2025版高中物理第五章4變壓器練習(xí)含解析新人教版選修3-2

PAGE5-4變壓器1.(2024·北京師大附中期中)下列說法中正確的是(B)A.在家庭電路中洗衣機(jī)和電冰箱是串聯(lián)的B.節(jié)能燈比白熾燈的發(fā)光效率高C.變壓器是用于變更直流電壓的裝置D.溝通電的周期越長,頻率也越大解析:在家庭電路中各用電器之間是并聯(lián)關(guān)系,故A錯(cuò)誤;節(jié)能燈是通過發(fā)熱而發(fā)光的,比白熾燈的發(fā)光效率高,故B正確;變壓器是用于變更溝通電壓的裝置,故C錯(cuò)誤;依據(jù)公式T=1f2.(2024·陜西西安檢測)對志向變壓器作出的推斷正確的是(D)A.高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線粗B.低壓線圈匝數(shù)少、電流小、導(dǎo)線細(xì)C.高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線細(xì)D.低壓線圈匝數(shù)少、電流大、導(dǎo)線粗解析:電壓高的匝數(shù)多,電流小,用細(xì)線.電壓低的匝數(shù)少,電流大,用粗線,故D正確.3.志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,下列說法中正確的是(D)A.穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1B.穿過原、副線圈每一匝磁通量的變更率相等,但穿過每匝線圈的磁通量并不相等C.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動勢瞬時(shí)值之比為10∶1D.正常工作時(shí),原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶1解析:對志向變壓器,無磁通量損失,因而穿過兩個(gè)線圈的磁通量相同,磁通量變更率相同,因而每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等,才導(dǎo)致電壓與匝數(shù)成正比,選項(xiàng)A,B,C錯(cuò)誤;志向變壓器可以忽視各種損耗,故輸入功率等于輸出功率,選項(xiàng)D正確.4.(2024·廣東中山檢測)如圖所示,L1和L2是輸電線,甲是電壓互感器,乙是電流互感器.若已知變壓比為1000∶1,變流比為100∶1,并且知道電壓表示數(shù)為220V,電流表示數(shù)為10A,則輸電線的輸送功率為(C)A.2.2×103W B.2.2×10-2WC.2.2×108W D.2.2×104W解析:依據(jù)U1U2=n1n2=I2I1得,U1=2.2×105V,I1=1000A5.如圖所示,志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1,兩個(gè)標(biāo)有“12V6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端.當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí),原線圈電路中電壓表和電流表(可視為志向電表)的示數(shù)分別是(D)A.120V,0.10A B.240V,0.025AC.120V,0.05A D.240V,0.05A解析:燈泡正常工作,副線圈兩端的電壓U2=12V,副線圈中的電流I2=2×612A=1A,依據(jù)匝數(shù)比得原線圈中的電流I1=120I2=0.05A,原線圈兩端的電壓U1=20U2=240V,選項(xiàng)D6.如圖所示,志向變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=1∶2,副線圈與阻值R=10Ω的電阻相連,原線圈兩端所加的電壓u=102sin(100πt)V,下列說法正確的是(B)A.溝通電壓表的示數(shù)為14.1VB.原線圈中的電流為4AC.電阻R消耗的電功率為400WD.副線圈中溝通電的頻率為100Hz解析:由溝通電的瞬時(shí)值可得電壓的最大值為102V,所以電壓的有效值為10V,溝通電壓表的示數(shù)為電壓的有效值,所以電壓表的示數(shù)為10V,故A錯(cuò)誤;依據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得,副線圈的電壓為20V,所以電阻R上消耗的電功率為P=U02R=20210W=40W,故C錯(cuò)誤;副線圈的電流為I2=4A,故B正確;變壓器不會變更電流的頻率,所以副線圈輸出溝通電的頻率為f=1T=ω2π7.一臺志向變壓器的原線圈接220V正弦溝通電壓時(shí),副線圈上僅接有阻值為10Ω的電阻器,電阻器兩端的電壓為44V.若將副線圈的匝數(shù)增加100匝,則通過副線圈上此電阻器的電流增加1.1A.由此可知該變壓器原線圈的匝數(shù)為(B)A.200 B.2000 C.50 D.500解析:由題意知,當(dāng)副線圈匝數(shù)增加100匝時(shí),電阻器上的電壓U2′=U2+ΔIR=44V+1.1×10V=55V,又由原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系,可得220V44V=n1n解得n1=2000,n2=400,選項(xiàng)B正確.8.(2024·江西景德鎮(zhèn)檢測)(多選)如圖所示,L1,L2是高壓輸電線,圖中兩電表示數(shù)分別是220V和10A,已知(甲)圖中原、副線圈匝數(shù)之比為100∶1,(乙)圖中原、副線圈匝數(shù)之比為1∶10,則(AD)A.(甲)圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22000VB.(甲)圖是電流互感器,輸電電流是100AC.(乙)圖中的電表是電壓表,輸電電壓為22000VD.(乙)圖是電流互感器,輸電電流是100A解析:依據(jù)U1U2=n1n2,有U1=n1n2U2=1001×220V=22000V,故A正確;(甲)圖是電壓互感器,故B錯(cuò)誤;(乙)圖是電流互感器,電表是電流表,故C錯(cuò)誤;只有一個(gè)副線圈的變壓器,電流比等于匝數(shù)的反比,I1I2=n9.(2024·山東東營期中)鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖(a)所示.圖(a)中電流表的讀數(shù)為1.2A,圖(b)中用同一電纜線繞了3匝,則(C)A.這種電流表能測直流電流,圖(b)的讀數(shù)為2.4AB.這種電流表能測交變電流,圖(b)的讀數(shù)為0.4AC.這種電流表能測交變電流,圖(b)的讀數(shù)為3.6AD.這種電流表既能測直流電流,又能測交變電流,圖(b)的讀數(shù)為3.6A解析:鉗形電流表的工作原理是電磁感應(yīng),所以它可以測定交變電流,依據(jù)變壓器的原理,I1n1=I0n0,其中n1指鉗形電流表內(nèi)部線圈的匝數(shù),n0指待測電流導(dǎo)線的匝數(shù),I1指電表的電流.當(dāng)在圖(b)中用同一電纜線繞了n0′=3匝時(shí),n0′=3n0,且滿意I1′n1=I0n0′,解得I1′=3I1=3.6A.10.(2024·江西南昌檢測)如圖為氣流加熱裝置的示意圖,運(yùn)用電阻絲加熱導(dǎo)氣管,視變壓器為志向變壓器.原線圈接入電壓有效值恒定的溝通電并保持匝數(shù)不變,調(diào)整觸頭P,使輸出電壓有效值由220V降至110V.調(diào)整前后(C)A.副線圈中的電流比為1∶2B.副線圈輸出功率比為2∶1C.副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1D.原線圈輸入功率比為1∶2解析:依據(jù)歐姆定律I=UR,U2由220V降至110V,副線圈上的電流變?yōu)樵瓉淼?2,即調(diào)整前后,副線圈上電流之比為2∶1,故A錯(cuò)誤;依據(jù)P=UI知,U,I均變?yōu)樵瓉淼?2時(shí),副線圈上輸出的功率變?yōu)樵瓉淼?4,即調(diào)整前后副線圈的輸出功率之比為4∶1,故B錯(cuò)誤;依據(jù)志向變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系U1U2=n1n2,當(dāng)U2由220V降至110V時(shí),n2變?yōu)樵瓉淼?1.(2024·陜西咸陽檢測)如圖(甲)所示為一種可調(diào)壓自耦變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖,線圈勻稱繞在圓環(huán)形鐵芯上,若AB間輸入如圖(乙)所示的交變電壓,轉(zhuǎn)動滑動觸頭P到如圖(甲)中所示位置,在BC間接一個(gè)55Ω的電阻(圖中未畫出),則(D)A.AB間溝通電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u=2202sin(25πt)VB.AB間溝通電的頻率為50HzC.流過電阻的電流接近于4AD.電阻消耗的功率接近于220W解析:由題圖(乙)可知正弦溝通電的周期T=0.04s,則f=1T=25Hz,ω=2πf=50πrad/s,所以該溝通電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=2202sin(50πt)V,A,B錯(cuò)誤;從題圖(甲)中可以看出,自耦變壓器的副線圈的匝數(shù)約是原線圈匝數(shù)的12,故副線圈兩端的電壓約為110V,流過電阻的電流約為2A,C項(xiàng)錯(cuò)誤;電阻消耗的功率約為P=U2I220W,D正確.12.如圖所示,志向變壓器有三個(gè)線圈A,B,C,其中B,C的匝數(shù)分別為n2,n3,電壓表的示數(shù)為U,電流表的示數(shù)為I,L1,L2是完全相同的燈泡,依據(jù)以上條件不能計(jì)算出的物理量是(忽視溫度對電阻的影響)(A)A.線圈A的匝數(shù) B.燈L2兩端的電壓C.變壓器的輸入功率 D.通過燈L1的電流解析:由題意知線圈B兩端的電壓為U,設(shè)線圈C兩端的電壓為UC,則UCU=n3n2,所以UC=n3n2U;通過L2的電流為I,則可以求出L2的電阻,L2與L13.(2024·黑龍江佳木斯檢測)如圖所示,溝通發(fā)電機(jī)電動勢的有效值E=20V,內(nèi)阻不計(jì),它通過一個(gè)R=6Ω的指示燈連接降壓變壓器.變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡,每只燈泡都標(biāo)有“6V0.25W”字樣,且燈泡都正常發(fā)光,導(dǎo)線電阻不計(jì).求:(1)降壓變壓器初級、次級線圈匝數(shù)之比;(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率.解析