高中物理人教版 选修3-2 第五章 交变电流 4.变压器

一、单选题

1. 难度：简单

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

2. 难度：中等

一理想变压器原、副线圈匝数比n₁∶n₂＝11∶5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（  ）

A．流过电阻的电流是20A

B．与电阻并联的电压表的示数是100V

C．经过1分钟电阻发出的热量是6×10³ J

D．变压器的输入功率是1×10³ W

3. 难度：中等

普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I_ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I_cd，为了使电流表能正常工作，则（ ）

A. ab接MN、cd接PQ，I_ab<I_cd

B. ab接MN、cd接PQ，I_ab>I_cd

C. ab接PQ、cd接MN，I_ab<I_cd

D. ab接PQ、cd接MN，I_ab>I_cd

二、多选题

4. 难度：中等

如图所示为一理想变压器和负载电阻R，下列哪些做法可增加变压器的输入功率（  ）

A．只减少副线圈匝数

B．只减少原线圈匝数

C．只增加副线圈匝数

D．只减小R的阻值

5. 难度：中等

理想变压器正常工作时，原、副线圈中的电流为I₁、I₂，电压为U₁、U₂，功率为P₁、P₂，关于它们之间的关系，下列说法中正确的是（  ）

A．I₁由I₂决定

B．U₂与负载有关

C．P₁由P₂决定

D．以上说法都不正确

6. 难度：中等

为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L₁、L₂，电路中分别接了理想交流电压表V₁、V₂和理想交流电流表A₁、A₂，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后（  ）

A．A₁示数变大，A₁与A₂示数的比值不变

B．A₁示数变大，A₁与A₂示数的比值变大

C．V₂示数变小，V₁与V₂示数的比值变大

D．V₂示数不变，V₁与V₂示数的比值不变

7. 难度：困难

如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R₁、R₂、R₃和R₄均为固定电阻，开关S是闭合的。两个交流电压表为理想电压表，读数分别为U₁和U₂；三个交流电流表为理想电流表，读数分别为I₁、I₂和I₃。现断开S，U₁数值不变，下列推断中正确的是（  ）

A．U₂变小、I₃变小       B．U₂不变、I₃变大

C．I₁变小、I₂变小       D．I₁变大、I₂变大

8. 难度：中等

某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L₁由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L₂中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L₁在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（  ）

A．家庭电路正常工作时，L₂中的磁通量为零

B．家庭电路中使用的电器增多时，L₂中的磁通量不变

C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起

D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起

三、填空题

9. 难度：中等

如图所示为一理想变压器，n₂＝10 匝，n₃＝20 匝，L₁和L₂均是“220 V，15 W”的灯泡，与单匝线圈相连的电压表，读数为11 V，那么变压器的实际输入功率为______W。

10. 难度：中等

一理想变压器原、副线圈的匝数比为n₁∶n₂＝1∶2，电源电压u＝220sin ωt （V），原线圈电路中接入一熔断电流I₀＝1 A的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R，如图所示。为了使保险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于______Ω。

四、计算题

11. 难度：中等

如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n₁∶n₂＝2∶1，L₁是“100 V，40 W”的灯泡，L₂和L₃均为“220 V，100 W”的灯泡，当L₁正常发光时，求变压器的输入功率。

12. 难度：困难

如图甲所示为一理想变压器，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u-t图象如图乙所示。若只在ce间接一只R_ce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只R_de＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W。

（1）请写出原线圈输入电压瞬时值u_ab的表达式；

（2）求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I₁；

（3）求ce和de间线圈的匝数比。