2017-2018学年高中物理教科版选修3-2课时跟踪检测：(九) 变 压 器 Word版含解析

1 课时跟踪检测（九） 变 压 器 1．(多选)关于理想变压器，下面说法正确的是( ) A．它的输出功率可以大于它的输入功率 B．它的输出功率等于它的输入功率 C．原副线圈两端的电压与它们的匝数成正比 D．原副线圈两端的电流与它们的匝数成反比 解析：选BCD 输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，并且大小相等，所以A错误，B正确；输出电压是由输入电压和匝数比决定的，电压与匝数成正比，所以C正确；原副线圈的电流与它们的匝数成反比，所以D正确。 2．在以下四种情况下，可以将电压升高供给电灯的变压器是( )

解析：选D A、C图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A、C错误；B图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B错误；D图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故D正确。 3.一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了，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1所示，然后将原来线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，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( )

图1 A．1 100,360 B．1 100,180 C．2 200,180 D．2 200,360

解析：选B 对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n1＝n3U1U3＝5×2201＝1 100，

变压器烧坏前，同理n2＝n1U2U1＝1 100×36220＝180，故B正确。 2

4．(多选)如图2甲所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为2∶1，原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示，副线圈电路中接有灯泡，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )

图2 A．灯泡的电压为110 V B．副线圈输出交流电的频率为50 Hz C．U＝220 V，I＝0.2 A D．原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝220 2sin 100πt V

解析：选ABD 有效值为：U＝22022 V＝220 V，副线圈的电压为U2＝n2n1U1＝110 V，电流为：22110 A＝0.2 A，电流表示数为：12×0.2 A＝0.1 A，A正确，C错误；原线圈的频率为f＝10.02 Hz＝50 Hz，变压器不会改变频率，故B正确；瞬时值表达式为：u＝2202sin 100πt V，故D正确。 5．图3所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是( )

图3 A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3示数均增大 C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 解析：选D 电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0

两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1＝U2I2，则U1ΔI1＝U2ΔI2，

ΔI2＞ΔI1，故U2＜U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻 3

器滑片是沿c→d的方向滑动，选项D正确。 6．(2016·天津高考)如图4所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是( )

图4 A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 解析：选B 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻R变大，则副线圈所在电路的总电阻R总变大，因原、副线圈两端的电压U1、U2不变，则通

过R1的电流I2＝U2R总变小，R1消耗的功率PR1＝I22R1变小，选项A错误；R1两端的电压UR1

＝I2R1变小，则电压表V的示数UV＝U2－UR1变大，选项B正确；因通过原、副线圈的电流关系I1I2＝n2n1，I2变小，则I1变小，即电流表A1的示数变小，选项C错误；若闭合开关S，

则副线圈所在电路的总电阻R总′变小，通过副线圈的电流I2′＝U2R总′变大，则通过原线圈的电流I1′变大，电流表A1的示数变大，R1两端的电压UR1′＝I2′R1变大，则R2两端的电压UR2′＝U2－UR1′变小，电流表A2的示数变小，选项D错误。

7.如图5所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，电源电压u＝2202sin 314t V，原线圈电路中接入熔断电流I0＝1 A的保险丝，副线圈电路中接入一可变电阻R，则( )

图5 A．电压表的读数为77 V B．当可变电阻R的阻值变大时，电源的输入功率变大 C．可变电阻R的阻值低于13.75 Ω时保险丝将熔断 D．副线圈的输出功率一定是200 W 4

解析：选C 原线圈输入电压220 V，由变压器变压公式，副线圈输出电压即电压表的读数为55 V，选项A错误；当可变电阻R的阻值变大时，变压器输出功率减小，电源的输入功率变小，选项B错误；可变电阻R的阻值低于13.75 Ω时，变压器输出功率大于220 W，原线圈电路中电流大于保险丝的熔断电流I0＝1 A，保险丝将熔断，选项C正确；副线圈的输出功率随可变电阻的增大而减小，选项D错误。 8．(多选)如图6所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表○ 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则( )

图6 A．Uab∶Ucd＝n1∶n2 B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D．将二极管短路，电流表的读数加倍

解析：选BD 变压器的变压比U1U2＝n1n2，其中U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压。U1＝Uab，由于二极管的单向导电特性，Ucd≠U2，选项A错误。增大负载电阻R的阻值，负载的电功率减小，由于P入＝P出，且P入＝I1Uab，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表的读数变小，选项B正确。c、d端的电压由输入电压Uab决定，负载电阻R的阻值变小时，Uab不变，选项C错误。根据变压器上的能量关系有E输入＝E输出，在一个周期T的时间内，

二极管未短路时有UabI1T＝U2R·T2＋0(U为副线圈两端的电压)，二极管短路时有UabI2T＝U2RT，由以上两式得I2＝2I1，选项D正确。

9．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图7中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则( )

图7 5

A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd C．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd 解析：选B 电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少，根据电流关系得I1n1

＝I2n2，所以Iab＞Icd，电流表应接在电流较小的一侧，故选项B正确。

10．如图8所示，MN和PQ为处于同一平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直于导轨放置的金属棒ab与导轨接触良好。N、Q端接理想变压器的原线圈，理想变压器的输出端有三组副线圈，分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。在水平金属导轨之间加一竖直向下的匀强磁场。若用IR、IL、LC分别表示通过R、L和C的电流，则下列判断中正确的是( )

图8 A．在ab棒匀速运动且ab棒中电流达到稳定后，IR≠0、IL≠0、IC＝0 B．在ab棒匀速运动且ab棒中电流达到稳定后，IR≠0、IL＝0、IC＝0 C．如果ab棒在某一中心位置附近做非匀变速往复运动，那么IR≠0、IL≠0、IC≠0 D．如果ab棒做匀加速运动，那么IR≠0、IL≠0、IC≠0 解析：选C 当ab棒匀速运动时，变压器输出电压为0，故IR、IL、IC均为0，A、B均错误。当ab棒做非匀变速往复运动时，变压器输出交变电压，所以三个电路中均有电流，C正确。当ab棒做匀加速运动时，变压器输出恒定电压，所以电阻、电感器中有电流，电容器处于断路，所以D项错误。 11．如图9所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器。变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V 0.25 W ”，且灯泡都正常发光，导线电阻不计。求：

图9 (1)降压变压器初级、次级线圈匝数之比； (2)发电机的输出功率。 解析：(1)彩色小灯泡的额定电流