高二物理選修3-2第五章 交變電流 第四節(jié) 變壓器 每課一練教師版

1、.第五章 交變電流第四節(jié) 變壓器 每課一練班別 姓名 學(xué)號(hào) 1如下圖，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個(gè)一樣的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開場(chǎng)時(shí)，開關(guān)S斷開。當(dāng)S接通時(shí)，以下說法正確的選項(xiàng)是A副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大C通過燈泡L1的電流減小D原線圈中的電流減小2如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為20:1，原線圈接入一電壓為u=U0sint的交流電源，副線圈接一個(gè)R=5.5 的負(fù)載電阻。假設(shè)U0=220V，=100 rad/s，那么下述結(jié)論正確的選項(xiàng)是A副線圈中電壓表的讀數(shù)為11VB副線圈中輸出交流電的周期為0.01 sC原線圈中電流表的讀

2、數(shù)為0.1 AD原線圈中的輸入功率為11 W3如圖甲所示電路，理想變壓器原線圈輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，C為耐壓值為22 V的電容器，所有電表均為理想電表。以下說法正確的選項(xiàng)是A副線圈兩端電壓的變化頻率為0.5 HzB電流表的示數(shù)表示的是電流的瞬時(shí)值C為保證電容器C不被擊穿，原副線圈匝數(shù)比應(yīng)小于10 : 1D滑動(dòng)片P向下移時(shí)，電流表A1和A2示數(shù)均增大4如圖甲所示為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的ut圖象如圖乙所示。假設(shè)只在ce間接一只Rce=400 的電阻，或只在de間接一只Rde=225 的

3、電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為80 W。1請(qǐng)寫出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值uab的表達(dá)式；2求只在ce間接400 電阻時(shí)，原線圈中的電流I1；3求ce和de間線圈的匝數(shù)比。5交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S=0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50 Hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 T。為用此發(fā)電機(jī)所發(fā)出交流電帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220 V，11 kW的電機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路如下圖，求：1發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值為多少？從圖示位置作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，寫出此交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓瞬時(shí)值的

4、表達(dá)式。2變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？3與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？62019·北京卷如下圖，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55 的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為理想電表。以下說法正確的選項(xiàng)是A原線圈的輸入功率為220WB電流表的讀數(shù)為1 AC電壓表的讀數(shù)為110VD副線圈輸出交流電的周期為50 s72019·四川卷如下圖，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，假如將原、副線圈減少一樣匝數(shù)，其它條件不變，那么A小燈泡變亮B小燈泡變暗C原、副線圈兩段電壓的比值不變D通過原、副線圈電流的比值不變82019

5、·天津卷如下圖，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表。以下說法正確的選項(xiàng)是A當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D假設(shè)閉合開關(guān)S，那么電流表A1示數(shù)變大、A2示數(shù)變大92019·全國新課標(biāo)卷一含有理想變壓器的電路如下圖，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ，A為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I。該

6、變壓器原、副線圈匝數(shù)比為A2B3C4D5102019·江蘇卷一自耦變壓器如下圖，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中AU2>U1，U2降低BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低DU2<U1，U2升高112019·海南卷圖a所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4:1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨

7、時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖b所示。以下說法正確的選項(xiàng)是A變壓器輸入、輸出功率之比為4:1B變壓器原、副線圈中的電流強(qiáng)度之比為1:4Cu隨t變化的規(guī)律為u=51sin50t國際單位制D假設(shè)熱敏電阻RT的溫度升高，那么電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大1BC【解析】變壓器的輸出電壓由輸入的電壓和變壓器的匝數(shù)比決定，由于輸入的電壓和變壓器的匝數(shù)比都不變，所以變壓器的輸出電壓也不變，即副線圈兩端M、N的輸出電壓不變，所以A錯(cuò)誤；由于副線圈的輸出電壓不變，當(dāng)S接通時(shí)，副線圈的電阻減小，所以總的電流變大，所以副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大，所以B正確；由于副線圈的輸出電壓不變，副線圈輸電線等效電阻R上

8、的電壓增大，所以燈泡L1兩端的電壓減小，通過燈泡L1的電流減小，所以C正確；根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可知，由于變壓器的匝數(shù)比不變，所以副線圈的電流變大時(shí)，原線圈的電流也就要變大，所以D錯(cuò)誤。2. C【解析】試題分析：根據(jù)瞬時(shí)值的表達(dá)式可以求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等，再根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比即可求得結(jié)論【解析】A、由瞬時(shí)值的表達(dá)式可知，原線圈的電壓最大值為220V，所以原線圈的電壓的有效值為220V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓的有效值為11V，電壓表顯示有效值為11V，故A錯(cuò)誤；B、電流周期T=0.02s，變壓器不改變周期，B錯(cuò)誤；C、V表的示數(shù)為11V，根據(jù)歐姆定律得副線圈電流I

9、2=2A，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可知A表的示數(shù)為0.1A，故C正確，D、根據(jù)輸入功率等于輸出功率知：輸入功率為=22W，D錯(cuò)誤；應(yīng)選：C【名師點(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)系即可解決此題。3D【解析】根據(jù)圖乙知交流電周期為0.02 s，所以頻率為50 Hz，A錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)表示的是電流的有效值，故B錯(cuò)誤；由題意知，原線圈的最大電壓為311 V，而電容器的耐壓值為22 V，即為最大值，根據(jù)原副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，那么有原副線圈匝數(shù)比應(yīng)大于；故C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的觸頭向下滑動(dòng)，電阻減小，而副線圈電壓不變，變壓器的輸入功率等于輸出功率，增大，兩個(gè)電流表的示

10、數(shù)都增大，故D正確。41uab=400sin200t V 20.28 A 3【解析】1由圖乙知T=0.01 s，=200rad/s電壓瞬時(shí)值uab=400sin200t V2電壓有效值U1=200V理想變壓器P1=P2，原線圈中的電流I1=解得I10.28 A3設(shè)ab間匝數(shù)為n1，同理由題意知解得=代入數(shù)據(jù)得=511 100 V 25:1 320 A解：1線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為：Em=NBS=1100V 由于線圈內(nèi)阻不計(jì)，那么輸出電壓就等于電動(dòng)勢(shì)，得輸出電壓的有效值為U1=1100 V 2由于電動(dòng)機(jī)的額定電壓為220V，所以變壓器的匝數(shù)比由變壓器的電壓關(guān)系得：得

11、60;3根據(jù)P入=P出=2.2×104W 再根據(jù)P入=U1I1 解得I1=20A6B【解析】電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓有效值為220 V，由理想變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓有效值為110 V，C錯(cuò)誤；流過電阻R的電流為2 A，可知負(fù)載消耗的功率為220 W，根據(jù)能量守恒可知，原線圈的輸入功率為220 W，A錯(cuò)誤；由P=UI可知，電流表的讀數(shù)為1 A，B正確，由交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，=100 rad/s，周期T=0.02 s，D錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】理想變壓器原副線圈兩端電壓、電流、功率與匝數(shù)的關(guān)系需注意因果關(guān)系，電壓由原線

12、圈決定副線圈，電流與功率那么由副線圈決定原線圈。7B【解析】根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系，因?yàn)槭墙祲鹤儔浩?，那么n1>n2，那么當(dāng)原、副線圈減少一樣匝數(shù)時(shí)，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知變大，那么U2減小，故燈泡變暗，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)可知通過原、副線圈電流的比值變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8B【解析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R的阻值變大，副線圈中電流變小，原線圈中電流也變小，電流表A1示數(shù)變小；R1消耗的功率及兩端電壓均變小，副線圈總電壓不變，那么電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤，B正確。假設(shè)閉合開關(guān)S，那么副線圈總電阻變小，電流變大，原線圈中電流變大，電流表A1示數(shù)變大；R1兩端電壓變大，R2兩

13、端電壓變小，電流表A2示數(shù)變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】此題考察變壓器問題的動(dòng)態(tài)分析；要知道變壓器副線圈電壓是由原線圈電壓和匝數(shù)比決定的，與副線圈中負(fù)載無關(guān)；副線圈電路的動(dòng)態(tài)分析根本上和直流電路的動(dòng)態(tài)分析一樣，先從部分變化的電阻開場(chǎng)分析，然后分析總電阻，再分析電流，然后再分析各部分的電壓和電流。9. 【名師點(diǎn)睛】此題主要考察變壓器、歐姆定律。解決這類問題的關(guān)鍵是掌握變壓器的構(gòu)造和原理，對(duì)于變壓器需要掌握公式、，并能純熟運(yùn)用。此題值得注意的是變壓器的原線圈與電阻串聯(lián)后接入交流電壓。10C【解析】由題圖知自耦變壓器原線圈的匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律可知，U2<U1；在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中，副線圈的匝數(shù)減少，所以U2降低，故ABD錯(cuò)誤；C正確?！痉椒记伞恐饕菍?duì)自耦變壓器的理解，分清原副線圈及在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中線圈的匝數(shù)怎么變、理想變壓器的規(guī)律。11BD【解析】由題意，理想變壓器輸入、輸出功率之比為1