2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 交變電流 第4節(jié) 變壓器 第2課時作業(yè) 新人教版選修3-2

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1、第4節(jié) 變壓器 第2課時 ?[2017·山東濟(jì)寧一中高二期中]如圖5-4-13所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2;副線圈電路中接有燈泡,燈泡的額定電壓為220V,額定功率為22W;原線圈電路中接有電壓表和電流表.現(xiàn)閉合開關(guān),燈泡正常發(fā)光.若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù),則 (　　) 圖5-4-13 A.U=110V,I=0.2A B.U=110V,I=0.05A C.U=1102V,I=0.2A D.U=1102V,I=0.22A ?[2017·廣東汕頭金山中學(xué)高二期末]如圖5-4-14所示,用理想變壓器給電燈L供電,如果只增加副線圈匝數(shù),其他條

2、件不變,則(電燈L未被燒壞)(　　) 圖5-4-14 A.電燈L亮度減小 B.電流表示數(shù)增大　 C.電壓表示數(shù)不變　 D.變壓器輸入功率不變 ?圖5-4-15中B為理想變壓器,接在交變電壓有效值保持不變的電源上,指示燈L1和L2完全相同(其阻值均恒定不變),R是一個定值電阻,電壓表、電流表都是理想電表.開始時開關(guān)S是閉合的,當(dāng)S斷開后,下列說法正確的是 (　　) 圖5-4-15 A.電流表A2示數(shù)變大 　B.電壓表V示數(shù)變大 C.電流表A1示數(shù)變小 　D.燈泡L1變暗 ?(多選)如圖5-4-16所示,某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié),原線圈兩端電壓為一峰值不變的正

3、弦交變電壓,副線圈接一可變電阻R.在其他條件不變的情況下,為使變壓器輸入功率增大,下面的措施正確的是 (　　) 圖5-4-16 A.僅增加原線圈匝數(shù)n1 　B.僅增加副線圈匝數(shù)n2 C.僅減小電阻R的阻值 　D.僅增大電阻R的阻值 ?普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流,通常要通過電流互感器來連接.圖5-4-17中電流互感器的ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少,工作時電流為Iab,cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多,工作時電流為Icd.為了使電流表能正常工作,則 (　　) 圖5-4-17 A.ab接MN、cd接PQ,IabIcd C.

4、ab接PQ、cd接MN,IabIcd ?如圖5-4-18所示的電路中,有一自耦變壓器,左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上;右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動變阻器R,R上并聯(lián)一只理想電壓表V2.下列說法中正確的是 (　　) 圖5-4-18 A.若滑片F(xiàn)不動,滑片P向下滑動,則V1示數(shù)變大,V2示數(shù)變小 B.若滑片F(xiàn)不動,滑片P向下滑動,則燈泡消耗的功率變小 C.若滑片P不動,滑片F(xiàn)向下移動,則V1、V2的示數(shù)均變小 D.若滑片P不動,滑片F(xiàn)向下移動,則燈泡消耗的功率變大 ?(多選)如圖5-4-19所示的理想變壓器的副線圈接有

5、兩個電壓表V1和V2、兩個電流表A1和A2、兩個定值電阻R1和R2及一個可變電阻R3,原線圈接一正弦交流電源,R3的滑片在最下端時,V2的示數(shù)為V1的2倍.在R3的滑片自最下端滑動到最上端的過程中,以下說法正確的是 (　　) 圖5-4-19 A.電壓表V1的示數(shù)減小 B.電壓表V2的示數(shù)減小 C.電流表A1、A2的示數(shù)都增大 D.電壓表V1的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的乘積一直減小 ?(多選)如圖5-4-20甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3∶1,L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“9V　6W”的燈泡,各電表均為理想交流電表,輸入端交變電壓u的圖像如圖乙所示.以下說法中正

6、確的是 (　　) 圖5-4-20 A.電壓表的示數(shù)為36V B.電流表的示數(shù)為2A C.四只燈泡均能正常發(fā)光 D.變壓器副線圈中交變電流的頻率為50Hz ?(多選)[2017·湖北夷陵中學(xué)高二月考]如圖5-4-21所示,a、b端輸入有效值恒定的交變電壓,理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓均為12V、額定功率均為2W的燈泡A、B、C.閉合開關(guān),燈泡均正常發(fā)光,則下列說法正確的是 (　　) 圖5-4-21 A.原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2 B.電壓表V的示數(shù)為24V C.變壓器的輸入功率為4W D.副線圈上再并聯(lián)一個相同的燈泡D,燈泡A會被燒壞 [2017·安徽六

7、安一中高二測試]如圖5-4-22所示,矩形線框abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路,線框在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動,磁場只分布在bc邊的左側(cè),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線框面積為S,轉(zhuǎn)動的角速度為ω,匝數(shù)為N,線框電阻不計.下列說法正確的是 (　　) 圖5-4-22 A.將原線圈抽頭P向上滑動時,燈泡變暗 B.電容器的電容C變大時,燈泡變暗 C.在圖示位置時,矩形線框中瞬時感應(yīng)電動勢最大 D.若線框轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?ω,則變壓器原線圈電壓的有效值為2NBSω (多選)如圖5-4-23甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為5∶1,原線圈接交流電源和交流電壓表,

8、副線圈接有“220V,440W”的熱水器、“220V,220W”的抽油煙機(jī).如果副線圈兩端的電壓按圖乙所示規(guī)律變化,則下列說法正確的是 (　　) 圖5-4-23 A.變壓器副線圈兩端的電壓的瞬時值表達(dá)式為u=2202sin100πt(V) B.交流電壓表的示數(shù)為11002V C.1min內(nèi)變壓器輸出的電能為3.96×104J D.熱水器的發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)的發(fā)熱功率的2倍 (多選)如圖5-4-24甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶1,b是原線圈的中心抽頭,圖中電表均為理想的交流電表,定值電阻R=10Ω,其余電阻均不計.從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交

9、變電壓,則下列說法中正確的是 (　　) 圖5-4-24 A.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時,電壓表的示數(shù)為31.1V B.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接且在t=0.01s時,電流表的示數(shù)為4.4A C.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時,副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5Hz D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時,原線圈的輸入功率變大 (多選)如圖5-4-25所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源,一個二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端.假設(shè)該二極管的正向電阻為零,反向電阻為無窮大.用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd,則

10、 (　　) 圖5-4-25 A.Uab∶Ucd=n1∶n2 B.增大負(fù)載電阻的阻值R,電流表的讀數(shù)變小 C.負(fù)載電阻的阻值越小,c、d間的電壓Ucd越大 D.將二極管短路,電流表的讀數(shù)加倍 第2課時 1.A　[解析]燈泡正常發(fā)光,說明副線圈兩端的電壓為220V,電流為22220A=0.1A,根據(jù)電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系知,原線圈兩端電壓為12×220V=110V,電流為21×0.1A=0.2A,A正確. 2.B　[解析]只增加副線圈匝數(shù),根據(jù)U1U2=n1n2可知,副線圈兩端的電壓增加,即電壓表示數(shù)增大,輸出功率增加,則所以

11、電燈變亮,則輸出功率增加,輸入功率也增加,所以電流表示數(shù)增大,綜上可知,B正確. 3.C　[解析]由題意可知,原、副線圈兩端電壓均保持不變,故電壓表V的示數(shù)不變,選項B錯誤;當(dāng)開關(guān)S斷開后,副線圈電路中的總電阻增大,干路電流減小,則電流表A2的示數(shù)變小,故電流表A1的示數(shù)變小,選項A錯誤,選項C正確;電路中R兩端電壓減小,則燈泡L1兩端電壓增大,L1變亮,選項D錯誤. 4.BC　[解析]為使變壓器輸入功率增大,可以僅減小電阻R的阻值,也可以僅減少原線圈匝數(shù)n1或者僅增加副線圈匝數(shù)n2,選項B、C正確. 5.B　[解析]高壓輸電線上的電流較大,測量時需把電流變小,根據(jù)I1I2=n2n1,M

12、N應(yīng)接匝數(shù)少的線圈,故ab接MN,cd接PQ,且Iab>Icd,選項B正確. 6.B　[解析]若滑片F(xiàn)不動,滑片P向下滑動,則滑動變阻器接入電路中的電阻變大,副線圈回路中總電阻變大,電流變小,燈泡兩端的電壓變小,功率變小,滑動變阻器兩端的電壓變大,V2的示數(shù)變大,而原線圈兩端的電壓不變,V1示數(shù)不變,A錯誤,B正確;若滑片P不動,滑片F(xiàn)向下移動,則根據(jù)理想變壓器特點可知,原線圈兩端的電壓不變,即V1示數(shù)不變,副線圈兩端的電壓減小,副線圈回路中電流變小,燈泡消耗的功率變小,電壓表V2的示數(shù)變小,C、D錯誤. 7.AD　[解析]當(dāng)R3的滑片向上移動時,R2、R3的總電阻減小,分壓減小,所以電壓

13、表V1的示數(shù)減小,A正確.根據(jù)U1U2=n1n2,副線圏兩端的電壓不變,故電壓表V2的示數(shù)不變,B錯誤.根據(jù)“串反并同”得電流表A1的示數(shù)增大,電流表A2的示數(shù)減小,C錯誤.電壓表V1的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的乘積為電阻R2、R3消耗的功率之和;把變壓器輸出端當(dāng)作電源,R1當(dāng)作內(nèi)阻,可知:當(dāng)R2、R3的總電阻R23等于R1時,電阻R2、R3消耗的功率之和最大;因為當(dāng)R3的滑片在最下端時,R23=R1,所以當(dāng)滑片上移時,電阻R2、R3消耗的功率之和減小,D正確. 8.BCD　[解析]因輸入電壓有效值為36V,變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3∶1,故IL1=13(IL2+IL3+IL4)=IL2=

14、IL3=IL4,UL1=UL2=13U,又UL1+U=36V,得U=27V,所以電壓表的示數(shù)為27V,L1所分電壓為9V,副線圈兩端的電壓為9V,四只燈泡都正常發(fā)光,C正確,A錯誤;因燈泡L2、L3、L4都正常發(fā)光,所以電流表的示數(shù)為69×3A=2A,B正確;變壓器不改變交變電流的頻率,D正確. 9.CD　[解析]副線圈電路中每個燈泡的電流IL=PLUL=212A=16A,則原線圈中的電流I1=16A,副線圈中的電流I2=2×16A=13A,所以原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=I2∶I1=2∶1,故A錯誤;副線圈兩端的電壓為U2=12V,則原線圈兩端的電壓U1=n1n2U2=24V,電壓表示

15、數(shù)為U=UL+U2=36V,故B錯誤;副線圈的輸出功率P2=2PL=4W,則變壓器的輸入功率P1=P2=4W,故C正確;副線圈上再并聯(lián)一個相同的燈泡D,則副線圈中的電流增大,原線圈中的電流也增大,超過燈泡的額定電流,A燈泡會被燒壞,故D正確. 10.A　[解析]矩形線框abcd中產(chǎn)生交變電流,將原線圈抽頭P向上滑動時,原線圈匝數(shù)變大,根據(jù)變壓比公式U1U2=n1n2可知,輸出電壓減小,故燈泡會變暗,A正確;電容器的電容C變大時,容抗減小,故電流增大,燈泡變亮,B錯誤;線框處于圖示位置時,是在中性面位置,感應(yīng)電動勢的瞬時值為零,C錯誤;若線框轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?ω,則電動勢最大值變?yōu)镋m=2NB

16、Sω,根據(jù)電流的熱效應(yīng),有2NBSω22R·T2=E2R·T,解得E=NBSω,故D錯誤. 11.AC　[解析]由圖乙可知,交變電壓的峰值是2202V,周期T=0.02s,ω=2πT=2π0.02rad/s=100πrad/s,則副線圈兩端的電壓的瞬時值表達(dá)式為u=2202sin100πt(V),A正確;由變壓公式知U1=n1n2U2=51×220V=1100V,故交流電壓表示數(shù)為1100V,B錯誤;1min內(nèi)變壓器輸出的電能為W=Pt=(220W+440W)×60s=3.96×104J,C正確;熱水器的發(fā)熱功率為440W,而抽油煙機(jī)的發(fā)熱功率遠(yuǎn)小于220W,所以熱水器的發(fā)熱功率不是抽油煙機(jī)

17、的發(fā)熱功率的2倍,D錯誤. 12.BD　[解析]當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時,U2=n2n1U1=22V,電壓表的示數(shù)為22V,選項A錯誤;當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接時,U'2=n2n12U1=44V,電流表示數(shù)為4.4A,選項B正確;當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時,副線圈輸出電壓的頻率仍為50Hz,選項C錯誤;當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時,副線圈的輸出電壓增大,副線圈的輸出功率增大,故原線圈的輸入功率變大,選項D正確. 13.BD　[解析]經(jīng)交流電壓表、交流電流表測得的值分別為交變電壓和交變電流的有效值,根據(jù)變壓公式UabU2=n1n2得到輸出電壓,而輸出電壓U2不等于c、d間的電壓,因二極管具有單向?qū)щ娦?輸入電壓通過變壓器變壓后經(jīng)二極管整流后有效值發(fā)生變化,Ucd=2U22=2n2Uab2n1,則Uab∶Ucd=2n1∶n2,選項A錯誤.增大負(fù)載電阻的阻值R時,Uab不變,Ucd也不變,根據(jù)P出=Ucd2R可知,輸出功率減小,根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率可知,輸入功率必減小,故電流表讀數(shù)變小,選項B正確,選項C錯誤.二極管短路時,U'cd=U2,輸出功率P'出=U'cd2R=U22R=2P出,故輸入功率P1也加倍,而輸入電壓U1不變,根據(jù)P1=U1I1得電流表讀數(shù)加倍,選項D正確. 7