高中人教物理选择性必修二课时03 变压器（重点练）同步专练（解析版）

1、第3课时 变压器第二章 交变电流一、单选题1(2020河南郑州检测)如图甲所示电路中,L1、L2、L3为三只标有“6 V3 W”的灯泡,变压器为理想变压器.各电表均为理想电表.当ab端接如图乙所示的交变电压时,三只灯泡均正常发光.下列说法正确的是()甲乙A.变压器原副线圈的匝数比为12B.副线圈两端输出的交流电频率为50 HzC.电流表的示数为0.5 AD.电压表的示数为18 V【答案】B【解析】灯泡正常发光时的电流I0=P0U0=36 A=0.5 A,则副线圈中电流I2=2I0,而原线圈中电流I1=I0,则变压器原、副线圈的匝数比n1n2=I2I1=21,选项A错误;由乙图可知交流电的周期T

2、=0.02 s,则频率f=1T=50 Hz,变压器不改变交流电的频率,选项B正确;电流表的示数IA=I2=2I0=1 A,选项C错误;因灯泡正常发光,则副线圈的两端电压U2=6 V,则原线圈两端电压U1=n1n2U2=12 V,电压表示数为12 V,选项D错误.故选B。2如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,b是原线圈的中心接头,电压表V和电流表A均为理想电表,除滑动变阻器电阻R和定值电阻R0以外的其余电阻不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=2202sin 100t(V).下列说法中正确的是()A.t=1600 s时刻,c、d两点间的电压瞬时值为1

3、10 VB.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为222 VC.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变大【答案】D【解析】由c、d两点间的电压瞬时值表达式u1=2202sin 100t(V)可知,当t=1600 s时,u1=2202sin 6 V=1102 V,选项A错误;由U1U2=n1n2得U2=U1n2n1=220110 V=22 V,故电压表示数小于22 V,选项B错误;单刀双掷开关与a连接,滑片P向上移动时,电流表示数变小,电压表示数变大,选项C错误;当单刀双掷开关由a扳向b时,原

4、、副线圈匝数比由101变成51,且原线圈两端电压不变,可知输出电压增大,两电表示数均变大,选项D正确.故选D。3图甲所示为一发电机的原理图,发电机产生的交变电流接图乙中理想变压器的原线圈.已知变压器原、副线圈的匝数之比为221,发电机输出电压u随时间t变化的规律如图丙所示,发电机线圈电阻忽略不计,则()丙A.电阻两端电压的瞬时值表达式为u=10sin 50t(V)B.电压表示数为10 VC.若仅使发电机线圈的转速增大一倍,则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍,而电压表示数不变D.若仅使电阻R增加,则电流表示数不变【答案】B【解析】由题图丙知:原线圈电压的最大值U1m=311 V,原线圈电压的有

5、效值U1=U1m2=220 V,由U1U2=n1n2知,副线圈电压的最大值U2m14.1 V,副线圈电压的有效值U2=10 V,选项A错误,选项B正确;若仅使发电机线圈的转速n增大一倍,则角速度增大一倍,根据Em=NBS可知,变压器原线圈输入电压的频率和最大值都增大一倍,由于原、副线圈中电流的频率相等,所以变压器副线圈输出电压的频率增大一倍,由U1U2=n1n2知,副线圈输出电压增大一倍,电压表读数增大一倍,选项C错误;仅使电阻R增加,原线圈两端的电压和原、副线圈匝数比不变,则副线圈输出电压不变,副线圈中电流减小,原、副线圈匝数比不变,则原线圈中电流也减小,电流表示数减小,选项D错误.故选B。

6、4(2020沈阳模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为51,R1=R2=R3=10 ,C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示,则()甲乙 A.副线圈输出的交流电的频率为10 HzB.原线圈输入电压的最大值为1002 VC.电阻R3的电功率为20 WD.通过R2的电流始终为零【答案】C【解析】根据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同,由图乙知,周期为T=0.02 s,频率为f=50 Hz,选项A错误;由题图乙可知通过R1的电流最大值为Im=2 A,根据欧姆定律可知其两端最大电压为Um=20 V,再根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为100

7、V,选项B错误;根据正弦交流电的峰值和有效值之间的关系及并联电路特点可知电阻R3的电压有效值为U3=Um2=102 V,则电阻R3的电功率为P3=U32R3=(102)210 W=20 W,选项C正确;因为电容器有通交流、隔直流的作用,则有电流通过R2,选项D错误.故选C。二、多选题5(多选)如图所示,一台理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1n2=401,在副线圈两端接有“6 V40 W”的电灯泡.若灯泡正常发光,则下列说法中正确的是()A.在原、副线圈中,通过每匝线圈的磁通量时时刻刻都相同B.通过原、副线圈的交变电流的频率相同C.变压器输入电压的最大值为240 VD.变压器输入功率为40 W

8、【答案】ABD【解析】原、副线圈的磁场都在铁芯中,所以原、副线圈中的磁场相同,通过每匝线圈的磁通量也相同,选项A正确;既然原、副线圈中是同一个磁场,那么原、副线圈中电流的频率就相等,选项B正确;根据理想变压器电压与匝数关系U1U2=n1n2及副线圈的灯泡正常发光即U2=6 V,则有U1=240 V,而额定电压指的是有效值,所以变压器输入电压有效值是U1=240 V,最大值为2402 V,选项C错误;理想变压器输入功率等于输出功率,即灯泡正常发光的额定功率40 W,选项D正确.故选ABD。6(2020湖北枣阳高三模拟)(多选)如图甲所示,理想变压器原线圈输入图乙所示的正弦交变电流,副线圈中的R0、R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R,且R1R0.理想交流电压表V1、V2的示数分别为U1、U2;理想交流电流表A1、A2的示数分别为I1、I2;理想交流电压表V2和理想交流电流表A2示数变化的绝对值分别为U2、I2.下列说法正确的是()甲乙A.t=0.01 s时,理想交流电压表V1的示数为零B.滑动变阻器滑片从最下端向上滑动时,I1增大,U2减小C.滑动变阻器滑片从最下端向上滑动时,U2I2不变D.滑动变阻器滑片从最下端向上滑动时,I2U2减小【答案】BC【解析】电压表示数为交变电流的有效值,选项A错误;滑动变阻器滑片从最下端向上滑动时,副线圈的电压不变,副线圈的负载电阻减小,I2