高二物理練習題及答案:變壓器

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    1.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,以下說法中正確的是()
    A.穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1
    B.穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等
    C.原、副線圈每一匝產生的電動勢瞬時值之比為10∶1
    D.正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶1
    解析:選BD.對理想變壓器,B選項認為無磁通量損漏,因而穿過兩個線圈的磁通量相同,磁通量變化率相同,因而每匝線圈產生的感應電動勢相等,才導致電壓與匝數(shù)成正比;D選項可以認為忽略熱損耗,故輸入功率等于輸出功率.
    2.理想變壓器正常工作時,若增加接在副線圈兩端的負載,則()
    A.副線圈中電流增大
    B.副線圈輸出的電功率減小
    C.原線圈中電流不變
    D.原線圈輸入的電功率增大
    解析:選AD.由于U1、U2不變,負載增加,用電器的總電阻減小,由I2=U2R知I2增大,A對C錯.由P=UI解得P2=U2I2,所以P2增大,P1增大,B錯D對.
    3.如圖5-4-9所示為理想變壓器.原線圈的匝數(shù)為1000匝,兩個副線圈n2=50匝,n3=100匝,L1是“6V2W”的小燈泡.L2是“12V4W”的小燈泡,當n1接上交變電壓時,L1、L2都正常發(fā)光,那么原線圈中的電流為()
    圖5-4-9
    A.160AB.130A
    C.120AD.110A
    解析:選C.P出=2W+4W=6W,由P入=P出,得I1U1=6W,又U1U2=n1n2,所以U1=n1n2U2=100050×6V=120V,所以I1=6120A=120A.故正確答案為C.
    4.如圖5-4-10所示,理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R.開始時,開關S斷開.當S接通時,以下說法中正確的是()
    圖5-4-10
    A.副線圈兩端M、N的輸出電壓減小
    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
    解析:選BCD.由于輸入電壓不變,所以當S接通時,理想變壓器副線圈M、N兩端輸出電壓不變.并聯(lián)燈泡L2,總電阻變小,由歐姆定律知,流過R的電流增大,電阻上的電壓UR=IR增大.副線圈輸出電流增大,根據(jù)輸入功率等于輸出功率I1U1=I2U2得,I2增大,原線圈輸入電流I1也增大.UMN不變,UR變大,所以UL1變小,流過燈泡L1的電流減小.
    5.如圖5-4-11所示,一個變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上,向額定電壓為1.80×104V的霓虹燈供電,使它正常發(fā)光,為了安全,需在原線圈回路中接入熔斷器,使副線圈電路中電流超過12mA`時,熔絲就熔斷.
    圖5-4-11
    (1)熔絲的熔斷電流是多大?
    (2)當副線圈電路中電流為10mA時,變壓器的輸入功率是多大?
    解析:(1)設原、副線圈上的電壓、電流分別為U1、U2、I1、I2,根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,有U1I1=U2I2,當I2=12mA時,I1即為熔斷電流,代入數(shù)據(jù)得I1=0.98A.
    (2)設副線圈中的電流為I′2=10mA時,變壓器的輸入功率為P1,根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,有P1=I′2U2,代入數(shù)據(jù),得P1=180W.
    答案:(1)0.98A(2)180W