高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3章 交变电流与远距离输电第3节 科学探究:变压器巩固练习

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3章 交变电流与远距离输电第3节 科学探究:变压器巩固练习，共18页。试卷主要包含了3科学探究，0A，0W，5A等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册3.3科学探究：变压器 课后练习（解析版）1．如图所示，理想变压器的原线圈与输出电压有效值恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与灯泡L和滑动变阻器R相连，若将滑动变阻器滑片上滑，则滑动过程中，下列说法正确的是（　　）A．副线圈两端电压不变 B．灯泡L亮度变亮C．原线圈中电流减小 D．电源的输出功率不变2．我国家庭电路所接交变电压的有效值为220V，其他一些国家采取110V市电标准。一变压器可视为理想变压器，它将110V交变电压改变为220V，已知变压器原线圈的匝数为400，则副线圈的匝数为（　　）A．100 B．200 C．800 D．16003．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于50V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体，开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
 A．电压表的示数为5VB．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电C．若则可以实现燃气灶点火D．穿过原、副线圈的磁通量之比等于n1:n24．一个理想变压器，正常工作时，在原、副线圈上，下列物理量中可能不相等的是（　　）A．交流的频率 B．电流的有效值C．电功率 D．磁通量的变化率5．交流电流表有一定的量度范围，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.图中电流互感器H，H线圈匝数，下列说法正确的是（　　）
 A．测量高压输电线路电流时，接、接B．测量高压输电线路电流时，接、接C．若高压输电线路的电流为交变电流，则电表A的示数为0D．若高压输电线路的电流为恒定电流，则电表A示数恒定且不为06．在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
 A．所用交流电的频率为25HzB．电压表的示数为100VC．电流表的示数为1.0AD．变压器传输的电功率为15.0W 7．如图所示，电流表、电压表均为理想交流电表，变压器为理想变压器，R是光敏电阻（其阻值随照射光强度增大而减小）。原线圈接入电压为的交流电，下列说法正确的是（　　）A．照射R的光强度增加时，输入功率变大B．照射R的光强度减小时，电流表的示数变大C．照射R的光强度减小时，电压表示数变小D．若原线圈匝数增加，灯泡变得更亮8．如图所示，原、副线圈匝数比为100∶1的理想变压器，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　）
 A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为3.1VB．副线圈两端的电压频率为50HzC．当单刀双掷开关由a扳向b时，原线圈输入功率变小D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表的示数变大9．如图所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为的交流电源两端。电路中为定值电阻，测量电表均为理想电表，导线电阻不计。现使滑动变阻器的滑动触头向上滑动，则下列说法正确的是（　　）
 A．电压表的示数变大 B．电流表的示数变大C．定值电阻消耗的电功率变小 D．电压表与电流表示数的比值不变10．如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中为定值电阻，是滑动变阻器，和是理想交流电压表，示数分别用和表示。和是理想交流电流表，示数分别用和表示。下列说法正确的是（　　）
 A．和分别为原副线圈两端电压的瞬时值B．和与变压器的原副线圈匝数成反比C．滑片向下滑动过程中，不变，变大D．滑片向下滑动过程中，变小，变大11．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则（　　）A．流过电阻的电流是10AB．变压器的输入功率是1×103 WC．与电阻并联的电压表的示数是VD．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J12．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时，产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如（a）图线①所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如（a）图线②所示，用此线圈给（b）图中匝数比为3∶1的理想变压器供电，则（   ）
 A．时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行B．线圈先后两次转速之比为2∶3C．转速调整前，图中电压表的示数为VD．图线②电动势的瞬时值表达式V13．如图所示，T为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光传感器中的光敏电阻（光照增强，电阻减小），原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时（　　）
 A．电压表V1示数不变B．电压表V2示数变大C．电流表A1示数变大D．电流表A2示数不变14．在如图甲所示的电路中。灯泡L1的规格为“20V，2W”、灯泡L2的规格为“50V，20W"，电压表V为理想交流电表。电路中原线圈接入如图乙所示的交流电时两个灯泡均恰好正常发光，则下列说法正确的是（　　）A．灯泡中的电流方向每秒钟改变50次B．原、副线圈的匝数之比为4∶1C．原线圈的输入电压为220VD．原、副线圈中磁通量的变化率相等15．在如图所示的电路中，理想电压表的示数，额定功率为10W的小灯泡和100W的电动机均正常工作，已知电动机的内阻，电动机的热功率为4W。以下说法正确的是（　　）
 A．通过电动机的电流为0.5AB．电动机的额定电压为200VC．小灯泡的额定电压为20VD．理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1  16．如果把一个可拆变压器看成理想变压器，两个线圈分别为A、B，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验步骤（写出要测的物理量，并用字母表示）：____________，A线圈的匝数为nA＝____________。（用所测物理量符号表示） 17．理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，若原线圈上加u=400sin（100πt ）V的交流电压，则在副线圈两端用交流电压表测得电压是多少？18．如图a所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55 Ω，A、V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，试求：（1）原、副线圈匝数比；（2）电流表的示数。19．如图甲是一理想变压器的电路图，图乙是原线圈两端所加电压随时间变化的关系图像，已知电压表和电流表均为理想电表，电压表的示数为10V，两个定值电阻的阻值R均为2Ω。（1）求原、副线圈的匝数之比；（2）将开关S闭合，求变压器的输入功率；
 20．图甲为一理想变压器，为原线圈，原线圈输入正弦式交变电压的图像如图乙所示，为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。若只在间接一个的电阻，或只在间接一个的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为。(1)请写出原线圈输入电压u的瞬时值表达式；(2)求只在间接电阻时，原线圈中的电流；(3)求和间线圈的匝数比。               参考答案1．A【详解】A．电源输出电压恒定，根据理想变压器规律副线圈电压不变，故A正确；B．灯泡两端电压不变，灯泡亮度不变，故B错误；CD．将滑片上滑，滑动变阻器阻值变小，副线圈电流变大，原线圈电流变大，副线圈功率变大，变压器的输入功率等于输出功率，电源输出功率变大，故CD错误。故选A。2．C【详解】根据即解得n2=800故选C。3．C【分析】考查变压器在生活中的实际应用。【详解】A．电压表的示数为有效值，电压最大值为5V，有效值为3.5V，故A项错误；B．若没有转换器，原线圈为直流电，副线圈没有电磁感应不会有电流产生，故B项错误；C．如满足变压器副线圈电压的瞬时值等于50V，则有所以当时则可以实现燃气灶点火，C项正确；D．穿过原、副线圈的磁通量应相等，故D项错误。故选C。4．B【详解】理想变压器的变压原理即为在同一个铁芯中磁通量的变化率相同，输入功率等于输出功率，变压器只改变电压和电流，不改变频率，即电流的有效值可能不相等。故选B。5．A【详解】AB．根据因则接入的ab中电流较大，cd中电流较小，则测量高压输电线路电流时，接、接，选项A正确，B错误；C．若高压输电线路的电流为交变电流，则电表A的示数为交流电的有效值，则示数不为0，选项C错误；D．若高压输电线路的电流为恒定电流，则根据变压器的原理可知，电表A示数恒定为0，选项D错误。故选A。6．D【详解】A．交流电的频率为故A错误；B．通过电流的有效值为两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知根据理想变压器的电压规律可知原线圈的电压电阻两端分压即为电压表示数，即故B错误；C．电流表的示数为故C错误；D．副线圈中流过的总电流为变压器原副线圈传输的功率为故D正确；故选D。7．AC【详解】A．照射R的光强度增加时，其阻值减小，副线圈的干路电流增大，所以原线圈的电流增大，则原线圈的输入功率变大，故A正确；B．照射R的光强度减小时，其阻值变大，副线圈的干路电流减小，所以原线圈的电流减小，电流表的示数变小，故B错误；C．照射R的光强度减小时，其阻值变大，副线圈的干路电流减小，灯泡两端的电压减小，则电压表示数变小，故C正确；D．若原线圈匝数增加，副线圈总电压减小，则灯泡电压减小，灯泡变暗，故D错误。故选AC。8．BD【详解】A．在原线圈c、d两端加上瞬时值为的交变电压，故原线圈的最大电压为310V，当单刀双掷开关与a连接时，根据解得副线圈的电压最大值为有效值为电压表的示数为有效值，A错误；B．在原线圈c、d两端加上瞬时值为的交变电压，角速度 故频率变压器不改变频率，故副线圈两端的电压频率不变，B正确；CD．当单刀双掷开关由a扳向b时，匝数之比减小为50：1，输出电压增大，电压表和电流表的示数均变大，故输出功率变大，输入功率等于输出功率，也变大，D正确C错误。故选BD。9．AC【详解】A．输入电压不变，原副线圈匝数比不变，输出电压由输入电压决定，副线圈电压U2不变，滑片向上滑动，电阻R变大，滑动变阻器两端电压变大，V2示数变大，故A正确；B．副线圈电路中总电阻电大，电流减小，原副线圈匝数比不变，原线圈电流也减小，故B错误；C．副线圈电流变小，定值电阻R0上消耗的功率变小，故C正确；D．输入电压不变，输入电流随输出电流变化而变化，所以电压表V1与A的示数比值变化，故D错误。故选AC。10．BC【详解】A. 和分别为原副线圈两端电压的有效值，选项A错误；B. 和与变压器的原副线圈匝数成反比，选项B正确；CD. 变压器匝数比和初级电压一定，则次级电压一定，即不变，滑片向下滑动过程中，R减小，则I2变大，根据则变大，选项C正确，D错误。故选BC。11．AB【详解】A．根据变压器的规律得根据欧姆定律得A正确；B．理想变压器的输入功率与输出功率相等，所以输入功率为B正确；C．与电阻并联的电压表的示数是有效值，所以示数为100V，C错误；D．根据焦耳定律得D错误。故选AB。12．CD【详解】A．根据a图知，t = 0时刻，e = 0，说明磁通量最大而磁通量的变化率为零，此时线圈平面恰好与磁场方向垂直，A错误；B．a图中，①的周期T1= 0.2s，②的周期T1= 0.2 = 3s，由ω = 知B错误；C．转速调整前，原线圈的电压的有效值U1= V = 30V根据原副线圈电压和匝数关系 = 解得U2= 10V即转速调整前，图中电压表的示数为10V，C正确；D．感应电动势最大值Em= NBSω，转速调整前后，NBS相同，Em与ω成正比，图线①中Em1= 60V图线②中Em2= Em1= × 60V = 40V，ω2= = π线圈从中性面开始转动计时，所以图线②电动势的瞬时值表达式e = 40sin(πt)VD正确。故选CD。13．AC【详解】AB．由于原线圈两端接恒压正弦交流电源，变压器的线圈匝数不变，所以电压表V1示数不变，光照增强，电阻减小，则R2、R3并联总电阻减小，所分得的电压减小，故电压表V2示数变小，故A正确，B错误；CD．当光照增强时，电路总电阻减小，所以电路总电流变大，电流表A2示数变大，由原副线圈电流与匝数的关系知电流表A1示数变大，故C正确，D错误。故选AC。14．BD【详解】A．根据图像，每0.02s电流方向改变2次，灯泡中的电流方向每秒钟改变100次，A错误；B．原线圈电流等于灯泡L1的电流副线圈电流等于灯泡L2的电流原、副线圈的匝数之比为B正确；C．根据图像及灯泡L1正常发光可知原线圈的电压为200V，故C错误； D．根据变压器的工作原理，原、副线圈中磁通量的变化率相等，D正确。故选BD。15．CD【详解】ABC．因理想变压器的输入功率等于输出功率，则解得通过原线圈的电流小灯泡两端的电压原线圈两端的电压解得选项AB错误，C正确；D．由变压器的原副线圈的电压比等于匝数比，可得D正确。故选CD。16．见解析    nA＝n    【详解】[1]①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈．②把低压交流电源接B线圈，用多用电表交流电压挡测得绕制的线圈的输出电压U.③用A线圈换下绕制的线圈，用多用电表交流电压挡测得A线圈的输出电压UA.[2]根据电磁感应原理可知可得nA＝n17．100 V【详解】根据交变电流的瞬时表达式有u=Umsin ωt可得Um=400原线圈的有效电压为U1==400 V由解得U2=100 V18．（1）2∶1；（2）2 A【详解】（1）由题图b可知原线圈两端电压的有效值U1==220 V由可得原、副线圈匝数之比==2∶1（2）电流表示数为有效值I=＝A=2 A19．（1）；（2）100W【详解】（1）由图乙知原线圈电压最大值 有效值而副线圈电压有效值等于电压表示数，即所以原、副线圈的匝数之比(2)将开关S闭合，副线圈上两电阻并联，其总阻值消耗的功率理想变压器的输入功率20．(1)；(2)0.4A；(3)【详解】(1)因为则原线圈输入电压u的瞬时值表达式  (2)根据 理想变压器  原线圈中的电流 (3)设间匝数为，根据变压器变压规律有  由题意有 联立可得