高考物理選修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí) 變壓器 基礎(chǔ)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1．下列說(shuō)法不正確的是（ ） A．變壓器也可能改變恒定電壓 B．變壓器的原理是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈輸出的電流是原線圈電流的感應(yīng)電流 C．變壓器由繞在同一閉合鐵芯上的若干線圈構(gòu)成 D．變壓器原線圈相對(duì)電源而言起負(fù)載作用，而副線圈相對(duì)負(fù)載而言起電源作用 2．關(guān)于理想變壓器的說(shuō)法正確的是（ ） A．理想變壓器不考慮鐵芯漏磁與發(fā)熱 B．只適用于一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈組成的變壓器 C．在理想變壓器中，無(wú)論有幾個(gè)線圈一定有輸入功率等于輸出功率，即P入=P出 D．在理想變壓

2、器中，如果有多個(gè)（大于等于3個(gè)）線圈同時(shí)工作，同樣適用 3．理想變壓器原、副線圈兩側(cè)一定相同的物理量有（ ） A．交變電流的頻率 B．交變電流的功率 C．磁通量的變化率 D．交變電流的最大值 4．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=4∶1，當(dāng)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，電流表A1的示數(shù)是12 mA，則電流表A2的示數(shù)為（ ） A．3 mA B．0 C．48 mA D．與負(fù)載R的值有關(guān) 5．（2015 榆林校級(jí)一模）如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝

3、數(shù)比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V，額定功率為22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則(　　) A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 A C．，I＝0.2 A D．U ， 6．一個(gè)理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，正常工作時(shí)輸入和輸出電壓、電流、功率分別為U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，則（ ） A．U1＞U2，P1＜

4、P2 B．P1=P2，I1＜I2 C．I1＜I2，U1＞U2 D．P1＞P2，I1＞I2 7．理想變壓器原、副線圈的電流分別為，I1、I2，電壓分別為U1、U2，功率分別為P1、P2，關(guān)于它們之間的關(guān)系，正確的說(shuō)法是（ ） A．I2由I1決定 B．U2與負(fù)載有關(guān) C．P1由P2決定 D．以上說(shuō)法都不對(duì) 8．如圖所示為四種亮度可調(diào)的臺(tái)燈的電路示意圖。它們所用的白熾燈泡相同，且都是“220 V 40 W”。當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)至20 W時(shí)，哪種臺(tái)燈消耗的功率最小（ ） 9．(2015 龍巖綜測(cè))和是高

5、壓輸電的兩條輸電線，現(xiàn)要通過(guò)變壓器測(cè)量和之間的電壓，下列四種電路連接正確的是（ ） 10．用理想變壓器給負(fù)載供電，變壓器輸入電壓不變，如圖所示，如果負(fù)載電阻的滑片向上移動(dòng)，則關(guān)于圖中所有交流電表的讀數(shù)及輸入功率的變化情況的描述正確的是（ ） A．V1、V2不變，A1增大、A2減小，P增大 B．V1、V2不變，A1、A2增大，P增大 C．V1、V2不變，A1、A2減小，P減小 D．V1不變，V2增大，A1減小，A2增大，P減小 二、填空題 11．一個(gè)理想變壓器的原線圈n1=1320匝，接在U1=220 V的

6、交流電源上，它的一個(gè)副線圈輸出電壓U2=10 V，通過(guò)的電流I2=0.5 A，另一個(gè)副線圈的匝數(shù)n3=30匝，通過(guò)的電流I3=1.2A，則原線圈中的電流I1=________A。鐵芯中磁通量變化率的最大值是________Wb / s。 12．如圖：理想變壓器原線圈與10V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0.3w，正常發(fā)光時(shí)電阻為30，已知兩燈 泡均正常發(fā)光，流過(guò)原線圈的電流為0.09A，可計(jì) 算出原、副線圈的匝數(shù)比為_(kāi)____，流過(guò)燈泡 b的電流為_(kāi)__ A 三、解答題 13．黑光燈是利用物理方法滅蛾殺蟲(chóng)的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的

7、紫色光能夠引誘害蟲(chóng)飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”。 如圖所示是高壓電網(wǎng)的工作電路，高壓電網(wǎng)是利用變壓器將有效值為220 V的交流電壓變成高壓，高壓電網(wǎng)相鄰兩極間距離為0.5 cm，已知空氣在常溫常壓下的擊穿電壓為6220 V／cm，為防止空氣被擊穿而造成短路，變壓器的次、初級(jí)線圈匝數(shù)比不得超過(guò)多少？ 14．（2015 北京校級(jí)期中）如圖所示，理想變壓器的原線圈上接有理想電流表，副線圈上接有“36V，9W”的燈泡L1和“36V，12W”的燈泡L2。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，L1正常發(fā)光，電流表的讀數(shù)為1A。求： （1）S

8、斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)副線圈的電流； （2）原副線圈的匝數(shù)比； （3）S閉合后變壓器的輸入功率和電流表的讀數(shù) 15．如圖所示的變壓器的原線圈1接到220 V的交流電源上。副線圈2的匝數(shù)n2=30匝，與一個(gè)“12 V 12 W”的燈泡L連接，L能正常發(fā)光。副線圈3的輸出電壓U3=110 V，與電阻R連接，通過(guò)R的電流為0.4 A，求： （1）副線圈3的匝數(shù)n3； （2）原線圈1的匝數(shù)n1和電流I1。 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】A 【解析】變壓器可以改變交變電流的電壓、電流，其工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2．【答案】AC

9、【解析】理想變壓器是不計(jì)一切損失的變壓器，A選項(xiàng)與C選項(xiàng)對(duì)?？蛇m用于多個(gè)線圈組成的變壓器的任意兩個(gè)線圈之間，B錯(cuò)。只適用于一個(gè)原線圈和一個(gè)副線圈工作的變壓器，D錯(cuò)。 3．【答案】ABC 【解析】變壓器可以改變交變電流的電壓、電流，但不改變交變電流的頻率、功率和磁通量的變化率。 4．【答案】B 【解析】本題考查了變壓器的工作原理，關(guān)鍵要清楚交變電流能通過(guò)變壓器，而恒定電流不能通過(guò)變壓器。導(dǎo)體棒向左勻速切割磁感線時(shí)，在線圈n1中通過(guò)的是恒定電流，不能引起穿過(guò)線圈n2的磁通量變化，在副線圈n2上無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)，所以A2中無(wú)電流通過(guò)。 5．【答案】A 【解析】直接求出副線圈中的電

10、壓為220 V、電流為 根據(jù)，可得原線圈中的電壓、電流分別為110 V、0.2 A。 6．【答案】BC 【解析】理想變壓器無(wú)論原、副線圈匝數(shù)滿足什么關(guān)系，輸入功率和輸出功率總是相等的。由，可知I2＞I1。 7．【答案】C 【解析】因?yàn)檩敵鲭妷?，所以?dāng)U1不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2都不會(huì)改變，即U2與負(fù)載無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因輸入電壓U1一定時(shí)，輸出電壓U2確定，當(dāng)負(fù)載電阻R變化時(shí)，I2變化，輸出功率變化，所以由電流與匝數(shù)之間關(guān)系知：I1變化，從而輸入功率變化，所以I1由I2決定，P1由P2決定，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確。 8．【答案】C 【解析】題目中提供了

11、4種控制電路，其中用理想變壓器改變電壓的控制電路，因沒(méi)有額外的功率損耗，這種臺(tái)燈消耗的功率就等于20 W，為最小。而其他3種電路采用電阻串聯(lián)分壓或用變阻器分壓，工作時(shí)電阻上都有額外的功率損耗，臺(tái)燈消耗的功率大于20 W，故選項(xiàng)C正確。 9．【答案】A 【解析】要通過(guò)變壓器測(cè)量和之間的電壓，需要電壓互感器，即變壓器的原線圈要接在和之間；由于電壓不能超過(guò)電表量程，要通過(guò)變壓器降壓，根據(jù)，原線圈匝數(shù)要多于副線圈匝數(shù)。故選A 10．【答案】C 【解析】在匝數(shù)比一定的情況下，輸出電壓取決于輸入電壓，輸入電壓U1不變，則輸出電壓U2不變；在匝數(shù)比一定、輸入電壓不變的情況下，輸入電流I1決定于輸

12、出電流I2，故應(yīng)先分析輸出電流I2，而，滑片上移R變大，I2變小，又，I1變?。惠斎牍β蔖決定于輸出功率，P=U1I1=U2I2，U2不變、I2變小，所以P變小。 二、填空題 11．【答案】0.05 0.24 【解析】，由I1U1=I2U2+I3U3，得I1=0.05 A。因?yàn)槔硐胱儔浩?，所以，由此得? 12．【答案】 【解析】副線圈電壓， ， 由能量守恒得： 代人數(shù)據(jù)得： 三、解答題 13．【答案】10∶1 【解析】電網(wǎng)兩極間電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng)且Um=Emd，由題意知空氣被擊穿時(shí)Em=6220 V / cm，由理想變壓器電壓關(guān)系，由峰值與有

13、效值關(guān)系，由以上各式得，所以變壓器次、初級(jí)線圈匝數(shù)比不得超過(guò)10∶1。 14．【答案】（1）0.25A （2）1：4 （3） 【解析】（1）開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，L1正常發(fā)光，電流 （2）開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，L1正常發(fā)光，電流表的讀數(shù)為1A， （3）S閉合后副線圈兩端的電壓不變，仍然為36V，兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光，輸入功率等于輸出功率：P=9W+12W=21W，副線圈電流為 所以電流表的示數(shù) 15．【答案】（1）275匝 （2）550匝 0.255 A 【解析】理想變壓器的原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，輸入功率等于輸出功率。對(duì)于單個(gè)副線圈，原線圈、副線圈的電流才和它們的匝數(shù)成反比，但對(duì)于多個(gè)副線圈，上述關(guān)系不成立，只有I1U1=I2U2+I3U3+…成立。 （1）變壓比公式對(duì)于兩個(gè)副線圈也適用，則有 ，匝=275匝。 （2）同理：，匝=550匝。 理想變壓器的輸入功率等于輸出功率 P1=P2+P3=12 W+0.4×110 W=56 W。 原線圈中電流。