高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器练习
展开3.3变压器同步练习2021—2022学年高中物理教科版(2019)选择性必修第二册
一、选择题(共15题)
1.如图所示,是通过变压器给用户供电的示意图,变压器的输入电压是电网电压,基本稳定,输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用表示,用变阻器的电阻R表示用户用电器的总电阻,当变阻器的滑动触头P向上移动时,以下说法正确的是( )
A.相当于增加用电器的个数 B.的示数随示数的增大而增大
C.的示数随示数的增大而增大 D.变压器的输入功率减小
2.如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈匝数都变为原来的2倍,其他条件不变,则( )
A.小灯泡亮度不变 B.小灯泡变亮 C.小灯泡变暗 D.不能确定
3.如图所示为一理想变压器,完整原、副线圈匝数相等.原、副线圈都有4个接线柱,正好三等分原、副线圈匝数,其中D、H分别为原、副线圈公共接线柱;变压器原线圈两端接入如图2所示的交流电,副线圈接额定电压为120 V的用电器.改变原、副线圈的接法,在保证安全的情况下,用电器的最大工作电压接近
A.147V
B.110V
C.84V
D.73V
4.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为2:1,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R消耗的功率的比值为k,则( )
A.U =88V, B.U = 110V,k=
C.U=88 V,k= D.U=110V,k =
5.如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生正弦交变电流,线圈电阻不计.理想变压器的原、副线圈匝数之比为20:1,C为电容器,L为直流电阻不计的自感线圈,R1、R2均为定值电阻,其中R1=10, 开关S开始是新断开的,则以下说法中错误的是
A.线圈的转速为
B.交流电压表的示数为11V
C.电阻R1的功率小于12.1W
D.闭合开关S后,变压器副线圈中的电流没有发生变化
6.随着科技的进步,温室气体逐渐增多,造成全球变暖,人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调,其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率,从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时,当室内温度降至设定温度后,交流电动机处于低速持续运转状态,维持室温基本不变,从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图,其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为、,电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍,下列说法正确的是(交流变频器可视为交流发电机)( )
A.理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍
B.若没有交流变频器,则电压表的示数为
C.穿过原、副线圈的磁通量之比为
D.穿过原、副线圈的磁通量之比为
7.如图所示,理想变压器原副线圈匝数比5:1,原线圈通以交流电后,原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载灯泡B的电压之比为1:2,则下列说法正确的是( )
A.电阻A与负载灯泡B的电功率之比,电阻A与负载灯泡B的电阻之比为
B.电阻A与负载灯泡B的电功率之比,电阻A与负载灯泡B的电阻之比为
C.电阻A与负载灯泡B的电功率之比,电阻A与负载灯泡B的电阻之比为
D.电阻A与负载灯泡B的电功率之比,电阻A与负载灯泡B的电阻之比为
8.如图,理想变压器副线圈匝数为2000匝,原线圈匝数为1000匝。副线圈接有一个阻值为的灯泡,绕过铁芯的单匝线圈接有一理想交流电压表,示数为。则交流电流表的示数为( )
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A. B. C. D.
9.如图所示,理想变压器的原线圈A、B两端接入电压为u=220sin(100πt)V的交变电流.原线圈匝数n=1100,副线圈匝数n1=60匝,副线圈匝数n2=50匝,C、D之间接入电容器,E、F之间接入内阻为10Ω电动机M,它们都能正常工作.则
A.该交流电的频率为100Hz
B.副线圈中磁通量变化率的最大值为0.2Wb/s
C.该电容器的耐压值为12V
D.该电动机的输入功率为10W
10.如图所示,在一理想变压器的副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,在原线圈上加一正弦交变电压,下列说法正确的是( )
A.保持Q位置不变,将P向上滑动,变压器的输出电压变小
B.保持Q位置不变,将P向上滑动,电流表的读数变小
C.保持P位置不变,将Q向上滑动,电流表的读数变小
D.保持P位置不变,将Q向上滑动,变压器输出功率变小
11.如图所示为一自耦变压器,保持输入电压不变,以下说法正确的是( )
A.滑键P不动,滑键Q上移,电流表示数不变
B.滑键P不动,滑键Q上移,电压表示数变小
C.滑键P向b方向移动,滑键Q下移,电流表示数减小
D.滑键P向b方向移动,滑键Q不动,电流表示数增大
12.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:3,R1=10 Ω,R2=5 Ω,电容器的电容C=150 μF.若电容器下极板所带电荷量q=0.003sin100πt C,则
A.电阻R2的电功率为160 W
B.原线圈两端电压的有效值为200 V
C.原线圈中电流的有效值大于1.2 A
D.原线圈两端电压的频率大于50 Hz
13.近年来,手机无线充电技术越来越普及,图甲是某款手机的无线充电装置,其工作原理如图乙所示,其工作原理如图乙所示,其中送电线圈和受电线圈匝数比n1:n2=5:1,送电、受电线圈中所接电阻的阻值分别为R1=25Ω,R2=18Ω。当ab间接上220V的正弦交变电源后,受电线圈中产生电流给手机充电;充电时,受电线圈中的电流为2A.设送电线圈端输入电压为U1,受电线圈cd端输出电压为U2,把装置线圈视为理想变压器、手机充电时,下列说法正确的是( )
A.cd间电压为U2=44V
B.手机两端的电压为5V
C.手机充电时,送电线圈的输入功率为84W
D.若送电线圈中的电流均匀增加,则受电线圈中的电流也一定均匀增加
14.教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示.理想交流电流表A和交流电压表V的读数分别为I、U , R 消耗的功率为P.若将发电机线圈的匝数变为原来的4倍,其它条件均不变,下列说法正确的是
A.R消耗的功率变为2P
B.电压表的读数为4U
C.电流表的读数为2I
D.通过R的交变电流频率变大
15.如图,理想变压器原线圈匝数为,接有一阻值为的电阻和理想交流电流表A.副线圈匝数为,接有阻值和的两个电阻。为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定,频率为50Hz。该变压器原、副线圈匝数比,当开关S断开时,电流表的示数为,则( )
A.流经的交变电流的频率为100Hz
B.当开关S断开时,的电功率为
C.当开关S闭合时,原线圈两端的电压增大
D.当开关S闭合时,的电功率变为原来的16倍
二、填空题(共4题)
16.理想变压器的输入功率_____(填“大于”、“等于”或“小于”)输出功率,输入、输出电压与线圈的_____成正比,利用变压器将220V的交流电压变为55V,如果原线圈为2000匝,则副线圈应为______ 匝 .
17.如图所示,理想变压器的输入电压表达式u=311sin314t(V),变压器的变压比是10:1,次级负载电阻R为20Ω,,则负载两端的电压为______V,初级线圈的输入功率为_____W.
18.如图用理想变压器给变阻器R供电,设输入交变电压不变.当变阻器R上的滑动触头P向上移动时,图中电表的示数和输入功率P变化情况是A1______,V2______,P______.(填变大、变小或不变)
19.在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)本实验要通过改变原、副线圈匝数,探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系,实验中需要运用的科学方法是______;
A.控制变量法 B.等效替代法 C.整体隔离法
(2)为了减少涡流的影响,铁芯应该选择______;
A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯 C.绝缘的铜片叠成 D.绝缘的硅钢片叠成
(3)以下给出的器材中,本实验需要用到的有哪些______;
A.B. C. D.
(4)下列做法正确的是______。
A.为了人身安全,只能使用低压直流电源,所用电压不要超过
B.观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数多
C.变压器开始正常工作后,铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈
D.为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测
三、综合题(共4题)
20.在某些需要带电工作的情况下测量交变电流时,电工需要使用钳形电流表,其结构如图所示,试说明钳形电流表测量交变电流大小的原理。(提示:被测导线相当于变压器的初级线圈,二次绕组相当于变压器的次级线圈。)
21.如图所示,把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈(原线圈)通过开关可以连接到交流电源或直流电源的两端,另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上.连接电路,接通电源,小灯泡能发光.
(1)两个线圈并没有连接,小灯泡为什么会发光?
(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗?
22.大型交流发电机采用的是旋转磁极式发电机,其原理图简化后如图甲所示,其矩形线圈在匀强磁场中不动,线圈匝数为1000匝,内阻不可忽略.产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴OO′(O′O沿水平方向)匀速转动,线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化.线圈的两端连接理想变压器,理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=10:1,电阻R1=R2=10Ω,电流表示数为16A.求:
(1)发电机产生的电动势的最大值;
(2)交流电压表的示数;
(3)发电机线圈的电阻.
23.如图所示,一台理想变压器有两个副线圈。已知12V的副线圈输出电流是4.17A,匝数是30匝;127V的副线圈输出电流是。
(1)127V的副线圈匝数是多少?原线圈的匝数是多少?
(2)原线圈的输入功率是多少?原线圈的输入电流是多少?
参考答案:
1.D
2.A
3.B
4.A
5.D
6.A
7.C
8.A
9.B
10.B
11.C
12.C
13.C
14.C
15.D
16. 等于 匝数 500
17. 22V 24.2W
18. 变小 不变 变小
19. A D BD D
20.钳形电流表实际上是升压变压器,其工作原理时电磁感应
21.(1)当左边线圈加上交流电压时,左边线圈中就有交变电流,在铁芯中产生周期性变化的磁场,根据法拉第电磁感应定律知,在左、右线圈中都要产生感应电动势,右线圈作为电源给小灯泡供电,小灯泡就会发光.
(2)只要n1≠n2,小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等.
22.(1) (2) U1=800V (3) 125Ω
23.(1)317,550;(2) 130.05W,0.59A
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