人教版(新教材)高中物理選擇性必修2課時作業(yè)10：3 3 變壓器

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE13.3變壓器1．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負(fù)載，原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是()A．原線圈的輸入功率為220eq\r(2)W B．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為110eq\r(2)V D．副線圈輸出交流電的周期為50s2．某理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為55∶9，原線圈所接電源電壓的變化規(guī)律如圖所示，副線圈接有負(fù)載。下列判斷正確的是()A．輸出電壓的最大值為36VB．原、副線圈中電流之比為55∶9C．該理想變壓器的輸入、輸出功率之比為55∶9D．原線圈兩端電壓有效值為220V，頻率為50Hz3．在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2∶n3＝6∶3∶1，電流表均為理想交流電流表，兩電阻阻值相同。當(dāng)在原線圈兩端加上大小為U的交變電壓時，三個電流表的示數(shù)之比I1∶I2∶I3為()A．1∶2∶3B．1∶2∶1C．1∶3∶6D．5∶9∶34．變壓器的副線圈匝數(shù)可調(diào)，R0為輸電線電阻?；瑒佑|頭P處于如圖所示位置時，用戶的用電器恰好正常工作。當(dāng)用電器增多時，下列說法正確的是()A．原線圈中的電流減小B．副線圈兩端的電壓減小C．用電器增多時，只需使滑動觸頭P向上滑，用電器仍能正常工作D．用電器增多時，只需減小電源的輸出電壓，用電器仍能正常工作5．如圖所示，某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端電壓為一最大值不變的正弦交流電。在其他條件不變的情況下，為了使變壓器輸入功率增大，可使()A．原線圈匝數(shù)n1增加 B．副線圈匝數(shù)n2減少C．負(fù)載電阻R的阻值增大 D．負(fù)載電阻R的阻值減小6．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表。從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)，則()A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為22VB．當(dāng)t＝eq\f(1,600)s時，c、d間電壓的瞬時值為110VC．單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變小7．普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流，通常要通過電流互感器來連接，如圖所示。電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時電流為Iab；cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時電流為Icd。為了使交流電流表能正常工作，則()A．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Iab<Icd B．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Iab>IcdC．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，Iab<Icd D．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，Iab>Icd8．一自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時,c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中()A．U2＞U1，U2降低 B．U2＞U1，U2升C．U2＜U1，U2降低 D．U2＜U1，U2升9．〖多選〗如圖所示，在用可拆變壓器做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗時，下列說法正確的是()A．用可拆變壓器，能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈B．測量原、副線圈的電壓，可用直流電壓表C．原線圈接0,8接線柱，副線圈接0,4接線柱，副線圈電壓大于原線圈電壓D．為便于探究，先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究其對副線圈電壓的影響10．(1)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中，下列器材在實驗中不需要用到的有________。(2)若在實驗中用匝數(shù)N1＝400匝和N2＝800匝的變壓器，對應(yīng)的電壓測量數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，下列說法正確的是________。實驗次數(shù)電壓1234U1/V0.901．401．902．40U2/V2．003．014．025．02A．N1一定是原線圈 B．N2一定是原線圈C．N1可能是副線圈 D．N2可能是副線圈11．在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，電源輸出端與變壓器線圈連接方式正確的是________(選填“甲”或“乙”)。變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為120匝和60匝，測得的電壓分別為8．2V和3．6V，據(jù)此可知電壓比與匝數(shù)比不相等，主要原因是________________。

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁1．〖答案〗B〖解析〗由交流電壓的表達式可知，原線圈兩端所加的電壓最大值為220eq\r(2)V，故有效值U1＝220V；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(2,1)知，副線圈電壓的有效值U2＝110V,故輸出功率P2＝eq\f(U\o\al(2,2),R)＝220W；再由輸入功率等于輸出功率知P1＝P2＝220W，A項錯誤。根據(jù)歐姆定律知I2＝eq\f(U2,R)＝2A，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1＝1A,故電流表讀數(shù)為1A，B項正確。電壓表的讀數(shù)為有效值,即U2＝110V，C項錯誤。由交流電壓的表達式可知,ω＝100πrad/s,又T＝eq\f(2π,ω),解得T＝0.02s,D項錯誤。2．〖答案〗D〖解析〗由題圖可知原線圈兩端電壓的有效值U1＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，D正確；輸出電壓的有效值U2＝eq\f(n2,n1)U1＝36V，故輸出電壓的最大值U2max＝36eq\r(2)V，A錯誤；由于eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(9,55)，B錯誤；理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，C錯誤。3．〖答案〗D〖解析〗由理想變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可知eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，eq\f(U1,U3)＝eq\f(n1,n3)，解得U2＝eq\f(1,2)U，U3＝eq\f(1,6)U，設(shè)電流表A3的示數(shù)為I，即I3＝I＝eq\f(U3,R)＝eq\f(U,6R)，則I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(U,2R)＝3I，理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，即U1I1＝U2I2＋U3I3，解得I1＝eq\f(5,3)I，則I1∶I2∶I3＝5∶9∶3，故A、B、C錯誤，D正確。4．〖答案〗C〖解析〗原線圈兩端電壓和原、副線圈匝數(shù)比不變，則副線圈兩端電壓不變，故B錯誤；當(dāng)用電器增加時，總電阻減小，副線圈中電流增大，根據(jù)原、副線圈電流之比等于匝數(shù)的反比可知，原線圈中電流也增大，故A錯誤；通過R0的電流增大，R0分得的電壓也增大，要使用電器仍能正常工作，應(yīng)增大副線圈兩端電壓，而原線圈兩端電壓不變，故應(yīng)使滑動觸頭P向上滑動，增加副線圈匝數(shù)，C正確；若減小電源的輸出電壓，在匝數(shù)比不變的情況下，副線圈兩端電壓減小，則用電器不能正常工作，故D錯誤。5．〖答案〗D〖解析〗由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，P出＝eq\f(U\o\al(2,2),R)，可得P出＝eq\f(U\o\al(2,1)n\o\al(2,2),n\o\al(2,1)R)，又因為P入＝P出，所以P入＝eq\f(U\o\al(2,1)n\o\al(2,2),n\o\al(2,1)R)，減少原線圈匝數(shù)、增大副線圈匝數(shù)以及減小負(fù)載電阻R的阻值，均可使變壓器的輸入功率增大，選項D正確。6．〖答案〗A〖解析〗原、副線圈的匝數(shù)之比為10:1,原線圈兩端的電壓有效值U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，代入數(shù)據(jù)得U2＝22V，故電壓表的示數(shù)為22V，A正確；當(dāng)t＝eq\f(1,600)s時，c、d間電壓的瞬間值u＝220eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(100π×\f(1,600)))V＝110eq\r(2)V，故B錯誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，滑動變阻器接入電路中的阻值變大，副線圈輸出電壓不變，電流減小，即電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)減小，故C錯誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，原線圈匝數(shù)減小，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2變大，電壓表和電流表的示數(shù)均變大，故D錯誤。7．〖答案〗B〖解析〗電流互感器ab一側(cè)線圈匝數(shù)比cd一側(cè)線圈匝數(shù)少，根據(jù)電流關(guān)系I1n1＝I2n2知Iab>Icd，交流電流表應(yīng)接在電流較小的一側(cè)，故選項B正確。8．〖答案〗C〖解析〗a、b間原線圈的匝數(shù)大于c、d間副線圈的匝數(shù)，在滑動觸頭由M點移動到N點的過程中，副線圈的匝數(shù)進一步減小，由變壓器工作原理eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，U2＜U1，且U2降低，選項C正確。9．〖答案〗AD〖解析〗變壓器的輸出電壓跟輸入電壓以及原、副線圈匝數(shù)之比都有關(guān)，因此要用可拆卸的變壓器研究，探究線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系采用控制變量法，即先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈匝數(shù)，研究其對副線圈電壓的影響，故選項A、D正確；變壓器不改變直流電壓，選項B錯誤；原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)時，副線圈電壓小于原線圈電壓，選項C錯誤。10．〖解析〗(1)實驗中需用交流電源，不需干電池；通過改變原、副線的匝數(shù)探究變壓器