2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（11）变压器
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（11）变压器 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 764.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-01-24 20:30:08 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二物理人教版（2019）选择性必修第二册同步课时作业（11）变压器
1.如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中.甲图中变压器原、副线圈的匝数比为，电压表读数为U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为，电流表读数为I.则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为( )
A. B. C. D.
2.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2:1，电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )
A.原线圈的输入功率为 B.电流表的读数为1 A
C.电压表的读数为 D.副线圈输出交流电的周期为50 s
3.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1，.两电表均为理想电表，其中电流表的示数为0.4 A，则( )
A.电阻中通过的电流的有效值为1 A B.电压表V的示数为20 V
C.原线圈的输入功率为40 W D.穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为5:1
4.如图所示，两种情况下灯泡的功率均为P，且为相同的灯泡，原、副线圈匝数比为，则图(a)中的功率和图(b)中的功率分别为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴转动，转轴垂直于磁感线，在线圈外接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为和，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列说法正确的是( )
A.从图示位置开始计时，正方形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B.电压表的示数等于，电压表的示数等于
C.当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，电压表的示数变大
D.当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，变压器的输入功率增大
6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为22:5，b是原线圈的中点触头，电压表和电流表均为理想电表，为光敏电阻(随光照强度增加电阻变小)，是阻值为的定值电阻，D为二极管.从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，原线圈两端接的交流电，则下列说法中正确的是( )
A.通过的电流为1 A
B.单刀双掷开关由a掷向b，产生的热量是原来的2倍
C.单刀双掷开关由a掷向b，电压表和电流表的示数都变大
D.光照强度变强时，电压表示数不变，电流表的示数变小
7.如图所示为理想变压器，原线圈匝数为，副线圈匝数为，初始时S断开，则下列说法正确的是( )
A.若只闭合开关S时，的示数一定不变
B.若只闭合开关S时，和的示数定都变大
C.若只增加原线圈匝数，消耗的功率一定变大
D.若只增加原线圈匝数，变压器输入功率一定变大
8.如图所示，理想自耦变压器是在铁芯上只绕一个线圈，移动开关，可以改变原线圈的匝数和两个接线柱将线圈三等分，开关接时，电压表的读数为，电流表的读数为，电阻消耗的电功率为，开关接时，电压表的读数为，电流表的读数为，电阻消耗的电功率为，则（ ）
A. B. C. D.
9.如图所示，一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成.当此变压器工作时，原、副线圈的匝数、电流、电压均在图中标出.则下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
10.在匀强磁场中，一矩形金属线框(电阻不计)绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，将此线框连接到图丙中理想变压器的原线圈上，变压器的原、副线圈匝数比为2:1，副线圈中电阻R的阻值为，则( )
A.时线框在中性面位置
B.因为原线圈电阻不计，所以原线圈两端电压为零
C.电流表的示数为1.0 A
D.通过电阻R的电流方向每秒改变100次
11.含有理想变压器的电路如图所示，为“24 V 2 W”的灯泡，为理想交流电压表，端接正弦式交流电源(输出电压的有效值恒定).当开关S闭合时，灯泡均正常发光.下列说法正确的是( )
A.变压器原副线圈匝数比为1:2
B.电压表的示数为72 V
C.变压器的输入功率为8 W
D.若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡可能会烧坏
答案以及解析
1.答案：B
解析：根据理想变压器的电压和电流规律，可得，，解得题图甲中高压线电压，题图乙中高压线电流，故B正确，A、C、D错误.
2.答案：B
解析：由得，，故电压表的示数为110 V，C错误；原线圈的输入功率，A错误；由得，B正确；理想变压器不改变交变电流的周期，故副线圈输出交流电的周期，选项D错误.
3.答案：B
解析：根据原、副线圈的电流关系可得，则，故A错误；电压表的示数为两端的电压，即，故B正确；负载功率为，原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，有，故C错误；理想变压器中穿过原、副线圈的磁通量的变化率相等，即穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为1:1，故D错误.
4.答案：B
解析：由题意可知，两种情况下原线圈的输入功率均为.设灯泡两端的电压为U，通过的电流为I，电阻为R，则有.根据电压与匝数成正比可知，两种情况下原线圈的输入电压均为，根据输入功率和输出功率相等可知，原线圈的输入电流为.所以图(a)中的功率为，图(b)中的功率为，故B项正确.
5.答案：A
解析：从垂直于中性面位置开始计时，正方形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为，故A正确；线圈中产生的最大电动势，交流发电机内阻不计，所以电压表的示数等于，故B错误；根据理想变压器的变压比公式可知，当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，对副线圈两端的电压没有影响，电压表示数不变，故C错误；根据电功率的表达式，可知变压器的输出功率减小，故输入功率也减小，故D错误.
6.答案：C
解析：当单刀双掷开关掷向a时，原、副线圈的匝数比为22:5，原线圈两端电压的有效值为220 V，所以副线圈两端电压的有效值为50 V，因为二极管的存在，根据电流的热效应有，则两端的电压为，可得通过的电流为，故A错误；当单刀双掷开关由a掷向b时，原、副线圈的匝数比为11:5，输出电压变为原来的2倍，则输出电流变为原来的2倍，电压表和电流表的示数都变大，故产生的热量是原来的4倍，故B错误，C正确；光照强度变强时，副线圈电路中的电阻变小，因为原、副线圈匝数比不变，所以电压表示数不变，根据欧姆定律可得电流表的示数变大，故D错误.
7.答案：A
解析：变压器副线圈两端电压是由原线圈两端电压和匝数比决定的，即若只闭合开关S时，副线圈两端电压不变，的示数一定不变，A正确；若只闭合开关S时，副线圈的电阻减小，副线圈两端电压不变，则副线圈中的电流变大，则示数变大，根据电流与匝数成反比可知，原线圈中的电流变大，示数变大；两端电压不变，则示数不变，B错误；若只增加原线圈匝数，根据可知，副线圈两端电压减小，两端电压减小，消耗的功率一定变小，C错误；若只增加原线圈匝数，根据可知，副线圈两端电压减小，则副线圈消耗的功率一定变小，变压器输入功率一定变小，D错误.
8.答案：AC
解析：设输入电压为U，由于a和b两个接线柱将线圈等分为三份，所以开关接a时，，开关接b时，，所比，故AC正确。
9.答案：AC
解析：根据电压与匝数成正比，有，故A正确；由于副线圈有两个，电流与匝数不再成反比，故B错误；根据理想变压器输入功率等于输出功率，有，电压与匝数成正比，有，联立得，得，故C正确；将D选项中表达式变形得，由C分析知，D错误.
10.答案：CD
解析：时，感应电动势最大，线框位于垂直中性面的位置，故A错误；原线圈中有交变电流通过，产生感应电动势，所以原线圈两端电压不为零，故B错误；原线圈两端电压为，根据可知，电流表的示数为，故C正确；由图乙知交变电动势的周期，故通过电阻R的电流方向每秒改变100次，故D正确.
11.答案：BD
解析：副线圈中流过每个灯泡的电流，原线圈中的电流也为，副线圈中的电流，则原、副线圈的匝数比为，故A错误；副线圈两端电压为，则根据变压比公式得原线圈两端电压，则电压表示数为，故B正确；副线圈输出的功率，则变压器的输入功率为4 W，故C错误；若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，则副线圈中的电流增大，原线圈中的电流也增大，超过的额定电流，灯泡可能会烧坏，故D正确.
1.如图所示，甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中.甲图中变压器原、副线圈的匝数比为，电压表读数为U，乙图中变压器原、副线圈的匝数比为，电流表读数为I.则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为( )
A. B. C. D.
2.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2:1，电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )
A.原线圈的输入功率为 B.电流表的读数为1 A
C.电压表的读数为 D.副线圈输出交流电的周期为50 s
3.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1，.两电表均为理想电表，其中电流表的示数为0.4 A，则( )
A.电阻中通过的电流的有效值为1 A B.电压表V的示数为20 V
C.原线圈的输入功率为40 W D.穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为5:1
4.如图所示，两种情况下灯泡的功率均为P，且为相同的灯泡，原、副线圈匝数比为，则图(a)中的功率和图(b)中的功率分别为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴转动，转轴垂直于磁感线，在线圈外接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为和，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列说法正确的是( )
A.从图示位置开始计时，正方形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B.电压表的示数等于，电压表的示数等于
C.当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，电压表的示数变大
D.当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，变压器的输入功率增大
6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为22:5，b是原线圈的中点触头，电压表和电流表均为理想电表，为光敏电阻(随光照强度增加电阻变小)，是阻值为的定值电阻，D为二极管.从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，原线圈两端接的交流电，则下列说法中正确的是( )
A.通过的电流为1 A
B.单刀双掷开关由a掷向b，产生的热量是原来的2倍
C.单刀双掷开关由a掷向b，电压表和电流表的示数都变大
D.光照强度变强时，电压表示数不变，电流表的示数变小
7.如图所示为理想变压器，原线圈匝数为，副线圈匝数为，初始时S断开，则下列说法正确的是( )
A.若只闭合开关S时，的示数一定不变
B.若只闭合开关S时，和的示数定都变大
C.若只增加原线圈匝数，消耗的功率一定变大
D.若只增加原线圈匝数，变压器输入功率一定变大
8.如图所示，理想自耦变压器是在铁芯上只绕一个线圈，移动开关，可以改变原线圈的匝数和两个接线柱将线圈三等分，开关接时，电压表的读数为，电流表的读数为，电阻消耗的电功率为，开关接时，电压表的读数为，电流表的读数为，电阻消耗的电功率为，则（ ）
A. B. C. D.
9.如图所示，一理想变压器由一个原线圈和两个副线圈组成.当此变压器工作时，原、副线圈的匝数、电流、电压均在图中标出.则下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
10.在匀强磁场中，一矩形金属线框(电阻不计)绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，将此线框连接到图丙中理想变压器的原线圈上，变压器的原、副线圈匝数比为2:1，副线圈中电阻R的阻值为，则( )
A.时线框在中性面位置
B.因为原线圈电阻不计，所以原线圈两端电压为零
C.电流表的示数为1.0 A
D.通过电阻R的电流方向每秒改变100次
11.含有理想变压器的电路如图所示，为“24 V 2 W”的灯泡，为理想交流电压表，端接正弦式交流电源(输出电压的有效值恒定).当开关S闭合时，灯泡均正常发光.下列说法正确的是( )
A.变压器原副线圈匝数比为1:2
B.电压表的示数为72 V
C.变压器的输入功率为8 W
D.若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡可能会烧坏
答案以及解析
1.答案：B
解析：根据理想变压器的电压和电流规律，可得，，解得题图甲中高压线电压，题图乙中高压线电流，故B正确，A、C、D错误.
2.答案：B
解析：由得，，故电压表的示数为110 V，C错误；原线圈的输入功率，A错误；由得，B正确；理想变压器不改变交变电流的周期，故副线圈输出交流电的周期，选项D错误.
3.答案：B
解析：根据原、副线圈的电流关系可得，则，故A错误；电压表的示数为两端的电压，即，故B正确；负载功率为，原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，有，故C错误；理想变压器中穿过原、副线圈的磁通量的变化率相等，即穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为1:1，故D错误.
4.答案：B
解析：由题意可知，两种情况下原线圈的输入功率均为.设灯泡两端的电压为U，通过的电流为I，电阻为R，则有.根据电压与匝数成正比可知，两种情况下原线圈的输入电压均为，根据输入功率和输出功率相等可知，原线圈的输入电流为.所以图(a)中的功率为，图(b)中的功率为，故B项正确.
5.答案：A
解析：从垂直于中性面位置开始计时，正方形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为，故A正确；线圈中产生的最大电动势，交流发电机内阻不计，所以电压表的示数等于，故B错误；根据理想变压器的变压比公式可知，当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，对副线圈两端的电压没有影响，电压表示数不变，故C错误；根据电功率的表达式，可知变压器的输出功率减小，故输入功率也减小，故D错误.
6.答案：C
解析：当单刀双掷开关掷向a时，原、副线圈的匝数比为22:5，原线圈两端电压的有效值为220 V，所以副线圈两端电压的有效值为50 V，因为二极管的存在，根据电流的热效应有，则两端的电压为，可得通过的电流为，故A错误；当单刀双掷开关由a掷向b时，原、副线圈的匝数比为11:5，输出电压变为原来的2倍，则输出电流变为原来的2倍，电压表和电流表的示数都变大，故产生的热量是原来的4倍，故B错误，C正确；光照强度变强时，副线圈电路中的电阻变小，因为原、副线圈匝数比不变，所以电压表示数不变，根据欧姆定律可得电流表的示数变大，故D错误.
7.答案：A
解析：变压器副线圈两端电压是由原线圈两端电压和匝数比决定的，即若只闭合开关S时，副线圈两端电压不变，的示数一定不变，A正确；若只闭合开关S时，副线圈的电阻减小，副线圈两端电压不变，则副线圈中的电流变大，则示数变大，根据电流与匝数成反比可知，原线圈中的电流变大，示数变大；两端电压不变，则示数不变，B错误；若只增加原线圈匝数，根据可知，副线圈两端电压减小，两端电压减小，消耗的功率一定变小，C错误；若只增加原线圈匝数，根据可知，副线圈两端电压减小，则副线圈消耗的功率一定变小，变压器输入功率一定变小，D错误.
8.答案：AC
解析：设输入电压为U，由于a和b两个接线柱将线圈等分为三份，所以开关接a时，，开关接b时，，所比，故AC正确。
9.答案：AC
解析：根据电压与匝数成正比，有，故A正确；由于副线圈有两个，电流与匝数不再成反比，故B错误；根据理想变压器输入功率等于输出功率，有，电压与匝数成正比，有，联立得，得，故C正确；将D选项中表达式变形得，由C分析知，D错误.
10.答案：CD
解析：时，感应电动势最大，线框位于垂直中性面的位置，故A错误；原线圈中有交变电流通过，产生感应电动势，所以原线圈两端电压不为零，故B错误；原线圈两端电压为，根据可知，电流表的示数为，故C正确；由图乙知交变电动势的周期，故通过电阻R的电流方向每秒改变100次，故D正确.
11.答案：BD
解析：副线圈中流过每个灯泡的电流，原线圈中的电流也为，副线圈中的电流，则原、副线圈的匝数比为，故A错误；副线圈两端电压为，则根据变压比公式得原线圈两端电压，则电压表示数为，故B正确；副线圈输出的功率，则变压器的输入功率为4 W，故C错误；若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，则副线圈中的电流增大，原线圈中的电流也增大，超过的额定电流，灯泡可能会烧坏，故D正确.