2013高中物理 全部配套课时作业 5.4变压器新人教版选修3-2

用心 爱心 专心 1 2013 2013 高中物理人教选修高中物理人教选修 3 23 2 全部配套课时作业 全部配套课时作业 5 45 4 变压器变压器 1 1 一台理想变压器 原 副线圈匝数分别为 一台理想变压器 原 副线圈匝数分别为n n1 1和和n n2 2 正常工作时的输入电压 电流 正常工作时的输入电压 电流 电功率分别是电功率分别是U U1 1 I I1 1 P P1 1 输出电压 电流 电功率分别是 输出电压 电流 电功率分别是U U2 2 I I2 2 P P2 2 已知 已知n n1 1 n n2 2 则 则 A A U U1 1 U U2 2 P P1 1 P P2 2 B B P P1 1 P P2 2 I I1 1 I I2 2 C C I I1 1 I I2 2 U U1 1 U U2 2 D D P P1 1 P P2 2 I I1 1 I I2 2 解析 理想变压器忽略能量损失 所以解析 理想变压器忽略能量损失 所以P P1 1 P P2 2 且且n n1 1 n n2 2 所以 所以U U1 1 U U2 2 由 由 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 I I1 1 I I2 2 n n1 1 n n2 2可得可得I I1 1 I I2 2 故选项 故选项 A A 正确 正确 n n2 2 n n1 1 答案 答案 A A 2 2 如图 如图 1 1 所示 理想变压器原 副线圈的匝数比所示 理想变压器原 副线圈的匝数比n n1 1 n n2 2 4 14 1 原线圈两端连接光滑导 原线圈两端连接光滑导 轨 副线圈与电阻轨 副线圈与电阻R R相连组成闭合回路 当直导线相连组成闭合回路 当直导线ABAB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切 割磁感线运动时 电流表割磁感线运动时 电流表 A A1 1的读数为的读数为 1212 mAmA 那么电流表 那么电流表 A A2 2的读数为的读数为 图图 1 1 A A 0 0 B B 3 3 mAmA C C 4848 mAmA D D 与 与R R大小有关大小有关 解析 导线解析 导线ABAB切割磁感线产生的感应电动势为切割磁感线产生的感应电动势为E E感 感 BlvBlv 由于 由于B B l l v v三个量均不变 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 1212 mAmA 变压器原 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 A A2 2的读数为零 选的读数为零 选 A A 答案 答案 A A 3 3 将输入电压为 将输入电压为 220220 V V 输出电压为 输出电压为 6 6 V V 的理想变压器改绕成输出电压为的理想变压器改绕成输出电压为 3030 V V 的变压的变压 器 副线圈原来是器 副线圈原来是 3030 匝 原线圈匝数不变 则副线圈新增匝数为匝 原线圈匝数不变 则副线圈新增匝数为 A A 120120 匝匝 B B 150150 匝匝 C C 180180 匝匝 D D 220220 匝匝 解析 由变压比解析 由变压比 则 则 所以 所以n n1 1 1 1 100100 匝 当匝 当U U2 2 3030 V V 时 时 n n1 1 n n2 2 U U1 1 U U2 2 n n1 1 3 30 0 2 22 20 0 6 6 n n1 1 n n2 2 所以 所以n n2 2 150150 匝 故匝 故 n n2 2 n n2 2 n n2 2 120120 匝 匝 2 22 20 0 3 30 0 用心 爱心 专心 2 答案 答案 A A 4 4 如图如图 2 2 甲 乙所示电路中 当甲 乙所示电路中 当A A B B接接 1010 V V 交变电压时 交变电压时 C C D D间电压为间电压为 4 4 V V M M N N 接接 1010 V V 直流电压时 直流电压时 P P Q Q间电压也间电压也 图图 2 2 为为 4 4 V V 现把 现把C C D D接接 4 4 V V 交流 交流 P P Q Q接接 4 4 V V 直流 下面哪个选项可表示直流 下面哪个选项可表示A A B B间和间和M M N N间间 的电压的电压 A A 1010 V V 1010 V V B B 1010 V V 4 4 V V C C 4 4 V V 1010 V V D D 1010 V V 0 0 解析 题图甲是一个自耦变压器 当解析 题图甲是一个自耦变压器 当A A B B作为输入端 作为输入端 C C D D作为输出端时 是一个降作为输出端时 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 当压变压器 两边电压之比等于两边线圈的匝数之比 当C C D D作为输入端 作为输入端 A A B B作为输出端作为输出端 时 是一个升压变压器 电压比也等于匝数比 所以时 是一个升压变压器 电压比也等于匝数比 所以C C D D接接 4 4 V V 交流时 交流时 A A B B间将得到间将得到 1010 V V 交流 题图乙是一个分压电路 当交流 题图乙是一个分压电路 当M M N N作为输入端时 上 下两个电阻上的电压跟它们的作为输入端时 上 下两个电阻上的电压跟它们的 电阻的大小成正比 但是当把电压加在电阻的大小成正比 但是当把电压加在P P Q Q两端时 电流只经过下面那个电阻 上面的电两端时 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 即阻中没有电流 两端也就没有电势差 即M M P P两点的电势相等 所以当两点的电势相等 所以当P P Q Q接接 4 4 V V 直流时 直流时 M M N N两端的电压也是两端的电压也是 4 4 V V 答案 答案 B B 5 5 2011 2011 广东高考广东高考 如图如图 3 a 3 a 所示 左侧的调压装置可视为理想变压器 负载电路中所示 左侧的调压装置可视为理想变压器 负载电路中 R R 5555 V V 为理想电流表和电压表 若原线圈接入如图为理想电流表和电压表 若原线圈接入如图 3 b 3 b 所示的正弦交变电压 所示的正弦交变电压 A A 电压表的示数为电压表的示数为 110110 V V 下列表述正确的是 下列表述正确的是 图图 3 3 A A 电流表的示数为 电流表的示数为 2 2 A A B B 原 副线圈匝数比为 原 副线圈匝数比为 1 21 2 C C 电压表的示数为电压的有效值 电压表的示数为电压的有效值 D D 原线圈中交变电压的频率为 原线圈中交变电压的频率为 100100 HzHz 解析 由题图解析 由题图 b b 可知原线圈两端电压的有效值可知原线圈两端电压的有效值U U1 1 220220 V V 由 由 可得原 副线圈 可得原 副线圈 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 匝数之比匝数之比 2 12 1 故 故 B B 错误 电流表示数与电压表示数都为有效值 故错误 电流表示数与电压表示数都为有效值 故 C C 正确 正确 n n1 1 n n2 2 U U1 1 U U2 2 2 22 20 0 1 11 10 0 电流表示数电流表示数I I A A 2 2 A A 故 故 A A 正确 由题图正确 由题图 b b 可知可知T T 0 020 02 s s 所以交变电压的频 所以交变电压的频 U U R R 1 11 10 0 5 55 5 率为率为f f HzHz 5050 HzHz D D 错误 错误 1 1 T T 1 1 0 0 0 02 2 答案 答案 ACAC 用心 爱心 专心 3 6 6 如图如图 4 4 所示 为一理想变压器 所示 为一理想变压器 S S 为单刀双掷开关 为单刀双掷开关 P P为滑动变阻器触头 为滑动变阻器触头 U U1 1为加在为加在 原线圈两端的电压 原线圈两端的电压 I I1 1为原线圈中的电流强度 则以下说法错误的是为原线圈中的电流强度 则以下说法错误的是 图图 4 4 A A 保持 保持U U1 1及及P P的位置不变 的位置不变 S S 由由a a合到合到b b时 时 I I1 1将增大将增大 B B 保持 保持P P的位置及的位置及U U1 1不变 不变 S S 由由b b合到合到a a时 时 R R消耗的功率将减小消耗的功率将减小 C C 保持 保持U U1 1不变 不变 S S 合在合在a a处 使处 使P P上滑 上滑 I I1 1将增大将增大 D D 保持 保持P P的位置不变 的位置不变 S S 合在合在a a处 若处 若U U1 1增大 增大 I I1 1将增大将增大 解析 解析 S S 由由a a合到合到b b时 时 n n1 1减小 由减小 由 可知可知U U2 2增大 增大 P P2 2 P P2 2随之增大 而随之增大 而 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 U U2 2 2 2 R R P P2 2 P P1 1 又 又P P1 1 U U1 1I I1 1 从而 从而I I1 1增大 故增大 故 A A 正确 正确 S S 由由b b合到合到a a时 与上述情况相反 时 与上述情况相反 P P2 2应减小 应减小 所以所以 B B 正确 正确 P P上滑时 上滑时 R R增大 因增大 因P P2 2 所以 所以P P2 2减小 又减小 又P P1 1 P P2 2 P P1 1 U U1 1I I1 1 从而 从而I I1 1减减 U U2 2 2 2 R R 少 少 C C 错误 错误 U U1 1增大 由增大 由 可知可知U U2 2增大 所以增大 所以P P2 2增大 因而增大 因而I I2 2增加 由增加 由 所以 所以 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 I I1 1 I I2 2 n n2 2 n n1 1 I I1 1也增大 也增大 D D 正确 正确 答案 答案 C C 7 7 2011 2011 浙江高考浙江高考 如图如图 5 5 所示 在铁芯上 下分别绕有匝数所示 在铁芯上 下分别绕有匝数 n n1 1 800800 和和 n n2 2 200200 的两个线圈 上线圈两端与的两个线圈 上线圈两端与 u u 51sin31451sin314t t V 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 可能是可能是 A A 2 02 0 V V B B 9 09 0 V V C C 12 712 7 V V D D 144 0144 0 V V 图图 5 5 解析 由题意知原线圈的有效值为解析 由题意知原线圈的有效值为U U1 1 V V 若磁通量无损失 则根据 若磁通量无损失 则根据 得得 5 51 1 2 2 U U1 1 n n1 1 U U2 2 n n2 2 U U2 2 V V 9 09 0 V V 因铁芯不是闭合的 考虑到漏磁的影响 因铁芯不是闭合的 考虑到漏磁的影响 n n2 2 线圈两端电压的有效值线圈两端电压的有效值 5 51 1 2 2 2 20 00 0 8 80 00 0 应小于应小于 9 9 V V 故只有选项 故只有选项 A A 正确 正确 答案 答案 A A 8 8 2012 2012 江苏高考江苏高考 某同学设计的家庭电路保护装置如图某同学设计的家庭电路保护装置如图 6 6 所示 铁芯左侧线圈所示 铁芯左侧线圈L L1 1由由 火线和零线并行绕成 当右侧线圈火线和零线并行绕成 当右侧线圈L L2 2中产生电流时 电流经放大器放大后 使电磁铁吸起铁中产生电流时 电流经放大器放大后 使电磁铁吸起铁 质开关质开关 K K 从而切断家庭电路 仅考虑 从而切断家庭电路 仅考虑L L1 1在铁芯中产生的磁场 下列说法正确的有在铁芯中产生的磁场 下列说法正确的有 用心 爱心 专心 4 图图 6 6 A A 家庭电路正常工作时 家庭电路正常工作时 L L2 2中的磁通量为零中的磁通量为零 B B 家庭电路中使用的电器增多时 家庭电路中使用的电器增多时 L L2 2中的磁通量不变中的磁通量不变 C C 家庭电路发生短路时 开关 家庭电路发生短路时 开关 K K 将被电磁铁吸起将被电磁铁吸起 D D 地面上的人接触火线发生触电时 开关 地面上的人接触火线发生触电时 开关 K K 将被电磁铁吸起将被电磁铁吸起 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 于线圈于线圈L L1 1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 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 方向相反 所以内部的磁通量为零 A A 正确 当电路中的电器增多时 火线和零线中的电流正确 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L L2 2中的磁通量不中的磁通量不 变 变 B 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 等 方向始终相反 铁芯内部的磁通量还是零 L L2 2不产生感应电流 开关不产生感应电流 开关 K K 不会被电磁铁吸不会被电磁铁吸 起 起 C 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 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 L L2 2中产生感应电流 开关中产生感应电流 开关 K K 被电磁铁吸起 被电磁铁吸起 D D 正确 正确 答案 答案 ABDABD 9 9 如图如图 7 7 所示 一台有两个副线圈的变压器 原线圈匝数所示 一台有两个副线圈的变压器 原线圈匝数n n1 1 1 1 100100 匝 接入电压匝 接入电压U U1 1 220220 V V 的电路中 的电路中 1 1 要求在两个副线圈上分别得到电压要求在两个副线圈上分别得到电压U U2 2 6 6 V V U U3 3 110110 V V 它 它 们的匝数们的匝数n n2 2 n n3 3分别为多少 分别为多少 2 2 若在两副线圈上分别接上若在两副线圈上分别接上 6 6 V V 2020 W W 110 110 V V 6060 W W 的两个的两个 图图 7 7 用电器 原线圈的输入电流为多少 用电器 原线圈的输入电流为多少 解析 解析 1 1 根据原 副线圈间电压与匝数的关系 由根据原 副线圈间电压与匝数的关系 由 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 得得n n2 2 n n1 1 1 1 100100 3030 匝匝 U U2 2 U U1 1 6 6 2 22 20 0 n n3 3 n n1 1 1 1 100100 550550 匝 匝 U U3 3 U U1 1 1 11 10 0 2 22 20 0 2 2 设原线圈输入电流为设原线圈输入电流为I I1 1 由由P P入 入 P P出 出得 得 I I1 1U U1 1 I I2 2U U2 2 I I3 3U U3 3 P P2 2 P P3 3 I I1 1 A 0 36A 0 36 A A P P2 2 P P3 3 U U1 1 2 20 0 6 60 0 2 22 20 0 答案答案 1 30 1 30 550550 2 0 36 2 0 36 A A 10 10 如图如图 8