3.3变压器 课时提升练(Word版含解析)

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名称 3.3变压器 课时提升练(Word版含解析)
格式 doc
文件大小 1.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-21 21:45:33

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文档简介

3.3变压器 课时提升练(解析版)
一、选择题
1.下列利用静电现象的是(  )
A.静电除尘器 B.滑动变阻器 C.变压器 D.指南针
2.手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡L供电,其电路如图所示,当线圈以角速度匀速转动时,电压表示数为,灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为,灯泡正常发光时的电阻为,其他电阻可忽略,变压器原线圈与副线圈的匝数比为,变压器可视为理想变压器。则(  )
A.转动一个周期,通过线圈横截面的电荷量为
B.减小转速,交流电的频率变小,灯泡仍能正常发光
C.若仅在负载再并联一个相同的灯泡,则灯泡L的亮度不变
D.副线圈输出电压的有效值为
3.某公司被拉闸限电后,为了不耽误工期,用小型发电机(内阻不计)给公司供电,输电原理如图所示,变压器为理想变压器,其原、副线圈的匝数比,公司用电器可等效为定值电阻,且通过电阻的电流方向每秒改变100次,变压器的输出电压的有效值为220V。下列说法正确的是(  )
A.发电机输出的正弦交流电压的最大值为380V
B.若定值电阻的阻值增大,则副线圈两端电压的有效值增大
C.发电机输出交流电的频率为50Hz
D.用电器的输入功率大于变压器的输入功率
4.理想变压器原线圈串接电流表A连接在电压有效值不变的交流电源上,变压器副线圈连接的电路如图所示,各电表均为理想电表。滑动变阻器滑片P下滑过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表V示数变大 B.电流表示数变大
C.电流表示数变小 D.电阻消耗的电功率减小
5.交流发电机的简化结构如图所示,两磁极间产生的磁场可近似为匀强磁场。已知水平匀强磁场的磁感应强度大小,矩形线框共100匝,面积,电阻不计。线框绕垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动,通过熔断电流(有效值)为10A的保险丝与理想变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220V 20W”的灯泡,下列说法正确的是(  )
A.若灯泡正常发光,通过保险丝的电流为0.2A
B.为使灯泡正常发光,变压器原、副线圈的匝数之比为20:11
C.线框平面与磁场方向垂直时,穿过线框的磁通量为
D.线框中产生的感应电动势的有效值为
6.如图为模拟市区用户供电的示意图。是电网电压有效值,可视为不变。为电网至变压器间电缆的电阻,是变压器至用户间电缆的电阻,R是所有用电器的等效电阻。变压器为理想变压器。当用户端的用电器(并联)增多时,下列说法正确的是(  )
A.的电功率减小 B.的电功率减小
C.电压表的示数减小 D.电流表的示数减小
7.小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置,在铁环上用漆包线(铜丝,表面刷有绝缘漆)绕制了两个线圈匝、(匝数没有记录),线圈与开关、干电池、交流电源构成电路,交流电源的电动势,线圈与开关、电流计G、交流电压表V构成电路。当置于2、置于4时,电压表V的示数为,取1.4。下列说法正确的是(  )
A.由实验数据可算得,线圈的匝数为200匝
B.由实验数据可估计,线圈的匝数超过280匝
C.S2置于3,当S1从0扳到1时,G中不会有电流
D.S2置于3,当S1从0扳到1时,G中电流慢慢增大并稳定到某一值
8.如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为,电流表、电压表均为理想电表,下列说法错误的是(  )
A.副线圈输出交流电的周期为
B.如果仅将电源的频率加倍,不会改变R的功率
C.电压表的读数为
D.电流表的读数为
9.如图所示,在接有理想变压器的电路中接入三个定值电阻、、,导线电阻不计,电流表为理想交流电表,输入恒定的正弦交流电,原、副线圈匝数比,当开关S闭合时,三个电阻消耗的功率相同,则下列说法正确的是(  )
A.三个电阻的阻值大小之比为
B.三个电阻的阻值大小之比为
C.当开关S断开后,消耗的功率减小
D.当开关S断开后,电流表A的示数增大
10.随着科技的发展,无线充电技术已经越来越多的用于智能设备上,无线充电技术可以摆脱有线充电的束缚,让充电也可以轻轻一放就可以完成。无线充电技术与变压器相类似,若将无线充电装置视为理想变压器,如图所示为简化后的工作电路,匝数为的送电线圈为原线圈,匝数为的受电线圈为副线圈,,在送电线圈上接入一个工作指示灯,在受电线圈上接入一个阻值为的保护电阻。当ab间接上220V的正弦交变电流后,受电线圈中产生感应电流对手机电池进行充电,充电时,手机电池两端的电压为5V,流过手机电池的电流为2A。则下列说法中正确的是(  )
A.工作指示灯的电阻为400Ω
B.充电时,送电线圈的输入功率为10W
C.充电时,送电线圈中的电流为40A
D.受电线圈cd两端的输出电压为11V
11.如图所示,理想变压器的原线圈接有u=20sin100πt(V)的交变电压,理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1,原线圈两端接有阻值R1=10Ω的定值电阻,副线圈上接有阻值R2=4Ω的定值电阻。则理想交变电流表的示数为(  )
A.0.2A B.2A C.2.2A D.7A
12.如图所示,理想变压器原线圈输入端接正弦交流电u=Umsinωt,副线圈接电阻R1、R2和二极管,图中电流表A1、A2、A3均为理想电流表(示数为电流的有效值),R1、R2阻值均为R,二极管为理想二极管,变压器原、副线圈匝数比为2:1。则电流表A1、A2、A3示数之比为(  )
A.5:20:4 B.1:2:1 C.:2:2 D.2:4:3
13.图示电路中,变压器为理想变压器,在变压器的原线圈接一交变电流,交变电流的电压有效值恒定不变。副线圈接有灯泡L1和L2(设灯泡的电阻保持不变)和滑动变阻器R。下列说法正确的是(  )
A.只将变阻器R的滑动触头上移,理想电流表的示数变小
B.只将变阻器R的滑动触头上移,灯L2变亮
C.只将S2从4拨向3时,理想电流表示数变大
D.只将S1从2拨向1时,理想电流表示数变小
14.如图所示,发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和,两个副线圈分别接有电阻和。当线圈绕垂直于磁场的轴,以角速度匀速转动时,理想电流表读数为I。不计线圈电阻,下列说法正确的是(  )
A.电流表的读数为 B.电阻两端的电压为
C.与的比值为 D.发电机的功率为
15.如图甲,有一个原、副线圈匝数比为2:1的理想变压器,图中的电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,其中Rt为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,R为定值电阻。下列说法正确的是(  )
A.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u′=18sin50πt(V)
B.t=0.01s时电压表V2的示数为18V
C.变压器原、副线圈中的电流之比为2:1
D.Rt处温度降低时,电流表的示数变小,电压表V2的示数不变
二、解答题
16.如图a所示,左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55 Ω,A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图b所示的正弦交变电压,电压表的示数为110 V,试求:
(1)原、副线圈匝数比;
(2)电流表的示数。
17.在某些需要带电工作的情况下测量交变电流时,电工需要使用钳形电流表,其结构如图所示,试说明钳形电流表测量交变电流大小的原理。(提示:被测导线相当于变压器的初级线圈,二次绕组相当于变压器的次级线圈。)
参考答案
1.A
【详解】
A.在高大的烟囱中安装静电除尘器,利用静电除去废气中的粉尘,这是对于静电的应用,故A正确;
B.滑动变阻器的滑片在不同的位置,可以取不同的电阻值,使用的原理是电阻定律,与静电现象无关,故B错误;
C.变压器的工作原理是电流的互感,与静电现象无关,故C错误;
D.指南针利用磁铁的磁性与地磁场相结合的使用,与静电现象无关,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】
A.一个周期内穿过线圈的磁通量变化为零,有
即通过线圈某一横截面的电荷量为零,故A错误;
B.减小转速,频率减小,电动势也减小,不会正常发光,故B错误;
C.由于发电机有内阻,在负载再并联一个相同的灯泡,路端电压减小,灯泡L变暗,故C错误;
D.变压器可视为理想变压器,变压器原线圈与副线圈的匝数比为,副线圈输出电压的有效值为,故D正确。
故选D。
3.C
【详解】
A.由公式
解得原线圈两端电压的有效值
发电机输出的正弦交流电压的最大值大于380V,选项A错误;
B.变压器原、副线圈的匝数比不变,则副线圈两端电压的有效值不变,选项B错误;
C.一周期内,通过电阻的电流方向改变2次,可知发电机输出交流电的频率为50Hz,选项C正确;
D.用电器的输入功率等于变压器的输入功率,选项D错误。
故选C。
4.B
【详解】
A.原线圈接在电压有效值不变的交流电源上,所以副线圈的输出电压有效值也不变,滑动变阻器滑片P下滑过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则副线圈上电流增大,上的电压增大,电压表V示数变小,故A错误;
B. 副线圈上电流增大,所以原线圈上电流也增大,电流表示数变大,故B正确。
C. 副线圈的输出电压有效值不变,副线圈上电流增大,电压表V示数变小,上电流减小,所以电流表示数变大,故C错误;
D. 副线圈上电流增大,通过电阻的电流变大,功率增大, 故D错误。
故选B。
5.A
【详解】
AD.发电机产生感应电动势的最大值为

有效值为

设灯泡正常发光时通过保险丝的电流为I1,根据理想变压器原、副线圈功率相等可得

解得
故A正确,D错误;
B.为使灯泡正常发光,变压器原、副线圈的匝数之比为
故B错误;
C.线框平面与磁场方向垂直时,穿过线框的磁通量为
故C错误。
故选A。
6.C
【详解】
设变压器原线圈两端电压为,电流为,副线圈两端电流为,副线圈总电阻为R,因此有

因此在原线圈两端由等效电阻为
即变压器副线圈的电阻可以和原线圈等效为一个电路。
C.当用户端的用电器(并联)增多时,并联部分的合电阻减小,根据“串反并同”可知,电压表的示数减小,流过电流增大。故C正确;
B.由于流过电流增大,根据可知的电功率增大。故B错误;
D.由于流过电流增大,根据变压器特点可知电流表的示数增大。故D错误;
A.由于电流表的示数增大,根据可知的电功率增大。故A错误。
故选C。
7.B
【详解】
AB.E2的有效值为,根据解得
如果取1.4,匝数为280匝,实际上大于1.4,所以匝数大于280匝,故A错误,B正确;
CD.S2置于3,当S1从0扳到1时,开关闭合瞬间,副线圈中磁通量发生了变化,则G中有电流;原线圈电流稳定后,副线圈中磁通量不发生变化,则没有感应电流,G中不会有电流,故CD错误;
故选B。
8.C
【详解】
A.根据
知原线圈的周期为
由于原、副线圈的周期相等,所以副线圈输出交流电的周期为,故A正确,不符合题意;
B.如果仅将电源的频率加倍,则副线圈两端的电压不变,电阻R的功率也不变,故B正确,不符合题意;
C.根据原、副线圈的电压与匝数成正比可知副线圈两端电压的有效值为,则电压表的读数应该为,故C错误,符合题意;
D.根据闭合电路欧姆定律可知副线圈的电流为
再根据原、副线圈的电流与匝数成反比可知原线圈的电流为,则电流表的读数为,故D正确,不符合题意。
故选C。
9.B
【详解】
AB.开关S闭合时,R2、R3并联,电压相等,消耗功率也相同,根据电功率
可得
R2=R3
设通过R2的电流为I,则副线圈上的电流
I2=2I
由于原副线圈上的电流与匝数成反比
可得
I1=4I
根据功率表达式
P=I2R
可知电流的平方与电阻成反比
可得
R2=16R1
联立可得
R1:R2:R3=1:16:16
故A错误,B正确;
CD.当开关S断开后,副线圈上阻值增大,原副线圈上的总电流都变小,即I1变小,所以电流表A的示数减小,原线圈两端电压
U1=U-I1R1
可知,I1减小,U1增大,U2也增大,由公式
可知,电压增大,R2上消耗的功率增加,故CD错误。
故选B。
10.A
【详解】
副线圈电路,根据闭合电路欧姆定律
原线圈电路
理想变压器特点
将U机=5V,I2=2A,U0=220V,R=2Ω,带入,联立可得
U2=9V
I1=0.1A
P1=P2=18W
故BCD错误,A正确。
故选A。
11.C
【详解】
由(V)可知交流电压的有效值
由可知副线圈两端的电压
由得通过原线圈的电流
所以理想交变电流表的示数
故选C。
12.C
【详解】
理想变压器原、副线圈匝数之比为2:1,所以I1:I2=1:2,通过A2和A3的电流瞬时值图象大致如图甲、乙所示
由有效值的定义,对于通过A2电流I2,有
解得
对于电流A3的电流I3,有
解得
所以电流表A1、A2、A3示数之比为
故选C。
13.AB
【详解】
A.只将变阻器R的滑动触头上移,滑动变阻器接入电路电阻增大,副线圈电路中电阻增大,电流变小,变压器线圈匝数比不变,理想电流表的示数变小,故A正确;
B.只将变阻器R的滑动触头上移,滑动变阻器接入电路电阻增大,与L2并联后的总电阻R并变大,由串联电路分压原理可知,L2两端电压升高,灯L2变亮,故B正确;
C.只将S2从4拨向3时,原、副线圈匝数比变小,副线圈两端电压变小,副线圈功率变小,原线圈功率变小,理想电流表示数变小,故C错误;
D.只将S1从2拨向1时,原、副线圈匝数比变大,副线圈两端电压变大,副线圈功率变大,原线圈功率变大,理想电流表示数变大,故D错误。
故选AB。
14.BC
【详解】
AB.由题知理想电流表读数为I,则根据欧姆定律
U1= IR1
根据变压器电压与匝数的关系有

代入数据有
U0= ,U2=
再由欧姆定律有
U2= I2R2
可计算出
I2=
综上可知,A错误、B正确;
C.由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈,则有
Emax= NB2L2ω,U0= = NBL2ω
由选项AB知
U0=

C正确;
D.由于变压器为理想变压器则有
P0= P1 + P2= U1I + U2I2= I2R1 + U2I2
代入选项ABC公式有
P0=
由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈,则发电机的功率为P0,D错误。
故选BC。
15.BD
【详解】
A.原线圈两端电压的瞬时值表达式为
变压器只改变电压和电流,不改变频率,根据理想变压器原、副线圈电压关系可得
所以副线圈两端电压的瞬时值表达式为
故A错误;
B. t=0.01s时电压表V2的示数为
故B正确;
C.变压器原、副线圈中的电流之比为
故C错误;
D. Rt处温度降低时,Rt阻值变大,因为原线圈所接电源输出电压不变,且原、副线圈匝数比不变,所以副线圈电压不变,电压表V2的示数不变,电流表的示数变小,故D正确。
故选BD。
16.(1)2∶1;(2)2 A
【详解】
(1)由题图b可知原线圈两端电压的有效值
U1==220 V

可得原、副线圈匝数之比
==2∶1
(2)电流表示数为有效值
I==A=2 A
17.钳形电流表实际上是升压变压器,其工作原理时电磁感应
【详解】
钳形电流表实际上是升压变压器,其工作原理时电磁感应,由
可以求得待测交变电流的大小。