2024-2025學(xué)年高中物理第五章第4節(jié)變壓器課后達(dá)標(biāo)能力提升練習(xí)含解析新人教版選修3-2

PAGE5-變壓器(建議用時(shí)：40分鐘)【A組基礎(chǔ)鞏固】1．(多選)志向變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中肯定相同的物理量是()A．每匝線圈中磁通量的變更率B．交變電流的頻率C．原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率D．原線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)解析：選ABC.志向變壓器，變更電壓、電流，不變更頻率、功率和磁通量及磁通量變更率．2．(2024·衡陽(yáng)八中高二期末)下列各圖是變壓器電路圖，可以將電壓上升供應(yīng)電燈的變壓器是()解析：選B.變壓器的原理是電磁感應(yīng)，不能用來(lái)變更直流電的電壓，故A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；B圖變壓器原副線圈的匝數(shù)關(guān)系是n1＜n2，依據(jù)U1∶U2＝n1∶n2可得U1＜U2，此變壓器將電壓上升了，故B項(xiàng)正確；D圖變壓器原副線圈的匝數(shù)關(guān)系是n1＞n2，依據(jù)U1∶U2＝n1∶n2可得U1＞U2，此變壓器將電壓降低了，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．3．(多選)(2024·云南曲靖高二期末)志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，以下說(shuō)法中正確的是()A．穿過(guò)原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1B．穿過(guò)原、副線圈每一匝磁通量的變更率相等C．原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之比為10∶1D．正常工作時(shí)原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶1解析：選BD.對(duì)于志向變壓器，認(rèn)為無(wú)磁通量損失，因而穿過(guò)兩個(gè)線圈每一匝的磁通量相同、磁通量的變更率相同，每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，電壓與匝數(shù)成正比．志向變壓器沒(méi)有能量損失，輸入功率等于輸出功率，綜上分析B、D正確．4．(2024·北京師大附中高二期中)為保證用戶電壓穩(wěn)定在220V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖，保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可變更輸出電壓．某次檢測(cè)得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變更的曲線如圖乙所示，以下正確的是()A．u2＝380sin100πtVB．u2＝190sin50πtVC．為運(yùn)用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)下移D．為運(yùn)用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)上移解析：選D.由于用戶電壓u2隨時(shí)間t變更的曲線周期為0.02s，所以u(píng)2＝190eq\r(2)sin100πtV，故A、B錯(cuò)誤；為運(yùn)用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)減小變壓器原線圈匝數(shù)，應(yīng)將P適當(dāng)上移，故C錯(cuò)誤，D正確．5．(多選)如圖所示，L1、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數(shù)分別是220V和10A，已知甲圖中原、副線圈匝數(shù)比為100∶1，乙圖中原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，則()A．甲圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VB．甲圖是電流互感器，輸電電流是100AC．乙圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000VD．乙圖是電流互感器，輸電電流是100A解析：選AD.依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，有U1＝eq\f(n1,n2)U2＝eq\f(100,1)×220V＝22000V，故A正確；題圖甲是電壓互感器，故B錯(cuò)誤；題圖乙是電流互感器，電表是電流表，故C錯(cuò)誤；只有一個(gè)副線圈的變壓器，電流比等于匝數(shù)的反比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n4,n3)，有I1＝eq\f(n4,n3)I2＝eq\f(10,1)×10A＝100A，故D正確．6．(多選)(2024·烏魯木齊高二期末)如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，繞OO′軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可變更輸出電壓，副線圈接有定值電阻R，從圖示位置起先計(jì)時(shí)，下列推斷正確的是()A．當(dāng)變壓器的變壓比為n時(shí)，電流表測(cè)得的是電流最大值，其值為eq\f(NBSω,nR)B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωsinωtC．P向上移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大D．P向上移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變小解析：選BD.電流表測(cè)得的是電流的有效值，故A錯(cuò)誤；從中性面時(shí)起先計(jì)時(shí)，矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωsinωt，故B正確；當(dāng)P位置向上移動(dòng)、R不變時(shí)，副線圈匝數(shù)減小，依據(jù)志向變壓器的變壓比公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸出電壓變小，故電流變小，故電流表讀數(shù)變小，故C錯(cuò)誤，D正確．7．(2024·海南華僑中學(xué)高二期中)某志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶9，原線圈所接電源電壓按圖所示規(guī)律變更，副線圈接有負(fù)載．下列推斷正確的是()A．輸出電壓的最大值為36VB．原、副線圈中電流之比為8∶55C．變壓器輸入、輸出功率之比為55∶9D．電源電壓有效值為220V，頻率為50Hz解析：選D.原線圈電壓最大值為220eq\r(2)V，變壓器的輸入和輸出電壓之比等于原副線圈匝數(shù)比，原、副線圈匝數(shù)比為55∶9，則所以輸出電壓的最大值為220eq\r(2)×eq\f(9,55)V＝36eq\r(2)V，所以A錯(cuò)誤；變壓器的電流之比等于原副線圈匝數(shù)的反比，原、副線圈中電流之比為9∶55，所以B錯(cuò)誤；變壓器只能變更溝通電的電壓，而不能變更頻率和功率，即對(duì)于志向變壓器的輸入功率和輸出功率相等，所以C錯(cuò)誤；從圖上可以看出，溝通電的周期T＝0.02s，則頻率為50Hz，電壓有效值為220V，所以D正確．8．(2024·高考北京卷)如圖所示，志向變壓器的原線圈接在u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的溝通電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為志向電表．下列說(shuō)法正確的是()A．原線圈的輸入功率為220eq\r(2)WB．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為110eq\r(2)VD．副線圈輸出溝通電的周期為50s解析：選B.由溝通電壓的表達(dá)式可知，原線圈兩端所加的電壓最大值為220eq\r(2)V，故有效值為U1＝220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，故副線圈電壓的有效值為U2＝110V，故輸出功率P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)＝220W，再由輸入功率等于輸出功率知，P1＝P2＝220W，A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)歐姆定律知，I2＝eq\f(U2,R)＝2A，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，得I1＝1A，故電流表讀數(shù)為1A，所以B項(xiàng)正確；電壓表的讀數(shù)為有效值，即U2＝110V，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由溝通電壓的表達(dá)式可知，ω＝100π(rad/s)，又T＝eq\f(2π,ω)，解得T＝0.02s，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤．【B組素養(yǎng)提升】9．(2024·北京101中學(xué)高二期末)如圖甲所示，一志向變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為55∶6，其原線圈兩端接入如圖乙所示的正弦溝通電，副線圈通過(guò)電流表與負(fù)載電阻R相連．若溝通電壓表和溝通電流表都是志向電表，則下列說(shuō)法中正確的是()A．變壓器輸入電壓的最大值是220VB．若電流表的示數(shù)為0.50A，變壓器的輸入功率是12WC．原線圈輸入的正弦交變電流的頻率是100HzD．電壓表的示數(shù)是24eq\r(2)V解析：選B.由圖乙可知溝通電壓最大值Um＝220eq\r(2)V；故A錯(cuò)誤；輸入電壓的有效值為220V，依據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)成正比知電壓表示數(shù)為U＝eq\f(6,55)×220V＝24V，電壓表的示數(shù)是24V，流過(guò)電阻中的電流為0.5A，變壓器的輸入功率是：P入＝P出＝UI＝24×0.5W＝12W，故B正確；變壓器不變更頻率，由圖乙可知溝通電周期T＝0.02s，可由周期求出正弦交變電流的頻率是50Hz，故C錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為24V，故D錯(cuò)誤．10．(2024·江西贛州高二期中)如圖所示，L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“12V6W”的燈泡，L1接在志向變壓器的原線圈、L2、L3、L4接在副線圈回路中，a、b兩端連接溝通電源，溝通電流表A示數(shù)為0.5A，已知燈泡L2正常發(fā)光，以下說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)、b端輸入功率為18WB．a(chǎn)、b端輸入電壓為36VC．a(chǎn)、b端輸入電壓為48VD．若副線圈回路再并聯(lián)一只同樣的燈泡，L2仍能正常發(fā)光解析：選C.燈泡的額定電流IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(6,12)A＝0.5A，溝通電流表A示數(shù)為0.5A，所以燈泡L1正常發(fā)光，功率為6W；燈泡L2正常發(fā)光，則其余兩盞燈也能正常發(fā)光，所以a、b端輸入功率等于四個(gè)燈泡的電功率，即為Pab＝6×4W＝24W，故A錯(cuò)誤；依據(jù)Pab＝UabIA可得：Uab＝eq\f(24,0.5)V＝48V，故B錯(cuò)誤，C正確；若副線圈回路再并聯(lián)一只同樣的燈泡，使得副線圈的電流強(qiáng)度增大，則原線圈的電流強(qiáng)度增大，燈泡L1分得到的電壓增大，原線圈兩端電壓減小，副線圈兩端電壓減小，L2不能正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤．11．(多選)(2024·河南開(kāi)封模擬)國(guó)家電網(wǎng)公司推動(dòng)智能電網(wǎng)推廣項(xiàng)目建設(shè)，擬新建智能變電站1400座．變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，如圖所示，志向變壓器原線圈輸入電壓u＝200eq\r(2)sin100πt(V)，電壓表、電流表都為志向電表．則下列推斷正確的是()A．輸入電壓有效值為200V，電流頻率為50HzB．S打到a處，當(dāng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，兩電壓表示數(shù)都增大C．S打到a處，當(dāng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，兩電流表的示數(shù)都減小D．若變阻器的滑片不動(dòng)，S由a處打到b處，電壓表V2和電流表A1的示數(shù)都減小解析：選AD.輸入電壓的最大值U1m＝200eq\r(2)V，有效值U1＝eq\f(200\r(2),\r(2))V＝200V，由瞬時(shí)值知，角速度ω＝100πrad/s，電流頻率f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，故A正確；S打到a處，變阻器的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，知U2不變即V2示數(shù)不變，副線圈接入電路的電阻減小，所以電流表A2的示數(shù)變大，故B、C錯(cuò)誤；若變阻器的滑片不變，S由a處打到b處，副線圈匝數(shù)削減，輸入電壓不變，輸出電壓削減，電壓表V2示數(shù)削減，輸出功率P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)削減，依據(jù)輸入功率等于輸出功率，P1＝U1I1削減，U1不變，則I1削減，即電流表A1的示數(shù)減小，故D正確．12．(2024·莆田六中高二月考)如圖所示，志向變壓器原線圈Ⅰ接到220V的溝通電源上，副線圈Ⅱ的匝數(shù)為30，與一標(biāo)有“12V，12W”的燈泡連接，燈泡正常發(fā)光