【2019最新】精選教科版高中物理選修3-2練習(xí)：第二章交變電流第6節(jié)

1、【 2019最新】精選教科版高中物理選修 3-2練習(xí)：第二章交變電流第 6節(jié)1當(dāng)變壓器的原線圈加上交變電壓時，原線圈中的交變電流在鐵芯中激發(fā)交變的磁通量，交變的磁通量穿過_也穿過_，在原、副線圈中產(chǎn)生_當(dāng)副線圈閉合時，在副線圈中就會有交流電通過，這樣，雖然原、副線圈并不相連，電能卻從原線圈通過磁場傳輸給副線圈2在理想情況下，變壓器原、副線圈兩端的電壓跟它們的_，公式表示為 _如果原線圈的匝數(shù)小于副線圈的匝數(shù)，則副線圈得到的電壓比原線圈高，這種變壓器稱為 _；如果原線圈的匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，則副線圈得到的電壓比原線圈低，這種變壓器稱為_3關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是()A通有正弦

2、交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等C穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢D原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈4對理想變壓器，下列說法中正確的是()A原線圈的輸入功率，隨著副線圈的輸出功率增大而增大B原線圈的輸入電流，隨副線圈的輸出電流增大而增大C原線圈的電流，不隨副線圈的輸出電流變化而變化D當(dāng)副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零5某變電站用原、副線圈匝數(shù)比為n1n2 的變壓器，將遠距離輸來的電能送給用戶，如圖1 所示，將變壓器看作理想變壓器，歡迎下載。當(dāng)變壓器正常工作時，下列說法正確的是()圖 1A原、副線圈電壓比為n2n1B原、副線圈電流比

3、為n1n2C原、副線圈電壓比為n1n2D變壓器的輸入功率與輸出功率的比為n1n2【概念規(guī)律練】知識點一變壓器的基本規(guī)律1如圖 2 所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為 201，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“ 220 V,60 W ”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則 ()圖 2A電流表的示數(shù)為AB電源輸出功率為1 200 WC電流表的示數(shù)為AD原線圈端電壓為11 V2某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 559，原線圈所接電源電壓按如圖 3 所示規(guī)律變化，副線圈接有負載，下列判斷正確的是()圖 3A輸出電壓的最大值為36 VB原、副線圈中電流之比為559C變壓器輸入、輸出功率之比為559D交流電源電壓有效

4、值為220 V，頻率為 50 Hz2【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第二章交變電流第節(jié)知識點二常見變壓器3如圖 4 所示，自耦變壓器輸入端A、B 接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值 UAB 100 V ，R040 ，當(dāng)滑動片處于線圈中點位置時， C、D 兩端電壓的有效值 UCD為_V，通過電阻 R0 的電流有效值為 _A.圖 44如圖5 所示， M、 N 為兩條交流輸電線，甲、乙兩圖是配電室中的互感器和交流電表的兩種接線示意圖，以下說法正確的是()圖 5A在乙圖中，線圈N4的導(dǎo)線一定比線圈N3的導(dǎo)線粗B甲圖中的電表是交流電流表，乙圖中的電表是交流電壓表C甲圖中的電表是交流電壓表，乙圖

5、中的電表是交流電流表D甲、乙兩圖中的電表均為交流電流表【方法技巧練】一、變壓器動態(tài)問題的分析方法5如圖 6 所示為一理想變壓器， K 為單刀雙擲開關(guān)， P 為滑動變阻器的滑動觸頭， U1為加在原線圈的電壓，則()圖 6A保持 U1及 P 的位置不變， K 由 a 合到 b 時， I1 將增大B保持 P 的位置及 U1不變， K 由 b 合到 a 時， R消耗功率將減小C保持 U1不變， K 合在 a 處，使 P 上滑， I1 將增大D保持 P 的位置不變， K 合在 a 處，若 U1 增大， I1 將增大3/143/146如圖 7 所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡 L1

6、和 L2，輸電線等效電阻為R.開始時，開關(guān)S 斷開當(dāng)S 接通時，以下說法中正確的是()圖 7A副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大C通過燈泡 L1 的電流減小D原線圈中的電流增大二、有多個副線圈的理想變壓器問題的分析方法7理想變壓器如圖8 所示，原線圈匝數(shù)n11 000 匝，兩副線圈匝數(shù)分別為n2600 匝， n3200 匝，當(dāng)原線圈兩端接在220 V的交流電源上時，原線圈上電流為2 A，通過 R2 的電流為 1 A ，則通過 R3的電流為 ()圖 8A10AB7AC3AD1A8如圖 9 所示，一臺有兩個副線圈的理想變壓器，原線圈匝數(shù)n11 100 匝，接入電壓

7、U1220 V 的電路中(1) 要求在兩個副線圈上分別得到電壓U26 V ，U3110 V ，它們的匝數(shù) n2、n3 分別為多少？(2) 若在兩副線圈上分別接上“ 6 V，20 W”、“ 110 V，60 W” 的兩個用電器，原線圈的輸入電流為多少？圖 91理想變壓器工作時，原線圈輸入與副線圈輸出的物理量一定相同的是 ()A電壓有效值B電流有效值4【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第二章交變電流第節(jié)C交變電流頻率D交流電功率2如圖10 所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n241，當(dāng)導(dǎo)體棒l在勻強磁場中向左做勻速直線運動切割磁感線時，電流表的示數(shù)是12 mA，則電流表的示數(shù)為

8、()圖 10A3 mAB0 mAC48 mAD與負載 R 的值有關(guān)3在繞制變壓器時，某人將兩個線圈繞在如圖11 所示變壓器鐵芯的左右兩個臂上當(dāng)通以交流電時，每個線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過另一個線圈，另一半通過中間的臂已知線圈1,2 的匝數(shù)之比 n1n221. 在不接負載的情況下()圖 11A當(dāng)線圈 1 輸入電壓為 220 V 時，線圈 2 輸出電壓為 110 VB當(dāng)線圈 1 輸入電壓為 220 V 時，線圈 2 輸出電壓為 55 V C當(dāng)線圈 2 輸入電壓為 110 V 時，線圈 1 輸出電壓為 220 V D當(dāng)線圈 2 輸入電壓為 110 V 時，線圈 1 輸出電壓為 110 V4一理想

9、變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖12 甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P 為滑動變阻器的觸頭下列說法正確的是()圖 12A副線圈輸出電壓的頻率為50 HzB副線圈輸出電壓的有效值為31 VCP 向右移動時，原、副線圈的電流比減小DP 向右移動時，變壓器的輸入功率增加5/145/145一臺理想變壓器從 10 kV 的線路中降壓并提供 200 A 的負載電流已知兩個線圈的匝數(shù)比為 401，則變壓器原線圈的電流、輸出電壓及輸出功率是 ()A5 A,250 V,50 kWB5 A,10 kV,50 kWC200 A,250 V,50 kWD200 A,10 kV,2 &

10、#215;103 kW6一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈有可調(diào)電阻R. 設(shè)原線圈的電流為I1 ，輸入功率為P1，副線圈的電流為I2 ，輸出功率為 P2. 當(dāng) R 增大時 ()AI1 減小， P1 增大BI1 減小， P1 減小CI2 增大， P2 減小DI2 增大， P2 增大7如圖 13 所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為 15，原線圈兩端的交變電壓為 u20sin 100 t V 氖泡在兩端電壓達到100 V 時開始發(fā)光下列說法中正確的有()圖 13A開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 HzB開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變

11、大D開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變8圖 14 所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比，加在原線圈的電壓為 u1311sin 100 t V ，霓虹燈正常工作的電阻R440 k ，I1 、I2 表示原、副線圈中的電流下列判斷正確的是()圖 146【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第二章交變電流第節(jié)A副線圈兩端電壓 6 220 V ，副線圈中的電流 14.1 mA B副線圈兩端電壓 4 400 V ，副線圈中的電流 10 mACI1<I2DI1>I29如圖 15 甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101， R120 ，R

12、230 ，C 為電容器已知通過R1 的正弦式交變電流如圖14 乙所示，則 ()圖 15A交變電流的頻率為0.02 HzB原線圈輸入電壓的最大值為200 VC電阻 R2的電功率約為 6.67 WD通過 R3的電流始終為零10如圖16 所示，理想變壓器線圈匝數(shù)比n1n221，分別接有相同的兩只燈泡A 和 B，若在 a、b 間接正弦式交流電源，電源電壓為 U，則 B 燈兩端電壓為 ()圖 16A0.5UB2UC0.2UD0.4U題 號12345678910答案11如圖 17 所示的變壓器的原線圈1 接到 220 V 的交流電源上副線圈 2 的匝數(shù) n230 匝，與一個“ 12 V 12 W”的燈泡

13、L 連接， L 能正常發(fā)光副線圈 3 的輸出電壓 U3110 V ，與電阻 R 連接，通過 R的電流為 0.4 A ，求：圖 177/147/14(1) 副線圈 3 的匝數(shù) n3 ；(2) 原線圈 1 的匝數(shù) n1 和電流 I1.12如圖 18 所示，一個變壓器 ( 可視為理想變壓器 ) 的原線圈接在 220 V 的市電上，向額定電壓為 1.80 ×104 V 的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過12 mA時，熔絲就熔斷圖 18(1) 熔絲的熔斷電流是多大？(2) 當(dāng)副線圈電路中電流為 10 mA 時，變壓器的輸入功率是多大？13如圖

14、 19 所示，交流發(fā)電機電動勢的有效值 E20 V，內(nèi)阻不計，它通過一個 R6 的指示燈連接變壓器變壓器輸出端并聯(lián) 24 只彩色小燈泡，每只燈泡都是“ 6 V，0.25 W”，燈泡都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計求：圖 19(1) 降壓變壓器初級、次級線圈匝數(shù)比(2) 發(fā)電機的輸出功率第6節(jié) 變壓器 答案課前預(yù)習(xí)練1原線圈副線圈感應(yīng)電動勢2匝數(shù)成正比升壓變壓器降壓變壓器3C 通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場是變化的，由于面積 S 不變，故磁通量 變化， A 錯誤；因理想變壓器無漏磁，故 B 錯誤；由互感現(xiàn)象知 C 正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場能又轉(zhuǎn)化為電能，原副線圈通過磁場聯(lián)系在一起，故 D錯誤

15、4 AB 理想變壓器原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功8【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第二章交變電流第節(jié)率，且隨副線圈的輸出功率的變化而變化，原線圈的輸入電流取決于副線圈的輸出電流，當(dāng)副線圈的電流為零時，原線圈的電流也為零，但原線圈電壓并不一定為零，故A、B 正確， C、D錯誤 5C 電壓之比等于匝數(shù)之比，根據(jù)輸入功率等于輸出功率，所以電流之比等于電壓之比的反比，也就等于線圈匝數(shù)比的反比課堂探究練1C 因為燈泡正常發(fā)光，所以副線圈中的電流I2 AA根據(jù)公式得I1 I2 × A A ，即電流表的示數(shù)應(yīng)為A ，故A 錯， C 對；電源的輸出功率等于變壓器的輸入功率，由

16、P 入 P 出可得電源的輸出功率為 60 W，故 B 選項錯誤；根據(jù)公式，得 U1U2× 220 V4 400 V ，故 D選項錯誤 點評 變壓器的基本規(guī)律電壓關(guān)系： (1) 只有一個副線圈時或 U2n2當(dāng)有多個副線圈時 (2) 功率關(guān)系： P 入 P 出只有一個副線圈時， P1P2當(dāng)有多個副線圈時P1P2P3 (3) 電流關(guān)系：只有一個副線圈時，由P1P2 知， I1U1I2U2得 n2n1當(dāng)有多個副線圈時，由P1P2P3 知9/149/14I1U1I2U2I3U3 得 I1n1 I2n2 I3n3 2 D 由圖知原線圈電壓最大值為220 V ，周期T2×10 2s，故有

17、效值為220 V，頻率為50 Hz ；由，得輸出電壓最大值為 36 V ，原、副線圈電流之比為 955，輸入、輸出功率應(yīng)相等，所以正確答案為 D.點評變壓器的電壓關(guān)系、電流關(guān)系是有效值( 或最大值 ) 間的關(guān)系，即如公式中，若 U1是有效值則 U2 就是有效值，若 U1 是最大值則 U2就是最大值32005解析由理想變壓器公式得 UCDUAB2×100 V 200 V ，又由 I2 A5 A.點評自耦變壓器鐵芯上只繞一個線圈，原、副線圈共用一個繞組，最大優(yōu)點是可以連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓，缺點是低壓端和高壓端直接有電的聯(lián)系，使用不夠安全變壓器的規(guī)律都適用于自耦變壓器4C 電壓互感器輸入端分別

18、接在兩根線上，次級匝數(shù)比初級匝數(shù)少；電流互感器輸入端只能串聯(lián)在電路中，次級匝數(shù)比初級匝數(shù)多 點評甲圖是電壓互感器，乙圖是電流互感器，它們分別與電壓表和電流表的使用方法相同，即：電壓互感器測電壓時需并聯(lián)接入電路，電流互感器測電流時需串聯(lián)接入電路它們利用變壓器的原理把高電壓、大電流變成低電壓、小電流，以方便測量5ABD K 由 a 合到 b 時， n1 減小而 U1 不變，由可知副線圈上電壓增大，負載 R 的電流 I2 增大， P2 增大；又由于 P1P2U1I1，故 I1 增大， A 項正確同理 K 由 b 合到 a 時， P2 減小， B 項正確P 上滑時，負載電阻 R 增大，而 U1、U2

19、均不變，由 I2 可知10【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第二章交變電流第節(jié)I2 減小，又由于 n1、n2 均不變，由可知 I1 將減小，故 C 項錯誤當(dāng) U1 增大時，由可知 U2 也增大， I2 增大，再由可知 I1增大，故 D項正確 方法總結(jié)此類問題大致有兩種情況：一是負載電阻不變，原、副線圈的電壓 (U1、 U2)、電流 (I1 、 I2) ，輸入功率、輸出功率隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，如選項 A、B；另一類是原、副線圈的匝數(shù)比不變，上述各物理量隨負載電阻的變化而變化的情況，如選項 C. 處理此類問題時，要根據(jù)題意分清變量與不變量，要明確變量之間的相互制約關(guān)系6BCD

20、 由于輸入電壓不變，所以S 接通時，理想變壓器副線圈 M、N 兩端輸出電壓不變并聯(lián)燈泡L2，負載總電阻變小，由歐姆定律I 知，流過R 的電流增大，電阻R 上的電壓UR IR 增大副線圈輸出電流增大，根據(jù)輸入功率等于輸出功率I1U1I2U2得， I2 增大，則原線圈輸入電流I1 也增大UMN不變， UR 變大，所以UL1 變小，流過燈泡L1 的電流減小方法總結(jié)變壓器動態(tài)分析問題的思路程序可表示為7B 由理想變壓器變壓比公式可得U2 V 132 V ，由可得 U3U1 V 44 V，根據(jù)輸入功率等于輸出功率有 I1U1I2U2I3U3解得 I3 7 A，選 B方法總結(jié) 理想變壓器變壓比公式 ，對有

21、一個或 n 個副線圈的變壓器均適用，而變流比公式，只適用于有一個副線圈的變壓器，若為兩個以上副線圈的變壓器，必須用 P 入 P 出，即 U1I1U2I2U3I3 或 n1I1 n2I2 n3I3 來計算8(1)30 匝550 匝(2)0.36 A11/1411/14A、D.解析(1) 根據(jù)原、副線圈間電壓與匝數(shù)的關(guān)系，由U1U2 ， n1n3得 n2n1× 1 100 匝 30 匝n3n1× 1 100 匝550 匝(2) 設(shè)原線圈輸入電流為 I1 ，P 入 P 出，即I1U1I2U2I3U3P2P3，所以 I1 A 0.36 A方法總結(jié)第 (1) 問中，也可根據(jù)原、副線圈

22、每伏電壓分配到的匝數(shù)相等進行計算即由5 匝 /V ，得匝數(shù)n25×6 匝 30匝， n35×110 匝 550 匝課后鞏固練1CD2B3BD 在不考慮原、副線圈內(nèi)電阻的情況下，變壓器原、副線圈電壓之比 (U1/U2) 等于原、副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢之比 (E1/E2) 當(dāng)給線圈 1 輸入電壓 U1 時，× . 當(dāng)給線圈 2 輸入電壓 U2時，× 1. 所以選項 B、D正確 4AD 變壓器不改變電壓的頻率，副線圈中的電壓頻率等于原線圈中的電壓頻率為f Hz 50 Hz ；由可得副線圈中電壓的最大值 31 V，故有效值為 V ；P 向右移動時，輸出電路中電

23、壓不變，電阻減小，電流增大，輸出功率增大，變壓器的輸入功率等于輸出功率，也增大，故正確的選項為5A 設(shè)原線圈輸入電壓、電流、功率分別為U1、I1 、P1，副線圈輸出電壓、電流、功率分別為U2、I2 、P2，原、副線圈匝數(shù)分別為 n1、n2.由知 I1 I2 × 200 A5 A.12【2019最新】精選教科版高中物理選修3-練習(xí)：第二章交變電流第節(jié)由 知 U2U1× 10×103 V 250 V 輸出功率 P 出 U2I2250×200 W 50 kW6B 副線圈的電壓不變，當(dāng)副線圈接的電阻R 增大時， I2減小， P2 減小，因為 P1P2，所以 P1

24、 減小， I1 I2 ，I1 也減小 7AB 由得：副線圈的輸出電壓u25u 100sin 100 tV，此電源頻率f0 50 Hz ，而氖泡每個周期發(fā)光2 次，則氖泡的發(fā)光頻率 f 氖 2f0 100 Hz，A 正確；電壓表的示數(shù)應(yīng)為副線圈輸出電壓的有效值，故 U 100 V ，B 正確；交變電流、電壓的有效值不變，故表示數(shù)不變， C 錯；斷開開關(guān)后，變壓器的輸出功率減小， D錯 8 BD 原線圈電壓有效值U1 V 220 V ，由，可得U2 4 400 V ，由歐姆定律可知 I2 10 mA，由可得： I1>I2 ，所以 B、D兩項正確 9C 由題中圖象可知該交變電流的周期為0.02 s ，所以頻率為 50 Hz ， A 錯誤；因為變壓器輸出電壓最大值為20×1 V