2018_2019学年高中物理第五章交变电流第4节变压器课时作业新人教版.docx

第4节 变压器随堂检测1(2018湖北武汉检测)理想变压器的原、副线圈匝数为n1和n2，电流为I1和I2，电压为U1和U2，功率为P1和P2，下面关系正确的是()A.B.C. D.解析：选A.理想变压器中原副线圈的电压满足：；理想变压器中不考虑铜损和铁损，输出功率等于输入功率，即P1P2，则U1I1U2I2，即n1I1n2I2，故选A.2(2018浙江义乌月考)在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上当通以交流电时，每个线圈产生 的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂已知线圈 1，2 的匝数之比 n1n221.在不接负载的情况下()A当线圈 1 输入电压为 220 V 时，线圈 2 输出电压为 110 VB当线圈 1 输入电压为 220 V 时，线圈 2 输出电压为 55 VC当线圈 2 输入电压为 110 V 时，线圈 1 输出电压为 220 VD当线圈 2 输入电压为 110 V 时，线圈 1 输出电压为 55 V解析：选B.因为理想变压器原、副线圈电压之比等于线圈中产生的感应电动势之比，所以当从线圈1输入电压U1220 V时，由得U255 V当从线圈2输入电压U2110 V时，同理得U1110 V故B正确3(2018吉林吉化一中检测)如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数比为31，接在副线圈上的三只灯泡正常发光，则对于串联在原线圈上的灯泡A()A比正常发光时的亮度更大B也能正常发光C比正常发光时的亮度更暗D无法判断其亮度情况解析：选B.设灯泡正常发光时的电流为I，故副线圈中的电流为3I，根据公式可得原线圈中的电流为I，故通过灯泡A的电流为I，所以灯泡A仍旧会正常发光，B正确4.(多选)(高考天津卷)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小解析：选BC.保持Q的位置不动，则U2不变，将P向上滑动时，R接入电路的电阻变大，根据I2知，I2变小，由得I1也变小，即电流表读数变小，选项A错误，选项B正确；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，U2变大，则根据P2知副线圈输出功率变大，由P1P2知，变压器原线圈输入功率P1变大，而P1I1U，输入电压U一定，I1变大，即电流表读数变大，选项C正确，选项D错误5(高考安徽卷)如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()A电压表V1示数增大B电压表V2、V3示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动解析：选D.电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1U2I2，则U1I1U2I2，I2I1，故U2U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿cd的方向滑动，选项D正确课时作业 一、单项选择题1如图中理想变压器原、副线圈匝数之比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12毫安，那么安培表A2的读数是()A0 B3毫安C48毫安 D与R值大小无关解析：选A.当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产生感应电流，故选A.2(2018广东惠州月考)有一额定电压为55 V的特种灯泡，要使它正常发光，则应通过一个理想变压器再接入家中的电源，则选用的变压器原、副线圈的匝数比n1n2应为()A12 B14C21 D41解析：选D.额定电压为55 V的特种灯泡，要使它正常发光，副线圈两端电压的有效值U255 V；理想变压器接入家中的电源，原线圈两端电压的有效值U1220 V；变压器原、副线圈的匝数比n1n2U1U241；故D项正确3用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流随时间变化的图象如图所示，则()A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈的匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sinA解析：选A.变压器的输入功率等于输出功率，等于输出电压的有效值与输出电流的有效值的乘积，所以PUI110 V A3.9 W，A对；输出电压的有效值是110 V，最大值是110 V，所以B错；变压器原、副线圈匝数之比是21，C错；负载电流的函数表达式是i0.05sin(100t)A，D错4如图甲、乙所示电路中，当A、B接10 V交变电压时，C、D间电压为4 V，M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V现把C、D接4 V交流，P、Q接4 V直流，下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压()A10 V10 V B10 V4 VC4 V10 V D10 V0解析：选B.题图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交流时，A、B间将得到10 V交流题图乙是一分压电路，当M、N作为输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等所以当P、Q接4 V直流时，M、N两端的电压也是4 V.5(2018江苏扬州中学月考)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是()A原、副线圈匝数比为91B原、副线圈匝数比为110C此时a和b上的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比为101解析：选A.灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U额，则说明原线圈输入电压为9U额，输出电压为U额；则可知，原副线圈匝数之比为91，故A正确，B错误；根据公式可得，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式PUI可得两者的电功率之比为19，故C、D错误6(高考广东卷)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V调节前后()A副线圈中的电流比为12B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入匝数比为21D原线圈输入功率比为12解析：选C.根据欧姆定律I，U2由220 V降至110 V，副线圈上的电流变为原来的，即调节前后，副线圈上电流之比为21，选项A错误；根据PUI知，U、I均变为原来的时，副线圈上输出的功率变为原来的，即调节前后副线圈的输出功率之比为41，选项B错误；根据理想变压器电压与匝数的关系，当U2由220 V降至110 V时，n2变为原来的，即调节前后副线圈接入的匝数比为21，选项C正确；根据理想变压器P入P出，所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为41，选项D错误7(2018北京一零一中月考)如图所示，匝数为100的矩形线圈abcd处于磁感应强度B T的水平匀强磁场中，线圈面积S0.5 m2，内阻不计线圈绕垂直于磁场的轴以角速度10 rad/s匀速转动，线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12 V12 W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是()A通过灯泡的交变电流的频率是50 HzB变压器原、副线圈匝数之比为101C矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 VD若将灯泡更换为“12 V24 W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速解析：选B.通过灯泡的交流电的频率f(Hz)5 Hz，故A错；变压器原线圈两端电压U1(V)120 V，原、副线圈匝数之比等于原、副线圈电压之比，即101，故B正确；矩形线圈产生的电动势的最大值为120 V，故C错；增大线圈的转速会增大原线圈两端电压，在变压器原、副线圈匝数之比不变时，会使得副线圈两端电压增大，故D错二、多项选择题8(高考海南卷)如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R11R0，V是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0 V，则()A此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD原线圈两端原来的电压有效值约为48 V解析：选AD.当负载电阻的阻值减小为R5R0时，根据串并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的5倍，因为电压表测量R两端的电压，所以UR05.0 V1 V，故副线圈两端电压为U26 V，根据公式可得此时原线圈两端电压的有效值为U124 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 V34 V，A正确，B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前后电流也不变，则变化后电压U2IR05IR06IR0，变化前，U2IR011IR012IR0，所以U22U212 V，根据公式可得原线圈两端原来的电压有效值为48 V，D正确，C错误9(2018河北邢台月考)如图所示，一理想变压器副线圈与滑动变阻器相连，P是滑动变阻器的滑动触头，原线圈一端接交流电源，另一端a和一线圈中间引出端 b分别与单刀双掷开关S两接线柱相连，电源电压的最大值恒定，I为电源电流，则()A保持P的位置不变，S由a合向b时，I将增大B保持P的位置不变，S由a合向b时，R消耗的功率减小CS合在a处，使P向c端滑动，I将增大DS合在b处，使P向c端滑动，R消耗的功率减小解析：选AD.根据变压器原副线圈电压关系：，U2，原线圈匝数减小，输出电压增大，R消耗的功率增大，输入功率随之增大，电源电流增大，故A正确，B错误；保持S不动，输出电压不变，向c端移动P，电阻增大，R消耗的功率减小，输入功率随之减小，电源电流减小，故C错误，D正确10如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压u，其瞬时值表达式为u220 sin(100t) V，现把单刀双掷开关与a连接，则()A电压表的示数为22 VB流过滑动变阻器的电流的方向每秒改变100次C在滑动变阻器的触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变大D若把单刀双掷开关由a扳向b时，保持滑动变阻器的触头P不动，电压表示数变大，电流表的示数变小解析：选AB.理想变压器可以变压、变流，但不改变功率和频率；由交变电压的表达式可知，该交变电压的频率为50 Hz，而产生交变电压的线圈每转一圈，其电流变向两次，故B正确；电压表的读数是有效值，根据理想变压器的变压比等于匝数比可知，该电压表的读数为22 V，A正确；滑动变阻器的触头P向上移动，其接入电路的阻值减小，而变压器两端的电压不变，则电压表的读数不变，副线圈中的电流变大，则电流表的读数变大，C错误；单刀双掷开关由a扳向b，变压器的原线圈的有效匝数减小，由可知，U变大，变压器的输出功率和输入功率变大，故电压表和电流表的读数都变大，D错误三、非选择题11图甲为一理想变压器，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ut 图象如图乙所示若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(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.解析：(1)由原线圈中交变电压的ut图象可知200 rad/s电压瞬时值表达式Uab400sin 200t(V)(2)电压有效值U1200 V理想变压器P1P2原线圈中的电流I10.28 A.(3)设ab间匝数为n1，根据变压器规律有，由题意有：，联立可得：.答案：(1)Uab400sin 200t(V)(2)0.28 A(3)12.如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1n221，交流电源电压u311sin 100t V，F为熔断电流为I01.0 A的保险丝，负载R为一可变电阻(1)当电阻R100 时，保险丝能否被熔断？(2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？解析：原线圈电压的有效值为U1 V220 V由