高中物理 第4章 遠(yuǎn)距離輸電 第2節(jié) 變壓器學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-2

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變壓器(建議用時(shí)：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1(多選)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101，以下說法中正確的是()A穿過原、副線圈每一匝磁通量之比是101B穿過原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等C原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之比為101D正常工作時(shí)，原、副線圈的輸入、輸出功率之比為11【解析】對(duì)理想變壓器，可以認(rèn)為無(wú)磁通量損漏且忽略熱損耗，因而穿過任意兩個(gè)線圈的交變磁通量相同，磁通量變化率相同，因而每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，所以電壓與匝數(shù)成正比故A、C錯(cuò)誤，B、D正確【答案】BD2對(duì)理想變壓器可作出的判斷是()A高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線粗B低壓線圈匝數(shù)少、電流小、導(dǎo)線細(xì)C高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導(dǎo)線細(xì)D低壓線圈匝數(shù)少、電流大、導(dǎo)線粗【解析】由變壓規(guī)律高壓線圈匝數(shù)多，由變流規(guī)律，匝數(shù)多的電流小，導(dǎo)線細(xì)；匝數(shù)少的電流大，導(dǎo)線粗，故選D.【答案】D3用理想變壓器給負(fù)載電阻R供電，變壓器輸入電壓一定時(shí)，在下列四個(gè)辦法中，哪種可以使變壓器輸入功率增加()A增加變壓器原線圈匝數(shù)，而副線圈匝數(shù)及負(fù)載電阻R保持不變B減小負(fù)載電阻的阻值，而變壓器原、副線圈匝數(shù)不變C增加負(fù)載電阻的阻值，而變壓器原、副線圈匝數(shù)不變D減少變壓器副線圈匝數(shù)，而原線圈匝數(shù)和負(fù)載電阻保持不變【解析】由，當(dāng)n1增加時(shí)，U2減小，P2，P2減小，A錯(cuò)誤；U1、n1、n2不變，則U2不變，R減小時(shí)，P2.P2增大，B正確；C與B相反，故C錯(cuò)誤；當(dāng)n1、U1不變，n2減小時(shí)，則U2減小，由P2(R不變)，P2會(huì)減小，D錯(cuò)誤【答案】B4如圖428所示為一臺(tái)理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1400匝，n2800 匝，如果連接導(dǎo)線的電阻忽略不計(jì)，那么可以確定() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870074】圖428這是一臺(tái)升壓變壓器副線圈兩端電壓是原線圈兩端電壓的一半通過副線圈的電流是通過原線圈電流的一半變壓器輸出電功率是輸入電功率的一半ABCD【解析】由于n1n2，故為升壓變壓器，正確；，故式正確；由，錯(cuò)誤；變壓器輸出電功率等于輸入電功率，錯(cuò)誤【答案】D5(多選)用理想變壓器給電阻負(fù)載供電時(shí)，用下列哪些方法可以增大變壓器的輸入電流()A增加原線圈的匝數(shù)B增加副線圈的匝數(shù)C在副線圈上多并聯(lián)些電阻D增加副線圈的負(fù)載【解析】原線圈的電壓U1是不變的，所以當(dāng)增加原線圈的匝數(shù)n1時(shí)，副線圈兩端的電壓U2一定減小，I2也一定減小，兩線圈功率關(guān)系是P1P2，即U1I1U2I2，那么I1一定減小，所以A是錯(cuò)誤的根據(jù)U1、n1不變，增大n2，則U2增大，對(duì)副線圈電路來(lái)說，U2相當(dāng)于電源電動(dòng)勢(shì)，外電阻R不變，所以副線圈電流I2增大，而I2U2I1U1，U1不變，所以I1必增大，B對(duì)，當(dāng)U1、U2、n1、n2不變，并聯(lián)電阻增多，R減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，I2增大，同上面推導(dǎo)，I1必增大，C對(duì)，負(fù)載增多時(shí)，要知道是副線圈上所接的總電阻變小，從而副線圈中的電流增大，此時(shí)原線圈中電流也增大，D對(duì)【答案】BCD6如圖429所示，與理想變壓器相連的四只燈泡相同，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為31，接在副線圈上的三只燈泡正常發(fā)光，則對(duì)于串聯(lián)在原線圈上的燈泡L() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870075】圖429A比正常發(fā)光時(shí)的亮度更亮B也能正常發(fā)光C比正常發(fā)光時(shí)的亮度更暗D無(wú)法判斷其亮度情況【解析】燈泡L的亮度如何，主要看燈泡L的功率多大，在本題中就是看通過燈泡L的電流如何變化設(shè)每只燈的額定電流為I0，因并聯(lián)在副線圈兩端的三只燈泡正常發(fā)光，所以副線圈中的電流I23I0，由得原線圈的電流I1I2I0，恰為燈泡L的額定電流，因此燈泡L也正常發(fā)光【答案】B7. (多選)如圖4210所示，理想變壓器初級(jí)線圈的匝數(shù)為n1，次級(jí)線圈的匝數(shù)為n2，初級(jí)線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220 V，負(fù)載電阻R44 ，電流表A1的示數(shù)是0.20 A下列判斷中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870076】圖4210A初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為21B初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的匝數(shù)比為51C電流表A2的示數(shù)為1.0 AD電流表A2的示數(shù)為0.4 A【解析】設(shè)電流表A1示數(shù)為I1，電流表A2示數(shù)為I2，由變壓器電壓、電流與匝數(shù)關(guān)系得，即，解得I21.0 A，n1n251，B、C對(duì)，A、D錯(cuò)【答案】BC8鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖4211甲所示圖4211甲中電流表的讀數(shù)為1.2 A圖4211乙中用同一電纜線繞了3匝，則()圖4211A這種電流表能測(cè)直流，圖乙的讀數(shù)為2.4 AB這種電流表能測(cè)交流，圖乙的讀數(shù)為0.4 AC這種電流表能測(cè)交流，圖乙的讀數(shù)為3.6 AD這種電流表既能測(cè)直流，又能測(cè)交流，圖乙的讀數(shù)為3.6 A【解析】鉗形電流表利用了變壓器的工作原理，因此鉗形電流表只能測(cè)交流根據(jù)n1I1n2I2，可得圖乙的讀數(shù)應(yīng)為3.6 A，故選項(xiàng)C正確【答案】C能力提升9(多選)(2014湛江高二檢測(cè))有一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖4212所示，在副線圈兩輸出端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，在原線圈上加一電壓為U的交流電，則()圖4212A保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大B保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小C保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變大D保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小【解析】保持Q的位置不動(dòng)，副線圈匝數(shù)不變，由知U2不變，當(dāng)P向上滑動(dòng)時(shí)，由I2知I2減小，故電流表的讀數(shù)變小，B正確，A錯(cuò)誤保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)增多，由知，U2增大，由I2知I2增大，故I1增大，C正確，D錯(cuò)誤【答案】BC10圖4213甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870077】圖4213A輸入電壓u的表達(dá)式u20sin(50t) VB只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W【解析】由題圖知，Um20 V，T0.02 s，則100 rad/s，輸入電壓u20sin(100t) V，故A錯(cuò)；由變壓器的變壓規(guī)律知：，故U2 V4 V，由題中將S1接1、S2閉合時(shí)，燈泡L2正常發(fā)光可得，燈泡L2的額定電壓為4 V，當(dāng)只斷開S2后，副線圈兩端電壓不變，此時(shí)副線圈的負(fù)載為L(zhǎng)1、L2串聯(lián)，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯(cuò)；此時(shí)P出，副線圈負(fù)載R總增大，故P出減小，又P入P出，故原線圈的輸入功率減小，C錯(cuò)誤；當(dāng)S1換接到2后，副線圈的負(fù)載僅是電阻R，故P W0.8 W，D正確【答案】D11.如圖4214所示，理想變壓器接在220 V的交流電源上，副線圈有A、B兩組，已知A組線圈的匝數(shù)為30匝，接“6 V 4 ”的燈泡LA，B組接一盞規(guī)格為“10 V 24 W”的燈泡LB，兩燈都正常發(fā)光，求原線圈的匝數(shù)及電流的大小圖4214【解析】副線圈不是一組，每組線圈的電壓跟匝數(shù)成正比，但是每組線圈的電流跟匝數(shù)不成反比，有P1PAPB，即I1U1IAUAIBUB.由，得n1nA30匝1 100匝又IAA1.5 A，即I1 A0.15 A.【答案】1 100匝0.15 A12理想變壓器原線圈中輸入電壓U13 300 V，副線圈兩端電壓U2為220 V，輸出端連有完全相同的兩個(gè)燈泡L1和L2，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示數(shù)U2 V求：圖4215(1)原線圈n1等于多少匝？(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表A2的示數(shù)I25 A則電流表A1的示數(shù)I1為多少？(3)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表A1的示數(shù)I1為多少？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：78870078】【解析】(1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關(guān)系可得：U，則n11 650(匝)(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，有：U1I1U2I2，I1 A.(3)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，有：RL44 .當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，設(shè)副線圈總電阻為R，有R22 ，副線圈中的總電流為I2，則I210 A由U1I1U2I2可知，I1 A.【答案】(1)1 650匝(2) A(3) A