人教版選修32 5.4變壓器 課時作業(yè).docVIP

2017-2018學(xué)年度高二物理人教版選修3-2第五章交變電流第四節(jié)變壓器課時練習(xí)一、單選題1. 如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1 2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220v，額定功率為22w；原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用u和i分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則（）a. u=110v，1=0.05ab. u=110v，l=0.2ac. u=440v，i=0.2ad. u=440v，1=0.05a【答案】b【解析】燈泡正常發(fā)光，故輸出端電壓為220v，電流i2=a=0.1a；根據(jù)電壓之比等于匝數(shù)之比可得 輸入電壓u1=220v/2v=110v；根據(jù)電流之比等于匝數(shù)的反比可知 輸入電流i1=2i2=20.1=0.2a；故b正確，acd錯誤；故選b.點(diǎn)睛 本題考查變壓器的基本原理，要明確變壓器輸入功率等于輸出功率，電壓之比等于匝數(shù)之比，電流之比等于匝數(shù)的反比2. 如圖所示，電 電壓保持不變，若將滑動變阻器觸頭向左滑動，關(guān)于兩電表示數(shù)變化，下列判斷正確的是（）a. 電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大b. 電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小c. 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變大d. 電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小【答案】d【解析】將滑動變阻器觸頭向左滑動，則初級電阻增加，初級電流減小，電流表示數(shù)減??；根據(jù)可知，次級電流減小，燈泡兩端的電壓減小，電壓表示數(shù)減??；故選項d正確，abc錯誤；故選d.3. 用電壓為u的正弦交流電 通過甲、乙兩種電路給額定電壓為u0的同一小電珠供電，如圖甲中r為滑動變阻器，圖乙中理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1，n2，若電珠均能正常工作，則（）a. 變壓器可能是升壓變壓器b. n1 n2=u0 uc. 甲乙電路消耗功率之比為u2 u02d. r兩端的電壓最大值為（u-u0）【答案】d【解析】a、由圖甲知，電 電壓等于變阻器兩端的電壓與電 電壓之和，所以，在圖乙中，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，知，所以該變壓器是降壓變壓器，故a錯誤；b、由乙圖，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，得，故b錯誤；c、電珠均能正常工作，所以電流等于額定電流，甲電路消耗的功率，乙電路消耗的功率，所以甲乙電路消耗的功率之比為，故c錯誤；d、r兩端電壓的有效值，因為是正弦交流電，所以r兩端電壓的最大值為，故d正確。點(diǎn)睛 掌握住理想變壓器的電壓、電流之間的關(guān)系，最大值和有效值之間的關(guān)系即可解決本題。4. 如圖所示，理想變壓器原線圈的兩端a、b接正弦交流電 時，電壓表v的示數(shù)為220v，電流表a1的示數(shù)為0.20a已知負(fù)載電阻r=44，則下列判斷中正確的是（電表均為理想交流電表）（）a. 原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2 1b. 原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5 1c. 電流表a2的示數(shù)為0.1ad. 電流表a2的示數(shù)為0.4a【答案】b【解析】變壓器的輸出功率等于輸入功率，則 解得 故選b。5. 如圖所示a、b間接入正弦交流電，理想變壓器右側(cè)部分為一火災(zāi)報警系統(tǒng)原理圖，r2為熱敏電阻，隨著溫度升高其電阻變小，所有電表均為理想電表，電流表a2為值班室的顯示器，顯示通過r1的電流，電壓表v2顯示加在報警器上的電壓（報警器未畫出），r3為一定值電阻當(dāng)r2所在處出現(xiàn)火情時，以下說法中正確的是（）a. v1的示數(shù)減小，a2的示數(shù)增大b. v2的示數(shù)減小，a1的示數(shù)增大c. v1的示數(shù)不變，a1的示數(shù)減小d. v2的示數(shù)不變，a2的示數(shù)減小【答案】b【解析】試題分析 當(dāng)傳感器r2所在處出現(xiàn)火情時，r2的電阻減小，導(dǎo)致電路的總的電阻減小，所以電路中的總電流將會增加，a1測量的是原線圈中的總的電流，由于副線圈的電流增大了，所以原線圈的電流a1示數(shù)也要增加；由于電 的電壓不變，原副線圈的電壓也不變，所以v1的示數(shù)不變，由于副線圈中電流增大，r3的電壓變大，所以v2的示數(shù)要減小，即r1的電壓也要減小，所以a2的示數(shù)要減小，所以b正確，acd錯誤故選b考點(diǎn) 變壓器；電路的動態(tài)分析【名師點(diǎn)睛】電路的動態(tài)變化的分析，總的原則就是由部分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后整體再部分的方法。6. 如圖所示一理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1=1000匝，副線圈匝數(shù)n2=200匝，交流電的電動勢e=220sin100tv（不考慮其內(nèi)阻），電阻r1=88，c為電容器，電壓表和電流表對電路的影響可忽略不計，則（）a. 電壓表的示數(shù)為44vb. 電流表的示數(shù)為0.1ac. 通過r2的電流始終為零d. 變壓器的輸入電功率為22w【答案】a【解析】a、電壓表測量的為有效值 ，則a正確b、電容器通交流，則過的電流不為0，通過的電流為，則，則bc錯誤；d、理想變壓器，則，則d錯誤。點(diǎn)睛 理想變壓器是理想化模型，一是不計線圈內(nèi)阻；二是沒有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象，同時當(dāng)電路中有變壓器時，只要將變壓器的有效值求出，則就相當(dāng)于一個新的恒定電 ，其值就是剛才的有效值，明確電容器可通過交流電。7. 如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1 n2=22 5，原線圈接u1=220sin100t（v）的交流電，電阻r1=r2=25，d為理想二極管，則（）a. 電阻r2兩端電壓為50vb. 通過副線圈的電流為3ac. 原線圈的輸入功率為200wd. 二極管的反向耐壓值應(yīng)大于50v【答案】b【解析】a、由表達(dá)式知原線圈電壓有效值為，根據(jù)，得副線圈兩端電壓為，根據(jù)電流的熱效應(yīng)，所以兩端電壓為，故a錯誤；b、副線圈的電阻電壓只有正向電壓，而電阻的電壓仍等于副線圈的電壓，因此可假設(shè)沒有二極管，則每個電阻消耗的功率為，由于現(xiàn)在二極管的作用，所以副線圈的輸出功率為，流過副線圈的電流，故b正確，c錯誤；d、副線圈的最大電壓為，二極管具有單向?qū)щ娦裕虼硕O管的反向耐壓值應(yīng)大于，故d錯誤。點(diǎn)睛 根據(jù)表達(dá)式可以求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等，二極管的作用是只允許正向的電流通過，再根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比即可求得結(jié)論。8. 為了能安全對某一高電壓u、高電流i的線路進(jìn)行測定，圖中接法可行的是（）（繞組匝數(shù)n1n2）a. b. c. d. 【答案】b學(xué), , .學(xué), , .學(xué), , .學(xué), , .故選b考點(diǎn) 考查了電壓互感器點(diǎn)評 關(guān)鍵是理解測定原理，根據(jù)原理分析解題9. 如圖所示，理想變壓器原線圈的輸入電壓u=1000sin200t（v），變壓器副線圈與一個定值電阻r=100相連，變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1 n2=10 1，電壓表和電流表均是理想交流表，下列說法正確的是（ ）a. 輸人電壓為正弦交變電壓，其周期t=0.02sb. 電壓表的示數(shù)為100v，電流表的示數(shù)為10ac. 電壓表的示數(shù)為100v，電流表的示數(shù)為10ad. 電阻r消耗的電功率為100w【答案】d【解析】a、根據(jù)輸入電壓的瞬時值表達(dá)式知，輸入電壓為正弦交變電壓，周期為，故a錯誤；b、輸入電壓的有效值，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，得副線圈兩端的電壓，電壓表的示數(shù)為電流表示數(shù)，故bc錯誤；d、電阻r消耗的電功率，故d正確。點(diǎn)睛 解決本類問題，除了知道變壓器特點(diǎn)外，還要知道交流電表達(dá)式中各物理量的意義。二、多選題10. 在某交流電路中，有一正在工作的變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1=600匝、n2=120匝，電 的電壓為u=311sin100t（v），原線圈中串聯(lián)一個0.2a的保險絲，為保證保險絲不被燒毀，則（）a. 負(fù)載功率不能超過44wb. 副線圈電流最大值不能超過1ac. 副線圈電流有效值不能超過1ad. 副線圈電流有效值不能超過0.2a【答案】ac【解析】原、副線圈的匝數(shù)分別為n1=600匝、n2=120匝，電 的電壓為u=311sin100t（v），所以副線圈電壓是，副線圈允許的電流有效值最大為，所以負(fù)載功率不能超過p=ui=441=44w，故bd錯誤；ac正確故選ac11. 理想變壓器的原、副線圈中一定相同的物理量有（）a. 交流電的頻率b. 磁通量的變化率c. 功率d. 交流電的峰值【答案】abc【解析】變壓器的變壓原理即為在同一個鐵芯中磁通量的變化率相同，輸入功率等于輸出功率，變壓器只改變電壓和電流不改變電流的頻率，變壓器的變壓和變流比規(guī)律知，原副線圈的電壓、電流的有效值不同，最大值也不同，故abc正確，d錯誤。點(diǎn)睛 本題考查了變壓器的變壓特點(diǎn)，知道電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系，輸入功率等于輸出功率等。12. 如圖理想變壓器副線圈1、2之間的匝數(shù)是總匝數(shù)的一半，二極管d具有單向?qū)щ娦裕ㄕ螂娮铻榱?，反向電阻為無窮大）r是可變阻， 是單刀雙擲開關(guān)，原線圈接在電壓不變的正弦交流電 上，下列說法正確的是（）a. 若r阻值不變，當(dāng) 分別接1和2時，電壓表讀數(shù)之比為2 1b. 若r阻值不變，當(dāng) 分別接1和2時，電壓表讀數(shù)之比為 1c. 當(dāng) 分別接1和2時，r消耗功率相等，則r阻值之比為2 1d. 當(dāng) 分別接1和2時，r消耗功率相等，則阻值r之比為 1【答案】bc【解析】試題分析 設(shè)原線圈與副線圈的匝數(shù)分別為，原線圈輸入電壓為u1，副線圈電壓為，當(dāng) 接2時 ，此時電壓表示數(shù)與副線圈兩端的電壓相等，及，功率為；若 與1相連，則，此時電壓表的示數(shù)為u2，則，得，此時的功率為 由上分析知 電壓表的示數(shù)之比為，電阻值之比為2 1，bc正確?？键c(diǎn) 考查了理想變壓器【名師點(diǎn)睛】對于變壓器需要掌握公式、，以及知道副線圈的電流以及功率決定了原線圈中的電流和功率，理想變壓器是理想化模型，一是不計線圈內(nèi)阻；二是沒有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象同時當(dāng)電路中有變壓器時，只要將變壓器的有效值求出，則就相當(dāng)于一個新的恒定電 ，13. 如圖所示為某住宅區(qū)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，由交流發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的理想降壓變壓器組成發(fā)動機(jī)中矩形線圈所圍的面積為s，匝數(shù)為n，電阻不計，它可繞水平軸oo在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的水平勻強(qiáng)磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動矩形線圈通過滑環(huán)連接降壓變壓器，滑動觸頭p上下移動時可改變輸出電壓，r0表示輸電線的電阻不計交流發(fā)電機(jī)與降壓變壓器原線圈間導(dǎo)線電阻，以線圈平面與磁場平行時為計時起點(diǎn)，下列判斷正確的是（）a. 發(fā)電機(jī)線圈感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=nbscostb. 當(dāng)滑動觸頭p向下移動時，變壓器原線圈兩端的電壓將升高c. 若發(fā)電機(jī)線圈某時刻處于圖示位置，變壓器原線圈的電流瞬時值為零d. 當(dāng)用電量增加時，為使用戶電壓保持不變，滑動觸頭p應(yīng)向上滑動【答案】ad【解析】a、從垂直中性面計時，則感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為，故a正確；b、當(dāng)觸頭p向下移動時，變壓器原線圈兩端的電壓不變，故b錯誤；c、當(dāng)線圈與磁場平行時，感應(yīng)電流最大，故c錯誤；d、用電量增加時，輸出端電流增大，導(dǎo)線上消耗的電壓增大，用戶獲得電壓減小，故為了讓用戶正常工作，應(yīng)增大輸出電壓，即讓滑動觸頭向上滑動，故d正確。點(diǎn)睛 本題考查變壓器的基本原理，要注意明確變壓器電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，而電流之比等于線圈匝數(shù)的反比，同時能根據(jù)動態(tài)分析規(guī)律分析電流和電壓的變化情況。三、計算題14. 如圖所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1000匝，副線圈有兩個線圈，匝數(shù)分別為n2=200匝，n3=500匝，分別接一個r=55的電阻，在原線圈上接入220v的交流電，求 （1）兩個副線圈上的電壓分別是多少？（2）兩個副線圈上的電流之比i2 i3=？【答案】（1）44v、110v；（2）2 5【解析】（1）根據(jù)變壓器原理可知，電壓之比等于線圈匝數(shù)之比 故，；（2）由歐姆定律可知 ，；故電流之比 。點(diǎn)睛 本題考查變壓器原理，要注意多個副線圈時，電壓之比仍滿足線圈匝數(shù)之比，而電流之比不能再應(yīng)用匝數(shù)的反比求解，只能根據(jù)歐姆定律或功率關(guān)系求解。15. 如圖所示，交流發(fā)電機(jī)內(nèi)阻不計，它通過一個小燈泡l連接變壓器，變壓器輸出并