1、4 变压器(时间：60 分钟)知识点一 变压器的工作原理1关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( )A通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积 S 不变，故磁通量 变化，A 错误；因理想 变压器无漏磁，故 B 错误 ；由互感现象知 C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故 D错误答案 C2理想变压器在正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是( )A每匝线圈中磁通量的
2、变化率B交变电流的频率C原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势答案 ABC3对理想变压器作出的判断正确的是( )A高压线圈匝数多、电流大、导线粗B低压线圈匝数少、电流小、导线细C高压线圈匝数多、电流大、导线细D低压线圈匝数少、电流大、导线粗解析 电压高的匝数多，电流小，用 细线电压低的，匝数少，电流大，用粗线答案 D知识点二 变压器的基本规律4一理想变压器原、副线圈的匝数比为 101，原线圈输入电压的变化规律如图 5-4-13 甲所示，副线圈所接电路如图 5-4-13 乙所示，P 为滑动变阻器的触头下列说法正确的是( )图 5-4-13A副线圈输出电压的频率
3、为 50 HzB副线圈输出电压的有效值为 31 VCP 向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP 向右移动时，变压器的输入功率增加解析 变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为 f Hz50 Hz；由 可得副线圈中电压的最大值 31 V，1T 1210 2 U1U2 n1n2故有效值为 V；P 向右移动时，输出电路中电压不变，电阻减小， 电流增大，输312出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率也增大，故正确的 选项为 A、D.答案 AD5一台理想变压器从 10 kV 的线路中降压并提供 200 A 的负载电流已知两个线圈的匝数比为 401，则变压器原线圈的电流、输出电
4、压及输出功率是( )A5 A,250 V,50 k W B5 A,10 kV,50 k WC200 A,250 V,50 kW D200 A,10 kV,210 3 kW解析 设原线圈输入电压、电流、功率分 别为 U1、I1、P1，副线圈输出电压、电流、功率分别为 U2、I2、P2，原、副线圈匝数分别为 n1、n2.由 知 I1 I2 200 A5 A.I1I2 n2n1 n2n1 140由 知 U2 U1 10103 V250 V，U1U2 n1n2 n2n1 140输出功率 P 出 U 2I2250200 W 50 kW.答案 A6理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为 I1、I 2，
5、电压为 U1、U 2，功率为 P1、P 2，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是( )AI 1 由 I2 决定 BU 2 与负载有关CP 1 由 P2 决定 D以上说法都不正确解析 对理想变压器的电流关系可写成 I1 I2，原线圈中的电流与副线圈中的n2n1电流成正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈端就输入多少，因此选项 A、C 正确答案 AC知识点三 变压器的应用7调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图 5-4-14 所示线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上，AB 间加上正弦交流电压 U，移动滑动触头 P 的位置，就可以调节输出电压在输出端连接了滑动
6、变阻器 R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为 Q，则( ) 图 5-4-14A保持 P 的位置不动，将 Q 向下移动时，电流表的读数变大B保持 P 的位置不动，将 Q 向下移动时，电流表的读数变小C保持 Q 的位置不动，将 P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大D保持 Q 的位置不动，将 P 沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小解析 保持 P 的位置不动，U 2 不变，将 Q 向下移动时，R 变大，故 电流表读数变小；保持 Q 的位置不动，R 不变，将 P 沿逆时针方向移动时，n 2变大，U 2变大，故电流表的读数变大答案 BC8.在绕制变压器时，某人将 2 个线圈误绕在如图 5-4-1
7、5 所示的变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，而另一半则通过中间的臂，已知线圈 1 和 2 的匝数比为 21，在不接负载的情况下( ) 图 5-4-15A当线圈 1 输入电压为 220 V 时，线圈 2 输出电压为 110 VB当线圈 1 输入电压为 220 V 时，线圈 2 输出电压为 55 VC当线圈 2 输入电压为 110 V 时，线圈 1 输出电压为 220 VD当线圈 2 输入电压为 110 V 时，线圈 1 输出电压为 110 V 解析 当线圈 1 接 220 V 的交流电压时，设穿过线 圈 1 的磁通量为 ，依题意则穿过线圈 2
8、 的磁通量为 ，若 线圈 1 的匝数为 n，则线圈 2 的匝数为 ，根据法拉2 n2第电磁感应定律得 220n ；U2 n ；整理得 U255 V当线圈 2 接在t 12t 12110 V 的交流 电压时，设穿过线圈 2 的磁通量为 ，则穿过线圈 1 的磁通量为，由法拉第 电磁感应定律得：110 ，U1n 整理得2 n2t 12tU1110 V.答案 BD9.理想变压器原、副线圈匝数比 ，原线圈接在有效值为 200 V 的正弦交流n1n2 21电源上，当原线圈电流方向如图 5-4-16 所示，大小逐渐减小到零的时刻，副线圈 a、b 两端( ) 图 5-4-16Aa、b 间电势差为 100 V，
9、a 端电势较高2Ba、 b 间电势差为 100 V，b 端电势较高2Ca、 b 间电势差为 V，b 端电势较高1002Da、b 间电势差为零解析 ，所以 Uab100 V，这是副线圈电压的有效值当原线圈中正UUab n1n2 21弦交变电流 i 减小为零的时刻，铁芯中磁通量也减小到零，但 这时磁通量的变化率最大，产生的感应电动势达到最大值，理想 变压器副线圈两端电压等于感应电动势，所以 a、b 间电势差为峰值 100 V根据楞次定律可判断出副线圈中感应2电流的方向是从 a 到 b，所以 b 端电势较高， 选项 B 正确答案 B10.如图 5-4-17 所示，理想变压器线圈匝数比 n1n 221
10、，分别接有相同的两只灯泡 A 和 B，若在 a、b 间接正弦式交流电源，电源电压为 U，则 B 灯两端电压为( )图 5-4-17A0.5 U B2 UC0.2 U D0.4 U解析 设原线圈电压为 U1，电流为 I1，副 线圈电压为 U2，电流为 I2，则U1UI 1RA， ， ，U2I 2RB，依 题意，A、 B 完全相同，有 RAR B，联U1U2 n1n2I1I2 n2n1立以上各式，整理可得U1 (UU 1)，即 U12(UU 1)，得 U1 U，U2 U1 U0.4U.n2n1 n1n2 12 45 12 25答案 D11如图 5-4-18 所示，L 1 和 L2 是高压输电线，甲
11、、乙是两只互感器，若已知n1n 21 0001，n 3n 41100，图中电压表示数为 220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为( )图 5-4-18A2.210 3 W B2.210 2 WC2.2 108 W D2.210 4 W解析 由电流互感器知高压输电线中电流 I1 000 A，由 电压互感器知高压U22010 3 V，则高压输电线功率 PUI2. 210 8 W.答案 C12.变压器副线圈电路中有电阻 R7.26 ，消耗功率为 6 W另有一匝线圈接有电压表，读数 U050 mV.原线圈两端电压为 U311sin(100t) V，求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率表达式(如图 5-4-19 所示)图 5-4-19解析 由题中条件可知该变压器每匝线圈感应电压有效值为 50 mV.由 P2可得 U26.6 V，即可得 n2 132(匝) 由原线圈上电压表达式可知交流U2R 6.60.05电压的有效值为 U1220 V，再由 得原线圈匝数 n14 400(匝)U1U2 n1n2铁芯内磁通量的变化率即单匝线圈的感应电动势，其最大值为 0.05 V，表达式2为 0.05 sin(100t) Wb/s.t 2答案 4 400 匝 132 匝 0.05 sin(100t) Wb/s2
