2017-2018学年高中物理选修3-2同课异构习题54变压器课时提升作业（十）

课时提升作业(十)变压器(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分。多选题已在题号后标出)1.(多选)对于确定的理想变压器，原、副线圈的电流分别为I1、I2，电压分别为U1、U2，功率分别为P1、P2，关于它们的关系正确的是()A.I2由I1B.U B.U2由U1决定C.P1由P2决定 D.U1由U2决定【解析】选B、C。对于理想变压器，U1决定U2，I2=U2R负，I1I2=n2n12.(多选)(2015·南宁高二检测)如图所示理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接入一电压为U=U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻，若U0=220V，ω=100πrad/s。则下述结论正确的是()A.副线圈中电压表的读数为55VB.副线圈中输出交流电的周期为0.02sC.原线圈中电流表的读数为0.5AD.原线圈中的输入功率为55W【解析】选B、D。根据瞬时值的表达式U=U0sinωt可知：原线圈的电压最大值为U0=220V，所以原线圈的电压有效值为U1=U02=2202V=1102V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为U2=U14=27.52V，故A错误；变压器不会改变电流的周期，电流的周期为T=2πω=2π100πs=0.02s，故B正确；根据欧姆定律可知，副线圈的电流为I2=U2R=27.5227.5A=2A，根据电流与匝数成反比可得，原线圈的电流大小为I3.(多选)(2015·海南高考)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R=11R0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0V，则()A.此时原线圈两端电压的最大值约为34VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24VC.原线圈两端原来的电压有效值约为68VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48V【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点：(1)电压表显示的是交流电压的有效值。(2)副线圈电路也符合欧姆定律。【解析】选A、D。电压表测的是电阻R两端的电压，根据U2=I2(R0+R)得U2=6.0V。由U1U2=n1n2得U1=24V，由于电压表的读数为有效值，故变压器原线圈两端的电压的有效值为24V，其最大值Um=2U14.(2015·泰州高二检测)理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，一正弦交流电经变压器变压后对电阻R供电，电路如图甲所示。图乙是原线圈两端电压u随时间t变化的图像，R的阻值为10Ω。交流电流表与交流电压表均为理想电表，下列说法正确的是()A.副线圈中交流电的频率变为原来的1B.交流电流表A的读数为2AC.电阻R两端的电压为20VD.电阻R上的热功率为4000W【解析】选C。由图像知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，交流电经过变压器变压后频率不变，故A错误；原线圈的电压有效值为200V，则副线圈的电压有效值为20V，即为电压表的读数，电流为I2=U2R=2A，而电流与匝数成反比，所以交流电流表A的读数为0.2A，故B错误，C正确；电阻R的热功率P=5.(2015·广东高考)如图为加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220V降至110V。调节前后()A.副线圈中的电流比为1∶2B.副线圈输出功率比为2∶1C.副线圈的接入匝数比为2∶1D.原线圈输入功率比为1∶2【解析】选C。原线圈的输入电压和匝数不变，根据输出电压的有效值由220V降到110V，由理想变压器原理U1U2=n1n2，可得副线圈的匝数变为原来的12，C选项正确；根据P=U6.(2015·宿州高二检测)如图，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是()A.滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大B.U1和U2表示电压的最大值C.I1和I2表示电流的瞬间值D.滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小【解析】选A。滑片P向下滑动过程中，次级总电阻减小，由于U2只与输入电压和匝数有关，所以U2不变，故I2变大，所以I1也变大，故A正确，D错误；U1和U2表示电压的有效值，选项B错误；I1和I2表示电流的有效值，选项C错误。故选A。二、非选择题(本题共2小题，共20分。需写出规范的解题步骤)7.(10分)一台理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接u=1002sin100πt(V)的交变电压，副线圈两端用导线接规格为“6V12W”的小灯。已知导线总电阻r=0.5Ω，试求：副线圈应接几盏小灯？这些小灯应如何连接才能使这些小灯都正常发光？【解析】由U1U2U2=U1n2n1=100导线上的电压U线=10V6V=4V副线圈中的输出电流I2=40.5A=每个小灯的额定电流I=PU=126应接小灯的盏数：n=82答案：4盏并联8.(10分)(2015·徐州高二检测)如图所示，一理想变压器的原线圈匝数n1=1100匝、副线圈匝数n2=30匝，原线圈与电流表A1串联后接在电压u1=2202sin100πt(V)的交流电源上，电阻R=12Ω，电流表A1、A2和电压表V2均为理想的交流电表，求：(1)三只电表A1、A2和V2的读数分别是多少？(2)电阻R在t=30s时间内产生的热量是多少？【解析】(1)由交流电压的瞬时表达式可知，原线圈电压U1=220V，根据