人教版(2019)选择性必修第二册第三章3.变压器作业(word版含答案)

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名称 人教版(2019)选择性必修第二册第三章3.变压器作业(word版含答案)
格式 docx
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-24 03:09:52

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人教版(2019)选择性必修第二册 第三章 3.变压器 作业
一、多选题
1.图甲,理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1,交流电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙的正弦交流电,图中Rt为热敏电阻,其阻值随温度的升高而变小,R为定值电阻,下列说法正确的是
A.原副线圈交流电的频率之比为1:1
B.在t =0.025s时,电压表V2的示数为9V
C.Rt处温度升高时,电流表A和电压表V2示数均变大
D.Rt处温度升高时,变压器的输入功率变大
2.如图(a)所示,一理想变压器原、副线圈匝数比,原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u随时间t的变化规律如图(b)所示,副线圈仅接入一个的电阻。则(  )
A.电流表示数为
B.电压表的示数为
C.电阻上的交流电频率为
D.断开副线圈回路,电流表示数为0,电流表示数不变
3.某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验,发现变压器两个线圈的导线粗细不同。该同学将原线圈接在学生电源上,副线圈接一定值电阻,分别测量原、副线圈的电压。下列说法中正确的是(  )
A.只增加副线圈的匝数就可以增大副线圈中的电流
B.只增加副线圈的匝数就可以增大原线圈的输入功率
C.若不安装铁芯,则原、副线圈两端的电压比依旧等于其匝数比
D.匝数较多的线圈应该使用较粗的导线
4.电流互感器和电压互感器如图所示。其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数,a、b为两只交流电表,则(  )
A.A为电流互感器,且n1<n2,a是电流表
B.A为电压互感器,且n1>n2,a是电压表
C.B为电流互感器,且n3<n4,b是电流表
D.B为电压互感器,且n3>n4,b是电压表
二、单选题
5.我国正在建设的特高压输电工程将有效降低“西电东送”过程中电能的损失,变压器是远距离输电工程中的重要设备之一。如图所示的理想变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成,原副线圈匝数比。下列说法正确的是(  )
A.变压器工作时通过铁芯导电,把电能由原线圈输送到副线圈
B.在原线圈两端接入两节串联的干电池,副线圈两端的电压为0.3V
C.仅增加原线圈的匝数,副线圈两端的电压增大
D.仅增加副线圈的匝数,副线圈两端的电压增大
6.如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b,当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光,下列说法正确的是(  )
A.原、副线圈匝数比为9∶1 B.原、副线圈匝数比为1∶9
C.原、副线圈匝数比为1∶3 D.原、副线圈匝数比为3∶1
7.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1 ,原线圈输入的交流电如图乙所示,电阻R = 22 Ω ,则(  )
A.交流电的频率为100 Hz
B.t = 0.005 s时电压表的读数为22V
C.t = 0.01 s时电流表读数为1 A
D.该变压器原线圈的输入功率为22 W
8.如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦式交流电源,电压表V的示数为220V,负载电阻R=44Ω,电流表A1的示数为0.2A。下列判断正确的是(  )
A.原线圈和副线圈的匝数比为2:1
B.原线圈和副线圈的匝数比为5:1
C.电流表A2的示数为0.1A
D.电流表A2的示数为0.4A
9.如图、理想调压变压器输入端接正弦交流电源,L是灯泡,C是电容器,P是与线圈接触良好的滑片,S是开关,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是(  )
A.S接a,从M点至N点缓慢滑动P,电流表A的示数将减小
B.S接a,从M点至N点缓慢滑动P,灯泡的亮度将增大
C.S接b,从M点至N点缓慢滑动P,电压表V的示数不变
D.S接b,从M点至N点缓慢滑动P,电流表A的示数始终为零
10.现在部分手机已经可以实现无线充电,其中一种无线充电主要通过在充电器面板和手机背面各安装一个线圈来实现,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.若充电器线圈中通恒定电流,则手机线圈中将产生恒定电流
B.若充电器线圈中通正弦交变电流,则手机线圈中将产生交变电流
C.若充电器线圈中电流均匀增加,则手机线圈中电流一定均匀增加
D.若仅改变手机线圈匝数,手机线圈两端电压不会发生改变
11.电压互感器是测量较大交流电压的仪表;电流互感器是测量较大交流电流的仪表,这两种仪表在使用时的电路正确的是(  )
A. B.
C. D.
12.如图所示,为某同学设计的一个用电器的内部电路图.一理想变压器的匝数比= 4:2:1;原线圈叫回路中接一阻值恒为0.1 的监控指示灯;副线圈中接有两只均标有“6W 6V”灯泡,都正常发光;副线圈中接有四只额定功率均为3W的灯泡,也都正常发光.则下列说法正确的是
A.原线圈两端的电压为3V
B.副线圈中所接灯泡的额定电压均为12V
C.交流电源电压为9V
D.监控指示灯消耗的电功率为0.4W
13.如图所示,将额定电压为60V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A.以下判断正确的是(  )
A.变压器输入功率为484W
B.变压器原、副线圈匝数比 ∶=3∶11
C.通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D.通过原线圈的电流的有效值为0.6A
14.图甲中L1、L2是规格为“6V,3W”的灯泡,a、b端接图乙所示的交变电压,现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光,则(  )
A.电压表示数为18V
B.变压器原副线圈匝数比为3:1
C.电阻箱消耗的电功率为3W
D.增大电阻箱R连入电路的电阻值,电压表的示数将减小
三、实验题
15.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线;
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的a、b位置,由此可推断_________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”);
(2)如果把它看成理想变压器,若A、B线圈的匝数比为k,则当A线圈接在U1的蓄电池两端以后,B线圈的输出电压为_________;
(3)现要测量A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源。实验的步骤如下:
①用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;
②把低压电源接B线圈,测得副线圈的输出电压U;
③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈输出电压UA。
则A线圈的匝数为=_________。(用物理量等表示);
(4)如果把它看成理想变压器,则AB线圈上的交变电流一定具有相同的_________
A.电压 B.电流 C.频率 D.功率
16.(1)如图甲所示为某实验小组探究感应电流方向的规律的实验装置,关于实验过程中应该注意的事项和实验现象,以下说法正确的是___________。
A.实验前应该先仔细观察,清楚线圈的绕向
B.开关闭合后,将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小,会观察到电流计指针不发生偏转
C.开关闭合后,线圈A从线圈B中拔出和插入过程中会观察到电流计指针偏转方向相反
D.开关闭合与断开瞬间,电流计指针都会偏转,但偏转方向相同
(2)当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转。现将其与线圈相连之后,将上端为S极的磁铁插入线圈中,如图乙所示电流计指针偏转的方向应为偏向___________接线柱(填“正”或“负”)。根据图丙中电流计指针偏转方向可以判断出插入线圈磁铁下端的磁极为___________极(填“N”或“S”)。
(3)应用可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,原线圈所接的电源应是___________。
A. B.
C. D.
副线圈所接的电表可以是___________。
A.多用电表(欧姆挡) B.直流电压表 C.交流电压表 D.直流电流表
17.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线。
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的a、b位置,由此可推断________(选填“A”或“B”)线圈的匝数较多。
(2)该实验中输入端所接电源最适合的是________。
A.220 V交流电源 B.12 V以内低压直流电源
C.36 V安全电压 D.12 V以内低压交流电源
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.ABD
【详解】
变压器不改变交流电的频率,则原副线圈交流电的频率之比为1:1,选项A正确;原线圈输入电压的最大值为36V,故有效值为,变压器原、副线圈中的电压之比与匝数成正比,故电压表V2的示数为9V,故B正确;Rt处温度升高时,阻值减小,因变压器次级电压不变,即V2示数不变,根据欧姆定律,次级电流增加,故电流表A的示数变大,变压器的输出功率变大,则输入功率变大,故C错误,D正确.
2.BC
【详解】
AB.由图象可知,原线圈中电压的最大值为V,所以电压的有效值为
根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压有效值为
即电压表的示数为44V,电阻R=,所以电流A2的为
选项A错误、B正确;
C.由输入电压u随时间t的变化规律可知,电流的周期是,所以交流电的频率为
选项C正确;
D.断开副线圈回路,电流表A2示数为0,输出功率为零,则输出功率也为零,电流表A1示数为零,选项D错误。
故选BC。
3.AB
【详解】
AB.只增加副线圈的匝数,则副线圈两端的电压变大,而副线圈接的是定值电阻,所以根据公式
可知副线圈中的电流和输出功率增大,而原线圈的输入功率和副线圈的输出功率相等,故也增大。A正确,B正确;
C.若不安装铁芯,则存在漏磁的情况,则原、副线圈两端的电压比不等于其匝数比,C错误;
D.匝数较多的线圈,流过其的电流小,应该使用较细的导线绕制,D错误。
故选AB。
4.AD
【详解】
AB. 由图可知,A串联在电路中是电流互感器,电路中是强电流,通过变压器变成弱电流,用电流表测量,因为电流之比等于线圈匝数的倒数比,所以n1<n2,a是电流表,故A正确,B错误;
CD. B并联在电路中是电压互感器,电路中是强电压,通过变压器变成弱电压,用电压表测量,因为电压之比等于线圈匝数比,所以n3>n4,b是电压表,故C错误,D正确。
故选AD。
5.D
【详解】
A.变压器的工作原理是电磁感应现象,即不计各种损耗,在原线圈上将电能转化成磁场能,在副线圈上将磁场能转化成电能,铁芯起到“传递”磁场能的作用,不是铁芯导电传输电能,故A错误;
B.干电池提供的是直流电,不能引起变压器原副线圈的磁通量变化,故不能发生互感现象,则副线圈两端的电压为0,故B错误;
CD.根据变压器两端的电压比等于匝数比,有
故仅增加原线圈的匝数,副线圈两端的电压减小;而仅增加副线圈的匝数,副线圈两端的电压增大,故C错误,D正确。
故选D。
6.A
【详解】
由题意,根据理想变压器变压规律可得原、副线圈匝数比为
故选A。
7.D
【详解】
A.由图像可知,交流电的周期为0.02s,有
故A错误;
B.理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,故副线圈的电动势有效值为
t = 0.005 s时电压表的读数为
电压表的读数为22V。故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律,有
根据变压器原副线圈电流与匝数的定量关系,有
故C错误;
D.该变压器原线圈的输出功率为
故D正确。
故选D。
8.B
【详解】
由变压器的输出功率等于输入功率可得
可解得
原线圈和副线圈的匝数比
故选B。
9.A
【详解】
B.S接a,从M点至N点缓慢滑动P,根据 ,n2减小,U2减小,灯泡的亮度减小,选项B错误;
A.S接a,从M点至N点缓慢滑动P,U2减小,副线圈功率减小,原线圈功率减小,而原线圈电压不变,故电流表A的示数将减小,选项A正确;
C.接b,从M点至N点缓慢滑动P,根据 ,n2减小,U2减小,电压表V的示数减小,选项C错误;
D.接b,从M点至N点缓慢滑动P,U2减小,电容器两极板带电量会发生变化,副线圈电流不为零,则原线圈中电流表A的示数不始终为零,选项D错误。
故选A。
10.B
【详解】
A.若充电器线圈中通恒定电流,则手机线圈中的磁通量将不会发生变化,不会产生感应电动势,也就没有电流。A错误;
B.若充电器线圈中通正弦交变电流,根据变压器的知识,则手机线圈中将产生交变电流,B正确;
C.若充电器线圈中电流均匀增加,根据变压器的原理,手机线圈中的磁通量将均匀变化,则手机线圈中电流恒定,C错误;
D.若仅改变手机线圈匝数,根据变压器的原理,手机线圈两端电压会发生改变,D错误。
故选B。
11.D
【详解】
AB.由理想变压器的原副线圈的电压之比可知,电压与匝数成正比,则电压互感器接入匝数较少的线圈上,且原线圈应分别接在零线和火线上,故AB错误;
CD.由理想变压器的原副线圈的电流之比可知,电流与匝数成反比,则电流互感器应串联接入匝数较多的线圈上,同时一次绕组匝数很少,且串在需要测量的电流的线路中,故C错误,D正确。
故选D。
12.D
【解析】
【详解】
根据变压器电压与匝数成正比得:,解得:,故A错误;根据变压器电压与匝数成正比得解得:,故B错误;根据P=UI得:…①; …②;根据理想变压器特点得:U1I1=U2I2+U3I3…③;联立①②③解得:I1=2A;则交流电源电压为:U=U1+I1R=12+2×0.1V=12.2V,故C错误;监控指示灯的功率为:PR=I12R=22×0.1W=0.4W,故D正确.
13.D
【详解】
A项:变压器的输入功率等于输出功率,P入=P出=I2U2=2.2×60W=132W,故A错误;
B项:根据变压器的工作原理可知变压器原、副线圈匝数比n1:n2=220:60=11:3,故B错误;
C项:电流表示数为有效值,故通过副线圈的电流的有效值为2.2A,则最大值为,故C错误;
D项:根据P入=I1U1,所以,故D正确.
14.C
【详解】
A项:电压表的示数为,故A错误;
B项:由变压器的变压比得:,故B错误;
C项:由变压器的变流比得:所以,所以电阻箱中的电流与灯泡L2的电流相等,电阻箱与灯泡L2并联,电压相等,所以电阻箱消耗的功率为3W,故C正确;
D项:将电源和灯泡L1和变压器等效成一电路,由于大电阻箱R连入电路的电阻值所以电路中的电流减小,灯泡L1两端电压减小,电源电压不变,所以电压表示数增大,故D错误.
故选C.
15.A 0 CD
【详解】
(1)[1] 多用电表欧姆挡读数=指针指示值×倍率.A的读数为24,倍率为×1,所以电阻为24Ω.大于B的电阻,根据电阻定律,导线越长,电阻越大,因为A的电阻比B大,所以A线圈匝数多.
(2)[2]如果把它看成理想变压器,若A、B线圈的匝数比为k,则当A线圈接在U1的蓄电池两端以后,因为蓄电池是直流电,变压器输入线圈磁场不变,输出线圈没有感应电流,B线圈的输出电压为0
(3)[3] 把低压电源接B线圈,测得副线圈的输出电压U;则
用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈输出电压UA
解得:
(4)[4] 如果把它看成理想变压器,则AB线圈上的交变电流一定具有相同的频率和功率,而电流与电压均与匝数比有关,故CD正确AB错误。
故选CD。
16.AC 正 S B C
【详解】
(1)[1]A.实验是探究感应电流方向的规律的,因此实验前应该先仔细观察,清楚线圈的绕向,搞清线圈电流的方向与电流计指针偏转方向的关系,选项A正确;
B.开关闭合后,将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小,导致穿过线圈B的磁通量变化,从而产生感应电流,会观察到电流计指针发生偏转,选项B错误;
C.开关闭合后,线圈A从线圈B中拔出和插入过程中,穿过线圈B的磁通量变化不同,前者是减少,后者增加,依据楞次定律“增反减同”,会观察到电流计指针偏转方向相反,选项C正确;
D.开关闭合与断开瞬间,会引起穿过线圈B的磁通量变化,产生感应电流,电流计指针都会偏转,依据楞次定律知偏转方向不相同,选项D错误。
故选AC。
(2)[2]当电流从灵敏电流计正接线柱流入时指针向正接线柱一侧偏转,若将上端为S极的磁铁插入线圈中,则向下穿过线圈B的磁通量增加,依据楞次定律与右手螺旋定则可知,感应电流从电流计的正接线柱流入,那么图乙中电流计指针偏转的方向应为偏向正接线柱;
[3]根据图丙中电流计指针偏转方向可知,感应电流从负接线柱流入,根据右手螺旋定则可知,感应磁场方向向下,因磁铁向下运动,因而插入线圈磁铁下端的磁极为S极。
(3)[4]在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,因为变压器只能对交流电压进行变压,出于安全考虑,原线圈接低压交流电源,选项B正确,ACD错误。
故选B。
[5]测量副线圈两端的电压时,应该用到交流电压表,选项C正确,ABD错误。
故答案为C。
17.A D
【详解】
(1)[1]匝数多的导线横截面积小,长度大,故电阻大,A线圈电阻大,故A线圈匝数较多.
(2)[2]为保证学生安全,应用12 V以内低压交流电源,故选D.
答案第1页,共2页
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