2019-2020年高中物理 第4章第2節(jié)變壓器檢測試題 魯科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第4章第2節(jié)變壓器檢測試題 魯科版選修3-2 1.下面關(guān)于自耦變壓器的說法中不正確的是(　　) A．自耦變壓器一定有兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈 B．自耦變壓器只有一個(gè)線圈 C．自耦變壓器既可升壓也可降壓 D．自耦變壓器的缺點(diǎn)是使用不夠安全 解析：選A.自耦變壓器只有一個(gè)線圈，故A錯(cuò)誤，B正確；如果整個(gè)線圈作為原線圈接電源，繞組的一部分接負(fù)載，則成為降壓變壓器；反之則成為升壓變壓器，故C正確；自耦變壓器的缺點(diǎn)是低壓端和高壓端直接有電的聯(lián)系，使用不夠安全，故D正確． 2.一個(gè)正常工作的理想變壓器的原副線圈中，下列哪個(gè)物理量不一定相等(　　) A．交變電流的頻率　　　　 B．電流的有效值 C．電功率 D．磁通量的變化率 解析：選B.根據(jù)變壓器的工作原理知，原、副線圈中的交變電流的頻率相等，穿過原、副線圈的磁通量及變化情況相同，即磁通量的變化率也相等；由于匝數(shù)不相等，則原副線圈中的電流(包括瞬時(shí)值、最大值、有效值)則一般不相等．B項(xiàng)正確． 3.一個(gè)理想變壓器副線圈上接一個(gè)電阻，欲使此電阻的電功率增大，可以采取的措施是(每次只改變一個(gè)因素)(　　) A．增加原線圈的匝數(shù)n1　　　 B．減少副線圈的匝數(shù)n2 C．增大電阻值 D．減少電阻值 解析：選D.電阻消耗的功率P＝，而＝，所以P＝，P要增大，減小n1或R，或增大n2均可． 4.為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 V，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖．保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓．某次檢測得到用戶電壓u2隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示．以下正確的是(　　) A．u2＝190sin(50πt) V B．u2＝190sin(100πt) V C．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)下移 D．為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V，應(yīng)將P適當(dāng)上移 解析：選D.由圖象可知，正弦式交變電壓的最大值為190 V，其周期為0.02 s，可得其表達(dá)式為190sin(100πt) V，A、B錯(cuò)誤，又在u1、n2不變的前提下通過改變n1來使u2增大，由＝可得應(yīng)使n1減小，故應(yīng)將P適當(dāng)上移，D選項(xiàng)正確． 5.一臺(tái)理想變壓器，其原線圈的匝數(shù)為2200匝，副線圈的匝數(shù)為440匝，副線圈中接入一個(gè)100 Ω的負(fù)載電阻，如圖所示． (1)當(dāng)原線圈接在44 V直流電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為多大？電流表示數(shù)為多大？ (2)當(dāng)原線圈接在220 V交流電源上時(shí)，電壓表示數(shù)為多大？電流表示數(shù)為多大？此時(shí)輸入功率為多少？變壓器效率為多大？ 解析：(1)原線圈接44 V直流電源時(shí)，通過副線圈磁通量不變，副線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，所以電壓表、電流表示數(shù)都為零． (2)由＝ 得 U2＝＝ V＝44 V 流過R電流 I2＝＝ A＝0.44 A 則電壓表讀數(shù)為44 V，電流表讀數(shù)為0.44 A. 輸出功率P出＝U2I2＝440.44 W＝19.36 W 輸入功率P入＝P出＝19.36 W 變壓器效率η＝＝100%. 答案：(1)0　0　(2)44 V　0.44 A　19.36 W　100% 一、選擇題 1.可以將電壓升高供給家用電燈的變壓器是(　　) 解析：選C.根據(jù)變壓器的原理，只能對交變電壓升高(或降低)電壓，根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，要將電壓提高，原線圈的匝數(shù)應(yīng)少于副線圈的匝數(shù)，B、D錯(cuò)，A項(xiàng)中的電源為直流電源，不能變壓，故選C. 2.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，以下說法中正確的是(　　) A．穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1 B．穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等 C．原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢瞬時(shí)值之比為10∶1 D．正常工作時(shí)，原、副線圈的輸入、輸出功率之比為10∶1 解析：選B.本題考查了對變壓器原理的掌握，關(guān)鍵是要明確變壓器的變壓原理．對理想變壓器，A選項(xiàng)認(rèn)為無磁通量損漏，因而穿過兩個(gè)線圈的交變磁通量相同，磁通量變化率相同，因而每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等，才有電壓與匝數(shù)成正比；對于理想變壓器，輸入功率等于輸出功率，正確選項(xiàng)只有B. 3.一輸入電壓為220 V，輸出電壓為36 V的變壓器副線圈燒壞，為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈．如圖所示，然后將原來線圈接到220 V交流電源上，測得新繞線圈的端電壓為1 V，按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為(　　) A．1100，360 B．1100，180 C．2200，180 D．2200，360 解析：選B.對新繞線圈的理想變壓器，根據(jù)變壓比公式得 n1＝＝＝1100，同理，變壓器燒壞前，n2＝＝＝180，B正確． 4.(xx安溪一中高二期末)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝1∶3，次級(jí)回路中聯(lián)入三個(gè)均標(biāo)有“36 V，40 W”的燈泡，且均正常發(fā)光，那么，標(biāo)有“36 V，40 W”的燈泡A(　　) A．正常發(fā)光 B．將被燒毀 C．比另三個(gè)燈暗 D．無法確定 解析：選A.副線圈兩端的電壓U2＝3U＝336 V＝108 V 由＝得，原線圈兩端電壓U1＝＝ V＝36 V，所以燈泡A能正常發(fā)光． 5.如圖所示是一臺(tái)理想自耦變壓器，在a、b之間接正弦交流電，A、V分別為理想交流電流表和交流電壓表．若將調(diào)壓端的滑動(dòng)頭P向上移動(dòng)，則(　　) A．電壓表V的示數(shù)變大 B．變壓器的輸出功率變小 C．電流表A的示數(shù)變小 D．電流表A的示數(shù)變大 解析：選BC.ab間為原線圈，當(dāng)P向上移動(dòng)時(shí)，原線圈匝數(shù)增多，原副線圈匝數(shù)比變大，由變壓規(guī)律＝知，U1不變，U2變小，電壓表V的示數(shù)變小，R不變，由P＝可知，變壓器的輸出功率變小，A錯(cuò)、B對，由U1I1＝U2I2可以知道，I1變小，C對，D錯(cuò)． 6.一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶2，電源電壓u＝220sinωt V，原線圈電路中接入一熔斷電流I0＝1 A的保險(xiǎn)絲，副線圈中接入一可變電阻R，如圖所示，為了使保險(xiǎn)絲不致熔斷，調(diào)節(jié)R時(shí)，其阻值最低不能小于(　　) A．440 Ω B．440 Ω C．880 Ω D．880 Ω 解析：選C.當(dāng)原線圈電流I1＝I0時(shí)，副線圈中的電流(即副線圈中電流的有效值)為 I2＝I1＝I0＝ A 副線圈的輸出電壓的有效值為 U2＝U1＝＝440 V 因此副線圈電路中負(fù)載電阻的最小值為 Rmin＝＝880 Ω，故選項(xiàng)C正確． 7.(xx福建師大附中高二期末)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶5，原線圈兩端的交變電壓為u＝20sin100πt V，氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開始發(fā)光，下列說法中正確的有(　　) A．開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz B．開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 V C．開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)不變 D．開關(guān)斷開前后，變壓器的輸入功率不變 解析：選AC.由＝得，副線圈輸出電壓的最大值為 U2＝＝ V＝100 V，一個(gè)周期內(nèi)有兩次電壓大于100 V，故氖泡在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)光2次，而交變電壓的周期T＝＝ s＝0.02 s，所以氖泡發(fā)光頻率為f＝＝100 Hz，A正確．電壓表示數(shù)為U2′＝＝ V＝100 V，B錯(cuò)誤．開關(guān)斷開后電壓表示數(shù)不變，但輸出功率變化，所以輸入功率變化，C正確、D錯(cuò)誤． 如圖所示的甲、乙兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220 V的交流電壓時(shí)，測得c、d間與g、h間的電壓均為110 V．若分別在c、d兩端及g、h兩端加上110 V的交流電壓，則a、b間及e、f間的電壓分別為(　　) A．220 V、220 V B．220 V、110 V C．110 V、110 V D．220 V、0 V 解析：選B.當(dāng)a、b間接220 V電壓時(shí)，c、d間電壓為110 V，說明c、d間線圈的匝數(shù)為原線圈匝數(shù)的一半；反過來當(dāng)c、d間接110 V電壓時(shí)，a、b間電壓應(yīng)為220 V．當(dāng)e、f間接220 V電壓時(shí)，g、h間電壓為110 V，說明g、h間電阻為e、f間電阻的一半；當(dāng)g、h間接110 V電壓時(shí)，e、g間沒有電流，e、g間電壓為零，所以e、f間電壓與g、h間電壓相等，均為110 V. 如圖所示，理想變壓器原線圈中正弦式交變電源的輸入電壓和電流分別為U1和I1，兩個(gè)副線圈的輸出電壓和電流分別為U2和I2、U3和I3，接在原、副線圈中的五個(gè)完全相同的燈泡均正常發(fā)光，則下列關(guān)系中正確的是(　　) A．I1∶I2∶I3＝1∶2∶1 B．U1∶U2∶U3＝1∶1∶2 C．三個(gè)線圈匝數(shù)之比為n1∶n2∶n3＝5∶2∶1 D．電源電壓U1與原線圈兩端電壓U1′之比為5∶4 解析：選AD.設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I0，電壓為U0，由題圖可知，I2＝2I0，I1＝I3＝I0，故A選項(xiàng)正確；U2＝U0，U3＝2U0，原線圈兩端電壓U1′＝＝4U0，則U1＝5U0，故D選項(xiàng)正確；＝＝，＝＝，故B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤． (2011高考福建卷)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20 Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)．原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光．下列說法正確的是(　　) A．輸入電壓u的表達(dá)式u＝20sin50πt V B．只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光 C．只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大 D．若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W 解析：選D.由題圖知，Um＝20 V，T＝0.02 s，則ω＝＝100π rad/s，輸入電壓u＝20sin100πt V，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由變壓器的變壓規(guī)律知：＝，故U2＝＝ V＝4 V，由題中將S1接1，S2閉合時(shí)，燈泡L2正常發(fā)光可得，燈泡L2的額定電壓為4 V，當(dāng)只斷開S2后，副線圈兩端電壓不變，此時(shí)副線圈的負(fù)載為L1、L2串聯(lián)，故L1、L2均不能正常發(fā)光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；此時(shí)P出＝，副線圈負(fù)載R總增大，故P出減小，又P入＝P出，故原線圈的輸入功率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)S1換接到2后，副線圈的負(fù)載僅是電阻R，故P＝＝ W＝0.8 W，選項(xiàng)D正確． 二、非選擇題 (2011高考海南卷)如圖，理想變壓器原線圈與一10 V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個(gè)小燈泡a和b，小燈泡a的額定功率為0.3 W，正常發(fā)光時(shí)電阻為30 Ω，已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09 A，可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為________，流過燈泡b的電流為________A. 解析：U1＝10 V，根據(jù)小燈泡正常發(fā)光，則U2＝＝3 V，Ia＝＝0.1 A，根據(jù)＝＝，＝，所以 I2＝I1＝0.3 A，Ib＝I2－Ia＝0.2 A. 答案：10∶3　0.2 一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1＝1100，接在電壓為220 V的交流電源上，當(dāng)它對11只并聯(lián)的“36 V，60 W”燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光，由此可知該變壓器副線圈的匝數(shù)n2是多少？通過原線圈的電流I1是多大？ 解析：因?yàn)?1只并聯(lián)的“36 V，60 W”燈泡正常發(fā)光，所以副線圈輸出的電壓必為36 V．由U1/U2＝n1/n2，得n2＝n1＝ 匝＝180匝． 每只燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流由P2′＝I2′U2′得 I2′＝＝ A＝ A 副線圈中的電流I2＝11I2′＝ A 因＝，故I1＝I2＝ A＝3 A. 答案：180 匝　3 A