高中物理專題變壓器問題分類精析

1、高中物理專題：變壓器問題分類精析 1、 如圖甲所示，在閉合鐵芯上繞著兩個(gè)線圈M和P，線圈P與電流表構(gòu)成閉合回路。若在t1至t2這段時(shí)間內(nèi)，觀察到通過電流表的電流方向自上向下（即為由c經(jīng)電流表至d），則可以判斷出線圈M兩端的電勢(shì)差uab隨時(shí)間t的變化情況可能是如圖乙所示中的（ ）Rabcd（靜態(tài)）1.某變電站用原副線圈匝數(shù)比為n1：n2的變壓器，將遠(yuǎn)距離輸來(lái)的電能送到用戶，如圖所示。將變壓器看作理想變壓器，當(dāng)正常工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 原副線圈電壓比為n2：n1B原副線圈電流比為n1：n2C原副線圈電壓比為n1：n2VARuD變壓器的輸入功率與輸出功率的比為n1：n22如圖所示，理想

2、變壓器的原線圈接在u220sin（100t）（V）的交流電源上，副線圈接有R55 的負(fù)載電阻。原、副線圈匝數(shù)之比為21。電流表、電壓表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A原線圈中電流表的讀數(shù)為1 A B原線圈中的輸入功率為C副線圈中電壓表的讀數(shù)為110V D副線圈中輸出交流電的周期為50st/×10-2sU/13.(多選)如圖1所示為理想變壓器原線圈所接正弦交變電壓的波形。原、副線圈匝數(shù)比n1n2=10：1，串聯(lián)在原線圈電路中電流表的示數(shù)為1A，則 （ ）A與副線圈并聯(lián)的電壓表在t=0.5´10-2s時(shí)的示數(shù)為220VB副線圈所接用電器在1

3、min內(nèi)消耗的電能為1.32´104JC1s內(nèi)通過副線圈所接用電器的電量為60CD副線圈中電流有效值為10A 4、 (多選)如圖所示，理想變壓器的初級(jí)線圈接交流電源，次級(jí)線圈接阻值為R的負(fù)載電阻。若與初級(jí)線圈連接的電壓表V1的示數(shù)為U1，與次級(jí)線圈連接的電壓表V2的示數(shù)為U2，且U2<U1，則以下判斷中正確的是（ ）n1圖3ARun2 A. 該變壓器輸入電流與輸出電流之比為U1：U2 B. 該變壓器輸入功率與輸出功率之比為U2：U1 5如圖3所示，理想變壓器原線圈輸入交變電流i=Imsint，副線圈接有一電流表、負(fù)載電阻R，電流表的示數(shù)為0.10A。在t=T時(shí)，原線圈中的電流瞬

4、時(shí)值為0.03A。由此可知該變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為（ A ）A. 10:3 B. 3:10 C. 10:3 D. 3:10（動(dòng)態(tài)）1如圖所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b 接在電壓u311sin314t(V)的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表A2為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)，R3為一定值電阻。當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是AA1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)增大 BA1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大CV1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大 DV1的示數(shù)不變，V

5、2的示數(shù)減小2如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10 : 1,b是原線圈的中心接頭，電壓表V和電流表A均為理想電表，除滑動(dòng)變阻器電阻R以外其余電阻均不計(jì)，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為(V)下列說(shuō)法中正確的是（ ）A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22 VB時(shí)，點(diǎn)c、d間的電壓瞬時(shí)值為110VC單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變小3、(多選)一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過觸頭Q調(diào)節(jié)，如右圖所示。在副線圈兩輸出端連

6、接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，在原線圈上加一電壓為U的交流電，則 （ ） A、保持Q位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大B、保持Q位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小C、保持P位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大U1abSI1PRD、保持P位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小4如圖是一個(gè)理想變壓器的示意圖，S為單刀雙擲開關(guān)，P是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1為原線圈中的電流（ ）若保持P的位置及U1不變，S由a合到b處，則I1將減小若保持P的位置及U1不變，S由b合到a處，則R上消耗的功率將增大若保持U1不變，S置于b處，將P向上滑動(dòng)，則I

7、1減小若保持P的位置不變，S置于a處，將U1增大，則I1減小 MR圖2L1ASNL25(多選)如圖2所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2；輸電線的等效電阻為R，開始時(shí)，開關(guān)S斷開。當(dāng)S接通時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（ ）A副線圈兩端MN輸出電壓減小B副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大C通過燈泡L1的電流減小D原線圈中的電流增大輸入輸出P1P26在家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原、副線圈都帶有滑動(dòng)頭，如圖所示。當(dāng)變壓器輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，可上下調(diào)節(jié)P1、P2的位置，使輸出電壓穩(wěn)定在220V上?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于220V，下列措施不正確的是 （ ） P1不動(dòng)，將P2向上移 P2不

8、動(dòng)，將P1向下移將P1向上移，同時(shí)P2向下移 將P1向下移，同時(shí)P2向上移 7、(多選) 調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖所示。線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上。AB間加上正弦交流電壓U，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P的位置，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。在輸出端連接了滑動(dòng)變阻器R和理想交流電流表，變阻器的滑動(dòng)觸頭為Q。則（ ） A. 保持P的位置不動(dòng)，將Q向下移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大 B. 保持P的位置不動(dòng)，將Q向下移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小 C. 保持Q的位置不動(dòng)，將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大 D. 保持Q的位置不動(dòng)，將P沿逆時(shí)針方向移動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變?。ㄔ€圈與某電阻串聯(lián)）1如圖所示的電路中，

9、理想變壓器的兩端共接有4只規(guī)格相同的燈泡，在開關(guān)S閉合的情況下，4只燈泡的亮度相同，若將開關(guān)S斷開，燈泡都不會(huì)損壞，則（ ）A燈泡L1比S閉合時(shí)暗一些 B燈泡L1比S閉合時(shí)亮一些C燈泡L2、L3的亮度不變 D燈泡L2、L3比S閉合時(shí)亮一些2如圖所示，交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=20 V,內(nèi)阻不計(jì)，它通過一個(gè)R=6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：(1)降壓變壓器初級(jí)、次級(jí)線圈匝數(shù)比，(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率3如圖所示，燈泡L1、L2規(guī)格完全相同，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)多，下列判斷錯(cuò)誤的是：（ ）A

10、.變壓器工作時(shí)，兩燈不可能同時(shí)正常發(fā)光 B.L2正常工作時(shí)，L1比L2暗n1 n2L1L2L3L4abC.L2正常工作時(shí)，L1可能已經(jīng)燒毀 D.L1正常工作時(shí)，L2可能已經(jīng)燒毀4如圖所示為理想變壓器，三個(gè)燈泡L1、L2、L3都標(biāo)有“5V，5W”，L4標(biāo)有“5V，10W”，若它們都能正常發(fā)光，則變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n1和ab間電壓應(yīng)為 A21，25V B21，20V C12，25V D12，20V（電能輸送）1一小型發(fā)電機(jī)通過升壓、降壓變壓器把電能輸送給用戶，已知發(fā)電機(jī)的輸出功率為為50 kW,輸出電壓為500 V，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1:5，兩個(gè)變壓器間的輸電導(dǎo)線的總電阻為15

11、，降壓變壓器的輸出電壓為220 V，變壓器本身的損耗忽略不計(jì)，在輸電過程中電抗造成電壓的損失不計(jì)，求：(1)升壓變壓器副線圈的端電壓；(2)輸電線上損耗的電功率；(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比2、（18分）人們利用發(fā)電機(jī)把天然 存在的各種形式的能（水流能、風(fēng)能、煤等燃燒的化學(xué)能）轉(zhuǎn)化為電能。為了合理的利用這些能源，發(fā)電站要修建在靠近這些天然資源的地方。但是，用電的地方往往很遠(yuǎn)。因此，需要高壓輸送線路把電能輸送到遠(yuǎn)方。如果，某發(fā)電站將U=6000V的電壓直接地加在高壓輸電線的入端，向遠(yuǎn)方供電，且輸送的電功率為P=800kW。則此時(shí)安裝在高壓輸送線路的入端和終端的電能表一晝夜讀數(shù)就相差E=96

12、00kW·h（1 kW·h=1度電）。求： 此種情況下，高壓線路的輸電效率和終端電壓。 若要使此高壓輸電線路的輸電效率為98%，則在發(fā)電站處應(yīng)安裝一個(gè)變壓比（n1n2）是多少的變壓器？ 3、（16分）某水利發(fā)電站采用高壓輸電將電能輸送到華北地區(qū)，輸送電路如圖所示，升壓、降壓變壓器均為理想變壓器。輸送的總電功率為。發(fā)電機(jī)輸出的電壓為。輸電電壓為。要使輸電線上損耗的功率等于輸電功率的5%。求：（1）發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（2）輸電線路的總電阻R。4.某小型水電站中，水以3 m/s的速度流入水輪機(jī)，而以1 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m，水流量為

13、2 m3/s.水流能量的75%供給發(fā)電機(jī)(1)若發(fā)電機(jī)效率為80%，則發(fā)電機(jī)的輸出功率為多大？(2)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為240 V，輸電線路的電阻為19.2 ，許可損耗功率為2%，用戶所需電壓為220 V，則所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)的比各是多少？1(多選)為了監(jiān)測(cè)變電站向外輸電的情況，要在變電站安裝互感器，其接線如圖所示，兩變壓器匝數(shù)分別為n1、n2和n3、n4，a和b是交流電表，則()An1n2 Bn3n4Ca為交流電流表，b為交流電壓表 Da為交流電壓表，b為交流電流表2如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u11 000 sin 100t(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r6 的

14、導(dǎo)線對(duì)“220 V880 W”的用電器RL供電，該用電器正常工作由此可知()A原、副線圈的匝數(shù)比為501 B交變電壓的頻率為100 HzC副線圈中電流的有效值為4 A D變壓器的輸入功率為880 W3如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n241，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R相連組成閉合回路當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌勻速向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表A1的讀數(shù)為12 mA，那么電流表A2的讀數(shù)為()A0 B3 mA C48 mA D與R大小有關(guān)4(多選)如圖所示，在某交流電路中，有一正在工作的理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1600匝，n2120匝，電源電壓U1220 V

15、，原線圈中串聯(lián)一個(gè)0.2 A的保險(xiǎn)絲，為保證保險(xiǎn)絲不被燒毀，則()A負(fù)載功率不能超過44 W B副線圈電流最大值不能超過1 AC副線圈電流有效值不能超過1 A D副線圈電流有效值不能超過0.2 A5一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1n2115.原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間變化的圖像如圖所示副線圈僅接入一個(gè)10 的電阻則()A流過電阻的電流是20 A B與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 VC經(jīng)過1 min電阻產(chǎn)生的熱量是6×103 J D變壓器的輸入功率是1×103 W6(多選)如圖甲所示，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為31，L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“9

16、 V6 W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端交變電壓的u­t圖像如圖乙所示則以下說(shuō)法中正確的是A電壓表的示數(shù)為36 VB電流表的示數(shù)為2 AC四個(gè)燈泡均能正常發(fā)光D變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 Hz（原線圈與某電阻串聯(lián)）2.解：彩色小燈額定電流,次級(jí)線圈總電流I2 = 24=1 A.變壓器輸入功率等于I1U1= I2U2=6 W,變壓器原線圈電路中，利用歐姆定律可得，代人E值解得 (應(yīng)舍去，據(jù)題意是降壓變壓器，應(yīng)I1<I21 A)，所以。(2)發(fā)電機(jī)輸出功率P=I1E=6.67 W。（電能輸送）1解：(1)因?yàn)?，所?2 500 V.(2) P2=P1=50

17、kW.輸電線中電流，則。(3)用戶得到功率P4 =P1 =44 000 W,所以降壓變壓器副線圈電流。故。2.=50% U/=3000V 153、 （16分）解：（1）根據(jù)（4分）求出（2分）（2）根據(jù)（3分），（3分）由題意可知（2分），求出（2分）4.(1)24 000 W(2)120117655解析 (1)每秒鐘流過發(fā)電機(jī)的水的質(zhì)量為mV2×103 kg，每秒鐘水流機(jī)械能的損失為Em(vv)mgh4×104 J，發(fā)電機(jī)的輸出功率P出75%×80%·E24 000 W.(2)發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器到用戶的供電線路如圖所示圖中T1為升壓變壓器，T2為降壓變壓器

18、輸電線上損失的功率為P線IR線，而P線P出·2%，所以I線 5 A.因?yàn)镮2I線5 A，I1100 A，所以升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為.降壓變壓器T2原線圈的電壓U3I2R線 V4704 V，所以降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為.1AD解析 由電路連接方式可知，左圖是電壓互感器，把高電壓經(jīng)過變壓器降壓后測(cè)量，所以n1n2，a為交流電壓表右圖為電流互感器，把大電流經(jīng)過變壓器減為小電流再測(cè)量，所以n3n4 ，b為交流電流表2C解析 根據(jù)接入電壓u11 000 sin 100t(V)，輸入電壓有效值為11 000 V，要使“220 V880 W”的用電器正常工作，則通過用電器的電流為I4 A，副線圈輸出電壓為U出IrU4&#