高中物理 第5章 交变电流 4 变压器课时作业 新人教版选修32.doc

变压器基础夯实一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为()a每匝线圈中磁通量的变化率b交变电流的频率c原线圈的输入功率和副线圈的输出功率d原线圈中感应电动势和副线圈中的感应电动势答案：d解析：理想变压器是没有能量损失的变压器，铁芯中无磁漏，所以每匝线圈中磁通量相等，其变化率相等，故a、c不符合题意；根据变压器的工作原理及用途可知，b不符合题意，选d。2(北京市朝阳区20142015学年高二下学期期末)学习了变压器后，同学们想利用变压器把电压升高后给某一电灯供电，以下设计的电路中正确的是()答案：c解析：a、b图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故ab错误；c图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故c正确；d图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故d错误；故选c。3如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用白炽灯泡相同，且都是“220v,40w”，当灯泡所消耗的功率都调于20w时，哪种台灯消耗的功率最小()答案：c解析：c图为理想变压器调节，而理想变压器不消耗能量，a、b、d三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定要消耗能量。4如图所示，mn和pq为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，n、q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件r、电容元件c，导轨上垂直放置一金属棒ab。今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(ir、ic均为有效值)()a若ab棒匀速运动，则ir0，ic0b若ab棒匀速运动，则ir0，ic0c若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则ir0，ic0d若ab棒做匀加速运动，则ir0，ic0答案：bcd解析：ab匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，故副线圈电流为零，选项a错，选项b正确；若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零。电容器进行充放电，故选项c正确；当ab匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电。故选项d也正确。5如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20 1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“200v60w”灯泡一只，且灯泡正常发光。则()a电流表的示数为0.015ab电源输出功率为1200wc电流表的示数为6ad原线圈端电压为4000v答案：ad解析：从副线圈接入“200v60w”灯泡一只，且灯泡正常发光这一条件可以看出，输出功率为60w，由公式得电流表读数是0.015a，由得原线圈端电压为4 000v。6如图所示是通过变压器为一精密仪器供电的电路，仪器两端的电压可通过示波器显示出来，电路中的变压器可视为理想变压器，已知示波器显示的电压为u231.1sin(100t)v，变压器原线圈与副线圈的匝数比，若仪器可以看成纯电阻电路，其工作时的电阻r44，下列判断正确的是()a原线圈两端电压为311v，原线圈中的电流为70.7mab原线圈两端电压为220v，原线圈中的电流为50mac原线圈所接交流电源的频率为100hzd原线圈所接交流电源的频率为50hz答案：bd解析：根据题目给出的副线圈输出电压的变化规律可知：副线圈两端的电压u2v22v，由得，u1220v；由u2i2r，得i20.5a500ma.由得：i150ma，b对a错，变压器原、副线圈中交变电流的频率相等，均为50hz，d对c错。二、非选择题7黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”。如图是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220v的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5cm，已知空气在常温常压下的击穿电场为6 220v/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？答案：101解析：电网两极间电场可看作匀强电场umemd由题意，空气被击穿时em6 220v/cm由理想变压器电压关系：由峰值与有效值关系u1mu1由以上各式：得所以次、初级线圈匝数比不得超过101能力提升一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1.(辽宁锦州市20142015学年高二下学期期末)如图所示，理想变压器的原线圈接有交变电压u，副线圈接有光敏电阻r1(光照越强电阻越小)、定值电阻r2，则()a仅增强光照时，原线圈的输入功率减小b仅向下滑动p时，原线圈中的电流增大c仅向下滑动p时，r2消耗的功率减小d仅增大u时，r2消耗的功率减小答案：b解析：a.光照增强，r1减小，副线圈电阻减小，因为原线圈交流电压不变，匝数比不变，所以副线圈电压不变，根据公式p可知，副线圈的功率应增大，原线圈的输入功率增大故a错误；b.向下滑动p，原线圈的匝数减小，所以副线圈电压变大，所以r2两端电压变大，电功率变大同时原线圈的输入功率增大，原线圈中的电流增大故b正确，c错误；d.原线圈的u增大，副线圈电压增大，r2消耗功率应该增大，故d错误。2.有一电子线路中使用的小变压器，变压比为220v/6v，由于使用时间长了分不清原、副线圈，其外形如图所示，现要作为降压变压器使用，则电源(220v)应接在()aab两端bcd两端cac两端dbd两端答案：b解析：本题考查变压器的电流关系。由变压器结构原理可知，线圈中的电流越大，应当用越粗的导线，在降压变压器中，原线圈的匝数多于副线圈的匝数，即n1n2，又，所以i2i1，说明通过电流大的(i2)线圈应是副线圈，导线相应要粗些，由图知，ab线较粗，故输入电压(220v)应接cd两端。故正确答案为b。3(黑龙江鹤岗一中20132014学年高二下学期期中)如图所示，50匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小bt的水平匀强磁场中，线框面积s0.5m2，线框电阻不计，线框绕垂直于磁场的轴oo以角速度200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220v,60w”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10a，下列说法正确的是()a线框中产生交变电压的有效值为500vb图示位置穿过线框的磁通量为零，此时流过熔断器的瞬时电流为0.12ac变压器原、副线圈匝数之比为2511d允许变压器输出的最大功率为5 000w答案：c解析：电动势的最大值emnbs500v，则交流电压的有效值为500v，故原副线圈的匝数比5002202511，a错误，c正确；图示位置穿过线框的磁通量最大，b错误；因为保险丝的最大电流为10a，交流电压的有效值500v，所以最大输出的功率是5 000w，故d错误。4(唐山一中20142015学年高二下学期检测)如图甲所示，m是一小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示。变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中r2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，r1为一定值的电阻，下列说法中正确的是()a电压表v的示数为22vb当传感器r2所在处出现火警时，电压表v的示数增大c当传感器r2所在处出现火警时，电流表a的示数增大d当传感器r2所在处出现火警时，电阻r1的功率变大答案：cd解析：a.由图象可知，输入的电压为220v，变压器的电压与匝数成正比， 由此可得副线圈的电压为22v，电压表测的是半导体热敏材料的电压，r1、r2的总电压为22v，所以电压表的示数小于22v，所以a错误；b.当出现火警时，温度升高，电阻r2减小，副线圈的电流变大，所以r1的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以r2的电压就要减小，电压表v的示数减小，所以 b错误；c.由b的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也就要增大，所以c正确；d.由b的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，由于r1的电阻不变，由pi2r1可知， 电阻r1的功率变大，所以d正确，故选cd。5. (哈尔滨六中20142015学年高二下学期期中)如图是街头变压器给用户供电的示意图，此变压器视为理想变压器，输入端接入的电压u2200sin100t(v)，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用r表示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，题中电表均为理想交流表，则下列说法正确的是()av2表的读数为220vba1表的示数随a2表的示数的增大而增大c副线圈中交流电的频率为50hzd用户端闭合开关s，则v2表读数不变，a1表读数变大，变压器的输入功率增大答案：bcd解析：a.由电压表达式知原线圈电压有效值为2200v，电压与匝数成正比，所以v2表的读数为220v，a错误；b.电流与匝数成反比，所以a1表的示数随a2表的示数的增大而增大，b正确；c.由表达式知角速度为100，所以频率为f50hz，c正确；d.用户端闭合开关s，则副线圈的电阻减小，输出电压由输入电压和匝数比决定，所以v2表读数不变，a1和a2读数都变大，变压器的输入功率等于输出功率都增大，d正确。6. (海南省海南中学20132014学年高二上学期期末)如图所示，两个相同的灯泡，分别接在理想变压器的原副线圈上，(灯泡电阻不随温度变化)已知原、副线圈的匝数比n1n221，电源电压为u，则()a通过a、b灯的电流之比iaib21b灯泡a、b两端的电压之比uaub12c灯泡a、b两端的电压分别是uau，ubud灯泡a、b消耗的功率之比papb11答案：bc解析：通过电灯的电流分别为变压器原、副线圈的电流，iaibn2n112，故a错误；因为是相同的两只灯泡，所以两端的电压比等于电流比，故b正确；因为b灯电压为副线圈输出电压，则原线圈电压是u1ub2ub；而a灯电压uaub；由于a灯跟原线圈串联在电源电压u上，即ub2ubu，所以ubu，uau，故c正确；因为是相同的两只灯泡，消耗的功率等于电流的平方比papb14，故d错误，故选b、c。二、非选择题7.如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n11 100匝。接入电压u1220v的电路