2024高中物理第二章交變電流第六節(jié)變壓器達(dá)標(biāo)作業(yè)含解析粵教版選修3-2

PAGE5-第六節(jié)變壓器A級(jí)抓基礎(chǔ)1.(多選)志向變壓器的原、副線圈中肯定相同的物理量有()A．交變電流的頻率 B．磁通量的變更率C．功率 D．交變電流的峰值解析：志向變壓器沒(méi)有漏磁，沒(méi)有能量損失，所以原、副線圈中磁通量變更率相同，原、副線圈中功率相同，B、C正確；變壓器能變更溝通電的峰值但不變更交變電流頻率，A正確，D錯(cuò)誤．答案：ABC2.關(guān)于志向變壓器的工作原理，以下說(shuō)法正確的是()A．通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B．穿過(guò)原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都不相等C．穿過(guò)副線圈磁通量的變更使副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D．原線圈中的電流通過(guò)鐵芯流到了副線圈解析：通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)是變更的，由于面積S不變，故磁通量Φ變更，A錯(cuò)誤；因志向變壓器無(wú)漏磁，原、副線圈的磁通量總相等，故B錯(cuò)誤；由互感現(xiàn)象知C正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為副線圈的電能，原、副線圈通過(guò)磁聯(lián)系在一起，故D錯(cuò)誤．答案：C3.一電器中的變壓器可視為志向變壓器，它將220V交變電流變更為110V．已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為()A．200 B．400C．1600 D．3200解析：依據(jù)志向變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得n2＝eq\f(n1U2,U1)＝eq\f(800×110,220)＝400，選項(xiàng)B正確．答案：B4.如圖所示，接在家庭電路上的志向降壓變壓器給小燈泡L供電，假如將原、副線圈削減相同匝數(shù)，其他條件不變，則()A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩段電壓的比值不變D．通過(guò)原、副線圈電流的比值不變解析：依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)可知，原副線圈減小相同的匝數(shù)后，匝數(shù)之比變大，因此電壓之比變大，輸出電壓減小，故小燈泡變暗；而電流與匝數(shù)之比成反比，故電流的比值變小；故A、C、D錯(cuò)誤，B正確．答案：B5．如圖所示，志向變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1，原線圈接正弦溝通電源，副線圈接入“220V60W”燈泡一個(gè)，且燈泡正常發(fā)光，則()A．電流表的示數(shù)為eq\f(3\r(2),220)AB．電源輸出功率為1200WC．電流表的示數(shù)為eq\f(3,220)AD．原線圈端電壓為11V解析：由燈泡正常發(fā)光，可知副線圈電壓為220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，原線圈電壓U1＝20×220V＝4400V，D錯(cuò)誤；又因輸入功率等于輸出功率，P1＝P2＝60W，故B錯(cuò)誤；電流表讀數(shù)為有效值，原線圈中電流I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(60,4400)A＝eq\f(3,220)A，故A錯(cuò)誤，C正確．答案：CB級(jí)提實(shí)力6.(多選)如圖所示為一志向變壓器，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1為原線圈中的電流，則()A．保持U1及P的位置不變，K由a扳向b時(shí)，I1將增大B．保持U1及P的位置不變，K由b扳向a時(shí)，R消耗功率減小C．保持U1不變，K接在a處，使P上滑，I1將增大D．保持P的位置不變，K接在a處，若U1增大，I1將增大解析：保持U1及P的位置不變，K由a扳向b時(shí)，n1減小，eq\f(n2,n1)增大，由U2＝eq\f(n2,n1)U1知U2變大，則輸出電流I2增大，輸出功率增大，輸入功率也增大，由P1＝U1I1知，I1增大，A正確；同理，K若由b扳向a，R消耗功率將減小，B正確；U1不變，K接在a處，使P上滑時(shí)，I2減小，I1也減小，故C錯(cuò)誤；保持P的位置不變，K接在a處，若U1增大，則U2也增大，即I2＝eq\f(U2,R)增大，則P2增大，P1＝P2，故I1也應(yīng)增大，故D正確．答案：ABD7．(多選)如圖所示，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心接頭，電壓表V和電流表A均為志向電表．從某時(shí)刻起先在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sin100πt(V)．下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22eq\r(2)VB．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為44VC．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大D．單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)(滑動(dòng)變阻器觸頭P不動(dòng))，電壓表和電流表的示數(shù)均變大解析：依據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，原線圈的電壓的最大值為220eq\r(2)V，所以副線圈的電壓的最大值為22eq\r(2)V，電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，所以示數(shù)為22V，所以A錯(cuò)誤；若當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比由10∶1變?yōu)?∶1，依據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，此時(shí)副線圈的電壓為44V，所以電壓表的示數(shù)為44V，所以B正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變大，電路的總電阻變大，由于電壓是由變壓器確定的，所以，電壓不變，電流變小，所以C錯(cuò)誤；若當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比由10∶1變?yōu)?∶1，所以輸出的電壓上升，電壓表和電流表的示數(shù)均變大，所以D正確．答案：BD8.如圖所示，電路中有四個(gè)完全相同的燈泡，燈泡的額定電壓均為U.變壓器為志向變壓器，現(xiàn)在四個(gè)燈泡都正常發(fā)光，則變壓器的匝數(shù)比n1∶n2和電源電壓U1分別為()A．1∶22U B．1∶24UC．2∶14U D．2∶12U解析：設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I，則I1＝I，I2＝2I.由eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)得eq\f(n1,n2)＝eq\f(2,1)；由eq\f(U1′,U2)＝eq\f(n1,n2)得U1′＝eq\f(n1,n2)U2＝2U.故U1＝4U，C正確．答案：C9．如圖，一志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過(guò)一志向電流表接正弦溝通電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端．假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大．用溝通電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則()A．Uab∶Ucd＝n1∶n2B．增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C．負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D．負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越小解析：假設(shè)副線圈兩端交變電壓的峰值為Um，副線圈兩端電壓的有效值為U2，依據(jù)志向變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，即有：eq\f(Uab,U2)＝eq\f(n1,n2)，而因二極管的單向?qū)щ娦?，cd間電壓的有效值Ucd并不等于副線圈兩端的電壓有效值U2.由溝通電有效值定義可得：U2＝eq\f(Um,\r(2))，Ucd＝eq\f(Um,2)＝eq\f(U2,\r(2))，故eq\f(Uab,Ucd)＝eq\f(\r(2)n1,n2)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)增大負(fù)載電阻的阻值R，因電壓不變，由閉合電路歐姆定律可知，電阻R的電流變小，則電流表的讀數(shù)變小，故B正確；cd間的電壓由原線圈的輸入電壓以及原、副線圈的匝數(shù)比有關(guān)，與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)，所以cd間的電壓Ucd不會(huì)隨著負(fù)載電阻變更，故C、D錯(cuò)誤．答案：B10．有一種調(diào)壓變壓器的構(gòu)造如圖所示．線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間加上輸入電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)整輸出電壓．圖中A為溝通電流表，V為溝通電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，CD兩端接正弦溝通電源，變壓器可視為志向變壓器，則下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小B．當(dāng)R3不變，滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大C．當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小D．當(dāng)P不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)變大解析：由題圖知，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，變壓器副線圈的匝數(shù)削減，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得副線圈的電壓U2減小，因負(fù)載的電阻不變，故電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變小，所以A正確；同理，若滑動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，變壓器副線圈的匝數(shù)增加，U2增大，電流表示數(shù)增大，所以B錯(cuò)誤；當(dāng)P不動(dòng)，副線圈電壓U2不變，滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，R3連入電路中的阻值增大，與R2并聯(lián)后的電阻增大，依據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得電壓表示數(shù)增大，所以C錯(cuò)誤；同理，當(dāng)滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，R3連入電路中的阻值減小，與R2并聯(lián)后的電阻減小，依據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可得電壓表示數(shù)減小，所以D錯(cuò)誤．答案：A11．如圖所示，志向變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，溝通電源電壓U1＝220V，F(xiàn)為熔斷電流I0＝1.0A的保險(xiǎn)絲，負(fù)載為一可變電阻．(1)當(dāng)電阻R＝100Ω時(shí)，保險(xiǎn)絲能否被熔斷？(2)要使保險(xiǎn)絲不被熔斷，電阻R的最小值為多少？變壓器輸出的電功率不能超過(guò)多少？解析：(1)由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得到U2＝110V，由歐姆定律，得I2＝1.1A.再由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得到I1＝0.55A，故保險(xiǎn)絲不能熔斷．(2)對(duì)于志向變壓器，P入＝P出＝220×1.0W＝220W，得到R＝55Ω.答案：(1)不能(2)55Ω220W12．如圖，某志向變壓器原線圈輸入電功率為P0，原、副線圈的匝數(shù)比為n，在其副線圈上接一線圈電阻