2022版高中物理 課時(shí)作業(yè)（十二）變壓器 新人教版選修3-2

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1、2022版高中物理 課時(shí)作業(yè)（十二）變壓器 新人教版選修3-2 一、單項(xiàng)選擇題 1．一輸入電壓為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)線在鐵芯上新繞上5匝線圈，如圖所示，然后將原線圈接到220 V交流電源上，測(cè)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．1 100,360　B．1 100,180 C．2 200,180 D．2 200,360 解析：根據(jù)＝可得＝，可知n1＝1 100.排除C、D兩項(xiàng)．再由＝可知n2＝180，故A錯(cuò)B對(duì)． 答案：B

2、 2．如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器.和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說法正確的是(　　) A．I1和I2表示電流的瞬時(shí)值 B．U1和U2表示電壓的最大值 C．滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2不變，I1變大 D．滑片P向下滑動(dòng)過程中，U2變小，I1變小 解析：交流電表的示數(shù)為有效值，故A、B項(xiàng)均錯(cuò)誤；P向下滑動(dòng)過程中，R變小，由于交流電源、原副線圈匝數(shù)不變，U1、U2均不變，所以I2＝變大，由＝，得I1＝I2變大，故C項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：C 3．如

3、圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220 V,60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則(　　) A．電流表的示數(shù)為 A B．電源輸出功率為1 200 W C．電流表的示數(shù)為 A D．原線圈端電壓為11 V 解析：由燈泡正常發(fā)光，可知副線圈電壓為220 V，由＝可知，原線圈電壓U1＝20×220 V＝4 400 V，D錯(cuò)． 又因輸入功率等于輸出功率，P1＝P2＝60 W，故B錯(cuò)． 電流表讀數(shù)為有效值，原線圈中電流I1＝＝ A＝ A，故A錯(cuò)、C正確． 答案：C 4．理想變壓器的原線圈連接電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過觸頭Q調(diào)

4、節(jié)，在副線圈輸出端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，在原線圈上加一電壓為U的交流電，如圖所示．若(　　) A．Q位置不變，將P向上滑動(dòng)，U′變大 B．Q位置不變，將P向上滑動(dòng)，電流表的讀數(shù)變大 C．P位置不變，將Q向上滑動(dòng)，電流表的讀數(shù)變大 D．P位置不變，將Q向上滑動(dòng)，變壓器的輸入功率不變 解析：當(dāng)理想變壓器的輸入電壓U，以及原、副線圈的匝數(shù)比不變時(shí)，副線圈兩端的電壓也不變，A項(xiàng)錯(cuò)．由P出＝知R增大時(shí)，輸出功率減小，又由P入＝P出得原線圈中的電流表讀數(shù)要減小，B項(xiàng)錯(cuò)． Q往上滑動(dòng)時(shí)，U′增大，而負(fù)載電阻不變，則輸出功率要增大，即輸入功率也要增大，原線圈中的電流就要增大，C項(xiàng)對(duì)、D

5、項(xiàng)錯(cuò)． 答案：C 5．一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上，如圖所示．設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(　　) A．U＝66 V，k＝ B．U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 解析：由于變壓器的匝數(shù)比為3∶1，可得原、副線圈的電流比為1∶3.根據(jù)P＝I2 R可知原、副線圈中電阻R的功率之比k＝，由＝，其中U2＝U，則U1＝3U，結(jié)合原、副線圈的電流比為1∶3，可得原線圈中電阻R上的電壓為，所以有3U＋＝2

6、20 V，得U＝66 V，故選項(xiàng)A正確． 答案：A 二、多項(xiàng)選擇題 6．為了監(jiān)測(cè)變電站向外輸電情況，要在變電站安裝互感器，其接線如圖所示，兩變壓器匝數(shù)分別為n1、n2和n3、n4，a和b是交流電表，則(　　) A．n1>n2 B．n3>n4 C．a(chǎn)為交流電流表，b為交流電壓表 D．a(chǎn)為交流電壓表，b為交流電流表 解析：由電路連接方式可知，左圖是電壓互感器，把高電壓經(jīng)過變壓器降壓后測(cè)量，所以n1>n2，a為交流電壓表，右圖為電流互感器，把大電流經(jīng)過變壓器變?yōu)樾‰娏髟贉y(cè)量，所以n3

7、原、副線圈匝數(shù)分別為n1＝600，n2＝120，交流電源電壓U1＝220 V，原線圈中串聯(lián)一個(gè)0.2 A的保險(xiǎn)絲，為保證保險(xiǎn)絲不被燒斷，則(　　) A．負(fù)載功率不能超過44 W B．副線圈電流最大值不能超過1 A C．副線圈電流有效值不能超過1 A D．副線圈電流有效值不能超過0.2 A 解析：由P入＝P出可知P入＝U1I1＝44 W．又由＝，得U2＝44 V，故I2不能大于1 A，負(fù)載功率不能超過44 W. 答案：AC 8．(錦州高二檢測(cè))如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1.電池和交變電源的電動(dòng)勢(shì)都為6 V，內(nèi)阻均不計(jì)．下列說法正確的是(　　) A．S與a接通的

8、瞬間，R中無感應(yīng)電流 B．S與a接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為0 C．S與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3 V D．S與b接通穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為2∶1 解析：在S與a接通的瞬間，由于電流由零突然變大，所以線圈中的磁通量會(huì)發(fā)生變化，副線圈中的R會(huì)有感應(yīng)電流，所以A錯(cuò)誤；在S與a接通穩(wěn)定后，電路中的電流穩(wěn)定，磁通量不會(huì)發(fā)生變化，所以副線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電阻R兩端的電壓為0，所以B正確；在S與b接通穩(wěn)定后，由于b是交流電源，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓為3 V，所以C正確；變壓器不會(huì)改變交流電源的頻率，所以原、副線圈中電流的頻率是相同的，所以D錯(cuò)誤． 答案：B

9、C 9．如圖甲所示為一自耦變壓器，變壓器的原線圈AB端輸入電壓如圖乙所示，副線圈電路中定值電阻R0＝11 Ω，電容器C的擊穿電壓為22 V，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭使電容器剛好不會(huì)被擊穿，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是(　　) A．電壓表的示數(shù)為220 V B．原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1 C．電流表的示數(shù)等于通過電阻R0的電流 D．原線圈AB端輸入電壓的變化規(guī)律為u＝311sin100πt V 解析：電壓表的示數(shù)等于交變電壓的有效值，所以電壓表的示數(shù)為U1＝＝220 V，選項(xiàng)A正確；電容器剛好不被擊穿，所以副線圈電壓的最大值為22 V，有效值為U2＝ V＝11 V，所以原、副線圈

10、的匝數(shù)比為n1∶n2＝U1∶U2＝10∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；交變電流能“通過”電容器，所以電流表的示數(shù)大于R0上的電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由u－t圖象可知u＝311sin100πt V，選項(xiàng)D正確． 答案：AD 10．由于天氣原因某小區(qū)的供電系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞．為此，啟動(dòng)了臨時(shí)供電系統(tǒng)，它由備用發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，如圖所示，發(fā)電機(jī)輸出的電壓u＝480sin100πt V，圖中R表示輸電線的電阻．滑動(dòng)觸頭P置于a處時(shí)，用戶的用電器恰好正常工作．在下列情況下，要保證用電器仍能正常工作，則(　　) A．若A2的示數(shù)為2 A，R＝10 Ω，則原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1 B．若

11、A2的示數(shù)為2 A，R＝10 Ω，則原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1 C．若要發(fā)電機(jī)的輸出電壓發(fā)生波動(dòng)使V1的示數(shù)小于正常值，而用電器不變時(shí)，應(yīng)使滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng) D．若要V1的示數(shù)保持正常值不變，那么當(dāng)用電器增加時(shí)，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑動(dòng) 解析：若A2的示數(shù)為2 A，R＝10 Ω，又用戶電壓為220 V，故副線圈兩端電壓U2＝220 V＋I(xiàn)2R＝240 V，又原線圈兩端電壓U1＝480 V，故原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由＝得U2＝U1，若U1變小，為保證用電器仍能正常工作，則n2應(yīng)變大，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用電器增加時(shí)，副

12、線圈中的電流增大，輸電線電阻R上的電壓增大，為保證用電器仍能正常工作，則副線圈兩端的電壓應(yīng)增大，故滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑動(dòng)，選項(xiàng)D正確． 答案：AD 三、非選擇題 11．如圖所示，一臺(tái)有兩個(gè)副線圈的變壓器，原線圈匝數(shù)n1＝1 100匝．接入電壓U1＝220 V的交流電路中． (1)要求在兩個(gè)副線圈上分別得到電壓U2＝6 V，U3＝110 V，它們的匝數(shù)n2、n3分別為多少？ (2)若在兩副線圈上分別接上“6 V,20 W”、“110 V,60 W”的兩個(gè)用電器，原線圈的輸入電流為多少？ 解析：(1)根據(jù)原、副線圈間電壓與匝數(shù)的關(guān)系： 由＝得n2＝n1＝×1 100匝＝30匝 n

13、3＝n1＝×1 100匝＝550匝． (2)設(shè)原線圈輸入電流為I1，由P入＝P出得 U1I1＝U2I2＋U3I3＝P2＋P3 所以I1＝＝ A＝ A. 答案：(1)30匝　550匝　(2) A 12．如圖所示，一理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1＝1 100匝、副線圈匝數(shù)n2＝30匝，原線圈與電流表A1串聯(lián)后接在電壓u1＝220sin100πt(V)的交流電源上，電阻R＝12 Ω，電流表A1、A2和電壓表V2均為理想的交流電表，求： (1)三只電表A1、A2和V2的讀數(shù)分別是多少？ (2)電阻R在t＝30 s時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少？ 解析：(1)由交流電壓的瞬時(shí)表達(dá)式可知，原線圈電壓U1＝220 V，根據(jù)＝得：U2＝220× V＝6 V 所以V2的示數(shù)為6 V. 根據(jù)I2＝得：I2＝ A＝0.5 A，所以A2的示數(shù)為0.5 A. 根據(jù)＝得：I1＝×0.5 A＝ A＝0.014 A，所以A1的示數(shù)為0.014 A. (2)電阻R在t＝30 s時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝IRt＝90 J 答案：(1)0.014 A　0.5 A　6 V　(2)90 J