新教材2023年秋高中物理第3章交變電流素養(yǎng)提升練7變壓器的應(yīng)用新人教版選擇性必修第二冊(cè)

素養(yǎng)提升練(七)變壓器的應(yīng)用一、選擇題1．關(guān)于使用中的理想變壓器，下面說法正確的是()A．當(dāng)副線圈空載(斷路)時(shí)，原線圈上的電壓為零B．原線圈的輸入電壓，隨著副線圈中輸出的電流的增大而增大C．當(dāng)原線圈的匝數(shù)增加時(shí)，副線圈的輸出電壓將增大D．若原線圈兩端接電壓恒定的直流電源，則副線圈的輸出電壓一定為零2．(多選)在家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原、副線圈都帶有滑動(dòng)頭，如圖所示，當(dāng)變壓器輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，可上下調(diào)節(jié)P1、P2的位置，使輸出電壓基本穩(wěn)定在220V?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電壓高于220V，下列措施可行的是()A．P1不動(dòng)，將P2向上移B．P2不動(dòng)，將P1向上移C．P1向下移，將P2向上移D．P1向上移，將P2向下移3．(2022·江西師大附中高二階段練習(xí))交流電壓表有一定的量度范圍，它的絕緣能力也有限，不能直接連到電壓過高的電路。用變壓器把高電壓變成低電壓再接到交流電壓表上，這個(gè)問題就解決了，這樣的變壓器叫作電壓互感器。還有另一種叫作電流互感器，可以用小量程的電流表測(cè)量大電流。下列圖像中接線正確的是()ABCD4．(多選)(2022·河北衡水第二中學(xué)高二期中)如圖所示，理想變壓器原線圈接有效值保持不變的正弦交流電壓，電壓表和電流表均為理想交流電表，RT為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(即當(dāng)溫度升高時(shí)，阻值減小)，R0、R1為定值電阻，C為電容器，通電后隨著RT溫度升高，下列說法正確的是()A．變壓器的輸入功率增大B．A1表的示數(shù)增大，A2表的示數(shù)減小C．V1表的示數(shù)和V2表的示數(shù)都不變D．通過R1的電流始終為零5．(2022·廣東高二階段練習(xí))如圖甲為教室的掛扇，圖乙為一種自耦調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上。若在A、B端輸入電壓按u＝2202sin100πtV規(guī)律變化的交流電，在B、C間接風(fēng)扇。下列表述正確的是()A．接入風(fēng)扇的交流電頻率為100HzB．觸頭P轉(zhuǎn)到線圈中間位置時(shí)，風(fēng)扇所加電壓為110VC．觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，A、B間輸入電流增大D．觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速加快6．(多選)如圖所示的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是()A．P向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮B．P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變C．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小D．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大7．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(bào)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(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)，R3為一定值電阻。當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，以下說法正確的是()A．V1的示數(shù)減小，V2的示數(shù)減小B．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小C．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大D．A1的示數(shù)減小，A2的示數(shù)減小8．(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，原線圈接通正弦交流電源，理想電壓表V示數(shù)為22V，理想電流表A1示數(shù)為5A，副線圈串聯(lián)了電阻可忽略的熔斷器、理想電流表A2以及虛線框內(nèi)的某用電器，電路處于正常工作狀態(tài)，則下列說法正確的是()A．原、副線圈的電流頻率之比為1∶10B．熔斷器的熔斷電流應(yīng)該大于0.5AC．若虛線框內(nèi)接入電容器，電容器的耐壓值至少是220D．若虛線框內(nèi)接入電動(dòng)機(jī)且正常工作，可知電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為440Ω，電流表A2示數(shù)為0.5A9．如圖所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝1500匝，副線圈的匝數(shù)n2＝150匝，R0、R1、R2均為定值電阻，原線圈接u＝311sin(100πt)V的交流電源。起初開關(guān)S處于閉合狀態(tài)。下列說法正確的是()A．電壓表示數(shù)為22VB．當(dāng)開關(guān)S斷開后，電壓表示數(shù)變小C．當(dāng)開關(guān)S斷開后，電流表示數(shù)變大D．當(dāng)開關(guān)S斷開后，變壓器的輸出功率減小10．(多選)(2022·吉林高二期末)如圖所示，圖中ab端所接交變電壓u＝2202sin100πt(V)，L1、L2是規(guī)格為“20V10W”的燈泡，現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱R為某一值時(shí)恰好能使兩個(gè)燈泡均正常發(fā)光，變壓器為理想變壓器。則()A．燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為40ΩB．增大R連入電路的阻值，電壓表示數(shù)將減小C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1D．恰好能使兩個(gè)燈泡均正常發(fā)光時(shí)電阻箱R的阻值為209二、非選擇題11．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1∶n2＝3∶1，原線圈電路中接有一量程為3A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表、可變電阻R以及若干“6V6W”的相同燈泡。輸入端交變電壓u的圖像如圖乙所示。(1)求圖甲中電壓表的讀數(shù)；(2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個(gè)數(shù)。12．如圖所示，理想變壓器原線圈中輸入電壓U1＝3300V，副線圈兩端電壓U2為220V，輸出端連有完全相同的兩個(gè)燈泡L1和L2，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示數(shù)U＝2V。(1)原線圈n1等于多少匝？(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表A2的示數(shù)I2＝5A，則電流表A1的示數(shù)I1為多少？(3)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表A1的示數(shù)I1′等于多少？素養(yǎng)提升練(七)12345678910DBDDACBBDBBCDAC1．D[原線圈上的電壓與副線圈是否有負(fù)載無關(guān)，取決于接入電源，故A錯(cuò)誤；原線圈的輸入電壓與副線圈中輸出的電流無關(guān)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)n1n2=U1U2，可知當(dāng)原線圈的匝數(shù)增加時(shí)，副線圈的輸出電壓將減小，故C2．BD[當(dāng)P1不動(dòng)，將P2向上移時(shí)，副線圈的匝數(shù)增加，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，輸出的電壓將會(huì)增加，故A錯(cuò)誤；當(dāng)P2不動(dòng)，將P1向上移時(shí)，原線圈的匝數(shù)增加，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，此時(shí)輸出的電壓將會(huì)減小，故B正確；當(dāng)P1向下移，同時(shí)P2向上移時(shí)，原線圈的匝數(shù)減小，副線圈的匝數(shù)增加，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，此時(shí)輸出的電壓將會(huì)增加，故C錯(cuò)誤；當(dāng)P1向上移，同時(shí)P2向下移時(shí)，原線圈的匝數(shù)增加，副線圈的匝數(shù)減小，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，此時(shí)輸出的電壓將會(huì)減小，故D正確。所以B、D正確，A、C錯(cuò)誤。]3．D[電壓互感器并聯(lián)在電網(wǎng)上，且需要把一個(gè)高電壓變成低電壓，屬于降壓變壓器，原線圈的匝數(shù)要大于副線圈的匝數(shù)，故A、B錯(cuò)誤；電流互感器串聯(lián)在電網(wǎng)上，且需要把一個(gè)大電流變成小電流，所以原線圈的匝數(shù)要小于副線圈的匝數(shù)，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。]4．AC[根據(jù)變壓器的原理，輸入電壓不變，輸出電壓也不變，即V1和V2的示數(shù)不發(fā)生變化，C正確；通電一段時(shí)間之后，溫度升高，熱敏電阻阻值減小，故輸出電流增大，由此可知輸入電流也增大，即A1和A2的示數(shù)都增大，B錯(cuò)誤；根據(jù)P=UI可知，變壓器的輸入功率增大，A正確；根據(jù)電容器“通交隔直”的特點(diǎn)可知，R1有電流通過，即通過R1的電流不為零，D錯(cuò)誤。故選AC。]5．B[由交流電源電壓的表達(dá)式可知ω=2πT=100π，T=2πω=0.02s，則有交流電的頻率為f=1T=10.02Hz=50Hz，自耦調(diào)壓器不改變交流電的頻率，所以接入風(fēng)扇的交流電頻率為50Hz，A錯(cuò)誤；交流電源電壓的有效值為U=Um2=22022V=220V，此電壓加在線圈的A、B兩端，所以觸頭P轉(zhuǎn)到線圈中間位置時(shí)，風(fēng)扇所加電壓為110V，B正確；觸頭P順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，B、C間的線圈匝數(shù)減少，電壓減小，給風(fēng)扇所加電壓減小，風(fēng)扇電流減小，自耦調(diào)壓器的輸出功率減小，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速減慢；輸入功率減小，輸入電壓有效值不變，A6．BD[當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致總電阻增大，由于輸入電壓U1不變，且原、副線圈匝數(shù)不變，所以副線圈電壓不變，根據(jù)P=U2R，即燈L亮度不變，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向上移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致總電阻減小，由于輸入電壓U1不變，且原副線圈匝數(shù)不變，所以副線圈電壓不變，則有副線圈的總電流增大，變壓器的輸出功率變大，輸入電流也變大，故C錯(cuò)誤，D7．B[當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，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(huì)增加，A1測(cè)量的是原線圈中的總的電流，由于副線圈中總的電流增大了，所以電流表A1示數(shù)也要增加，由于電源的電壓不變，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，A、C、D錯(cuò)誤。]8．BC[理想變壓器不改變交流電的頻率，故原副線圈的電流頻率之比為1∶1，A錯(cuò)誤；根據(jù)公式I1I2=n2n1可得此時(shí)副線圈中的電流為I2=0.5A，用電器正常工作，所以熔斷器的熔斷電流應(yīng)該大于0.5A，B正確；電容器的耐壓值指的是交流電的瞬時(shí)值，根據(jù)公式U1U2=n1n2可得副線圈中的電壓有效值為U2=220V，故副線圈中交流電的最大值為2209．D[原線圈中交流電的有效值U1=3112≈220V，根據(jù)n1n2=U1U2得：副線圈的輸出電壓U2≈22V，則電壓表示數(shù)小于22V，A錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)S斷開后，總電阻增大，故副線圈中電流I2減小，根據(jù)P1=P2，即U2I2=U1I1，知電流表的示數(shù)I1減小，R0兩端電壓U0減小，R1兩端電壓U2-U0增大，即電壓表的示數(shù)增大，變壓器的輸出功率P2=U2I2減小，綜上10．AC[燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為RL=U2PL=40Ω，故A正確；增大R連入電路的阻值，則副線圈所在電路的電流將減小，根據(jù)理想變壓器原、副線圈之間的電流關(guān)系可知，原線圈中的電流將減小，則燈泡L1兩端的電壓將減小，電壓表的示數(shù)則會(huì)增大，故B錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光時(shí)通過的電流為I=PLU=0.5A，變壓器原線圈輸入電壓為U1=220V-20V=200V，副線圈輸出電壓為U2=20V，所以原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=U1∶U2=10∶1，故C正確；由于變壓器輸入功率等于輸出功率，即U1IL=PL+U22R，解得R=11．解析：(1)根據(jù)題圖乙，可得原線圈電壓的最大值Um=272V，其有效值為U1=27V根據(jù)n1∶n2=U1∶U2代入數(shù)據(jù)可得電壓表的讀數(shù)U2=9V。(2)設(shè)原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2，為使副線圈接入的燈泡最多，則I1=3A根據(jù)I1I代入數(shù)據(jù)可得I2=9A，正常發(fā)光時(shí)每個(gè)