D.I1>I2
答案:
BD 解析:
根据题意可知,原线圈两端交变电压的最大值为311V,则其有效值为
V=220V,根据原、副线圈电压与匝数成正比,可知副线圈两端电压的有效值为4400V,再根据欧姆定律,可以求出副线圈中电流的有效值为
A=10mA,选项A错误,B正确;变压器的输入功率等于输出功率,即U1I1=U2I2,可以判断I1>I2,选项C错误,D正确.
6.(2018·河南中原名校联盟质检)(多选)如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动,可以认为电压表V1示数不变.输出电压通过输电线输送给用户,两条输电线的总电阻用R0表示,变阻器R表示用户用电器的总电阻.如果变压器上的能量损失忽略不计,当用户的用电器增加时,图中各表的示数变化的情况是( )
A.电流表A1示数变大
B.电流表A2示数变小
C.电压表V2示数变大
D.电压表V3示数变小
答案:
AD 解析:
由于变压器的输入功率和输出功率相等,副线圈的电阻减小了,输出功率变大了,所以原线圈的输入功率也要变大,因为输入电压不变,所以输入电流要变大,所以电流表A1的示数变大,A正确;当用电器增加时,相当于R的值减小,副线圈的总电阻减小,所以电流要变大,即电流表A2的示数变大,B错误;理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,所以副线圈的输出电压不变,所以电压表V2的示数不变,C错误;由于副线圈的电流变大,电阻R0两端的电压变大,又因为电压表V2的示数不变,所以电压表V3的示数变小,D正确.
7.(2018·河北保定调研)(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为1∶10,原线圈接通正弦交流电源,理想电压表V示数为22V,理想电流表A1示数为5A,副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表A2以及虚线框内的某用电器,电路处于正常工作状态,则下列说法正确的是( )
A.熔断器的熔断电流应该大于0.5A
B.原、副线圈的电流频率之比为1∶10
C.若虚线框内接入电容器,电容器的耐压值至少是220
V
D.若虚线框内接入电动机且正常工作,可知电动机内阻为440Ω,电流表A2示数为0.5A
答案:
AC 解析:
根据
=
,可知副线圈中电流为0.5A,则选项A正确;原、副线圈的电流频率相等,选项B错误;根据
=
,可知副线圈两端电压为220V,最大值为220
V,选项C正确;电动机为非纯电阻电器,若电动机内阻为440Ω,则副线圈电流小于0.5A,选项D错误.
[能力提升]
8.(多选)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,原线圈接入电压为220V的正弦交流电,一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上,如图所示.电压表和电流表均为理想交流电表,则下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为55V
B.原线圈中的输入功率等于副线圈中的输出功率
C.若将滑动变阻器的滑片向下滑动,则电流表的示数变小
D.若滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω,则1min内产生的热量为6050J
答案:
BC 解析:
原、副线圈的电压与匝数成正比,故副线圈两端的电压U2=55V,由P入=P出,即U1I1=U2I2,B项正确;由有效值的定义知电压表的示数小于55V,A项错误;将滑动变阻器的滑片向下滑动,接入电路中的阻值变大,但对原、副线圈两端的电压无影响,即电压表的示数不变,副线圈中的电流变小,则电流表的示数变小,C项正确;由功率计算可知产生的热量为3025J,D项错误.
9.(2018·江西三校高三联考)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈中心的抽头,电压表和电流表均为理想电表,除R以外其余电阻不计.从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220
sin100πt(V).下列说法中正确的( )
A.t=
s时,电压表的示数为220V
B.t=
s时,a、c两点间电压瞬时值为110V
C.滑动变阻器滑片向上移,电压表的示数不变,电流表的示数减小
D.单刀双掷开关由a扳向b,电压表的示数不变,电流表的示数减小
答案:
C 解析:
原线圈两端电压有效值为220V,由理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比可得,副线圈两端电压有效值为22V,电压表测量的是有效值,故A错误;t=
s时,a、c两点间电压瞬时值为110
V,故B错误;滑动变阻器滑片向上移,接入电阻变大,副线圈两端电压由匝数比和输入电压决定,电压表的示数不变,电流表示数减小,C正确;单刀双掷开关由a扳向b,匝数比变小,匝数与电压成正比,所以电压表和电流表的示数均变大,故D错误.
10.(2018·河南洛阳一模)(多选)如图所示,理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上,输出端接理想电流表及阻值为R的负载,变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2.则下列说法正确的是( )
甲
乙
A.交流电源的最大效率为50%
B.该交流电源电动势的瞬时值表达式为e=Emsin100πt(V)
C.电流表的读数为
D.若R阻值增大,则变压器副线圈两端电压变大
答案:
CD 解析:
根据题述不能得出交流电源的最大效率,选项A错误;该交流电源的周期为0.04s,该交流电源电动势的瞬时值表达式为e=Emsin50πt(V),选项B错误;设变压器输入端等效电阻为R1,则原线圈中电流为I1=
,输入电压为U1=I1R1=
,副线圈输出电压为U2=I2R,输出功率为P2=I
R,根据变压器功率关系可得
·
=I
R,根据变压公式,U1∶U2=n1∶n2,联立解得R1=
R,I2=
,选项C正确;若R阻值增大,副线圈输出电流减小,输出功率减小,导致原线圈输入电流减小,电源路端电压增大,原线圈输入电压增大,变压器副线圈两端电压增大,选项D正确.
11.(2018·河北张家口模拟)(多选)如图所示,50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=
T的水平匀强磁场中,线框面积S=0.5m2,线框电阻不计,线框平面与磁感线垂直,以此时刻为计时起点,线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220V 60W”灯泡,且灯泡正常发光,熔断器允许通过的最大电流为10A,下列说法正确的是( )
A.图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零
B.线框中交变电压的表达式为e=500
sin200t(V)
C.变压器原、副线圈匝数之比为50∶11
D.允许变压器输出的最大功率为5000W
答案:
BD 解析:
题图示位置穿过线框的磁通量最大,磁通量的变化率为零,A错误;产生的交流电的最大值Em=NBSω=500
V,从图示位置计时,电动势的瞬时值表达式e=500
sin200t(V),B正确;变压器原、副线圈的匝
数比
=
=
,C错误;变压器允许输出的最大功率P=U1I1max=500×10W=5000W,D正确.
12.图甲为一理想变压器,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uabt图象如图乙所示.若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W.
甲
乙
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;
(2)求只在ce间接400Ω电阻时,原线圈中的电流I1;
(3)求ce和de间线圈的匝数比
.
答案:
(1)uab=400sin200πtV
(2)0.28A
(3)
解析:
(1)由题图乙知ω=200πrad/s,
电压瞬时值uab=400sin200πtV.
(2)电压有效值U1=200
V,
理想变压器P1=P2=80W,
原线圈中的电流I1=
,
解得I1≈0.28A
.
(3)设ab间匝数为n1,则
=
,
同理
=
.
由题意知
=
,解得
=
,
代入数据得
=
.
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