1、1第 2 讲 变压器 电能的输送课时作业 单独成册 方便使用基础题组一、单项选择题1一电器中的变压器可视为理想变压器，它将 220 V 交变电压改变为 110 V已知变压器原线圈匝数为 800，则副线圈匝数为( )A200 B400C1 600 D3 200解析：根据变压器的变压规律 得， n2 n1 800400，选项 B 正确U1U2 n1n2 U2U1 110220答案：B2(2018河北唐山模拟)一含有理想变压器的电路如图所示，变压器原副线圈匝数比n1 n221，图中电阻 R1、 R2和 R3的阻值分别是 4 、 2 和 3 ， U 为有效值恒定的正弦交流电源当开关 S 断开时，理想电
2、流表的示数为 I，当 S 闭合时，电流表的示数为( )A. I B. I23 12C. I D2 I32解析：设 S 闭合时，电流表示数为 I1，对理想变压器有 P 入 P 出 ， ，则开关闭合时I1I2 n2n1有 I1U I R1(2 I1)2R2，开关断开时有 IU I2R1(2 I)2(R2 R3)，两式联立解得 I12 I，21故 D 项正确答案：D3远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、 n2，电压分别为 U1、 U2，电流分别为 I1、 I2，输电线上的电阻为 R.变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )2A. B I2I1I2 n1n2 U
3、2RC I1U1 I R D I1U1 I2U22解析：根据变压器电流与匝数关系知 ，A 错误 U2不是电阻 R 两端的电压，故 I2I1I2 n2n1，B 错误 I R 仅是输电线上损失的功率，而 I1U1是升压变压器的输入功率，二者并不U2R 2相等，C 错误根据功率关系知 I1U1 I2U2，D 正确答案：D4.一理想降压变压器原、副线圈匝数比为 K，原线圈与阻值为4R0的电阻串联后，接入有效值为 25 V 的正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为 R0，当负载电阻的阻值 R5 R0时，理想电压表的示数为 5 V保持变压器输入电流不变，现将负载电阻的阻值增大到R11 R0，此时输入电
4、压有效值为 U，则( )A K ， U49 V256B K ， U48 V256C K4， U49 VD K4， U48 V解析：变压器次级电流 I2 ，此时变压器初级电流为 I1 ；URR 5 V5R0 1 VR0 1 VKR0变压器次级电压 U2 6R06 V，5 V5R0初级电压 U1 KU26 K V.则 U U1 I14R0，即 25 V6 K V ，解得 K4.保持变压器输入电流不变，则次级电4 VK流也不变，将负载电阻的阻值增大到 R11 R0，则变压器次级电压为U2 (11R0 R0)12 V，初级电压 U1 KU248 V，故 U U1 I14R048 1 VR0V 4R04
5、9 V故选项 C 正确，A、B、D 错误1 V4R0答案：C5由闭合电路欧姆定律及串并联关系可知，图甲中， A、 B 两点间接直流稳压电源，UAB100 V， R140 ，滑动变阻器总电阻 R20 ，滑片处于变阻器正中位置；图乙中，自耦变压器输入端 a、 b 接交流稳压电源，其电压有效值 Uab100 V，滑片处于线圈正中位置， R240 .若 R1和 R2的发热功率分别为 P1和 P2，则 P1和 P2的关系为( )3A P1 P2 B. P1P2 25C. D. P1P2 425 P1P2 14解析：由闭合电路欧姆定律及串并联关系可知，图甲中， R1两端的电压为 U180 V，图乙中， R
6、2两端的电压为 U2200 V，所以 ，选项 C 正确P1P2U21R1U2R2 425答案：C二、多项选择题6.如图，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交流电源上闭合开关 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 220 V 和 2.2 A以下判断正确的是( )A变压器输入功率为 484 WB通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD变压器原、副线圈匝数比 n1 n2113解析：理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有 P1 U1I1 U2I2602.2 W132 W，选项 A 错误；原线圈电流
7、I1 0.6 A，选项 B 正确；副线圈电流最大值P1U1I2max I22.2 A，选项 C 错误；原、副线圈匝数比 ，选项 D 正确2 2n1n2 U1U2 22060 113答案：BD7(2018湖北宜昌调研)如图为远距离输电示意图，升压变压器 T1和降压变压器 T2均为理想变压器， n1 n21 m， n3 n4 n1( m、 n 都大于 1)输电线的总电阻为 2r，升压变压器 T1原线圈的电压的有效值为 U， T1的原线圈输入的电功率为 P.下列说法正确的是( )A降压变压器 T2副线圈的电压为mUn4B输电线上的电流为PmUC用电设备的数目增多，降压变压器 T2原线圈的电压变小D用
8、电设备的数目减少，输电线上的电流减小解析：输电线上有电阻，所以降压变压器 T2副线圈的电压小于 ，选项 A 错误；升压变压mUn器 T2副线圈的电压为 mU，所以输电线上的电流为 I ，选项 B 正确；用电设备的数目增PmU多，输电线上的电压降变大，降压变压器 T2原线圈的电压变小，选项 C 正确；用电设备的数目减少，输电的功率变小，输电线上的电流减小，选项 D 正确答案：BCD8(2018河南新乡、许昌、平顶山三市调研)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1 n251，电阻 R20 ，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，阻值均为 10 ，S 1为单刀双掷开关原线圈接正弦式交流电源，输入电
9、压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示现将 S1接 1、S 2闭合，此时 L2正常发光下列说法正确的是( )A输入电压 u 的表达式为 u20 sin 50 t V2B只断开 S2后，L 1、L 2均正常发光C只断开 S2后，原线圈的输入功率为 0.8 WD若 S1换接到 2 后， R 消耗的电功率为 0.8 W解析：由图乙可知 T0.02 s，角速度 100 rad/s，输入电压 u 的表达式2Tu20 sin 100 t V，A 错误；只断开 S2，副线圈两端的总电压不变，L 1、L 2的电压均小2于其额定电压，不会正常发光，B 错误；由 可知，副线圈两端的电压为 4 V，只断开U1U2
10、 n1n2S2后，变压器的输出功率 P 出 0.8 W，则原线圈的输入功率为 0.8 W，C 正确；若 S1U22RL换接到 2 后， R 消耗的电功率为 P 0.8 W，D 正确U2R答案：CD能力题组一、选择题9(2018河南六市联拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 51，原线圈接5入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管(正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路)、定值电阻 R0、热敏电阻 Rt(阻值随温度的升高而减小)及报警器 P(电流增加到一定值时报警器 P 将发出警报声)组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表则以下判断正确的是( )A变压器线圈输出交流电的
11、频率为 25 HzB电压表的示数为 22 V2C Rt处温度减小到一定值时，报警器 P 将会发出警报声D报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小解析：由图乙可知 f 50 Hz，而理想变压器不改变交流电的频率，A 项错误由图乙可1T知原线圈输入电压的有效值 U1220 V，则副线圈两端电压有效值 U2 U144 V，设电压n2n1表示数为 U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有 T，解得 U 22 V，B 项正确由题给条件可知， Rt处U2R总 T2 U2R总 U22 2温度升高到一定值时，报警器会发出警报声，C 项错误因报警器报警时回路中电流比报
12、警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D 项错误答案：B10有一种调压变压器的构造如图所示线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上， C、 D 之间加上输入电压，转动滑动触头 P 就可以调节输出电压图中 A 为交流电流表，V 为交流电压表， R1、 R2为定值电阻， R3为滑动变阻器， C、 D 两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( )A当 R3不变，滑动触头 P 顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B当 R3不变，滑动触头 P 逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C当 P 不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变
13、小，电压表读数变小D当 P 不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大6解析：当 R3不变， P 顺时针转动时， nMN减小，由 ，知 UMN减小，则电压表、电流UCDUMN nCDnMN表读数均减小，A 项正确，同理知 B 项错误；当 P 不动时，匝数 nMN不变，输出电压 UMN不变，滑片向上滑动，根据串反并同，得电压表示数变大，电流表示数变小，C 项错误，同理知 D 项也错误答案：A11(多选)如图所示，发电机中线圈的匝数为 N，线圈的面积为 S，线圈做匀速圆周运动的角速度为 ，匀强磁场的磁感应强度为 B.电流表和电压表为理想电表，定值电阻的阻值为R.当 P 在图
14、示位置时，变压器的匝数比 n1 n212.一开始线圈与磁场垂直，下列判断正确的是( )A电压表的读数为 2NBSB电流表的读数为22NBSRC线圈由图示位置旋转四分之一周，通过电流表的电荷量为NBSRD P 向上移动时，电压表的示数变小，电流表示数变大解析：感应电动势的最大值为 Em NBS ，有效值 U1 ，由 可得，电压表读数NBS2 U1U2 n1n2U2 NBS ，选项 A 错误；副线圈电流 I2 ，通过电流表的交变电流为2U2R 2NBSR，选项 B 正确；线圈由图示位置旋转四分之一圆周，通过电流表的电荷量为 Q22NBSR ，选项 C 正确； P 向上移动时，副线圈匝数变少，电压表
15、的示数变小，电流表N R NBSR示数也变小，选项 D 错误答案：BC二、非选择题12图甲为一理想变压器， ab 为原线圈， ce 为副线圈， d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的 uabt 图像如图乙所示若只在 ce 间接一只 Rce400 的电阻，或只在 de 间接一只 Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为 80 W.7(1)请写出原线圈输入电压瞬时值 uab的表达式；(2)求只在 ce 间接 400 电阻时，原线圈中的电流 I1；(3)求 ce 和 de 间线圈的匝数比 .ncende解析：(1)由题图乙知 200 rad/s，电压瞬时值 uab400si
16、n 200 t V.(2)电压有效值 U1200 V，2理想变压器 P1 P280 W，原线圈中的电流 I1 ，P1U1解得 I10.28 A(或 A)25(3)设 ab 间匝数为 n1，则 ，U1n1 Ucence同理 .U1n1 Udende由题意知 ，解得 ，U2ceRce U2deRde ncende RceRde代入数据得 .ncende 43答案：(1) uab400sin 200 t V(2)0.28 A 或 A (3)25 4313某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为 9 kW，输出电压为 500 V，输电线的总电阻为 10 ，允许线路损耗的功率为输出功
17、率的 4%.求：(1)村民和村办小企业需要 220 V 电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？解析：(1)输电电路图如图所示，8由 P4% P 输出 和 P I R2得 I2 6 A4%P输 出R则 U 送 1 500 VP输 出I2升压变压器原、副线圈匝数比 n1n2 U0U送 5001 500 13输电线上电压损失 U I2R60 V故降压变压器输入电压U1 U 送 U1 440 V故降压变压器原、副线圈匝数比 n1n2 U1U2 1 440220 7211(2)若不用变压器，则输电电流I 18 AP输 出U0U U0 IR320 V， P P 输出 I2R5 760 W答案：(1)13 7211(2)320 V 5 760 W
