2013年高中物理 电子题库 第4章第2节知能演练轻松闯关 鲁科版选修3-2

1 20132013 年鲁科版物理选修年鲁科版物理选修 3 23 2 电子题库电子题库 第第 4 4 章第章第 2 2 节知能演练轻松节知能演练轻松 闯关闯关 1 下面关于自耦变压器的说法中不正确的是 A 自耦变压器一定有两个或两个以上的线圈 B 自耦变压器只有一个线圈 C 自耦变压器既可升压也可降压 D 自耦变压器的缺点是使用不够安全 解析 选 A 自耦变压器只有一个线圈 故 A 错误 B 正确 如果整个线圈作为原线圈接电 源 绕组的一部分接负载 则成为降压变压器 反之则成为升压变压器 故 C 正确 自耦 变压器的缺点是低压端和高压端直接有电的联系 使用不够安全 故 D 正确 2 一个正常工作的理想变压器的原副线圈中 下列哪个物理量不一定相等 A 交变电流的频率 B 电流的有效值 C 电功率 D 磁通量的变化率 解析 选 B 根据变压器的工作原理知 原 副线圈中的交变电流的频率相等 穿过原 副 线圈的磁通量及变化情况相同 即磁通量的变化率也相等 由于匝数不相等 则原副线圈 中的电流 包括瞬时值 最大值 有效值 则一般不相等 B 项正确 3 一个理想变压器副线圈上接一个电阻 欲使此电阻的电功率增大 可以采取的措施是 每 次只改变一个因素 A 增加原线圈的匝数n1 B 减少副线圈的匝数n2 C 增大电阻值 D 减少电阻值 解析 选 D 电阻消耗的功率P 而 所以P P要增大 减小n1或R U1 U2 n1 n2 或增大n2均可 4 为保证用户电压稳定在 220 V 变电所需适时进行调压 图甲为调压变压器示意图 保 持输入电压u1不变 当滑动接头P上下移动时可改变输出电压 某次检测得到用户电压u2 随时间t变化的曲线如图乙所示 以下正确的是 A u2 190sin 50 t V 2 B u2 190sin 100 t V C 为使用户电压稳定在 220 V 应将P适当下移 D 为使用户电压稳定在 220 V 应将P适当上移 解析 选 D 由图象可知 正弦式交变电压的最大值为 190 V 其周期为 0 02 s 可得其 2 2 表达式为 190 sin 100 t V A B 错误 又在u1 n2不变的前提下通过改变n1来使 2 u2增大 由 可得应使n1减小 故应将P适当上移 D 选项正确 u1 u2 n1 n2 5 一台理想变压器 其原线圈的匝数为 2200 匝 副线圈的匝数为 440 匝 副线圈中接入一 个 100 的负载电阻 如图所示 1 当原线圈接在 44 V 直流电源上时 电压表示数为多大 电流表示数为多大 2 当原线圈接在 220 V 交流电源上时 电压表示数为多大 电流表示数为多大 此时输入 功率为多少 变压器效率为多大 解析 1 原线圈接 44 V 直流电源时 通过副线圈磁通量不变 副线圈不产生感应电动势 所以电压表 电流表示数都为零 2 由 得 U2 V 44 V U1 U2 n1 n2 n2U1 n1 440 220 2200 流过R电流 I2 A 0 44 A U2 R 44 100 则电压表读数为 44 V 电流表读数为 0 44 A 输出功率P出 U2I2 44 0 44 W 19 36 W 输入功率P入 P出 19 36 W 变压器效率 100 P出 P入 答案 1 0 0 2 44 V 0 44 A 19 36 W 100 一 选择题 1 可以将电压升高供给家用电灯的变压器是 解析 选 C 根据变压器的原理 只能对交变电压升高 或降低 电压 根据变压器的变压规 律 要将电压提高 原线圈的匝数应少于副线圈的匝数 B D 错 A 项中的电源为直流电 源 不能变压 故选 C 2 理想变压器原 副线圈匝数比为 10 1 以下说法中正确的是 A 穿过原 副线圈每一匝磁通量之比是 10 1 B 穿过原 副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C 原 副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为 10 1 D 正常工作时 原 副线圈的输入 输出功率之比为 10 1 解析 选 B 本题考查了对变压器原理的掌握 关键是要明确变压器的变压原理 对理想变 压器 A 选项认为无磁通量损漏 因而穿过两个线圈的交变磁通量相同 磁通量变化率相 同 因而每匝线圈产生的感应电动势相等 才有电压与匝数成正比 对于理想变压器 输 入功率等于输出功率 正确选项只有 B 3 一输入电压为 220 V 输出电压为 36 V 的变压器副线圈烧坏 为获知此变压器原 副线 3 圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线在铁芯上新绕了 5 匝线圈 如图所示 然 后将原来线圈接到 220 V 交流电源上 测得新绕线圈的端电压为 1 V 按理想变压器分析 该变压器烧坏前的原 副线圈匝数分别为 A 1100 360 B 1100 180 C 2200 180 D 2200 360 解析 选 B 对新绕线圈的理想变压器 根据变压比公式得 n1 1100 同理 变压器烧坏前 n2 180 B 正 n3U1 U3 5 220 1 n1U2 U1 1100 36 220 确 4 2012 安溪一中高二期末 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比n1 n2 1 3 次级回路中联入三个均标有 36 V 40 W 的灯泡 且均正常发光 那么 标有 36 V 40 W 的灯泡A A 正常发光 B 将被烧毁 C 比另三个灯暗 D 无法确定 解析 选 A 副线圈两端的电压U2 3U 3 36 V 108 V 由 得 原线圈两端电压U1 V 36 V 所以灯泡A能正常发光 U1 U2 n1 n2 n1U2 n2 1 108 3 5 如图所示是一台理想自耦变压器 在a b之间接正弦交流电 A V 分别为理想交流电 流表和交流电压表 若将调压端的滑动头P向上移动 则 A 电压表 V 的示数变大 B 变压器的输出功率变小 C 电流表 A 的示数变小 D 电流表 A 的示数变大 解析 选 BC ab间为原线圈 当P向上移动时 原线圈匝数增多 原副线圈匝数比变大 由变压规律 知 U1不变 U2变小 电压表 V 的示数变小 R不变 由P 可知 变 U1 U2 n1 n2 U2 R 压器的输出功率变小 A 错 B 对 由U1I1 U2I2可以知道 I1变小 C 对 D 错 6 一理想变压器原副线圈的匝数比为n1 n2 1 2 电源电压u 220sin t V 原线圈 2 电路中接入一熔断电流I0 1 A 的保险丝 副线圈中接入一可变电阻R 如图所示 为了 使保险丝不致熔断 调节R时 其阻值最低不能小于 4 A 440 B 440 2 C 880 D 880 2 解析 选 C 当原线圈电流I1 I0时 副线圈中的电流 即副线圈中电流的有效值 为 I2 I1 I0 A n1 n2 n1 n2 1 2 副线圈的输出电压的有效值为 U2 U1 440 V n2 n1 n2 n1 Um 2 因此副线圈电路中负载电阻的最小值为 Rmin 880 故选项 C 正确 U2 I2 7 2012 福建师大附中高二期末 如图所示 理想变压器的原 副线圈匝数比为 1 5 原 线圈两端的交变电压为u 20sin100 t V 氖泡在两端电压达到 100 V 时开始发光 下 2 列说法中正确的有 A 开关接通后 氖泡的发光频率为 100 Hz B 开关接通后 电压表的示数为 100 V 2 C 开关断开后 电压表的示数不变 D 开关断开前后 变压器的输入功率不变 解析 选 AC 由 得 副线圈输出电压的最大值为 U1 U2 n1 n2 U2 V 100 V 一个周期内有两次电压大于 100 V 故氖泡在一个周 n2U1 n1 5 20 2 12 期内发光 2 次 而交变电压的周期T s 0 02 s 所以氖泡发光频率为 2 2 100 f 100 Hz A 正确 电压表示数为U2 V 100 V B 错误 开关断开后 2 T U2 2 100 2 2 电压表示数不变 但输出功率变化 所以输入功率变化 C 正确 D 错误 如图所示的甲 乙两电路中 当a b两端与e f两端分别加上 220 V 的交流电压时 8 测得c d间与g h间的电压均为 110 V 若分别在c d两端及g h两端加上 110 V 的 交流电压 则a b间及e f间的电压分别为 5 A 220 V 220 V B 220 V 110 V C 110 V 110 V D 220 V 0 V 解析 选 B 当a b间接 220 V 电压时 c d间电压为 110 V 说明c d间线圈的匝数为 原线圈匝数的一半 反过来当c d间接 110 V 电压时 a b间电压应为 220 V 当e f 间接 220 V 电压时 g h间电压为 110 V 说明g h间电阻为e f间电阻的一半 当 g h间接 110 V 电压时 e g间没有电流 e g间电压为零 所以e f间电压与g h 间电压相等 均为 110 V 如图所示 理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输入电压和电流分别为U1和I1 两个 9 副线圈的输出电压和电流分别为U2和I2 U3和I3 接在原 副线圈中的五个完全相同的灯 泡均正常发光 则下列关系中正确的是 A I1 I2 I3 1 2 1 B U1 U2 U3 1 1 2 C 三个线圈匝数之比为n1 n2 n3 5 2 1 D 电源电压U1与原线圈两端电压U1 之比为 5 4 解析 选 AD 设灯泡正常发光时的电流为I0 电压为U0 由题图可知 I2 2I0 I1 I3 I0 故 A 选项正确 U2 U0 U3 2U0 原线圈两端电压U1 4U0 则U1 5U0 故 D 选项正确 故 B C 选项错 U2I2 U3I3 I1 n1 n2 U1 U2 4 1 n2 n3 U2 U3 1 2 误 2011 高考福建卷 图甲中理想变压器原 副线圈的匝数之比n1 n2 5 1 电阻 10 R 20 L1 L2为规格相同的两只小灯泡 S1为单刀双掷开关 原线圈接正弦交变电源 输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示 现将 S1接 1 S2闭合 此时 L2正常发光 下 列说法正确的是 A 输入电压u的表达式u 20sin50 t V 2 B 只断开 S2后 L1 L2均正常发光 C 只断开 S2后 原线圈的输入功率增大 D 若 S1换接到 2 后 R消耗的电功率为 0 8 W 解析 选 D 由题图知 Um 20 V T 0 02 s 则 100 rad s 输入电压 2 2 T u 20sin100 t V 故选项 A 错误 由变压器的变压规律知 故U2 2 U1 U2 n1 n2 U1n2 n1 V 4 V 由题中将 S1接 1 S2闭合时 灯泡 L2正常发光可得 灯泡 L2的额定电压 20 1 5 6 为 4 V 当只断开 S2后 副线圈两端电压不变 此时副线圈的负载为 L1 L2串联 故 L1 L2均不能正常发光 选项 B 错误 此时P出 副线圈负载R总增大 故P出减小 又P入 P出 故原线圈的输入功率减小 选项 C 错误 当 S1换接到 2 后 副线圈的负载仅 是电阻R 故P W 0 8 W 选项 D 正确 42 20 二 非选择题 2011 高考海南卷 如图 理想变压器原线圈与一 10 V 的交流电源相连 副线圈并联 11 两个小灯泡a和b 小灯泡a的额定功率为 0 3 W 正常发光时电阻为 30 已知两灯泡 均正常发光 流过原线圈的电流为 0 09 A 可计算出原 副线圈的匝数比为 流 过灯泡b的电流为 A 解析 U1 10 V 根据小灯泡正常发光 则U2 3 V Ia 0 1 A 根据 PR U2 R n1 n2 U1 U2 所以 10 3 I2 I1 n1 n2 I2 I1 0 3 A Ib I2 Ia 0 2 A n1 n2 答案 10 3 0 2 一理想变压器 原线圈匝数n1 1100 接在电压为 220 V 的交流电源上 当它对 11 只 12 并联的 36 V 60 W 灯泡供电时 灯泡正常发