2021-2022物理教科版3-2課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià) 第二章 6 變壓器

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE16-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精九變壓器（25分鐘·56分)選擇題（本題共7小題，每小題8分，共56分)1.(多選）為保證用戶電壓穩(wěn)定在220V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖。保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓。某次檢測(cè)得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示,則下列選項(xiàng)正確的是 ()A。u2=190QUOTEsin50πt(V)B.u2=190QUOTEsin100πt（V）C。為使用戶電壓穩(wěn)定在220V,應(yīng)將P適當(dāng)下移D.為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)上移【解析】選B、D。由圖像可知用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線周期為T=0。02s，則ω=QUOTE=QUOTE=100πrad/s,所以u(píng)2=Umsinωt=190QUOTEsin100πt（V),故選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤;根據(jù)QUOTE=QUOTE可得用戶電壓為u2=QUOTEu1,保持輸入電壓u1不變，圖像顯示用戶所得電壓偏低，要想保證用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)減小變壓器原線圈匝數(shù),即將P適當(dāng)上移，故選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,可以將電壓降低供給電燈的變壓器是 (）A.甲圖B.乙圖C。丙圖D.丁圖【解析】選B。變壓器不能改變恒定電流的電壓，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤,原線圈的匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)時(shí)才降壓,所以選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤。2。(多選）電流互感器和電壓互感器如圖所示。其中n1、n2、n3、n4分別為四組線圈的匝數(shù)，a、b為兩只交流電表,則 （)A。A為電流互感器,且n1〈n2,a是電流表B。A為電壓互感器，且n1〉n2,a是電壓表C.B為電流互感器，且n3<n4，b是電流表D.B為電壓互感器,且n3>n4，b是電壓表【解析】選A、D。由題圖可知,A串聯(lián)在電路中是電流互感器，電路中是強(qiáng)電流,通過變壓器變成弱電流，用電流表測(cè)量，因?yàn)殡娏髦鹊扔诰€圈匝數(shù)的倒數(shù)之比，所以n1<n2，a是電流表，故A正確,B錯(cuò)誤;B并聯(lián)在電路中是電壓互感器,電路中是強(qiáng)電壓,通過變壓器變成弱電壓,用電壓表測(cè)量，因?yàn)殡妷褐鹊扔诰€圈匝數(shù)之比,所以n3〉n4，b是電壓表，故C錯(cuò)誤，D正確。3.(多選)（2020·三明高二檢測(cè))在如圖甲所示的理想變壓器的原線圈輸入端a、b加如圖乙所示的電壓,圖像前半周期為正弦部分，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1,電路中電阻R1=5Ω，R2=6Ω，R3為定值電阻，開始時(shí)開關(guān)S斷開，下列說法正確的是 （)A.電壓表的示數(shù)為31.1VB.電流表的示數(shù)為0。4AC.閉合開關(guān)S后,電壓表的示數(shù)變大D.閉合開關(guān)S后，電流表的示數(shù)變大【解析】選A、D.a、b兩端所加電壓隨時(shí)間變化如題圖乙，在后半個(gè)周期中,電壓恒定,則在這段時(shí)間內(nèi)輸出端不輸出電壓，只有前半個(gè)周期電壓有輸出，設(shè)電壓有效值為U1，則QUOTE×T=QUOTE·QUOTE，U1=110QUOTEV，故輸出電壓有效值U2=QUOTEV=22QUOTEV=31。1V,即電壓表示數(shù)為31.1V，故A正確；變壓器初級(jí)功率等于次級(jí)功率,則I1U1=QUOTE，解得I1=QUOTEA，故B錯(cuò)誤；輸出端電壓取決于輸入電壓和理想變壓器的匝數(shù)比，不受輸出端電路變化的影響，故閉合開關(guān)后，電壓表的示數(shù)不變,但閉合開關(guān)后,理想變壓器的輸出端總電阻減小，輸出電壓不變，故輸出電流增大，輸出電流決定輸入電流,故輸入電流增大,電流表讀數(shù)變大,故C錯(cuò)誤，D正確。4。（多選）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1,原線圈兩端接入一正弦交流電源，副線圈電路中R為負(fù)載電阻,交流電壓表和交流電流表都是理想電表,下列結(jié)論正確的是 ()A.若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓的最大值為24QUOTEVB。若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍,則電流表的讀數(shù)減小到原來的一半C。若輸入電壓不變,負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來的2倍D。若保持負(fù)載電阻的阻值不變,輸入電壓增加到原來的2倍，則輸出功率增加到原來的4倍【解析】選A、D.若電壓表讀數(shù)為6V,由QUOTE=QUOTE可得輸入電壓的有效值U1=24V，根據(jù)正弦交流電有效值與最大值的關(guān)系可得其最大值為24QUOTEV,A正確；若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍,由QUOTE=QUOTE可得輸出電壓也增加到原來的2倍，由I=QUOTE，電流表示數(shù)也應(yīng)增加到原來的2倍,B錯(cuò)誤；若輸入電壓不變,負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，由I=QUOTE可知,輸出電流減小到原來的一半，輸入功率即P=IU也減小到原來的一半，C錯(cuò)誤；若保持負(fù)載電阻的阻值不變，輸入電壓增加到原來的2倍，輸出電壓增大到原來的2倍，則由P=QUOTE可知輸出功率增加到原來的4倍，D正確?！炯庸逃?xùn)練】（多選）如圖所示,理想變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)為1100,次級(jí)線圈的匝數(shù)為55，初級(jí)線圈兩端a、b接正弦交流電源,在原線圈前串聯(lián)一個(gè)電阻R0=121Ω的保險(xiǎn)絲，電壓表的示數(shù)為220V，如果負(fù)載電阻R=5.5Ω，各電表均為理想電表，則 ()A。電流表的示數(shù)為1AB。變壓器的輸出電壓為5。5VC。保險(xiǎn)絲實(shí)際消耗的功率為1。21WD。負(fù)載電阻實(shí)際消耗的功率為22W【解析】選C、D。U2=QUOTE=QUOTEV=11V，I2=QUOTEA=2A，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；I1=QUOTE=QUOTEA=0.1A，QUOTE=QUOTER0=0.12×121W=1.21W，所以選項(xiàng)C正確;PR=QUOTER=22×5。5W=22W，選項(xiàng)D正確。5。如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=QUOTET。單匝矩形線圈面積S=1m2，電阻不計(jì),繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈通過電刷與一理想變壓器的原線圈相接,A為交流電流表。調(diào)整副線圈的滑動(dòng)觸頭P,當(dāng)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2時(shí)，副線圈電路中標(biāo)有“36V36W”的燈泡正常發(fā)光。則下列判斷錯(cuò)誤的是 （)A。電流表的示數(shù)為2AB。矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值為18VC.從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí),矩形線圈電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律為e=18QUOTEsin90πtVD。若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大,為使燈泡仍能正常發(fā)光,應(yīng)將P適當(dāng)下移【解析】選D。副線圈電路中標(biāo)有“36V36W”的燈泡正常發(fā)光，說明副線圈中的電壓為36V，電流為I2=QUOTE=QUOTEA=1A根據(jù)QUOTE=QUOTE=2∶1QUOTE=QUOTE=1∶2解得原線圈的電壓為18V、電流為2A，故矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值為18V,電流表的示數(shù)為2A,故A正確,不符合題意,B正確,不符合題意;根據(jù)Em=BSω=QUOTEE=18QUOTEV解得ω=90πrad/s故從矩形線圈轉(zhuǎn)到中性面開始計(jì)時(shí),矩形線圈電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律為e=18QUOTEsin90πtV故C正確，不符合題意；若矩形線圈轉(zhuǎn)速增大，則矩形線圈產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的峰值增大,有效值增大,原線圈兩端的電壓增大，為使燈泡仍能正常發(fā)光,即副線圈兩端的電壓不變，需使副線圈的匝數(shù)變小,應(yīng)將P適當(dāng)上移，故D錯(cuò)誤,符合題意?！炯庸逃?xùn)練】（多選）圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，A為理想交流電流表,V為理想交流電壓表.內(nèi)阻不計(jì)的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為3∶2,副線圈接有滑動(dòng)變阻器,從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，副線圈輸出電壓如圖乙所示，以下判斷正確的是 (）A.電壓表的示數(shù)為15VB。副線圈輸出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u=10QUOTEsin(100πt）VC.若滑片P的位置向上移動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)將減小D.把發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑒t變壓器的輸入功率將減小到原來的一半【解析】選A、B、C。由圖乙知交流電電壓峰值為10QUOTEV,有效值為10V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，電壓表顯示的為有效值15V,故A正確；由圖像知交流電的周期為0.02s,角速度為ω=QUOTE=100π，副線圈輸出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u=10QUOTEsin（100πt）V,故B正確;若P的位置向上移動(dòng),副線圈上的電阻增大，副線圈兩端的電壓不變,副線圈中電流減小,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知電流表讀數(shù)將減小，故C正確;若P的位置不變、R的大小不變,而把發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼囊话?，則輸出電壓減小為原來的QUOTE,則變壓器的輸入功率將減小到原來的QUOTE，故D錯(cuò)誤。6.(多選)某理想變壓器副線圈兩端的電壓為U，若副線圈兩端的電壓變?yōu)镼UOTE,則可能的原因是 （)A。其他條件不變,原線圈兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍B.其他條件不變，原線圈兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼腝UOTEC.其他條件不變，原、副線圈的匝數(shù)比變?yōu)樵瓉淼?倍D。其他條件不變,原、副線圈的匝數(shù)比變?yōu)樵瓉淼腝UOTE【解析】選B、C。當(dāng)其他條件不變，原線圈兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，副線圈兩端的電壓變?yōu)?U；當(dāng)原線圈兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼腝UOTE時(shí),副線圈兩端的電壓變?yōu)镼UOTE,故A項(xiàng)與題意不相符，B項(xiàng)與題意相符;當(dāng)其他條件不變，原、副線圈的匝數(shù)比變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，副線圈兩端的電壓變?yōu)镼UOTE,當(dāng)其他條件不變，原、副線圈的匝數(shù)比變?yōu)樵瓉淼腝UOTE時(shí),副線圈兩端的電壓變?yōu)?U，故C項(xiàng)與題意相符,D項(xiàng)與題意不相符.7。（2020·黃岡高二檢測(cè))在圖甲所示的理想變壓器a、b端加圖乙所示的交變電壓。已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，R1為熱敏電阻（溫度升高時(shí),其電阻減小)，R為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表。下列判斷正確的是 ()A。電壓表V1的示數(shù)為22QUOTEVB.R1處溫度升高時(shí),變壓器的輸出功率變大C。R1處溫度升高時(shí)，V1示數(shù)變小，V2示數(shù)變小D。R1處溫度升高時(shí)，V1示數(shù)不變,V2示數(shù)變大【解析】選B。原線圈輸入電壓的有效值即電壓表V1的示數(shù)U1=QUOTEV=22V，A錯(cuò)誤;溫度升高,電阻R1阻值減小,根據(jù)理想變壓器的電壓規(guī)律QUOTE=QUOTE可知副線圈兩端電壓U2恒定,根據(jù)P=QUOTE可知副線圈兩端功率增大，所以變壓器的輸出功率變大，B正確；原線圈兩端電壓U1和副線圈兩端電壓U2保持不變，所以電壓表V1示數(shù)不變，副線圈總電阻減小，電流增大,則R分壓增大，R1分壓減小,所以電壓表V2示數(shù)減小,C、D錯(cuò)誤。故選B。（15分鐘·44分)8.(7分)(多選)如圖甲所示,在變壓器輸入端加上如圖乙所示的交變電壓u1=Umsinωt,在副線圈的輸出端串接上一只理想整流二極管D和滑動(dòng)變阻器R，則 （)A。當(dāng)滑片P上移時(shí),原線圈中的電流I1變大B.當(dāng)滑片P上移時(shí),原線圈的輸入功率變小C.當(dāng)拿掉二極管后,副線圈中的交流電周期與原來相同D。保持滑片P不動(dòng)，R上電流有效值是無二極管時(shí)的QUOTE【解析】選B、C、D。由于原線圈兩端電壓不變，副線圈兩端電壓不變，當(dāng)滑片P上移時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變大,所以副線圈中的電流變小,則原線圈中的電流變小，故A錯(cuò)誤;由于原線圈中的電流變小，電壓不變,所以功率變小,故B正確；有二極管存在時(shí)，副線圈中交變電流一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期有電流,但周期不變，拿掉二極管后,副線圈中交變電流的周期不變，故C正確;設(shè)副線圈兩端電壓為U0,有二極管時(shí)，根據(jù)電流的熱效應(yīng)得：QUOTET=QUOTE×QUOTE,解得:R兩端的電壓為U1=QUOTE，無二極管時(shí)，R兩端的電壓為：U2=U0,根據(jù)I=QUOTE可得：保持滑片P不動(dòng)，R上電流有效值是無二極管時(shí)的QUOTE，故D正確。9.(7分）(多選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，電壓表為理想電表，R為光敏電阻(其阻值隨光的照射強(qiáng)度的增大而減?。?L1、L2、L3是三個(gè)額定電壓均為10V的燈泡，其中L2、L3規(guī)格相同。原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，三個(gè)燈泡均正常發(fā)光,設(shè)燈泡不會(huì)燒壞，下列說法正確的是 ()A。電路中電流1s內(nèi)改變50次方向B。燈泡L1、L2的電功率之比為1∶5C.若將燈泡L1換為一個(gè)理想二極管，則電壓表示數(shù)為11VD。若將燈泡L1換為一個(gè)理想電流表，把照射R的光減弱,L2、L3仍然可能正常發(fā)光【解析】選B、D。由圖乙可知交流電的周期為T=2×10-2s,所以頻率為:f=QUOTE=QUOTEHz=50Hz所以電路中電流1s內(nèi)改變100次方向,故A錯(cuò)誤;理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，故原、副線圈電流之比為：QUOTE=QUOTE=QUOTE又因?yàn)長2、L3規(guī)格相同,所以L2的電流等于副線圈電流的一半，所以有流過L1、L2電流之比為:QUOTE∶QUOTE=1∶5因?yàn)槿齻€(gè)燈泡均正常發(fā)光，電壓相同，故由：P=UI可知電功率之比等于電流之比,即：QUOTE∶QUOTE=QUOTE∶QUOTE=1∶5故B正確；若將燈泡L1換為一個(gè)理想二極管，則根據(jù)二極管單向?qū)щ娦钥芍斎腚妷簣D像為:根據(jù)有效值定義可得:QUOTE·QUOTE=QUOTE·T解得有效值U=110QUOTEV;理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,故副線圈電壓為11QUOTEV，即電壓表示數(shù)為11QUOTEV，故C錯(cuò)誤;若將燈泡L1換為一個(gè)理想電流表，則原線圈電壓增加,副線圈電壓增加；把照射R的光減弱,則其阻值增加，根據(jù):I=QUOTE=QUOTE可知副線圈電流可能不變，流過L2、L3的電流可能不變,即L2、L3仍然可能正常發(fā)光,故D正確。故選B、D?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示,匝數(shù)為50匝的矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=QUOTET的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積S=0。5m2，線框電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以角速度ω=100rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入一只“220V60W”的燈泡,且燈泡正常發(fā)光,熔斷器允許通過的最大電流為10A，下列說法正確的是()A。在圖示位置線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B。線框中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的有效值為250QUOTEVC。變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25∶22D。允許變壓器輸出的最大功率為1000W【解析】選C。由題圖可知，此時(shí)線框和磁場(chǎng)垂直,此時(shí)線框的磁通量最大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0,所以A錯(cuò)誤；矩形閉合導(dǎo)線框ABCD在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交流電的電壓最大值Em=nBSω=50×QUOTE×0.5×100V=250QUOTEV,所以交流電的有效值為250V,所以B錯(cuò)誤；由于電壓與匝數(shù)成正比,所以變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為25∶22，所以C正確。由于熔斷器允許通過的最大電流為10A，所以允許變壓器輸出的最大功率P=UI=250×10W=2500W，所以D錯(cuò)誤。10.(7分)鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖甲所示。圖甲中電流表的讀數(shù)為0.9A,圖乙中用同一電纜線繞了3匝,則 （）A。這種電流表能測(cè)直流電流，圖乙的讀數(shù)為0.9AB。這種電流表能測(cè)交變電流,圖乙的讀數(shù)