2020-2021学年高二物理人教版选修3-2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选修3-2同步课时作业（11）变压器 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 872.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-06 20:02:29 | ||
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文档简介
2020-2021学年高二物理人教版选修3-2同步课时作业（11）
变压器
1.下列各图是变压器电路图，可以将电压升高供给电灯的变压器是( )
A. B. C. D.
2.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.
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，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4:1，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55 V D.通过电阻的交变电流频率是100 Hz
5.一理想变压器的原线圈为n1=100匝，副线圈n2=30匝，n3=20匝，一个电阻为48.4Ω的小灯泡接在副线圈n2与n3上，如图所示.当原线圈与的交流电源连接后，变压器的输入功率是(?? )
A.10W B.20W C.250W D.500W
6.如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为50匝，副线圈的匝数为100匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为.导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻，图中交流电压表为理想电压表.导轨所在空间有垂直于导轨平面向里、磁感应强度的匀强磁场，导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为，则下列说法正确的是( )
A.水平外力为恒力
B.电压表的示数为
C.R的功率为0.2 W
D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s
7.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.
8.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.此时a和b的电功率之比为9:1 D.此时a和b的电功率之比为1:9
9.理想变压器与电阻R及电压表和电流表按如图乙方式连接，已知变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，原线圈两端输入电压U随时间变化的图像如图甲所示，下列说法中正确的是( )
A.电压表的读数为220 V B.通过的电流为2 A
C.电流表的读数为2 A D.变压器的输入功率为44 W
10.在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，均为固定电阻，，各电表均为理想电表.已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示.下列说法正确的是( )
A.所用交流电的频率为50 Hz B.电压表的示数为100 V
C.电流表的示数为1.0 A D.变压器传输的电功率为15.0 W
11.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
12.如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈电路接有交流电流表，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定.原线圈接入的交变电流的电压变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A.交流电压表V的示数约为45.2 V
B.灯泡L两端电压的有效值约为22.6 V
C.当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电流表示数增大，示数减小
D.由图乙可知交流发电机转子的角速度为50 rad/s
答案以及解析
1.答案：B
解析：变压器的原线圈应接交流电，故A、C错误；由题意知要求电压升高，故副线圈的匝数要比原线圈多，故B正确，D错误.
2.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.
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：C
解析：由题意得原线圈电压有效值，由，得副线圈电压（电压表读数），原线圈输入功率，由，得电流表读数，故AB错误，C正确；通过电阻的交变电流频率与电源相同，故D错误.
5.答案：A
解析：根据副线圈的接法可知，副线圈2和3的接法相反，电动势抵消一部分，相当于灯泡接在10匝的副线圈上，根据表达式知原线圈电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比知灯泡两端的电压为，灯泡消耗的功率，故选A.
6.答案：D
解析：导体棒的速度按正弦规律变化，则产生的感应电动势不断变化，感应电流不断变化，导体棒所受安培力不断变化，可知外力不断变化，故A错误；导体棒切割磁感线产生的感应电动势，原线圈两端的电压有效值为，由解得，电压表示数为，故B错误；电阻R的功率，故C错误；原线圈两端的最大电压，由法拉第电磁感应定律得，则磁通量变化率的最大值，故D正确.
7.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.
8.答案：AD
解析：设灯泡的额定电压，则原线圈两端的电压，副线圈两端的电压，根据，可得原、副线圈匝数之比，选项A正确，B错误；由可得，原、副线圈电流之比为1:9，由可得，此时a和b的电功率之比为1:9，选项C错误，D正确.
9.答案：BD
解析：由题图甲可知原线圈输入电压的有效值，根据变压器电压比得，电压表的读数，A错误；由欧姆定律得，B正确；根据变压器电流比得，电流表读数，C错误；变压器的输入功率，D正确.
10.答案：AD
解析：由题图(b)可知，交流电的周期为0.02 s，所以所用交流电的频率为50 Hz，故A正确；由题图(b)可知中的电流的有效值，所以两端的电压，根据理想变压器电压与匝数的关系可知，原线圈两端的电压，根据串联分压可知，两端的电压，即电压表的示数为，故B错误；根据欧姆定律可得，中的电流，即电流表的示数为0.5 A，故C错误；变压器传输的电功率，故D正确.
11.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.
12.答案：AD
解析：由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为440 V，根据，可得副线圈两端电压的有效值为32 V，交流电压表V的示数为32 V，故A错误；设灯泡L两端电压的有效值为，灯泡的阻值为r，交变电流的周期为T，根据交变电流有效值的定义有，解得，故B正确；当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律可知，电流表示数变大，由可知，电流表示数也变大，故C错误；，故D错误.
变压器
1.下列各图是变压器电路图，可以将电压升高供给电灯的变压器是( )
A. B. C. D.
2.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.
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，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4:1，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55 V D.通过电阻的交变电流频率是100 Hz
5.一理想变压器的原线圈为n1=100匝，副线圈n2=30匝，n3=20匝，一个电阻为48.4Ω的小灯泡接在副线圈n2与n3上，如图所示.当原线圈与的交流电源连接后，变压器的输入功率是(?? )
A.10W B.20W C.250W D.500W
6.如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为50匝，副线圈的匝数为100匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为.导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻，图中交流电压表为理想电压表.导轨所在空间有垂直于导轨平面向里、磁感应强度的匀强磁场，导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为，则下列说法正确的是( )
A.水平外力为恒力
B.电压表的示数为
C.R的功率为0.2 W
D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s
7.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.
8.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.此时a和b的电功率之比为9:1 D.此时a和b的电功率之比为1:9
9.理想变压器与电阻R及电压表和电流表按如图乙方式连接，已知变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，原线圈两端输入电压U随时间变化的图像如图甲所示，下列说法中正确的是( )
A.电压表的读数为220 V B.通过的电流为2 A
C.电流表的读数为2 A D.变压器的输入功率为44 W
10.在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，均为固定电阻，，各电表均为理想电表.已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示.下列说法正确的是( )
A.所用交流电的频率为50 Hz B.电压表的示数为100 V
C.电流表的示数为1.0 A D.变压器传输的电功率为15.0 W
11.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
12.如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈电路接有交流电流表，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定.原线圈接入的交变电流的电压变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是( )
A.交流电压表V的示数约为45.2 V
B.灯泡L两端电压的有效值约为22.6 V
C.当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电流表示数增大，示数减小
D.由图乙可知交流发电机转子的角速度为50 rad/s
答案以及解析
1.答案：B
解析：变压器的原线圈应接交流电，故A、C错误；由题意知要求电压升高，故副线圈的匝数要比原线圈多，故B正确，D错误.
2.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.
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：C
解析：由题意得原线圈电压有效值，由，得副线圈电压（电压表读数），原线圈输入功率，由，得电流表读数，故AB错误，C正确；通过电阻的交变电流频率与电源相同，故D错误.
5.答案：A
解析：根据副线圈的接法可知，副线圈2和3的接法相反，电动势抵消一部分，相当于灯泡接在10匝的副线圈上，根据表达式知原线圈电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比知灯泡两端的电压为，灯泡消耗的功率，故选A.
6.答案：D
解析：导体棒的速度按正弦规律变化，则产生的感应电动势不断变化，感应电流不断变化，导体棒所受安培力不断变化，可知外力不断变化，故A错误；导体棒切割磁感线产生的感应电动势，原线圈两端的电压有效值为，由解得，电压表示数为，故B错误；电阻R的功率，故C错误；原线圈两端的最大电压，由法拉第电磁感应定律得，则磁通量变化率的最大值，故D正确.
7.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.
8.答案：AD
解析：设灯泡的额定电压，则原线圈两端的电压，副线圈两端的电压，根据，可得原、副线圈匝数之比，选项A正确，B错误；由可得，原、副线圈电流之比为1:9，由可得，此时a和b的电功率之比为1:9，选项C错误，D正确.
9.答案：BD
解析：由题图甲可知原线圈输入电压的有效值，根据变压器电压比得，电压表的读数，A错误；由欧姆定律得，B正确；根据变压器电流比得，电流表读数，C错误；变压器的输入功率，D正确.
10.答案：AD
解析：由题图(b)可知，交流电的周期为0.02 s，所以所用交流电的频率为50 Hz，故A正确；由题图(b)可知中的电流的有效值，所以两端的电压，根据理想变压器电压与匝数的关系可知，原线圈两端的电压，根据串联分压可知，两端的电压，即电压表的示数为，故B错误；根据欧姆定律可得，中的电流，即电流表的示数为0.5 A，故C错误；变压器传输的电功率，故D正确.
11.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.
12.答案：AD
解析：由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为440 V，根据，可得副线圈两端电压的有效值为32 V，交流电压表V的示数为32 V，故A错误；设灯泡L两端电压的有效值为，灯泡的阻值为r，交变电流的周期为T，根据交变电流有效值的定义有，解得，故B正确；当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律可知，电流表示数变大，由可知，电流表示数也变大，故C错误；，故D错误.