第4节 变压器
一、选择题
1．(多选)关于变压器的构造和工作原理，下列说法中正确的是( )
A．原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能
B．铁芯不用整块金属做成，是为了防止将原、副线圈短路，造成危险
C．变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小
D．当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出
答案 ACD
解析 闭合铁芯的导磁能力比真空或空气强得多，当原、副线圈绕在同一闭合铁芯上时，原线圈产生的磁场几乎全部沿铁芯通过副线圈，漏到空气中的磁场很少，因此可以有效地将原线圈中的电能传递到副线圈中，选项A正确。若用整块金属做铁芯，当通过它的磁通量发生变化时，就会在铁芯中产生感应电流，导致铁芯发热，烧坏变压器，同时大大降低了电能的传输效率，故选项B错误。对于正弦式交变电流，铁芯中磁通量的变化率正比于原线圈中电流的变化率，在副线圈中，感应电动势正比于磁通量的变化率，因此感应电动势的变化随着磁通量变化率的变化而变化，所以副线圈输出交变电流的频率等于输入交变电流的频率，所以选项C正确。由电磁感应定律知，只要输入原线圈的电流发生变化，穿过副线圈的磁通量就发生变化，在副线圈中就有感应电动势产生，故选项D正确。
2．如图所示四个电路，能够实现升压的是( )
答案 D
解析 变压器只能对交变电流变压，不能对直流变压，故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比，所以选项D能实现升压。
3．(多选)理想变压器原、副线圈两侧一定相同的物理量有( )
A．交变电流的频率 B．交变电流的功率
C．磁通量的变化率 D．交变电流的最大值
答案 ABC
解析 变压器可以改变交变电流的电压、电流，但不改变交变电流的频率、功率和磁通量的变化率。故选A、B、C。
4．(多选)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
答案 AC
解析 对理想变压器的电流关系可写成I1＝I2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比，所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定；功率关系为：负载用多少，原线圈端就输入多少，因此选项A、C正确。
5.
如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin(100πt) 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．原线圈中电流表的读数为1 A
B．原线圈中的输入功率为220 W
C．副线圈中电压表的读数为110 V
D．副线圈中输出交流电的周期为50 s
答案 A
解析 由＝，输出电压有效值为U2＝110 V，输出电流为I2＝＝2 A，由＝可求出输入电流为I1＝1 A，A正确；输入功率为P1＝U1I1＝220 V×1 A＝220 W，B错误；电流表和电压表测量的都是有效值，所以电压表的示数为110 V，C错误；因角速度为100π rad/s，周期为T＝＝0.02 s，D错误。
