连接一个电动机M和电阻R。已知电动机的额定电压25VeU、额定功率10WeP、内部线圈电阻2.5r,定值电阻25R。现调节自耦变压器的滑片P,使电动机恰好正常工作。电流表为理想电表,则以下说法中正确的是( )

A.电流表的示数为1.4A B.接入电路的原线圈的匝数为40匝

C.变压器的输入功率为35W D.电动机的输出功率为7.5W

二、多选题

11.一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8Ω、1Ω和3Ω,U为正弦交流电源,输出电压的有效值恒定。当开关S闭合和断开时,变压器输出的功率相等。下列说法正确的是( )

A.开关S闭合和断开时,变压器原线圈两端电压比为1:1

B.开关S闭合和断开时,变压器原线圈两端电压比为1:2

C.变压器原、副线圈匝数比为2:1

D.变压器原、副线圈匝数比为4:1

12.

小明家中的电源电压是2202sin100(V)ut的交变电压,他想给一个标有“20V、1A”的灯泡供电,他家中有一个原、副线圈匝数比为12:10:1nn的理想变压器,为使灯泡正常工作,小明设计了两个方案:一是在原线圈中串联一个电阻1R;二是在副线圈中串联一个电阻2R(图中均未画出)。当灯泡正常工作时,下列说法正确的是( )

A.副线圈两端的电压方向每秒钟改变100次

B.1R与2R的阻值之比为1∶1

C.1R与2R的功率之比为1∶1

D.两个方案中,原线圈电流的有效值均为10A

13.图乙是降压变压器,图甲给用户供电的电路示意图,R0表示输电线的总电阻,假设用户端为纯电阻用电器,总电阻为R。若变压器视为理想变压器、输入电压恒定,电表视为理想电表,当用户使用的用电器减少时,则( )

A.用户总电阻R减少 B.电流表A1示数减小

C.用电器R两端电压升高 D.电压表V2示数增大

14.图(a)所示的理想变压器输入端接正弦交流电源,其输入电压u随时间t变化的关系图像如图(b)。已知原线圈与副线圈的匝数比为12:10:1nn;电阻10ΩR,电容4110FC,A是理想交流电流表,S是开关。下列说法正确的是( )

A.S接a时,电容器每秒钟完成50次完整的充、放电

B.S接a时,电容器所带电荷量的最大值为3C12220.

C.S接b时,电流表A的示数为0.222A

D.S接b时,变压器的输入功率为48.4W 15.如图为某同学研究变压器电路特点的电路图,理想变压器的原、副线圈匝数之比为5:1,现在电路输入端输入电压2202sin100(V)ut,此时电阻R3和R2的功率相等,电流表和电压表为理想电表,电流表A2的示数为0.20A,电压表V2的示数为11V,下列说法中正确的是( )

A.电压表V1的示数为220V B.电流表A1的示数为0.08A

C.R1=2062.5Ω D.R2=5500Ω

16.如图所示为远距离输电示意图,发电机的输出电压1U、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变,当用户开启的用电器越来越多时,下列表述正确的是( )

A.升压变压器副线圈电压2U降低 B.降压变压器原线圈电压3U升高

C.输电线消耗的功率增大 D.发电机的输出功率增大

17.某个小水电站发电机的输出功率为100kW,发电机的电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电,输电线的总电阻为8,在用户端用降压变压器把电压降为220V,在输电线上损失的功率为5kW(即用户得到的功率为95kW)。下列判断正确的是( )

A.输电线上通过的电流为25A

B.升压变压器输出的电压为400V

C.升压变压器的匝数比为1:16

D.降压变压器的匝数比为190:11

18.图甲为一起重机的电路示意图,理想变压器的原线圈中接入图乙所示的正弦交流电,照明灯的规格为“20V 10W”,电动机的内阻为r=0.5Ω,装置工作时,质量为m= 50kg的重物体恰好匀速上升,照明灯正常工作,电表均为理想电表,电流表的示数为10.5A。设电动机的输出功率全部用来提升物体,下列说法正确的是( )

A.原副线圈的匝数之比为n1∶n2=52∶2

B.重物匀速上升的速率v=0.3m/s C.电动机的效率为η =0.75

D.若电动机被卡住不转,且电路尚未烧坏,则原线圈中电流为101.25A

19.图示电路中,变压器为理想变压器,在变压器的原线圈接一交变电流,交变电流的电压有效值恒定不变。副线圈接有灯泡L1和L2(设灯泡的电阻保持不变)和滑动变阻器R。下列说法正确的是( )

A.只将变阻器R的滑动触头上移,灯L2变亮

B.只将变阻器R的滑动触头上移,理想电流表的示数变大

C.只将S2从4拨向3时,理想电流表示数变大

D.只将S1从2拨向1时,理想电流表示数变大

20.如图甲所示,理想变压器原线圈a、b端接入如图乙所示的交流电,副线圈接有阻值为8R的定值电阻,已知原、副线圈的匝数比12:5:3nn,各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )

A.电压表的示数为122V

B.通过副线圈的交变电流的频率为50 Hz

C.电流表的示数为1.5 A

D.理想变压器的输入功率为18 W

三、解答题

21.(1)原、副线圈的电压比与匝数比在实际中并不相同,请列举两个原因

(2)在用电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些,请说明原因

22.为做好疫情防控供电准备,供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示,发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小2T10B的水平匀强磁场中,线框面积S=0.25m2,匝数n=100匝,电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以一定的角速度匀速转动,并与升压变压器的原线圈相连,升压变压器原、副线圈匝数之比为1:20,降压变压器的副线圈接入到医院供电,两变压器间的输电线等效电阻60ΩR,变压器均为理想变压器。当发电机输出功率4510WP时,电压表的示数为250V,额定电压为220V的医疗设备正常工作。求: