第五章 同步练习 第4节变压器第2课时作业+Word版含解析

第2课时
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?[2017·山东济宁一中高二期中]如图5-4-13所示,一理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220 V,额定功率为22 W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则 (　　)
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图5-4-13
A.U=110 V,I=0.2 A
B.U=110 V,I=0.05 A
C.U=110
2
V,I=0.2 A
D.U=110
2
V,I=0.2
2
A
?[2017·广东汕头金山中学高二期末]如图5-4-14所示,用理想变压器给电灯L供电,如果只增加副线圈匝数,其他条件不变,则(电灯L未被烧坏) (　　)
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图5-4-14
A.电灯L亮度减小 B.电流表示数增大　
C.电压表示数不变　 D.变压器输入功率不变
?图5-4-15中B为理想变压器,接在交变电压有效值保持不变的电源上,指示灯L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变),R是一个定值电阻,电压表、电流表都是理想电表.开始时开关S是闭合的,当S断开后,下列说法正确的是 (　　)
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图5-4-15
A.电流表A2示数变大 　B.电压表V示数变大
C.电流表A1示数变小 　D.灯泡L1变暗
?(多选)如图5-4-16所示,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一峰值不变的正弦交变电压,副线圈接一可变电阻R.在其他条件不变的情况下,为使变压器输入功率增大,下面的措施正确的是 (　　)
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图5-4-16
A.仅增加原线圈匝数n1 　B.仅增加副线圈匝数n2
C.仅减小电阻R的阻值 　D.仅增大电阻R的阻值
?普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接.图5-4-17中电流互感器的ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为Iab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd.为了使电流表能正常工作,则 (　　)
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图5-4-17
A.ab接MN、cd接PQ,IabB.ab接MN、cd接PQ,Iab>Icd
C.ab接PQ、cd接MN,IabD.ab接PQ、cd接MN,Iab>Icd
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?如图5-4-18所示的电路中,有一自耦变压器,左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上;右侧串联灯泡L和滑动变阻器R,R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是 (　　)
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图5-4-18
A.若滑片F不动,滑片P向下滑动,则V1示数变大,V2示数变小
B.若滑片F不动,滑片P向下滑动,则灯泡消耗的功率变小
C.若滑片P不动,滑片F向下移动,则V1、V2的示数均变小
D.若滑片P不动,滑片F向下移动,则灯泡消耗的功率变大
?(多选)如图5-4-19所示的理想变压器的副线圈接有两个电压表V1和V2、两个电流表A1和A2、两个定值电阻R1和R2及一个可变电阻R3,原线圈接一正弦交流电源,R3的滑片在最下端时,V2的示数为V1的2倍.在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中,以下说法正确的是 (　　)
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图5-4-19
A.电压表V1的示数减小
B.电压表V2的示数减小
C.电流表A1、A2的示数都增大
D.电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积一直减小
?(多选)如图5-4-20甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1,L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V　6 W”的灯泡,各电表均为理想交流电表,输入端交变电压u的图像如图乙所示.以下说法中正确的是 (　　)
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图5-4-20
A.电压表的示数为36 V
B.电流表的示数为2 A
C.四只灯泡均能正常发光
D.变压器副线圈中交变电流的频率为50 Hz
?(多选)[2017·湖北夷陵中学高二月考] 如图5-4-21所示,a、b端输入有效值恒定的交变电压,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为12 V、额定功率均为2 W的灯泡A、B、C.闭合开关,灯泡均正常发光,则下列说法正确的是 (　　)
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图5-4-21
A.原、副线圈的匝数之比为1∶2
B.电压表V的示数为24 V
C.变压器的输入功率为4 W
D.副线圈上再并联一个相同的灯泡D,灯泡A会被烧坏
/[2017·安徽六安一中高二测试] 如图5-4-22所示,矩形线框abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路,线框在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小为B,线框面积为S,转动的角速度为ω,匝数为N,线框电阻不计.下列说法正确的是 (　　)
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图5-4-22
A.将原线圈抽头P向上滑动时,灯泡变暗
B.电容器的电容C变大时,灯泡变暗
C.在图示位置时,矩形线框中瞬时感应电动势最大
D.若线框转动的角速度变为2ω,则变压器原线圈电压的有效值为
2
NBSω
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/(多选)如图5-4-23甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1,原线圈接交流电源和交流电压表,副线圈接有“220 V,440 W”的热水器、“220 V,220 W”的抽油烟机.如果副线圈两端的电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是 (　　)
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图5-4-23
A.变压器副线圈两端的电压的瞬时值表达式为u=220
2
sin 100πt(V)
B.交流电压表的示数为1100
2
V
C.1 min内变压器输出的电能为3.96×104 J
D.热水器的发热功率是抽油烟机的发热功率的2倍
/(多选)如图5-4-24甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,定值电阻R=10 Ω,其余电阻均不计.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压,则下列说法中正确的是 (　　)
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图5-4-24
A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为31.1 V
B.当单刀双掷开关与b连接且在t=0.01 s时,电流表的示数为4.4 A
C.当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈输出电压的频率变为25 Hz
D.当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的输入功率变大
/(多选)如图5-4-25所示,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则 (　　)
/
图5-4-25
A.Uab∶Ucd=n1∶n2
B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小
C.负载电阻的阻值越小,c、d间的电压Ucd越大
D.将二极管短路,电流表的读数加倍
第2课时
1.A　[解析] 灯泡正常发光,说明副线圈两端的电压为220 V,电流为
22
220
A=0.1 A,根据电压、电流与匝数的关系知,原线圈两端电压为
1
2
×220 V=110 V,电流为
2
1
×0.1 A=0.2 A,A正确.
2.B　[解析] 只增加副线圈匝数,根据
??
1
??
2
=
??
1
??
2
可知,副线圈两端的电压增加,即电压表示数增大,输出功率增加,则所以电灯变亮,则输出功率增加,输入功率也增加,所以电流表示数增大,综上可知,B正确.
3.C　[解析] 由题意可知,原、副线圈两端电压均保持不变,故电压表V的示数不变,选项B错误;当开关S断开后,副线圈电路中的总电阻增大,干路电流减小,则电流表A2的示数变小,故电流表A1的示数变小,选项A错误,选项C正确;电路中R两端电压减小,则灯泡L1两端电压增大,L1变亮,选项D错误.
4.BC　[解析] 为使变压器输入功率增大,可以仅减小电阻R的阻值,也可以仅减少原线圈匝数n1或者仅增加副线圈匝数n2,选项B、C正确.
5.B　[解析] 高压输电线上的电流较大,测量时需把电流变小,根据
??
1
??
2
=
??
2
??
1
,MN应接匝数少的线圈,故ab接MN,cd接PQ,且Iab>Icd,选项B正确.
6.B　[解析] 若滑片F不动,滑片P向下滑动,则滑动变阻器接入电路中的电阻变大,副线圈回路中总电阻变大,电流变小,灯泡两端的电压变小,功率变小,滑动变阻器两端的电压变大,V2的示数变大,而原线圈两端的电压不变,V1示数不变,A错误,B正确;若滑片P不动,滑片F向下移动,则根据理想变压器特点可知,原线圈两端的电压不变,即V1示数不变,副线圈两端的电压减小,副线圈回路中电流变小,灯泡消耗的功率变小,电压表V2的示数变小,C、D错误.
7.AD　[解析] 当R3的滑片向上移动时,R2、R3的总电阻减小,分压减小,所以电压表V1的示数减小,A正确.根据
??
1
??
2
=
??
1
??
2
,副线圏两端的电压不变,故电压表V2的示数不变,B错误.根据“串反并同”得电流表A1的示数增大,电流表A2的示数减小,C错误.电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积为电阻R2、R3消耗的功率之和;把变压器输出端当作电源,R1当作内阻,可知:当R2、R3的总电阻R23等于R1时,电阻R2、R3消耗的功率之和最大;因为当R3的滑片在最下端时,R23=R1,所以当滑片上移时,电阻R2、R3消耗的功率之和减小,D正确.
8.BCD　[解析] 因输入电压有效值为36 V,变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1,故IL1=
1
3
(IL2+IL3+IL4)=IL2=IL3=IL4,UL1=UL2=
1
3
U,又UL1+U=36 V,得U=27 V,所以电压表的示数为27 V,L1所分电压为9 V,副线圈两端的电压为9 V,四只灯泡都正常发光,C正确,A错误;因灯泡L2、L3、L4都正常发光,所以电流表的示数为
6
9
×3 A=2 A,B正确;变压器不改变交变电流的频率,D正确.
9.CD　[解析] 副线圈电路中每个灯泡的电流IL=
??
L
??
L
=
2
12
A=
1
6
A,则原线圈中的电流I1=
1
6
A,副线圈中的电流I2=2×
1
6
A=
1
3
A,所以原、副线圈的匝数之比n1∶n2=I2∶I1=2∶1,故A错误;副线圈两端的电压为U2=12 V,则原线圈两端的电压U1=
??
1
??
2
U2=24 V,电压表示数为U=UL+U2=36 V,故B错误;副线圈的输出功率P2=2PL=4 W,则变压器的输入功率P1=P2=4 W,故C正确;副线圈上再并联一个相同的灯泡D,则副线圈中的电流增大,原线圈中的电流也增大,超过灯泡的额定电流,A灯泡会被烧坏,故D正确.
10.A　[解析] 矩形线框abcd中产生交变电流,将原线圈抽头P向上滑动时,原线圈匝数变大,根据变压比公式
??
1
??
2
=
??
1
??
2
可知,输出电压减小,故灯泡会变暗,A正确;电容器的电容C变大时,容抗减小,故电流增大,灯泡变亮,B错误;线框处于图示位置时,是在中性面位置,感应电动势的瞬时值为零,C错误;若线框转动的角速度变为2ω,则电动势最大值变为Em=2NBSω,根据电流的热效应,有
2????????
2
2
??
·
??
2
=
??
2
??
·T,解得E=NBSω,故D错误.
11.AC　[解析] 由图乙可知,交变电压的峰值是220
2
V,周期T=0.02 s,ω=
2π
??
=
2π
0.02
rad/s=100π rad/s,则副线圈两端的电压的瞬时值表达式为u=220
2
sin 100πt(V),A正确;由变压公式知U1=
??
1
??
2
U2=
5
1
×220 V=1100 V,故交流电压表示数为1100 V,B错误;1 min内变压器输出的电能为W=Pt=(220 W+440 W)×60 s=3.96×104 J,C正确;热水器的发热功率为440 W,而抽油烟机的发热功率远小于220 W,所以热水器的发热功率不是抽油烟机的发热功率的2倍,D错误.
12.BD　[解析] 当单刀双掷开关与a连接时,U2=
??
2
??
1
U1=22 V,电压表的示数为22 V,选项A错误;当单刀双掷开关与b连接时,U'2=
??
2
??
1
2
U1=44 V,电流表示数为4.4 A,选项B正确;当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈输出电压的频率仍为50 Hz,选项C错误;当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈的输出电压增大,副线圈的输出功率增大,故原线圈的输入功率变大,选项D正确.
13.BD　[解析] 经交流电压表、交流电流表测得的值分别为交变电压和交变电流的有效值,根据变压公式
??
????
??
2
=
??
1
??
2
得到输出电压,而输出电压U2不等于c、d间的电压,因二极管具有单向导电性,输入电压通过变压器变压后经二极管整流后有效值发生变化,Ucd=
2
??
2
2
=
2
??
2
??
????
2
??
1
,则Uab∶Ucd=
2
n1∶n2,选项A错误.增大负载电阻的阻值R时,Uab不变,Ucd也不变,根据P出=
??
????
2
??
可知,输出功率减小,根据理想变压器的输入功率等于输出功率可知,输入功率必减小,故电流表读数变小,选项B正确,选项C错误.二极管短路时,U'cd=U2,输出功率P'出=
??
'
????
2
??
=
??
2
2
??
=2P出,故输入功率P1也加倍,而输入电压U1不变,根据P1=U1I1得电流表读数加倍,选项D正确.