【优化方案】高中物理 第2章第6节知能优化训练 教科版选修3-2

用心 爱心 专心 1 1 1 关于变压器 下列说法正确的是 关于变压器 下列说法正确的是 A A 变压器的工作原理是电磁感应 变压器的工作原理是电磁感应 B B 一切变压器的工作基础都是互感现象 一切变压器的工作基础都是互感现象 C C 各种电流接入变压器的输入端 变压器都能持续正常工作 各种电流接入变压器的输入端 变压器都能持续正常工作 D D 只有交变电流接入变压器的原线圈中 变压器才能持续正常工作 只有交变电流接入变压器的原线圈中 变压器才能持续正常工作 解析 选解析 选 AD AD 变压器之所以能变压 是因为原线圈接交变电源时 有交变电流流过原线圈 变压器之所以能变压 是因为原线圈接交变电源时 有交变电流流过原线圈 这引起穿过原 副线圈的磁通量发生变化 在原 副线圈中都产生了感应电动势 所以变压这引起穿过原 副线圈的磁通量发生变化 在原 副线圈中都产生了感应电动势 所以变压 器的工作原理是电磁感应 器的工作原理是电磁感应 A A 正确 变压器利用两个线圈变压时 其工作原理是互感 当变正确 变压器利用两个线圈变压时 其工作原理是互感 当变 压器只利用一个线圈变压时压器只利用一个线圈变压时 自耦变压器自耦变压器 其工作基础是自感 其工作基础是自感 B B 错 变压器要持续正常工错 变压器要持续正常工 作 原线圈必须接交变电流 若接直流电 原 副线圈中不可能出现持续的感应电动势 则作 原线圈必须接交变电流 若接直流电 原 副线圈中不可能出现持续的感应电动势 则 变压器不能持续正常工作 故变压器不能持续正常工作 故 C C 错 错 D D 正确 正确 2 2 2011 2011 年济南高二检测年济南高二检测 理想变压器原 副线圈匝数比为理想变压器原 副线圈匝数比为 10 110 1 以下说法中正确的是 以下说法中正确的是 A A 穿过原 副线圈每一匝磁通量之比是 穿过原 副线圈每一匝磁通量之比是 10 110 1 B B 穿过原 副线圈每一匝磁通量的变化率相等 穿过原 副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C C 原 副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为 原 副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为 10 110 1 D D 正常工作时原 副线圈的输入 输出功率之比为 正常工作时原 副线圈的输入 输出功率之比为 1 11 1 解析 选解析 选 BD BD 对理想变压器 对理想变压器 B B 选项认为无磁通量损漏 因而穿过两个线圈的磁通量相同 选项认为无磁通量损漏 因而穿过两个线圈的磁通量相同 磁通量变化率相同 因而每匝线圈产生的感应电动势相等 才导致电压与匝数成正比 磁通量变化率相同 因而每匝线圈产生的感应电动势相等 才导致电压与匝数成正比 D D 选选 项可以认为忽略热损耗 故输入功率等于输出功率 项可以认为忽略热损耗 故输入功率等于输出功率 3 3 2011 2011 年包头高二检测年包头高二检测 理想变压器正常工作时 若增加接在副线圈两端的负载 则理想变压器正常工作时 若增加接在副线圈两端的负载 则 A A 副线圈中电流增大 副线圈中电流增大 B B 副线圈输出的电功率减小 副线圈输出的电功率减小 C C 原线圈中电流不变 原线圈中电流不变 D D 原线圈输入的电功率增大 原线圈输入的电功率增大 解析 选解析 选 AD AD 由于由于U U1 1 U U2 2不变 负载增加 用电器的总电阻减小 由不变 负载增加 用电器的总电阻减小 由I I2 2 知知I I2 2增大 增大 A A 对对 U U2 2 R R C C 错 由错 由P P UIUI解得解得P P2 2 U U2 2I I2 2 所以 所以P P2 2增大 增大 P P1 1增大 增大 B B 错错 D D 对 对 4 4 2011 2011 年高考浙江卷年高考浙江卷 如图如图 2 2 6 6 9 9 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 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则交流电压表的读数可能是 图图 2 2 6 6 9 9 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 解析 选解析 选 A A 由由 得得U U2 2 其中 其中U U1 1 V V 得 得U U2 2 V 9 0V 9 0 V V 因此题中两线圈 因此题中两线圈 U U1 1 n n1 1 U U2 2 n n2 2 n n2 2U U1 1 n n1 1 5 51 1 2 2 5 51 1 4 4 2 2 并非处于理想状态 会出现漏磁 所以交流电压表的读数小于并非处于理想状态 会出现漏磁 所以交流电压表的读数小于 9 09 0 V V 故选项 故选项 A A 正确 正确 5 5 一理想变压器 原线圈匝数 一理想变压器 原线圈匝数n n1 1 11001100 接在电压为 接在电压为 220220 V V 的交流电源上 当它对的交流电源上 当它对 1111 只并只并 联的联的 36 36 V 60V 60 W W 灯泡供电时 灯泡正常发光 由此可知该变压器副线圈的匝数灯泡供电时 灯泡正常发光 由此可知该变压器副线圈的匝数n n2 2是多少 是多少 通过原线圈的电流通过原线圈的电流I I1 1是多大 是多大 用心 爱心 专心 2 解析 因为解析 因为 1111 只并联的只并联的 36 36 V 60V 60 W W 灯泡正常发光 所以副线圈输出的电压必为灯泡正常发光 所以副线圈输出的电压必为 3636 V V 由 由 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 得得n n2 2 n n1 1 匝 匝 180180 匝 匝 U U2 2 U U1 1 3 36 6 1 11 10 00 0 2 22 20 0 每只灯泡正常发光时的电流由每只灯泡正常发光时的电流由P P2 2 I I2 2 U U2 2 得得 I I2 2 P P2 2 U U2 2 A A A A 6 60 0 3 36 6 5 5 3 3 副线圈中的电流副线圈中的电流I I2 2 11 11 I I2 2 A A 5 55 5 3 3 因因I I1 1 I I2 2 n n2 2 n n1 1 故故I I1 1 I I2 2 A A 3 3 A A n n2 2 n n1 1 1 18 80 0 1 11 10 00 0 5 55 5 3 3 答案 答案 180180 匝匝 3 3 A A 一 选择题一 选择题 1 1 关于变压器的工作原理 下列说法中正确的是 关于变压器的工作原理 下列说法中正确的是 A A 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量是不变的 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量是不变的 B B 穿过原 副线圈的磁通量在任何时候都相等 穿过原 副线圈的磁通量在任何时候都相等 C C 穿过副线圈的磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 穿过副线圈的磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D D 原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 解析 选解析 选 BC BC 原线圈中的磁通量如果不发生变化 那么在副线圈中将不会有感应电动势产生 原线圈中的磁通量如果不发生变化 那么在副线圈中将不会有感应电动势产生 A A 错 虽然磁通量始终在不断地发生变化 但是在任意时刻 原 副线圈的磁通量都是相同错 虽然磁通量始终在不断地发生变化 但是在任意时刻 原 副线圈的磁通量都是相同 的 的 B B 正确 副线圈中的电流是由于电磁感应产生的 不是由于有电流从原线圈流过来 正确 副线圈中的电流是由于电磁感应产生的 不是由于有电流从原线圈流过来 C C 正确 正确 D D 错误 错误 2 2 对于理想变压器 下列说法中正确的是 对于理想变压器 下列说法中正确的是 A A 原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率的增大而增大 原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率的增大而增大 B B 原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流的增大而增大 原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流的增大而增大 C C 原线圈的电压不随副线圈的输出电流的变化而变化 原线圈的电压不随副线圈的输出电流的变化而变化 D D 当副线圈的电流为零时 原线圈的电压也为零 当副线圈的电流为零时 原线圈的电压也为零 解析 选解析 选 ABC ABC 输入功率始终等于输出功率 当变压器的匝数比确定时 输入电流与输出电流输入功率始终等于输出功率 当变压器的匝数比确定时 输入电流与输出电流 的比值也就确定 所以输入电流随着输出电流的增大而增大 并且输入电流由输出电流决定 的比值也就确定 所以输入电流随着输出电流的增大而增大 并且输入电流由输出电流决定 A A B B 正确 原线圈的电压是输入电压 是由输入设备或发电机决定的 与变压器无关 不随正确 原线圈的电压是输入电压 是由输入设备或发电机决定的 与变压器无关 不随 副线圈的输出电流的变化而变化 故副线圈的输出电流的变化而变化 故 C C 对 对 D D 错 错 3 3 如图 如图 2 2 6 6 1010 所示四个电路 能够实现升压的是所示四个电路 能够实现升压的是 图图 2 2 6 6 1010 解析 选解析 选 D D 变压器只能对交变电流变压 不能对直流变压 故变压器只能对交变电流变压 不能对直流变压 故 A A B B 错误 由于电压与线圈错误 由于电压与线圈 匝数成正比 所以匝数成正比 所以 D D 能实现升压 能实现升压 图图 2 2 6 6 1111 4 4 2010 2010 年高考重庆卷年高考重庆卷 一输入电压为一输入电压为 220220 V V 输出电压为 输出电压为 3636 V V 的变压器副线圈烧坏 为获的变压器副线圈烧坏 为获 用心 爱心 专心 3 知此变压器原 副线圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线在铁芯上新绕了知此变压器原 副线圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线在铁芯上新绕了 5 5 匝线匝线 圈 如图圈 如图 2 2 6 6 1111 所示 然后将原线圈接到所示 然后将原线圈接到 220220 V V 交流电源上 测得新绕线圈的端电压为交流电源上 测得新绕线圈的端电压为 1 1 V 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 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 A 1100 3601100 360 B B 1100 1801100 180 C C 2200 1802200 180 D D 2200 3602200 360 解析 选解析 选 B B 根据变压规律根据变压规律 可知变压器烧坏后 铁芯新绕线后 有可知变压器烧坏后 铁芯新绕线后 有 故原线圈 故原线圈 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 2 22 20 0 1 1 n n1 1 5 5 n n1 1 11001100 对变压器未烧坏时 有 对变压器未烧坏时 有 则副线圈 则副线圈n n2 2 180 180 故故 B B 正确 正确 2 22 20 0 3 36 6 1 11 10 00 0 n n2 2 5 5 将输入为 将输入为 220220 V V 输出为 输出为 6 6 V V 的变压器 改绕成输出为的变压器 改绕成输出为 3030 V V 的变压器 若副线圈原来的的变压器 若副线圈原来的 匝数为匝数为 3030 匝 原线圈的匝数不变 则副线圈应增加的匝数是匝 原线圈的匝数不变 则副线圈应增加的匝数是 A A 150150 匝匝 B B 120120 匝匝 C C 130130 匝匝 D D 144144 匝匝 解析 选解析 选 B B 因为副线圈的匝数是 因为副线圈的匝数是 3030 匝 所以原线圈的匝数是匝 所以原线圈的匝数是 11001100 匝 根据匝 根据 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 1 11 10 0 3 3 所以副线圈应该增加的匝数是 所以副线圈应该增加的匝数是 120120 匝 匝 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 2 22 20 0 3 30 0 1 11 10 00 0 1 15 50 0 图图 2 2 6 6 1212 6 6 在绕制变压器时 某人误将两个线圈绕在如图 在绕制变压器时 某人误将两个线圈绕在如图 2 2 6 6 1212 所示变压器铁芯的左右两个臂所示变压器铁芯的左右两个臂 上 当通过交变电流时 每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈 另一半通过中上 当通过交变电流时 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 线圈间的臂 线圈 1 1 2 2 的匝数比的匝数比n n1 1 n n2 2 2 1 2 1 在不接负载的情况下在不接负载的情况下 A A 当线圈 当线圈 1 1 输入电压为输入电压为 220220 V V 的交变电流时 线圈的交变电流时 线圈 2 2 的输出电压为的输出电压为 110110 V V B B 当线圈 当线圈 1 1 输入电压为输入电压为 220220 V V 的交变电流时 线圈的交变电流时 线圈 2 2 的输出电压为的输出电压为 5555 V V C C 当线圈 当线圈 2 2 输入电压为输入电压为 110110 V V 的交变电流时 线圈的交变电流时 线圈 1 1 的输出电压为的输出电压为 220220 V V D D 当线圈 当线圈 2 2 输入电压为输入电压为 110110 V V 的交变电流时 线圈的交变电流时 线圈 1 1 的输出电压为的输出电压为 110110 V V 解析 选解析 选 BD BD 由于两个线圈中磁通量不同 当原线圈中磁通量为由于两个线圈中磁通量不同 当原线圈中磁通量为 时 副线圈中的磁通量为时 副线圈中的磁通量为 以线圈以线圈 1 1 为原线圈 输入交变电压为为原线圈 输入交变电压为 220220 V V 时 由时 由E E n n可知 可知 E E1 1 n n1 1 E E2 2 n n2 2 2 2 t t 1 1 t t 故 故U U1 1 U U2 2 E E1 1 E E2 2 2 2n n1 1 n n2 2 4 14 1 选项 选项 B B 正确 同理可知选项正确 同理可知选项 D D 正确 正确 2 2 t t 7 7 一理想变压器 原线圈和副线圈的匝数分别为 一理想变压器 原线圈和副线圈的匝数分别为n n1 1和和n n2 2 正常工作时输入和输出的电压 正常工作时输入和输出的电压 电流 功率分别为电流 功率分别为U U1 1和和U U2 2 I I1 1和和I I2 2 P P1 1和和P P2 2 已知 已知n n1 1 n n2 2 则 则 A A U U1 1 U U2 2 B B P P1 1 P P2 2 C C I I1 1 I I2 2 D D P P1 1 P P2 2 解析 选解析 选 ABC ABC 因变压器为理想变压器 故有因变压器为理想变压器 故有 P P1 1 P P2 2 由题意知 由题意知 n n1 1 n n2 2 则 则 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 U U1 1 U U2 2 又因 又因I I1 1U U1 1 I I2 2U U2 2 则 则I I1 1 I I2 2 故选项 故选项 A A B B C C 正确 正确 8 8 2011 2011 年陕西高二检测年陕西高二检测 如图如图 2 2 6 6 1313 所示是一台理想自耦变压器 在所示是一台理想自耦变压器 在a a b b之间接正弦之间接正弦 交流电 交流电 A A V 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 P向上移动 则向上移动 则 图图 2 2 6 6 1313 A A 电压表 电压表 V V 的示数变大的示数变大 B B 变压器的输出功率变大 变压器的输出功率变大 C C 电流表 电流表 A A 的示数变小的示数变小 D D 电流表 电流表 A A 的示数变大的示数变大 解析 选解析 选 C C abab间为原线圈 当间为原线圈 当P P向上移动时 原线圈匝数增多 原副线圈匝数比变大 由向上移动时 原线圈匝数增多 原副线圈匝数比变大 由 用心 爱心 专心 4 变压规律变压规律 U U1 1不变 不变 U U2 2变小 电压表变小 电压表 V V 的示数变小 的示数变小 R R不变 由不变 由P P 可知 变压器可知 变压器 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 U U2 2 R R 的输出功率变小 的输出功率变小 A A B B 错 由错 由U U1 1I I1 1 U U2 2I I2 2 可以知道 可以知道 I I1 1变小 变小 C C 对 对 D D 错 错 9 9 一理想变压器原 副线圈的匝数比为一理想变压器原 副线圈的匝数比为n n1 1 n n2 2 1 21 2 电源电压 电源电压u u 220220sinsin t t V V 原线 原线 2 2 圈电路中接入一熔断电流圈电路中接入一熔断电流I I0 0 1 1 A A 的保险丝 副线圈中接入一可变电阻的保险丝 副线圈中接入一可变电阻R R 如图 如图 2 2 6 6 1414 所所 示 为了使保险丝不致熔断 调节示 为了使保险丝不致熔断 调节R R时 其阻值最低不能小于时 其阻值最低不能小于 图图 2 2 6 6 1414 A A 440440 B B 440440 2 2 C C 880880 D D 880880 2 2 解析 选解析 选 C C 当原线圈电流为当原线圈电流为I I1 1 I I0 0 1 1 A A 时 副线圈中电流时 副线圈中电流I I2 2 I I1 1 A A n n1 1 n n2 2 1 1 2 2 原线圈两端电压为原线圈两端电压为 U U1 1 220220 V V U Um m 2 2 则副线圈两端电压为则副线圈两端电压为 U U2 2 U U1 1 220 220 440440 V V n n2 2 n n1 1 2 2 1 1 因此负载电阻的最小值为 因此负载电阻的最小值为 R Rmin min 880880 故故 C C 正确 正确 U U2 2 I I2 2 图图 2 2 6 6 1515 1010 2011 2011 年上海高二检测年上海高二检测 为了检测变电站向外输电的情况 要在变电站安装互感器 其接为了检测变电站向外输电的情况 要在变电站安装互感器 其接 线如图线如图 2 2 6 6 1515 所示 两变压器匝数分别为所示 两变压器匝数分别为n n1 1 n n2 2和和n n3 3 n n4 4 a a和和b b是交流电表 则是交流电表 则 A A n n1 1 n n2 2 B B n n3 3 n n4 4 C C a a为交流电流表 为交流电流表 b b为交流电压表为交流电压表 D D a a为交流电压表 为交流电压表 b b为交流电流表为交流电流表 解析 选解析 选 AD AD 左边的互感器为电压互感器 输入电压很大 为了保护电表 应降压后测量 左边的互感器为电压互感器 输入电压很大 为了保护电表 应降压后测量 所以所以n n1 1 n n2 2 降压后也不能在副线圈上直接接电流表 所以 降压后也不能在副线圈上直接接电流表 所以a a只能是交流电压表 右边的互只能是交流电压表 右边的互 感器为电流互感器 输入电流极大 要测量则需要升压 从而达到减小电流的目的 所以感器为电流互感器 输入电流极大 要测量则需要升压 从而达到减小电流的目的 所以 n n3 3 n n4 4 升压后电流会很小 正好可以测电流 即 升压后电流会很小 正好可以测电流 即b b为电流表 为电流表 二 非选择题二 非选择题 图图 2 2 6 6 1616 1111 一台理想变压器 其原线圈 一台理想变压器 其原线圈 22002200 匝 副线圈匝 副线圈 440440 匝 并接一个匝 并接一个 100100 的负载电阻 如的负载电阻 如 图图 2 2 6 6 1616 所示 所示 1 1 当原线圈接在当原线圈接在 4444 V V 直流电源上时 电压表示数为直流电源上时 电压表示数为 V V 电流表示数为 电流表示数为 A A 2 2 当原线圈接在当原线圈接在 220220 V V 交流电源上时 电压表示数为交流电源上时 电压表示数为 V V 电流表示数为 电流表示数为 用心 爱心 专心 5 A A 此时输入功率为 此时输入功率为 W W 变压器的效率为 变压器的效率为 解析 根据变压器的工作原理和理想变压器的定义分析求解 解析 根据变压器的工作原理和理想变压器的定义分析求解 1 1 原线圈接在直流电源上时 由于原线圈中的电流恒定 所以穿过原 副线圈的磁通量不原线圈接在直流电源上时 由于原线圈中的电流恒定 所以穿过原 副线圈的磁通量不 发生变化 副线圈两端不产生感应电动势 故电压表示数为零 电流表示数也为零 发生变化 副线圈两端不产生感应电动势 故电压表示数为零 电流表示数也为零 2 2 由由 得 得U U2 2 V V 4444 V V 电压表示数电压表示数 I I2 2 A A 0 440 44 A A 电电 U U1 1 U U2 2 n n1 1 n n2 2 U U1 1n n