2022年高中物理第章交变电流变压器学业分层测评教科版选修- .pdf

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1、1 11 变压器(建议用时：45 分钟)学业达标 1(多选)关于理想变压器，下列说法正确的是()A变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压B实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器C理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的频率D输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能【解析】易知 A、B 正确；理想变压器无能量损耗，改变交变电流的电压，不改变交变电流的周期和频率，C错误；变压器工作的原理是互感现象，输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能，D正确【答案】ABD 2对理想变压器可作出的判断是()【导学号：31310112】A高压线圈匝数多、电

2、流大、导线粗B低压线圈匝数少、电流小、导线细C高压线圈匝数多、电流大、导线细D低压线圈匝数少、电流大、导线粗【解析】理想变压器中有U1I1U2I2且有I1I2n2n1，变压器电压较高的一边电流小，匝数多，导线细，则电压较低的一边电流大，匝数少、导线粗【答案】D 3理想升压变压器的原线圈接电流表A1和电阻R1后，接 6 V恒定直流电流，如图 2-6-8所示，当副线圈的负载电阻R2变大时，以下说法正确的是()图 2-6-8A输出功率减小BA2读数减小CA1读数减小DA1读数不为零，且保持不变【解析】根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此副线圈上名师资料总结-精品资料欢迎下载-名

3、师精心整理-第 1 页，共 7 页 -2 无电压，无输出功率，由于原线圈构成直流通路，故电流表A1有恒定读数，本题选项D 正确【答案】D 4.如图 2-6-9所示，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是()图 2-6-9【导学号：31310113】A120 V,0.10 A B 240 V,0.025 A C120 V,0.05 A D 240 V,0.05 A【解析】灯泡正常工作，副线圈电压U212 V，副线圈电流I22612 A 1 A，根据匝数比得原线圈电流I1

4、120I20.05 A，原线圈电压U120U2240 V，选项 D正确，其他选项错误【答案】D 5(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为101，以下说法中正确的是()A穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是101 B穿过原、副线圈每一匝的磁通量的变化率相等C原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为11 D正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为11【解析】对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比；理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率，故正确选项是B、C、D.【答案】BCD 6电阻为R的负载接到20 V

5、直流电压上消耗的电功率是P；用一个变压器，原线圈接最大值为200 V的正弦交流电压，副线圈接电阻为R的负载，要使负载上消耗的电功率为P2，则变压器原、副线圈的匝数比为()【导学号：31310114】A20 1 B 1021 C10 1 D 110 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 7 页 -3【解析】原线圈输入电压U11002 V根据题意，P2R，P2U22R，解得U2102 V，由变压器变压公式得变压器原、副线圈的匝数比n1n2U1U2101，选项 C正确【答案】C 7普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图2-6-10

6、中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()图 2-6-10Aab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcd【解析】电流互感器ab一侧线圈匝数比cd一侧线圈匝数少，根据电流关系得I1n1I2n2，所以IabIcd，电流表应接在电流较小的一侧，故选项B正确【答案】B 8(多选)一个理想变压器副线圈上接一个电阻，欲使此电阻的电功率增大，可以采取的措施是(每次只改变一个因素)()【导学号：31310115】A增加原线圈的匝数n1B 减少原线圈的匝数n1C增大电阻值D 减少电阻值【解析】电

7、阻消耗的功率PU22R，而U1U2n1n2，所以PU21n22n21R，P要增大，减小n1或R即可【答案】BD 能力提升 9(多选)用理想变压器给负载电阻R供电，变压器输入电压一定时，下列四个办法中可以使变压器输入功率增加的是()A减小变压器原线圈匝数，而副线圈匝数及负载电阻R保持不变B减小负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变C增大负载电阻的阻值，而变压器原、副线圈匝数不变名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 7 页 -4 D增大变压器副线圈匝数，而原线圈匝数和负载电阻保持不变【解析】由U1U2n1n2可知，当n1减小时，U2增大，P2U22R，P2增大，由变压器

8、输入功率P1P2可知，A 正确；U1、n1、n2不变，则U2不变，R减小时，P2U22R，P2增大，由变压器输入功率P1P2可知，B正确；选项C与选项 B相反，故 C错误；当n1、U1不变，n2增大时，则U2增大，由P2U22R(R不变)，可知P2增大，由变压器输入功率P1P2可知，D正确【答案】ABD 10(多选)如图 2-6-11(a)左侧调压装置可视为理想变压器，负载电路中R55，为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是()【导学号：31310116】(a)(b)图 2-6-11A电流表的示数为2 A B原、副线圈匝数比为

9、12 C电压表的示数为电压的有效值D原线圈中交变电压的频率为100 Hz【解析】电流表的示数为：IUR11055 A2 A，A正确；原、副线圈的电压比等于匝数比，所以匝数比为21，B 错误；电压表的示数指交变电压的有效值，C 正确；由(b)知交变电压的周期为0.02 s，故频率为50 Hz，D错误【答案】AC 11(2016南京高二检测)图 2-6-12 甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻R 20，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示现将S1接 1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是()名师资

10、料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 7 页 -5 甲乙图 2-6-12A输入电压u的表达式u20 2sin(50 t)V B只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大D若 S1换接到 2后，R消耗的电功率为0.8 W【解析】由图乙知周期为0.02 s，因此输入电压的表达式u202sin(100 t)V，A错；只断开S2，L1、L2两端的电压小于额定电压，都不能正常发光，B 错；只断开S2，负载电阻变大，功率变小，C错；S1换接到 2 后，据PU2出R和U入U出n1n2得R消耗的功率为0.8 W，故选 D.【答案】D 12有一电路连接如图2-6-1

11、3所示，理想变压器初级线圈接电压一定的交流电源，电阻R1和R2阻值相等，则下列说法正确的是()【导学号：31310117】图 2-6-13A只将 S1从 2 拨向 1 时，电流表示数变小B只将 S2从 4 拨向 3 时，电流表示数变小C只将 S3从断开变为闭合，变压器的输入功率减小D只将变阻器R3的滑动触头下移，变压器的输入功率减小【解析】只将 S1从 2 拨向 1 时，根据U1U2n1n2，可得副线圈的电压要增大，输出功率和输入功率也要增大，电流表示数变大，A错；只将 S2从 4 拨向 3 时，副线圈的电压要减小，输出功率和输入功率也要减小，电流表示数变小，B对；只将 S3从断开变为闭合时，

12、副电路的总电阻变小，输出功率和输入功率要增大，电流表示数变大，C错；只将变阻器R3的滑动触头下移，副线圈电路的总电阻变小，输出功率和输入功率要增大，电流表示数变大，D错【答案】B 13(多选)(2014 山东高考)如图 2-6-14，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 7 页 -6 图 2-6-14压器接在正弦交变电源上闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V 和 2.2 A 以下判断正确的是()A变压器输入功率为484 W B通过原线圈的电流的有效值为0.6 A C通过副线圈

13、的电流的最大值为2.2 A D变压器原、副线圈匝数比n1n2113【解析】变压器的输入功率P1P2I2U22.2 60 W 132 W，选项 A错误；由U1U2n1n2得n1n2U1U222060113，选项 D正确；由I1I2n2n1得I1n2n1I23112.2 A 0.6 A，选项 B正确；根据IIm2得副线圈上的电流的最大值I2m2I22.2 2A，选项 C错误【答案】BD 14如图 2-6-15 甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u-t图像如乙所示若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的

14、电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.【导学号：31310118】甲乙图 2-6-15(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接 400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比ncende.【解析】(1)由乙图知200 rad/s 电压瞬时值uab400sin 200 t(V)(2)电压有效值U1Um22002(V)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 7 页 -7 理想变压器P1P2原线圈中的电流I1P1U10.28 A.(3)设ab间匝数为n1，根据变压器规律有u1n1ucence，u1n1udende，由题意有：u2ceRceu2deRde，联立可得：ncendeRceRde43.【答案】(1)uab400sin 200 t V(2)0.28 A(3)4 3 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 7 页 -