3.3（习题）变压器-【上好课】2021-2022学年高二物理同步备课系列（鲁科版2019选择性必修第二册）

3.3　科学探究：变　压　器 1.图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝22∶3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为(　　) A．1 Ω B．5 Ω C．6 Ω D．8 Ω 【解析】选A。由图乙可知理想变压器输入电压有效值U1＝220 V，应用理想变压器变压公式＝＝，可得副线圈输出电压有效值U2＝30 V。灯泡正常工作时，灯泡两端电压为UL＝24 V，电流IL＝＝1.6 A。设R1两端电压为U，由U2＝UL＋U，可得U＝6 V。由＋＝IL，解得R＝1 Ω，选项A正确，B、C、D错误。 2.如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(　　) A.原线圈的输入功率为220 W B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为110 V D．副线圈输出交流电的周期为50 s 【解析】选B。由题知，变压器的输入电压U1＝ V＝220 V，所以U2＝U1＝110 V；副线圈电流I2＝＝2 A，原线圈电流I1＝I2＝1 A。电压表、电流表的读数为有效值，故选项B正确，C错误；原线圈输入功率P1＝U1I1＝220 W，选项A错误；交流电的周期T＝＝ s＝0.02 s，选项D错误。 3.(多选)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是(　　) A.所用交流电的频率为50 Hz　 B．电压表的示数为100 V C．电流表的示数为1.0 A D．变压器传输的电功率为15.0 W 【解析】选A、D。由图(b)可知，T＝0.02 s，所以f＝50 Hz，A正确；由图(b)可知电流i2的最大值为Im＝ A，故有效值I2＝＝1 A，R2两端的电压U2＝I2R2＝10 V，由理想变压器的电压特点＝可得原线圈的两端电压U1＝100 V，所以电压表的示数为UV＝220 V－100 V＝120 V，B错误；由欧姆定律得IA＝＝＝ A＝0.5 A，C错误；变压器副线圈的电流I＝1 A＋0.5 A＝1.5 A，变压器传输的电功率P＝U2I＝10 V×1.5 A＝15.0 W，D正确。 4.(多选)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变电源上。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 W B．通过原线圈的电流的有效值为0.6 A C．通过副线圈的电流的最大值为2.2 A D．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3 【解析】选B、D。变压器副线圈电流表的读数2.2 A为有效值，故选项C错误；原线圈电压表的读数220 V也为有效值，由变压器的电压关系＝，可得＝＝，D正确；由变压器的电流关系＝，可得通过原线圈的电流为I1＝I2＝×2.2 A＝0.6 A，故B正确；变压器的输入功率为P＝U1I1＝220×0.6 W＝132 W，选项A错误。 5. (多选)如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则(　　) A.保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大 B．保持P的位置及U1不变，S由b合到a时，R消耗的功率减小 C．保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大 D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大 【解析】选A、B、D。S由a合到b时，n1减小而U1不变，由＝可知副线圈上电压U2增大，负载R的电流I2增大，P2增大；又由于P1＝P2＝U1I1，故I1增大，A项正确；同理S由b合到a时，P2减小，B项正确；P上滑时，负载电阻R增大，而U1、U2均不变，由I2＝可知I2减小，又由于n1、n2均不变，由＝可知I1将减小，故C项错误；当U1增大时，由＝可知U2也增大，I2＝增大，再由＝可知I1增大，故D项正确。 6. 如图所示，理想变压器原线圈的输入电压u一定，电路中的电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由上向下滑动时，下列说法正确的是(　　) A.电流表示数减小　　 B．电流表示数增大 C．电压表示数减小 D．电压表示数增大 【解析】选B。滑动变阻器的滑片由上向下滑