2019_2020学年高中物理第5章交变电流第4节变压器同步作业含解析新人教版选修3_2.doc

第4节 变压器考点对应题号1.变压器的工作原理1、42.理想变压器的基本规律2、3、6、7、8、9、11、123.理想变压器的动态分析1、3、5、10基础训练1如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数为12 mA，则电流表A2的示数为()A3 mAB0C48 mAD与负载R的值有关B解析当导体棒做匀速直线运动切割磁感线时，在原线圈中产生恒定不变的电流，铁芯中产生的磁场是不变的，穿过副线圈的磁通量不变，不能在副线圈中产生感应电流2如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接220 V的正弦交流电源，负载电阻R44 ，电流表A1的示数为0.20 A下列判断正确的是()A初级线圈和次级线圈的匝数比为21B初级线圈和次级线圈的匝数比为51C电流表A2的示数为0.10AD电流表A2的示数为0.40 AB解析初级线圈中的功率P1U1I1，P1P2IR，所以电流表A2的示数为I2 A1.0 A，选项C、D错误；初级线圈和次级线圈的匝数比，选项A错误，B正确3如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2101，输出端电阻R50 ，把原线圈接入有效值为220 V、频率为50 Hz的正弦交流电源时(电表为理想电表)()A当X为电流表时，若电阻R增大，则原线圈中的电流将增大B当X为电流表时，电压表V的示数为22 VC当X为电流表时，电流表的示数为0.44 AD当X为二极管时，电压表V的示数为11 VB解析若电阻R增大，副线圈中的电流减小，原线圈中的电流也减小，选项A错误；根据公式，解得U222 V，电压表测量的电压为有效值，所以电压表V的示数为22 V，选项B正确；当X为电流表时，电流表的示数为I2 A0.44 A，选项C错误；当X为二极管时，在一个周期内只有半个周期的时间有电流通过，此时由T·，解得U11 V，选项D错误4在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器下面的四个图中，能正确反映其工作原理的是()A解析电流互感器是测电流的，应串联在火线上，故选项B、D错误；同时，由I1n1I2n2知，要使I2<I1，须n2>n1，故选项A正确，C错误5(多选)如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开当S接通时，下列说法正确的是()A副线圈两端M、N的输出电压减小B副线圈输电线的等效电阻R两端的电压将增大C通过灯泡L1的电流减小D原线圈中的电流增大BCD解析理想变压器不计原、副线圈的直流电阻，副线圈两端的电压UMN不受负载电阻的影响，保持不变，选项A错误S接通后，副线圈回路的总电阻减小，电流I2增大，等效电阻R两端的电压增大，灯泡L1两端的电压减小，L1中电流减小，选项B、C正确又因UMN不变，I2增大，变压器的输出功率增大，输入功率也随之增大，原线圈中电流I1增大，选项D正确6一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()AU66 VkBU22 VkCU66 VkDU22 VkA解析根据题意，副线圈电流是原线圈电流的3倍，副线圈回路中电阻两端的电压为U，则原线圈回路中电阻两端的电压为U，因为原线圈两端电压是副线圈两端电压的3倍，所以220 VU3U，解得U66 V，原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为，选项A正确7一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器的副线圈被烧坏为获知此变压器原、副线圈的匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈两端的电压为1 V若按理想变压器进行分析，则该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A1 100360B1 100180C2 200180D2 200360B解析由于理想变压器的电压比与原、副线圈匝数比的关系为，所以对于改装后的变压器有，解得n11 100(匝)，对于烧坏前的变压器有，解得n2180(匝)，选项B正确8(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为51，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈通过电阻为R的导线与热水器、抽油烟机连接已知原线圈两端的电压保持不变，副线圈两端的电压按图乙所示规律变化，现闭合开关S接通抽油烟机，下列说法正确的是()A电压表示数为1 100 VB抽油烟机上电压的瞬时值表达式为u220sin 100t VC热水器的实际功率减小D变压器的输入功率增大ACD解析由图乙知副线圈两端的电压的峰值为Um220 V，U2 ，则U1U21 100 V，电压表测得原线圈两端的电压的有效值为1 100 V，选项A正确由图乙知100 rad/s，初相为零，故副线圈两端电压的瞬时值表达式为uUmsin t 220sin 100t V，但定值电阻R会分得一部分电压，抽油烟机获得的电压会偏小，选项B错误副线圈接通抽油烟机后，负载的总电阻减小，通过副线圈的电流I2增大，热水器两端的电压U并U2I2R减小，故热水器的实际功率减小，选项C正确由P1P2 U2I2知，输出功率增大，则输入功率增大，选项D正确能力提升9如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1n21 0001，n3n41100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为()A2.2×103 WB2.2×102 WC2.2×108 WD2.2×104 WC解析由电流互感器知高压输电线中电流I1 000 A，由电压互感器知高压输电线的电压U220×103 V，则高压输电线的送电功率PUI2.2×108 W，选项C正确10(多选)如图所示，一低压交流变压器中，原线圈接在有效值为36 V的交流电源上，变压器的原、副线圈都带有滑动头，通过上下调节P1、P2的位置，可以改变变压器的输出电压图中L是一个小灯泡，R2是定值电阻，R1、 R3是滑动变阻器，若要增大灯泡L的亮度，可以采取的办法是()AP1、P2、P3不动，P4上移BP2、P3、P4不动，P1上移CP1、P3、P4不动，P2上移DP1、P2、P4不动，P3上移ACD解析滑动变阻器R3的触头P4上移时，能使分压部分总电阻增大，灯泡两端的电压增大，使灯泡变亮，选项A正确；根据变压器的变压原理，要增大输出电压，需要使P1下移或P2上移，选项B错误，C正确；滑动变阻器R1是分压接法，P3上移可以使灯泡两端电压增大，灯泡功率增大，使灯泡变亮，选项D正确11如图所示的理想变压器原线圈1接到220 V的交流电源上副线圈2的匝数n230匝，与一个“12 V 12 W”的灯泡L连接，L能正常发光副线圈3的输出电压U3110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A求：(1)副线圈3的匝数n3；(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.解析(1)变压比公式对于两个副线圈也适用，则有，n3匝275匝(2)，n1n2×30匝550匝理想变压器的输入功率等于输出功率P1P2P312 W0.4×110 W56 W，原线圈中电流I1 A0.255 A答案(1)275匝(2)550匝0.255 A12黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”如图所示是高压电网的工作电路高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6 220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？解析电网两极间电场可看作匀强电场且UmEmd，由题意知空气被击穿时Um3 110 V，已知理想变压器电压关系为，峰值与有效值关系为U1mU1，由以上各式得，所以变压器次、初级线圈匝数比不得超过101.答案1016