03高中物理選修3：第5章 第4節(jié) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練

PAGEPAGE1[課時(shí)跟蹤訓(xùn)練](時(shí)間30分鐘，滿分60分)一、選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分。每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1．理想降壓變壓器的原線圈接電流表A1和電阻R1后，接6V恒定直流電源，如圖1所示，當(dāng)副線圈的負(fù)載電阻R2變小時(shí)，以下說法正確的是 ()A．輸出功率增大 圖1B．A2讀數(shù)增大C．A1讀數(shù)增大D．A1讀數(shù)不為零，且保持不變解析：根據(jù)變壓器的工作原理，變壓器不能用來(lái)改變恒定直流電壓，因此本題變壓器原線圈接在6V恒定電流電源上，副線圈上無(wú)電壓，無(wú)輸出功率，無(wú)讀數(shù)，由于原線圈構(gòu)成直流通路，故有恒定讀數(shù)，本題選項(xiàng)D正確。答案：D2．如圖2所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝4∶1，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻R相連組成閉合回路。當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培表A1的讀數(shù)為12mA，那么安培表A2的讀數(shù)為 ()圖2A．0 B．3mAC．48mA D．與R大小有關(guān)解析：導(dǎo)線AB切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E感＝Blv。由于B、l、v三個(gè)量均不變，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為一定值，原線圈中電流恒為12mA，變壓器原、副線圈中無(wú)法發(fā)生互感現(xiàn)象，副線圈輸出電壓應(yīng)為零，故安培表A2的讀數(shù)為0。答案：A3．一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖3甲所示，副線圈所接電路如圖3乙所示，P為滑動(dòng)變阻器的觸頭。下列說法正確的是()圖3A．副線圈輸出電壓的頻率為50HzB．副線圈輸出電壓的有效值為31VC．P向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小D．P向右移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率增加解析：由圖像可知原線圈輸入電壓的最大值：Um＝311V，T＝2×10－2s，則原線圈輸入電壓的有效值：U1＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2×10－2s)＝50Hz，選項(xiàng)A正確。由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得：U2＝eq\f(n2,n1)U1＝22V，B錯(cuò)誤。P向右移動(dòng)時(shí)，副線圈的電阻減小，副線圈輸出電壓不變，所以副線圈的電流增大，原線圈的電流也增大，而匝數(shù)比不變，所以原、副線圈的電流比不變，C錯(cuò)誤。P向右移動(dòng)時(shí)，副線圈的電阻減小，副線圈輸出電壓不變，所以變壓器的輸出功率增加，D正確。答案：AD4．為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖4所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后()圖4A．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變B．A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大C．V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大D．V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變解析：電源電壓有效值不變，所以V1示數(shù)不變，原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，匝數(shù)之比不變，故V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值也不變，所以C錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)開關(guān)S閉合后，副線圈電路中的電阻減小，因?yàn)殡妷翰蛔?，所以副線圈電路中的電流增大，A2的示數(shù)增大，原、副線圈的電流之比等于匝數(shù)反比，匝數(shù)之比不變，A1與A2示數(shù)的比值不變，所以A正確，B錯(cuò)誤。答案：AD5．如圖5所示為理想變壓器，原線圈的匝數(shù)為1000匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為50匝和100匝，L1是“6V，2W”的小燈泡，L2是“12V，4W”的小燈泡，當(dāng)原線圈接上交變電壓時(shí)，L1、L2都正常發(fā)光，那么，原線圈中的電流為 ()圖5A.eq\f(1,60)A B.eq\f(1,30)AC.eq\f(1,20)A D.eq\f(1,10)A解析：原線圈上電壓為U1＝eq\f(n1,n2)U2＝20×6V＝120V。副線圈上總的輸出功率為P出＝PL1＋PL2＝2W＋4W＝6W。故原線圈上輸入功率P入＝P出＝6W，原線圈上電流I1＝eq\f(P入,U1)＝eq\f(1,20)A。答案：C6．一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，副線圈接有可調(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(shí) ()A．I1減小，P1增大 B．I1減小，P1減小C．I2增大，P2減小 D．I2增大，P2增大解析：當(dāng)R增大時(shí)，副線圈中的電流I2＝eq\f(U2,R)，則I2減?。还β蔖2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)，則P2減小，又因?yàn)镻1＝P2，則P1減小，I1減小，所以選項(xiàng)B正確。答案：B7．某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶9，原線圈所接電源電壓按如圖6所示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載。下列判斷正確的是 ()圖6A．輸出電壓的最大值為36VB．原、副線圈中電流之比為55∶9C．變壓器輸入、輸出功率之比為55∶9D．交流電源有效值為220V，頻率為50Hz解析：由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得，輸出電壓的最大值為36eq\r(2)V，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；原、副線圈中電流之比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(9,55)，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，C錯(cuò)誤；由圖像易知D選項(xiàng)正確。答案：D8．(2012·新課標(biāo)卷)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖7圖7所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0kW。設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為()A．380V和5.3A B．380V和9.1AC．240V和5.3A D．240V和9.1A解析：對(duì)理想變壓器，原、副線圈功率相同，故通過原線圈的電流I1＝eq\f(P,U1)＝eq\f(2000,220)A≈9.1A，負(fù)載兩端電壓即為副線圈電壓，由eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)，即eq\f(220,1100)＝eq\f(U2,1900)，可得U2＝380V，故B對(duì)。答案：B二、非選擇題(本題共2小題，每小題10分，共20分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9.變壓器副線圈電路中有電阻R＝7.26Ω，消耗功率為6W。另有一匝線圈接有電壓表，讀數(shù)U0＝50mV。原線圈兩端電壓為u＝311sin100πtV。求原、副線圈的匝數(shù)和鐵芯內(nèi)的磁通量變化率的表達(dá)式(如圖8所示)。圖8解析：由題中條件可知該變壓器每匝線圈感應(yīng)電壓有效值為50mV。由P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)可得U2＝6.6V，即可得n2＝eq\f(6.6,0.05)匝＝132匝。由原線圈上電壓表達(dá)式可知交流電壓U1的有效值為U1＝220V，再由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得原線圈匝數(shù)n1＝4400匝。鐵芯內(nèi)磁通量的變化率即單匝線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其最大值為0.05eq\r(2)V，表達(dá)式為eq\f(ΔΦ,Δt)＝0.05eq\r(2)sin100πtWb/s。答案：4400匝132匝eq\f(ΔΦ,Δt)＝0.05eq\r(2)sin100πtWb/s10．如圖9所示，一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上，向額定電壓為1.80×104V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12mA時(shí)，熔絲就熔斷。圖9(1)熔絲的熔斷電流是多大？(2)當(dāng)副線圈電路中電流為10mA時(shí)，變壓器的輸入功率是多大？