高中物理 5.4《变压器》课下作业 新人教选修32.docVIP

2013物理人教选修3-2 5.4变压器课下作业1一台理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1和n2，正常工作时的输入电压、电流、电功率分别是u1、i1、p1，输出电压、电流、电功率分别是u2、i2、p2，已知n1n2，则()au1u2，p1p2bp1p2，i1i2ci1i2，u1u2 dp1p2，i1i2解析：理想变压器忽略能量损失，所以p1p2；且n1n2，所以u1u2；由，n1n2可得i1i2。故选项a正确。答案：a2如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比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，电流表a1的读数为12 ma，那么电流表a2的读数为()图1a0 b3 mac48 ma d与r大小有关解析：导线ab切割磁感线产生的感应电动势为e感blv。由于b、l、v三个量均不变，故感应电动势为一定值。因此原线圈两端的电压恒定，原线圈中电流恒为12 ma。变压器原、副线圈中不发生互感现象，副线圈输出电压应为零，故电流表a2的读数为零，选a。答案：a3将输入电压为220 v，输出电压为6 v的理想变压器改绕成输出电压为30 v的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为()a120匝 b150匝c180匝 d220匝解析：由变压比，则，所以n11 100匝。当u230 v时， ，所以n2150匝，故n2n2n2120匝。答案：a4.如图2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 图2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：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。题图乙是一个分压电路，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。答案：b5(2011广东高考)如图3(a)所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中r55 ， 、v 为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图3(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 v，下列表述正确的是()图3a电流表的示数为2 ab原、副线圈匝数比为12c电压表的示数为电压的有效值d原线圈中交变电压的频率为100 hz解析：由题图(b)可知原线圈两端电压的有效值u1220 v，由，可得原、副线圈匝数之比21，故b错误。电流表示数与电压表示数都为有效值，故c正确。电流表示数i a2 a，故a正确。由题图(b)可知t0.02 s，所以交变电压的频率为f hz50 hz，d错误。答案：ac6.如图4所示，为一理想变压器，s为单刀双掷开关，p为滑动变阻器触头，u1为加在原线圈两端的电压，i1为原线圈中的电流强度，则以下说法错误的是() 图4a保持u1及p的位置不变，s由a合到b时，i1将增大b保持p的位置及u1不变，s由b合到a时，r消耗的功率将减小c保持u1不变，s合在a处，使p上滑，i1将增大d保持p的位置不变，s合在a处，若u1增大，i1将增大 解析：s由a合到b时，n1减小，由可知u2增大，p2，p2随之增大，而p2p1，又p1u1i1，从而i1增大，故a正确；s由b合到a时，与上述情况相反，p2应减小，所以b正确；p上滑时，r增大，因p2，所以p2减小，又p1p2，p1u1i1，从而i1减少，c错误；u1增大，由可知u2增大，所以p2增大，因而i2增加，由，所以i1也增大，d正确。答案：c7.(2011浙江高考)如图5所示，在铁芯上、下分别绕有匝数 n1 800和 n2 200 的两个线圈，上线圈两端与 u 51sin314t v 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是 ()a2.0 vb9.0 vc12.7 v d144.0 v 图5解析：由题意知原线圈的有效值为u1v，若磁通量无损失，则根据得u2 v9.0 v。因铁芯不是闭合的，考虑到漏磁的影响，n2 线圈两端电压的有效值应小于 9 v，故只有选项 a 正确。答案：a8(2012江苏高考)某同学设计的家庭电路保护装置如图6所示，铁芯左侧线圈l1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈l2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关k，从而切断家庭电路。仅考虑l1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()图6a家庭电路正常工作时，l2中的磁通量为零b家庭电路中使用的电器增多时，l2中的磁通量不变c家庭电路发生短路时，开关k将被电磁铁吸起d地面上的人接触火线发生触电时，开关k将被电磁铁吸起解析：当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于线圈l1采用双线绕成，当电路正常工作时，火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等，方向相反，所以内部的磁通量为零，a正确；当电路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，即l2中的磁通量不变，b正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，l2不产生感应电流，开关k不会被电磁铁吸起，c错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不相等，在铁芯内产生的磁通量不为零，l2中产生感应电流，开关k被电磁铁吸起，d正确。答案：abd9.如图7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u1220 v的电路中。(1)要求在两个副线圈上分别得到电压u26 v、u3110 v，它们的匝数n2、n3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“ 6 v 20 w”、“110 v 60 w”的两个 图7用电器，原线圈的输入电流为多少？解析：(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由得n2n11 10030 匝n3n11 100550 匝。(2)设原线圈输入电流为i1，由p入p出得i1u1i2u2i3u3p2p3i1 a0.36 a。答案：(1)30550(2)0.36 a10.如图8所示，交流发电机电动势的有效值e20 v，内阻不计，它通过一个r6 的指示灯连接变压器。变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 v,0.25 w”，且灯泡都正常发光，导线电阻不计。求：(1)降压变压器初级、次级线圈匝数之比； 图8(2)发电机的输出功率。解析：(1)彩色小灯泡的额定电流il