物理·选修1－1(粤教版)
第三节 电磁感应现象的应用
?达标训练
1．(多选)比较理想变压器的原线圈和副线圈，其中相同的物理量有( )
A．电压 B．电流
C．电功率 D．磁通量的变化率
答案：CD
2．利用变压器不可能做到的是( )
A．增大电流 B．升高电压
C．减小电压 D．增大功率
答案：D
3．(多选)关于变压器，下列说法正确的是( )
A．变压器可以将交流电压升高或降低
B．升压变压器的原线圈匝数小于副线圈匝数
C．理想变压器的输入功率和输出功率相等
D．变压器的输出电压与副线圈的匝数无关
答案：ABC
4．理想变压器的原线圈接220 V交流电，其原副线圈的匝数比为10∶1，则副线圈的输出电压为( )
A．220 V B．22 V
C．2 200 V D．以上都不对
答案：B
5．一理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，则原、副线圈的( )
A．电压之比为2∶1
B．电流之比为2∶1
C．功率比为2∶1
D．通过每匝线圈的磁通量比为2∶1
解析：电压比：＝＝；电流比为＝＝；功率比为1∶1；通过每匝线圈的磁通量之比为1∶1.
答案：A
6．用一理想变压器向一负载电阻R供电，如下图所示．当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中的电流I2之间的关系是( )
A．I2增大，I1也增大
B．I2增大，I1却减小
C．I2减小，I1也减小
D．I2减小，I1却增大
答案：C
7．如图所示，灯泡L1和L2的规格完全相同，原线圈匝数比副线圈匝数多，下列判断中正确的是( )
A．变压器工作时，两灯有可能同时正常发光
B．L2正常工作时，L1比L2暗
C．L2正常工作时，L1可能已烧毁
D．L1正常工作时，L2可能已烧毁
解析：由变压的工作原理可知，原线圈与副线圈电流之比等于它们匝数的反比，当L2正常工作时，L1的电流要小于L2的电流，所以L1比L2暗，选B.
答案：B
8．在对称的铁芯上绕有两个线圈．如图所示．当线圈1接入交流电时，线圈2上电压U2＝13.2 V；当线圈2接入同一交流电时，线圈1上电压U1＝120 V．则两个线圈的匝数比为( )
A．3∶1 B．1∶3
C．120∶13.2 D．13.2∶120
解析：设线圈1和线圈2的匝数分别为n1、n2，交流电的电压为U，则当线圈1接交流电U时，U2＝U，当副线圈2接交流电U时，U1＝U，可解得n1∶n2＝3∶1，选A.
答案：A
影片中的声音是如何记录的？
我们大家看电影时，会觉得演员的动作和对白非常连贯，就如真实情景差不多．但你若看外国产的配音电影，有时却能看到动作与声音不协调的现象，演员的嘴早已不动了，声音却还没断，这是什么原因呢？
通常电影影片中的声音是同动作一起记录在影片上的，电影中的音乐、对白及音响效果，是现代电影艺术不可分割的组成部分．声音首先通过话筒变为电信号．声音传进话筒，推动话筒中的膜片的振动，与膜片相连的动圈也随着振动；动圈是放在永久磁铁的圆形空隙中的．由于电磁感应，在磁场中来回运动的动圈就会感应出电流来．声音越响，膜片和动圈振动也越大，感应出的电流就越强；声音频率发生变化时，膜片和动圈振荡频率也随着变化，动圈上就会感应出与振动频率一致的电流信号来．这样，声音高低及频率的变化，就会表现为感应电流信号变化．
微弱的感应电流经过放大器放大，再流过一个白炽灯泡．随着电流的变化，灯泡亮度也发生变化：电流强，灯就亮，电流弱，灯泡就暗，这样就把声音信号经过电信号中转变成了光信号了．这时用一个聚光透镜把灯光聚焦后投射到电影底片上，随着胶片不断移动，使胶片能在拍摄演员动作的同时而感光．声音强，灯光亮，感光也就多；声音弱，灯光暗，感光就少．这些电影胶片经显影定影后，就成为电影的声带底片．再用这底片印成声带的正片．
还音时，只需在声带正片上投射一束强度不变的光线，当这束光线透过胶片边缘那深浅不同或宽度不同的白道(声带)时，就变成了强度不断变化的光线．时明时暗的光线，经过光电管就变为时强时弱的电流信号，这电流信号经过放大后，送进扬声器就播放出声音来了．
这种光学录音法要比磁录音麻烦，所以现在大都采用在拍摄电影时，先用磁录音方法录下各种声音．当影片拍完，洗印电影时，再用光录音法把磁带上的声音转录在电影胶片上．
课时训练9 电磁感应现象的应用
基础夯实
1.下列器件属于变压器的是( )
解析:A为电容器;B为电动机;C为电磁炉;D为变压器.
答案:D
2.关于变压器,下列说法正确的是( )
A.变压器是根据电磁感应的原理制成的
B.变压器的原线圈匝数一定比副线圈的多
C.变压器只能改变直流电的电压
D.变压器只能有一个原线圈和一个副线圈
解析:变压器是根据电磁感应的原理制成的,A对;升压变压器,原线圈匝数比副线圈的少,降压变压器,原线圈匝数比副线圈的多,B错;变压器只能改变交变电流的电压,C错;变压器只有一个原线圈,但可以有多个副线圈,D错.
答案:A
3.把直流电源接到变压器的原线圈上,变压器却不能改变直流电压.其原因是( )
A.没有磁通量通过原线圈
B.没有磁通量通过副线圈
C.通过原、副线圈的磁通量没有变化
D.通过原、副线圈的磁通量不相等
解析:把直流电源接到变压器的原线圈上时,通过原、副线圈的磁通量没有变化,没有发生电磁感应,次级线圈的输出电压为零,C对.
答案:C
4.(多选)理想变压器原、副线圈两侧一定相同的物理量是( )
A.交变电流的频率 B.交变电流的磁通量
C.磁通量的变化率 D.交变电流的电压
解析:变压器的工作原理为互感原理,穿过原、副线圈的磁通量Φ和磁通量的变化率及频率均相同,而原、副线圈两端的电压与它们各自的匝数成正比.
答案:ABC
5.如图为一台理想变压器,初、次级线圈的匝数分别为n1=400匝,n2=800匝,连接导线的电阻忽略不计,那么可以确定( )
A.这是一台降压变压器
B.次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半
C.次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的两倍
D.次级线圈两端的电压与初级线圈两端的电压相等
解析:因为n2>n1,所以这是一台升压变压器,选项A错误;
又因为,所以U2=U1=2U1,选项C正确;选项B和选项D错误.
答案:C
6.将输入电压为220 V、输出电压为6 V、副线圈为30匝的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器,原线圈匝数不变,则副线圈新增绕的匝数为( )
A.120匝 B.150匝
C.180匝 D.220匝
解析:根据变压器的工作原理,可得n1=·n2=×30匝=1 100匝.再由,可得n3=·n1=×1 100匝=150匝.新增绕的匝数n=n3-n2=(150-30)匝=120匝,选项A正确.
答案:A
7.用一理想变压器向一负载R供电,如图所示,当增大负载电阻R时,原线圈中电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是( )
A.I2增大,I1也增大 B.I2增大,I1减小
C.I2减小,I1也减小 D.I2减小,I1增大
解析:因为I2=,当R增大时,I2减小;又因I1n1=I2n2,当I2减小时, I1也减小.
答案:C
8.如图所示,B为理想变压器,n1∶n2=2∶1,灯泡电阻为15 Ω,电流表电阻忽略不计,(1)当U为16 V直流电压时,n2两端的电压为 V;(2)当U为16 V交流电压时,n2两端的电压为 V.?
解析:(1)变压器是改变交流电压的设备,它不可以改变直流电压,因而U2=0.(2)U1=16 V,根据公式,可得U2=8 V.
答案:0 8
9.为了安全,机床上照明电灯用的电压是36 V,这个电压是把220 V的电压降压后得到的.如果变压器的原线圈是1 140匝,副线圈是多少匝?
解析:根据公式,有n2=n1.本题U1=220 V,U2=36 V,n1=1 140匝,所以n2=×1 140=186.5匝,即为187匝.
答案:187匝
能力提升
10.(多选)正常工作的理想变压器的原、副线圈中,数值上不一定相等的是( )
A.电流的频率 B.端电压的峰值
C.电流的有效值 D.电功率
解析:由于原、副线圈固定在同一铁芯上,穿过原副线圈的磁通量情况一样,通过电磁感应产生的交变电流的频率相同;当原线圈和副线圈匝数不等时,端电压的峰值不同,电流的有效值也不同;由于能量守恒,输入功率和输出功率相同.
答案:BC
11.中西部地区新农村建设的一项重要工作是发展农村小水电,为提高小水电的输供能力,需将电压升高,下列图中可以将电压升高供给电灯的变压器是 ( )
A.甲图 B.乙图
C.丙图 D.丁图
解析:甲图和丁图输入的是直流电,变压器不能工作;乙图中初级线圈的匝数比次级线圈的多,是降压变压器.
答案:C
12.汽车在制动时,有一种ABS系统,它能阻止制动时车轮抱死变为纯滑动.纯滑动不但制动效果不好,而且易使车辆失去控制.为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置.如果检测出车辆不再转动,就会自动放松制动机构,让轮子仍保持缓慢转动状态,这种检测装置称为电磁脉冲传感器.如图甲所示,B是一根永久磁铁,外面绕有线圈,它的左端靠近一个铁质齿轮,齿轮与转动的车轮是同步的.图乙是车轮转动时输出电流随时间变化的图象
(1)为什么有电流输出?
(2)若车轮转速减慢了,图象会变成怎样?
解析:(1)当齿轮上的齿靠近线圈时,由于磁化使永久磁体的磁场增强,因此在线圈中产生感应电流.齿轮离开时,又在线圈中产生反方向的感应电流.
(2)车轮转速减慢,电流变化频率变小,周期变大,且电流峰值变小.
答案:见解析:.
