高中物理 第二章 交變電流 第六節(jié) 變壓器分層訓(xùn)練 粵教版選修32

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1、 第六節(jié) 變壓器 A級(jí)　抓基礎(chǔ) 1．如圖，可以將電壓升高供電給電燈的變壓器是(　　) 解析：A圖中原線圈接入恒定電流，變壓器不能工作，故A錯(cuò)誤；B圖中，副線圈匝數(shù)比原線圈匝數(shù)多，所以是升壓變壓器，故B正確；D圖中，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)多，所以是降壓變壓器，故D錯(cuò)誤；C圖中，原線圈接入恒定電流，變壓器不能工作，故C錯(cuò)誤，故選B. 答案：B 2．(多選)利用變壓器不可能做到的是(　　) A．增大電流　　　　 B．升高電壓 C．減小頻率 D．增大功率 解析：根據(jù)變壓器的工作原理可以知道，變壓器可以改變電壓和電流，不可能增大功率和改變頻率． 答案：CD 3.(

2、多選)如圖所示，理想變壓器原線圈接入正弦交流電，副線圈的匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭P調(diào)節(jié)．RT為熱敏電阻，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值變?。铝姓f法正確的有(　　) A．P向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表讀數(shù)變大 B．P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 C．若環(huán)境溫度升高，變壓器的輸入功率變大 D．若環(huán)境溫度升高，燈泡消耗的功率變小 解析：根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當(dāng)P向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)變小，A錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當(dāng)P向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，副線圈電流減小，輸出功率變小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率，知

3、原線圈電流也減小，所以電流表讀數(shù)變小，B正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值會(huì)變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會(huì)變大，原線圈的電流也會(huì)變大，變壓器的輸入功率變大，C正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值會(huì)變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會(huì)變大，根據(jù)P＝I2R，燈泡消耗的功率變大，D錯(cuò)誤． 答案：BC 4．一臺(tái)理想變壓器的原線圈匝數(shù)為100匝，副線圈匝數(shù)為1 200匝，在原線圈兩端接有一電動(dòng)勢(shì)為10 V的電池組，則在副線圈兩端的輸出電壓為(　　) A．0 V B．1.2 V C．120 V D．小于120 V 解析：電池組中的電流屬于恒定電流，原線圈中無變化的磁通量，

4、副線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)． 答案：A 5.(多選)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光．要使燈泡變亮，可以采取的方法有(　　) A．增大交流電源的頻率 B．增大交流電源的電壓 C．向下滑動(dòng)滑片P D．減小電容器C的電容 解析：電容器具有通高頻阻低頻的特點(diǎn)，故增大交流電源的頻率，可使通過燈泡的電流增大，A正確；根據(jù)＝可知增大交流電源的電壓，副線圈兩端的電壓增大，燈泡變亮，B正確；向下滑動(dòng)P，副線圈匝數(shù)減小，根據(jù)＝可知副線圈兩端電壓減小，燈泡變暗，C錯(cuò)誤；根據(jù)XC＝可知減小電容，容抗增加，通過小燈泡的電流減小，燈泡變暗，D錯(cuò)誤．

5、 答案：AB 6.如圖所示，電路中有四個(gè)完全相同的燈泡，額定電壓均為U，變壓器為理想變壓器，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∶2　2U B．1∶2　4U C．2∶1　4U D．2∶1　2U 解析：設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I，則I1＝I，I2＝2I.由＝得＝.由＝得U1′＝U2＝2U.故U1＝4U，C正確． 答案：C B級(jí)　提能力 7．將輸入電壓為220 V，輸出電壓為6 V的變壓器改裝成輸出電壓為24 V的變壓器．已知副線圈原來的匝數(shù)為36匝，現(xiàn)不改原線圈的匝數(shù)，則副線圈應(yīng)增繞的匝數(shù)為(　　) A．144匝

6、B．108匝 C．180匝 D．540匝 解析：由＝有＝，＝，解得n2＝144，所以應(yīng)增加的匝數(shù)Δn2＝n2－36＝108(匝)．故選B. 答案：B 8．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)節(jié)輸出電壓．圖中A為交流電流表，V為交流電壓表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器，CD兩端接正弦交流電源，變壓器可視為理想變壓器，則下列說法正確的是(　　) 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

7、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)減少，根據(jù)＝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，根據(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

8、阻值減小，與R2并聯(lián)后的電阻減小，根據(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：A 9．如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表接正弦交流電源，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，反向電阻為無窮大．用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則(　　) A．Uab∶Ucd＝n1∶n2 B．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，

9、副線圈兩端電壓的有效值為U2，根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，即有：＝，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. 由交流電有效值定義可得：U2＝，Ucd＝＝，故＝，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)載電阻無關(guān)，所以cd間的電壓Ucd不會(huì)隨著負(fù)載電阻變化，故CD錯(cuò)誤． 答案：B 10．(多選)如圖甲所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為2∶1，原線圈兩端的交變電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示，燈泡L的額定功率為

10、22 W．閉合開關(guān)后，燈泡恰能正常發(fā)光．則(　　) 圖甲　　　　　　圖乙 A．原線圈輸入電壓的瞬時(shí)表達(dá)式為u＝220sin100πt(V) B．燈泡的額定電壓為110 V C．副線圈輸出交流電的頻率為100 Hz D．電壓表讀數(shù)為220 V，電流表讀數(shù)為0.2 A 解析：由圖可知：周期T＝0.02 s，角速度ω＝＝100π，則原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式： u＝220sin100πt (V)，故A正確；原線圈電壓的有效值： U1＝＝220 V，根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比，得副線圈兩端的電壓： U2＝＝110 V，故B正確；周期T＝0.02 s，頻率為： f＝＝50 Hz，變

11、壓器不改變交流電的頻率，所以副線圈輸出交流電的頻率50 Hz，故C錯(cuò)誤；原線圈電壓有效值220 V，電壓表的讀數(shù)為220 V，副線圈電流： I2＝＝0.2 A，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比得： I＝＝0.1 A，故D錯(cuò)誤． 答案：AB 11．(多選)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1，○V 、R和L分別是電壓表、定值電阻和電感線圈，D1、D2均為燈泡．已知原線圈兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化，下列說法正確的是(　　) 圖甲　　　　　　圖乙 A．電壓表示數(shù)為62.2 V B．電壓u的表達(dá)式u＝311sin 100πt(V) C．僅增大電壓u的頻率，電壓表示數(shù)增大 D．僅

12、增大電壓u的頻率，D1亮度不變，D2變暗 解析：根據(jù)圖乙可知，原線圈電壓的最大值為311 V，則有效值U1＝V＝220 V， 根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比得：＝＝，解得：U2＝44 V，所以電壓表示數(shù)為44 V，故A錯(cuò)誤；根據(jù)ω＝＝100π rad/s，則電壓u的表達(dá)式u＝311sin 100πt(V)，故B正確；原線圈電壓不變，線圈匝數(shù)不變，僅增大電壓u的頻率，電壓表示數(shù)不變，則D1亮度不變，電感線圈通低頻阻高頻，則頻率越大，阻礙作用越大，所以D2變暗，故C錯(cuò)誤，D正確． 答案：BD 12．如圖所示，理想變壓器B的原線圈跟副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，交流電源電壓U1＝220

13、V，F(xiàn)為熔斷電流I0＝1.0 A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多少？ 解析：(1)由＝得到U2＝110 V， 由歐姆定律得：I2＝1.1 A. 再有＝得到I1＝0.55 A，故保險(xiǎn)絲不能熔斷． (2)理想變壓器的P入＝P出＝2201.0 W＝220 W， 得到R＝55Ω. 答案：(1)不能　(2)55Ω　220 W 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375