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课时作业38 变压器 电能的输送
时间:45分钟
1.如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sinπt(V)的交流电源上,副线圈接在负载电阻R=5.5 Ω,原副线圈匝数之比为201,交流电流表、电压表均为理想电表,下列说法正确的是( B )
A.交流电压表的读数为15.6 V
B.交流电流表的读数为0.1 A
C.副线圈输出交变电流的周期为50 s
D.原线圈的输入功率为22 W
解析:由题意知,原线圈电压有效值为220 V,原、副线圈匝数之比为201,由=,得U2=U1=220× V=11 V,电压表的读数为有效值,即U2=11 V,故A错误;副线圈的电流为I2== A=2 A,故=,得I1=I2=×2 A=0.1 A,故B正确;由u=220sinπt(V),可知ω=π,由ω=,解得:T==2 s,理想变压器不改变周期,故C错误;原线圈中的输入功率为P入=U1I1=220×0.1 W=22 W,故D错误.
2.一含有理想变压器的电路如图所示,变压器原副线圈匝数比n1n2=21,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 Ω、2 Ω和3 Ω,U为有效值恒定的正弦交流电源.当开关S断开时,理想电流表的示数为I,当S闭合时,电流表的示数为( D )
A.I B.I
C.I D.2I
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,=,则开关闭合时有I1U-IR1=(2I1)2R2,开关断开时有IU-I2R1=(2I)2(R2+R3),解得I1=2I,故D项正确.
3.(多选)如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合开关S,下列说法正确的是( BD )
A.P向下滑动时,灯L变亮
B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变
C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小
D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大
解析:对于理想变压器U2=U1,U1不变则U2不变,与调节P无关,故B正确.又UL=U2,所以灯的亮度不变,A错.P向上滑动时RP减小,则R总减小,P出=增大,P入=P出=U1I1,所以I1增大,可知C错误,D正确.
4.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,灯泡能发光,若将滑片P上移(电压表和电流表均为理想电表),则( D )
A.电容器的容抗增大
B.电流表的示数减小
C.变压器的输入功率减小
D.灯泡L变亮
解析:本题考查变压器的动态变化,由副线圈的匝数变化引起.变压器不改变电流的频率,所以频率不变,电容器的容抗不变,故A错误;滑片P向上移,副线圈的匝数增加,根据电压与匝数成正比,知副线圈两端的电压变大,电压表的示数变大,电流表的示数变大,故B错误;根据P=IU可知,变压器的输出功率变大,则输入功率变大,故C错误;因电容器的容抗不变,而灯泡和电容器两端电压之和变大,则灯泡的电流变大,灯泡变亮,选项D正确.
5.如图所示,理想变压器副线圈接有两个相同的灯泡L1和L2,R为光敏电阻,受光照时其阻值减小.开始时开关S断开,要减小变压器的输入功率,可采用的方法是( A )
A.只增加原线圈的匝数 B.只增加副线圈的匝数
C.闭合开关S D.用手电筒照射电阻R
解析:输入功率由输出功率决定,副线圈上的功率P2=.只增加原线圈匝数,U2减小,P2减小,P1减小,故A正确;只增加副线圈匝数,U2增加,P2增大,P1增大,故B错误;闭合S,副线圈上的总电阻变小,P2增大,P1增大,故C错误;用手电简照射R,光敏电阻阻值减小,副线圈上的总电阻R变小,P2增大,P1增大,故D错误.
6.如图所示电路中,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( D )
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: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U255 V,故灯泡L1有可能被烧坏,故D正确.
13.(2019·福建龙岩质检)(多选)如图所示,有一个“口口”形铁芯上绕有两个线圈,铁芯的三个竖直部分截面积相同,当线圈通电时产生的磁场都不能穿出铁芯,并且在分支处分成完全相等的两部分,现在给线圈1加电压为U0的正弦式交流电,2接一负载电阻,此时线圈1中的电流为I0,线圈2中的电流为I0,则线圈1、2的匝数比k及线圈2两端的电压U为(忽略线圈的电阻及铁芯中由于涡流而造成的电能损失)( AC )
A.U=2U0 B.U=4U0
C.k= D.k=
解析:根据法拉第电磁感应定律可得U0=n1,由于穿过2线圈的磁通量为1线圈磁通量的一半,则U=n2=n2,所以=,根据功率相等可得UI=U0I0,所以===,所以U=2U0,k==,故B、D错误,A、C正确.
14.(2019·云南师大附中月考)(多选)如图所示为模拟远距离输电的实验电路图.两理想变压器的匝数n1=n42R,忽略灯丝电阻随温度的变化.在A、B端接入输出电压为U的低压交流电源,下列说法正确的是( BD )
A.A1的示数I1=
B.灯泡L1比灯泡L2亮
C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率
D.R2两端的电压小于R4两端的电压
解析:根据=,==,=,联立解得L1两端电压UL1=U4=,A1的示数为I1==,将U4代入可知A错误;L2所在回路中,由欧姆定律
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