2019-2020学年教科版选修3-2 2.6变压器 达标作业（解析版)
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年教科版选修3-2 2.6变压器 达标作业（解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 264.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-02-12 20:04:28 | ||
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文档简介
2.6变压器
达标作业（解析版)
1．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为250V
C．电流表的示数为0.25A
D．每个电阻R两端电压最大值为
2．某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图所示．当线圈以较大的转速n匀速转动时，电压表示数是U1，额定电压为U2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为P，手摇发电机的线圈电阻是r，则有（ ）
A．电流表的示数是
B．变压器的原副线圈的匝数比是U2：U1
C．从如图所示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式u=U1sin2nπt
D．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是
3．下列器件，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．变压器 B．验钞机 C．电容器 D．电热水壶
4．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大
D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
5．如图所示，正弦式交变电压U的最大值为311V，负载电阻，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和电流表的读数分别为（ ）
A．311V，
B．220V，
C．，
D．220V，
6．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻和的阻值分别为、和，为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流表的示数为.该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
7．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( )
A．U=66V，k= B．U=22V，k=
C．U=66V，k= D．U=22V，k=
8．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是( )
A．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输入功率增加
9．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n1B．A为电压互感器，且n1C．B为电流互感器，且n3D．B为电压互感器，且n310．如图，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈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，线圈面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计．下列说法正确的是（ ）
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．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大
D．若线圈abcd转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω
11．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比．
12．如图所示的变压器的原线圈1接到220 V的交流电源上．副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“12 V 12 W”的灯泡L连接，L能正常发光．副线圈3的输出电压U3＝110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A，求：
(1)副线圈3的匝数n3 .
(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.
13．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R=55Ω的负载电阻；原、副线圈匝数之比为2：1；电流表、电压表均为理想电表,原线圈中电流表的读数为_______,原线圈中的输入功率为_________,副线圈中电压表的读数为___________,副线圈中输出交流电的周期为_________。
14．理想变压器有两组副线圈，原线圈匝数匝，接到220V的交流电源上，现要使副线圈输出电压，则__________匝，要使输出电压，则应使________匝，当副线圈、接上负载后的电流强度分别为、，则原线圈中的电流强度为_______A。
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A．由图乙知T=?0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；
B．由可知，电压表的示数
125V
B错误；
C．由于电压表
0.5A
又，则电流表的示数
0.25A
C正确；
D．每个电阻R两端电压最大值为
UmR=0.5×125×=V
D错误。
故选C.
2．A
【解析】
【详解】
A．理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为 P，所以输入功率为P，电流表的示数是，故A正确；
B．电压与匝数成正比，所以变压器的原副线圈的匝数比是U1：U2，故B错误；
C．线圈以较大的转速n匀速转动时，所以ω=2πn，所以变压器输入电压的瞬时值
（V）
故C错误 ；
D．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是
故D错误；
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
利用电流的热效应工作的是纯电阻电路；
ABC．变压器、验钞机、电容器都不是电阻，不发热，则都不是利用电流的热效应工作，选项ABC错误；
D．电热水壶是纯电阻电路，利用电流的热效应工作，选项D正确；
故选D.
4．B
【解析】
【详解】
滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电阻变大，则干路电流变小，则消耗的功率变小，则A错误；干路电流变小，分压变小，则电压表V的测量的电压变大，示数变大，则B正确；因输出电流变小，则输出功率变小即输入功率变小，电流表A1示数变小，则C错误；闭合开关S并联支路增加，电阻变小，则副线圈即R1的电流变大，分压变大，则R2的分压变小，电流变小，电流表A1示数随副线圈电流的变大而变大，则D错误。
【点睛】
考查电路的动态分析：本题中P的移动与电键的闭合均会引起电阻的变小，再由电路的联接关系可分析各表的示数的变化，可见明确电路的结构是求解的关键。
5．B
【解析】
【详解】
ABCD.由表达式可知，交流电源电压的有效值
则交流电压表的读数为220V；由欧姆定律可知，电路中电流
则交流电流表的读数为。故B正确ACD错误
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
设理想变压器的原、副线圈的电压比原，则电流比，结合本题数据，当开关断开时有，当开关闭合时有，综合得到，解得，故选B.
7．C
【解析】
【详解】
由题意知，副线圈的电流为：，则原线圈的电流为：，与原线圈串联的电阻的电压为：，由变压器的变比可知，原线圈的电压为3U，所以有：，解得：U=66V，原线圈回路中的电阻的功率为：，所以，故C正确，ABD错误，故选C．
【点睛】
首先计算出通过副线圈的电流，由变比关系可知原线圈的电流，继而可表示出与原线圈串联的电阻的分压，结合题意即可在原线圈上列出电压的等式，可求出副线圈上的电压．利用焦耳定律可表示出两个电阻的功率，继而可解的比值k．
8．AD
【解析】
【详解】
变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为，因此A对；由代入数据可得副线圈得电压有效值为V，B错误；P向右移动时，原副线圈的电流比不变，故C错，而输出电路中电压不变，电阻减小，电流增大，输出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，输入功率也增大，故D正确．
9．AD
【解析】
【详解】
AC.串联在输电线上的是电流互感器，即A为电流互感器，因为电流与匝数成反比，，
为了安全，要求，a是电流表，故A正确，C错误；
BD.并联在输电线上的是电压互感器，即B为压互感器，因为电压与匝数成正比，，
为了安全，要求，b是电压表，故B错误，D正确。
10．AD
【解析】
试题分析：在图中将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输出的电压变小，灯泡变暗，选项A正确；电容器的电容C变大时，电容对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮，选项B错误；图示位置时，线圈的ab边与磁感线方向平行，故矩形线圈中瞬时感应电动势最小，选项C错误；若线圈abcd转动的角速度变为2ω，且线圈转动一周只有半周产生感应电压，在这半周中，电压的最大值是2NBSω，设变压器原线圈电压的有效值为U，则，即U=NBSω，选项D正确；故选AD．
考点：交变电流
11．
【解析】
【分析】
变压器原副线圈电流与匝数成反比，求出电流之比，根据电阻消耗的功率P=I2R，电阻两端的电压U=IR即可求解．
【详解】
变压器原、副线圈电流比
设流过A电阻电流，则流过B电阻电流
所以两电阻功率之比
两电阻两端电压之比
12．(1)副线圈3的匝数n3为275匝 (2)原线圈1的匝数n1为550匝，电流I1为0.25A．
【解析】
【详解】
(1)根据变压器的互感原理，电压比等于匝数比：，
解得匝；
(2)根据变压器的互感原理，电压比等于匝数比：，
解得原线圈匝数为匝；
根据能量守恒定律，输入功率等于输出功率，有：
得220I1=12+110×0.4
求得I1=0.25A
13．1A 220W 110V 0.02s
【解析】
【详解】
[1]．由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，再由输入功率和输出功率相等可得，所以原线圈的电流的大小为1A，即原线圈中电流表的读数为1A；
[2]．由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为
；
[3]．电压表的读数为电压的有效值，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为110V；
[4]．变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为
14．20 1000 0.5
【解析】
【详解】
[1] 根据电压与匝数成正比可得
（匝）
[2] 根据电压与匝数成正比可得
（匝）
[3] 根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可得
即
所以得
达标作业（解析版)
1．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为250V
C．电流表的示数为0.25A
D．每个电阻R两端电压最大值为
2．某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图所示．当线圈以较大的转速n匀速转动时，电压表示数是U1，额定电压为U2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为P，手摇发电机的线圈电阻是r，则有（ ）
A．电流表的示数是
B．变压器的原副线圈的匝数比是U2：U1
C．从如图所示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式u=U1sin2nπt
D．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是
3．下列器件，利用电流的热效应工作的是（ ）
A．变压器 B．验钞机 C．电容器 D．电热水壶
4．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大
D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
5．如图所示，正弦式交变电压U的最大值为311V，负载电阻，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和电流表的读数分别为（ ）
A．311V，
B．220V，
C．，
D．220V，
6．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻和的阻值分别为、和，为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流表的示数为.该变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
7．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3:1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( )
A．U=66V，k= B．U=22V，k=
C．U=66V，k= D．U=22V，k=
8．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是( )
A．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输入功率增加
9．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
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．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大
D．若线圈abcd转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω
11．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b两端加一定交流电压后，求两电阻消耗的电功率之比和两电阻两端电压之比．
12．如图所示的变压器的原线圈1接到220 V的交流电源上．副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“12 V 12 W”的灯泡L连接，L能正常发光．副线圈3的输出电压U3＝110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A，求：
(1)副线圈3的匝数n3 .
(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.
13．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R=55Ω的负载电阻；原、副线圈匝数之比为2：1；电流表、电压表均为理想电表,原线圈中电流表的读数为_______,原线圈中的输入功率为_________,副线圈中电压表的读数为___________,副线圈中输出交流电的周期为_________。
14．理想变压器有两组副线圈，原线圈匝数匝，接到220V的交流电源上，现要使副线圈输出电压，则__________匝，要使输出电压，则应使________匝，当副线圈、接上负载后的电流强度分别为、，则原线圈中的电流强度为_______A。
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A．由图乙知T=?0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；
B．由可知，电压表的示数
125V
B错误；
C．由于电压表
0.5A
又，则电流表的示数
0.25A
C正确；
D．每个电阻R两端电压最大值为
UmR=0.5×125×=V
D错误。
故选C.
2．A
【解析】
【详解】
A．理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为 P，所以输入功率为P，电流表的示数是，故A正确；
B．电压与匝数成正比，所以变压器的原副线圈的匝数比是U1：U2，故B错误；
C．线圈以较大的转速n匀速转动时，所以ω=2πn，所以变压器输入电压的瞬时值
（V）
故C错误 ；
D．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是
故D错误；
故选A。
3．D
【解析】
【详解】
利用电流的热效应工作的是纯电阻电路；
ABC．变压器、验钞机、电容器都不是电阻，不发热，则都不是利用电流的热效应工作，选项ABC错误；
D．电热水壶是纯电阻电路，利用电流的热效应工作，选项D正确；
故选D.
4．B
【解析】
【详解】
滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电阻变大，则干路电流变小，则消耗的功率变小，则A错误；干路电流变小，分压变小，则电压表V的测量的电压变大，示数变大，则B正确；因输出电流变小，则输出功率变小即输入功率变小，电流表A1示数变小，则C错误；闭合开关S并联支路增加，电阻变小，则副线圈即R1的电流变大，分压变大，则R2的分压变小，电流变小，电流表A1示数随副线圈电流的变大而变大，则D错误。
【点睛】
考查电路的动态分析：本题中P的移动与电键的闭合均会引起电阻的变小，再由电路的联接关系可分析各表的示数的变化，可见明确电路的结构是求解的关键。
5．B
【解析】
【详解】
ABCD.由表达式可知，交流电源电压的有效值
则交流电压表的读数为220V；由欧姆定律可知，电路中电流
则交流电流表的读数为。故B正确ACD错误
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
设理想变压器的原、副线圈的电压比原，则电流比，结合本题数据，当开关断开时有，当开关闭合时有，综合得到，解得，故选B.
7．C
【解析】
【详解】
由题意知，副线圈的电流为：，则原线圈的电流为：，与原线圈串联的电阻的电压为：，由变压器的变比可知，原线圈的电压为3U，所以有：，解得：U=66V，原线圈回路中的电阻的功率为：，所以，故C正确，ABD错误，故选C．
【点睛】
首先计算出通过副线圈的电流，由变比关系可知原线圈的电流，继而可表示出与原线圈串联的电阻的分压，结合题意即可在原线圈上列出电压的等式，可求出副线圈上的电压．利用焦耳定律可表示出两个电阻的功率，继而可解的比值k．
8．AD
【解析】
【详解】
变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为，因此A对；由代入数据可得副线圈得电压有效值为V，B错误；P向右移动时，原副线圈的电流比不变，故C错，而输出电路中电压不变，电阻减小，电流增大，输出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，输入功率也增大，故D正确．
9．AD
【解析】
【详解】
AC.串联在输电线上的是电流互感器，即A为电流互感器，因为电流与匝数成反比，，
为了安全，要求，a是电流表，故A正确，C错误；
BD.并联在输电线上的是电压互感器，即B为压互感器，因为电压与匝数成正比，，
为了安全，要求，b是电压表，故B错误，D正确。
10．AD
【解析】
试题分析：在图中将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈的匝数变大，故输出的电压变小，灯泡变暗，选项A正确；电容器的电容C变大时，电容对电流的阻碍作用变小，故灯泡变亮，选项B错误；图示位置时，线圈的ab边与磁感线方向平行，故矩形线圈中瞬时感应电动势最小，选项C错误；若线圈abcd转动的角速度变为2ω，且线圈转动一周只有半周产生感应电压，在这半周中，电压的最大值是2NBSω，设变压器原线圈电压的有效值为U，则，即U=NBSω，选项D正确；故选AD．
考点：交变电流
11．
【解析】
【分析】
变压器原副线圈电流与匝数成反比，求出电流之比，根据电阻消耗的功率P=I2R，电阻两端的电压U=IR即可求解．
【详解】
变压器原、副线圈电流比
设流过A电阻电流，则流过B电阻电流
所以两电阻功率之比
两电阻两端电压之比
12．(1)副线圈3的匝数n3为275匝 (2)原线圈1的匝数n1为550匝，电流I1为0.25A．
【解析】
【详解】
(1)根据变压器的互感原理，电压比等于匝数比：，
解得匝；
(2)根据变压器的互感原理，电压比等于匝数比：，
解得原线圈匝数为匝；
根据能量守恒定律，输入功率等于输出功率，有：
得220I1=12+110×0.4
求得I1=0.25A
13．1A 220W 110V 0.02s
【解析】
【详解】
[1]．由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，再由输入功率和输出功率相等可得，所以原线圈的电流的大小为1A，即原线圈中电流表的读数为1A；
[2]．由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为
；
[3]．电压表的读数为电压的有效值，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为110V；
[4]．变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为
14．20 1000 0.5
【解析】
【详解】
[1] 根据电压与匝数成正比可得
（匝）
[2] 根据电压与匝数成正比可得
（匝）
[3] 根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可得
即
所以得