变压器的动态分析有答案Word文档格式.docx
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变压器的动态分析有答案Word文档格式.docx
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和
是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;
是理想交流电流表,示数分别用I1和I2
表示.下列说法正确的是( )
A.I1和I2表示电流的瞬时值B.U1和U2表示电压的最大值
C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大
D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小
解析 电路中交流电表的示数为有效值,故A、B项均错误;
P向下滑动过程中,R变小,由于交流电源和原、副线圈匝数不变,U1、U2均不变,所以I2=
变大,由
,得I1=
I2变大,故C项正确,D项错误.
答案 C
3、如图甲所示,T为理想变压器,原、副线圈匝数比为10∶1,副线圈所接电路中,电压表V1、V2和电流表A1、A2都为理想电表,电阻R1=4Ω,R2=6Ω,R3的最大阻值为12Ω,原线圈两端加上如图乙所示规律变化的电压.在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中,以下说法正确的是( )
图5
A.电压表V1的示数增大B.电压表V2的示数为20
V
C.电流表A1、A2的示数都增大
D.电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积一直减小
答案 D
解析 当R3的滑片向上移动时,R2、R3的总电阻减小,分压减小,所以电压表V1的示数减小,A错误.由变压比公式
得U2=22V,B错误.根据“串反并同”得电流表A1的示数增大,电流表A2的示数减小,C错误.电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积为电阻R2、R3消耗的功率之和,由于P入=P出=P1+P23,且P入=P出不变,P1增大,故P23减小,D正确.
4、(2011·
15)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1接1,S2闭合,此时L2正常发光.下列说法正确的是( )
A.输入电压u的表达式u=20
sin(50πt)V
B.只断开S2后,L1、L2均正常发光
C.只断开S2后,原线圈的输入功率增大
D.若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8W
解析 由图象乙可知Um=20
V,T=0.02s,故ω=
=100πrad/s,即输入电压u的表达式u=20
sin(100πt)V,所以A项错误.断开S2后两灯串联,总电压仍为4V,所以L1、L2均不能正常发光,B项错误.根据P入=P出=
可知断开S2后R总增大,P入变小,P出变小,C项错误.若S1接2,由P=
可得P=
W=0.8W,D项正确.
5、某同学自制变压器,原线圈为n1匝,在做副线圈时,将导线ab对折后并在一起,在铁芯上绕n2圈,从导线对折处引出一个接头c,连成图所示电路.S为单刀双掷开关,线圈电阻不计,原线圈接u1=Umsinωt的交流电源.下列说法正确的是( )
A.S接b时,电压表示数为
B.S接c时,电压表示数为
C.S接c时,滑动触头P向下移动,变压器输入功率变大
D.S接c时,滑动触头P向上移动,变压器输入电流变大
答案 BD
解析 S接b时,双导线ab产生的感应电动势抵消为零,电压表示数为零,选项A错误;
S接c时,副线圈的电动势就是一个n2线圈产生的感应电动势,由
、U1=
,所以U2=
,选项B正确;
P向下滑时,R变大,消耗的功率变小,因此输入功率也变小,同理分析,P向上滑时,R减小,回路电流变大,由I1n1=I2n2知输入电流变大,选项C错误,D正确.
6、如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数分别是n1、n2,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,副线圈接定值电阻R,其余电阻不计.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压.当单刀双掷开关由a拨向b后,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.副线圈输出电压的频率变小B.电压表的示数变大
C.电流表的示数变小D.原线圈的输入功率变大
解析 变压器不会改变交流电的频率,A项错误;
当开关由a拨向b后,n1变小,由
,且U1=
不变,可知n1变小,n2、U1不变时,U2变大,即电压表的示数变大,同样电流表示数也要变大,B项正确,C项错误;
由P入=P出=U2I2可知,D项正确.
7、(2010·
海南·
9)如图所示,一理想变压器原、副线圈
匝数之比为4∶1,原线圈两端接入一正弦交流电源;
副线圈电路中R为负载电阻,交流电压表和交流电流表都是理想电表.下列结论正确的是( )
A.若电压表读数为6V,则输入电压的最大值为24
B.若输入电压不变,副线圈匝数增加到原来的2倍,则电流表的读数减小到原来的一半
C.若输入电压不变,负载电阻的阻值增加到原来的2倍,则输入功率也增加到原来的2倍
D.若保持负载电阻的阻值不变,输入电压增加到原来的2倍,则输出功率增加到原来的4倍
解析 本题考查变压器的原理以及交流电的有关知识,意在考查考生对交变电流的认识和理解.因为电压表的读数为6V,则变压器的输出电压的有效值为6V,由
,故U1=4U2=24V,所以输入电压的最大值为Um=
U1=24
V,所以选项A正确;
若输入电压不变,副线圈匝数增加,则U2增大,由I2=
可知,电流表示数增大,所以选项B错;
输入电压和匝数比不变,则电压值不变,当负载电阻R变大时,则I2=
,电流变小,又P1=P2=U2I2,故输入功率也减小,所以选项C错;
若负载电阻R不变,输入电压变为原来的2倍,则输出电压也变为原来的2倍,I2=
则输出电流也变为原来的2倍,故输出功率P2=U2I2变为原来的4倍,所以选项D正确.
8、(2011·
山东理综·
20)为保证用户电压稳定在220V,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变,当滑动接头P上下移动时可改变输出电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是( )
甲 乙
A.u2=190
sin(50πt)VB.u2=190
sin(100πt)V
C.为使用户电压稳定在220V,应将P适当下移
D.为使用户电压稳定在220V,应将P适当上移
解析 由题图乙知交变电流的周期T=2×
10-2s,所以ω=
=100πrad/s,故u2=Um
sinωt=190
sin(100πt)V,A错误,B正确.由
得U2=
U1,欲使U2升高,n1应减小,P应上移,C错误,D正确.
9、如图所示的电路中,有一自耦变压器,左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上;
右侧串联灯泡L和滑动变阻器R,R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是( )
A.若F不动,滑片P向下滑动时,V1示数变大,V2示数变小
B.若F不动,滑片P向下滑动时,灯泡消耗的功率变小C.若P不动,滑片F向下移动时,V1、V2的示数均变小
D.若P不动,滑片F向下移动时,灯泡消耗的功率变大
解析 若F不动,滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,则副线圈回路中总电阻变大,则回路中电流减小,灯泡两端电压减小,功率变小,滑动变阻器两端电压变大,V2的示数变大,而原线圈两端电压不变,则A错误,B正确;
若P不动,滑片F向下移动时,根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变,副线圈两端电压减小,则副线圈回路中电流变小,灯泡L消耗的功率减小,电压表V2的示数变小,C、D错误.
答案 B
10、调压变压器就是一种自耦变压器,它的构造如图甲所示.线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,CD之间输入交变电压,转动滑动触头P就可以调节输出电压.图甲中两电表均为理想交流电表,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器.现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电,变压器视为理想变压器,那么( )
A.由乙图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u=36
sin100t(V)
B.当滑动触头P逆时针转动时,MN之间输出交流电压的频率变大
C.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电流表读数变大,电压表读数也变大
D.当滑动变阻器滑动触头向下滑动时,电阻R2消耗的电功率变小
解析 由题图乙可知u=36
sin100πt(V),A错误.M、N之间输出交流电压的频率由输入的交流电压的频率决定,B错误.滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,R3减小,由“串反并同”可知电压表读数减小,电流表读数增大,R2消耗的电功率P2=
减小,C错误,D正确.
11、如图所示,理想变压器原线圈的匝数n1=1100匝,副线圈的匝数n2=110匝,R0、R1、R2均为定值电阻,且R0=R1=R2,电流表、电压表均为理想电表.原线圈接u=220
sin(314t)(V)的交流电源.起初开关S处于断开状态.下列说法中正确的是
( )
A.电压表示数为22V
B.当开关S闭合后,电压表示数变小
C.当开关S闭合后,电流表示数变大
D.当开关S闭合后,变压器的输出功率增大
答案 BCD
解析 电源电压的有效值为U1=220V,由
可知U2=22V,而电压表示数只是R1两端的电压,一定小于U2,A项错误.S闭合后,负载总电阻变小,而U2不变,由P出=
知P出变大,I2=
变大,而P入=P出=U1I1,U1不变,I1应变大,即电流表示数变大;
电阻R0的分压U0=I2R0,U0变大,则电压表示数U′=U2-U0应变小.综上所述,选项B、C、D正确.
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