高考物理選修知識點鞏固練習 變壓器 提高

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1、 【鞏固練習】 一、選擇題 1．（2014 德陽校級月考）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，和均為理想電表，燈泡電阻RL＝6 Ω，AB端電壓。下列說法正確的是(　　) A．電流頻率為100 Hz B. 的讀數(shù)為24 V C. 的讀數(shù)為0.5 A D．變壓器輸入功率為6 W 2．一個理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，正常工作時輸入和輸出電壓、電流、功率分別為U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，則（ ） A．U1＞U2，P1＜P2 B．P1=P2，I1＜I2 C．I1＜I2，U1＞U2

2、 D．P1＞P2，I1＞I2 3．理想變壓器原、副線圈的電流分別為，I1、I2，電壓分別為U1、U2，功率分別為P1、P2，關(guān)于它們之間的關(guān)系，正確的說法是（ ） A．I2由I1決定 B．U2與負載有關(guān) C．P1由P2決定 D．以上說法都不對 4．如圖所示為四種亮度可調(diào)的臺燈的電路示意圖。它們所用的白熾燈泡相同，且都是“220 V 40 W”。當燈泡所消耗的功率都調(diào)至20 W時，哪種臺燈消耗的功率最小（ ） 5．如圖所示，甲、乙是配電房中的互感器和電表的接線圖，下列說法中正確的是（ ）

3、 A．線圈匝數(shù)n1＜n2，n3＜n4 B．線圈匝數(shù)n1＞n2，n3＜n4 C．甲圖中的電表是電壓表，輸出端不可以短路 D．乙圖中的電表是電流表，輸出端不可以斷路 6．用理想變壓器給負載供電，變壓器輸入電壓不變，如圖所示，如果負載電阻的滑片向上移動，則關(guān)于圖中所有交流電表的讀數(shù)及輸入功率的變化情況的描述正確的是（ ） A．V1、V2不變，A1增大、A2減小，P增大 B．V1、V2不變，A1、A2增大，P增大 C．V1、V2不變，A1、A2減小，P減小 D．V1不變，V2增大，A1減小，A2增大

4、，P減小 7．在如圖所示兩電路中，當a、b兩端與e、f兩端分別加上220 V的交流電壓時，測得c、d間與g、h間的電壓均為110 V ；若分別在c、d與g、h的兩端加上110 V的交流電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為（ ） A．220V，220V B．220V，110V C．110V，110V D．220V，0 8．(2014 通州模擬)如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，繞OO′軸在磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有定值電阻R，從圖示位置開始計時，下列判

5、斷正確的是(　　) A．電流表測得的是電流最大值 B．感應電動勢的瞬時值表達式為e＝NBSω·sin ωt C．P向上移動時，電流表示數(shù)變大 D．P向上移動時，電流表示數(shù)變小 9．如圖所示的電路中，變壓器是理想變壓器。原線圈匝數(shù)n1=600匝，裝有0.5 A的保險絲，副線圈的匝數(shù)n2=120匝，要使這個電路正常工作，當原線圈接在180 V的正弦交變電源上時，下列判斷中正確的是（ ） A．副線圈可接耐壓值為36 V的電容器 B．副線圈可接“36 V 40 W”的電燈兩盞 C．副線圈可接電阻為14Ω的電烙鐵 D．副線圈可以串聯(lián)一個量

6、程為3 A的電流表，測量電路中的總電流 10．理想變壓器如圖所示，副線圈接有三個燈泡，原線圈與一個燈泡串聯(lián)在交流電源上，若四個燈泡完全相同且都正常發(fā)光，則電源兩端的電壓U1與燈泡兩端的電壓U2之比為（ ） A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1 二、填空題 11．如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2=4∶1，原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負載電阻B的阻值相等。a、b端加一交流電壓后，兩電阻消耗的電功率之比PA∶PB=________，兩電阻兩端的電壓之比UA∶UB=________。

7、 12．如圖：理想變壓器原線圈與10V的交流電源相連， 副線圈并聯(lián)兩個小燈泡a和b，小燈泡a的額定功 率為0.3w，正常發(fā)光時電阻為30，已知兩燈 泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09A，可計 算出原、副線圈的匝數(shù)比為_____，流過燈泡 b的電流為___ A 三、解答題 13．如圖所示的變壓器的原線圈1接到220 V的交流電源上。副線圈2的匝數(shù)n2=30匝，與一個“12 V 12 W”的燈泡L連接，L能正常發(fā)光。副線圈3的輸出電壓U3=110 V，與電阻R連接，通過R的電流為0.4 A，求： （1）副線圈3的匝數(shù)n3；

8、 （2）原線圈1的匝數(shù)n1和電流I1。 14．(2014 徐州質(zhì)檢)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)n1∶n2＝3∶1，原線圈電路中接有一量程為3 A的理想交流電流表，副線圈兩端接有理想交流電壓表一只和可變電阻R以及若干“6 V、6 W”的相同燈泡。輸入端交變電壓u的圖像如圖乙所示。 (1)求圖甲中電壓表的讀數(shù)。 (2)要求燈泡均正常發(fā)光，求電路中最多允許接入的燈泡個數(shù)。 (3)為滿足第(2)問中要求，求可變電阻R應調(diào)到的電阻值。 15．如圖所示是家庭用的“漏電保護器”的關(guān)鍵部分的原理圖，其中P是一個變壓器鐵芯，入戶的兩根電線（火線和零線）采用雙線繞法，繞在

9、鐵芯的一側(cè)作為原線圈，然后再接用戶內(nèi)的用電器，Q是一個脫扣開關(guān)的控制部分，脫扣開關(guān)本身沒有畫出，它是串聯(lián)在本圖左邊的火線和零線上的，開關(guān)斷開時，用戶的供電被切斷，Q接在鐵芯的另一側(cè)副線圈兩端a、b之間，當a、b間沒有電壓時，Q使脫扣開關(guān)閉合，當a、b間有電壓時，脫扣開關(guān)即斷開，使用戶斷電，問： （1）用戶正常用電時，a、b之間有沒有電壓？為什么？ （2）如果某人站在地面上，手誤觸用電器火線而觸電，脫扣開關(guān)是否會斷開？為什么？ 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】D 【解析】由ω＝2πf得，A錯誤；原線圈電壓的有效值U1＝12 V，由得U

10、2＝6 V，B錯誤；，C錯誤；P1＝P2＝U2I2＝6 W，D正確。 2．【答案】BC 【解析】理想變壓器無論原、副線圈匝數(shù)滿足什么關(guān)系，輸入功率和輸出功率總是相等的。由，可知I2＞I1。 3．【答案】C 【解析】因為輸出電壓，所以當U1不變時，不論負載電阻R變化與否，U2都不會改變，即U2與負載無關(guān)，所以選項B錯誤；因輸入電壓U1一定時，輸出電壓U2確定，當負載電阻R變化時，I2變化，輸出功率變化，所以由電流與匝數(shù)之間關(guān)系知：I1變化，從而輸入功率變化，所以I1由I2決定，P1由P2決定，所以選項A錯誤，C正確。 4．【答案】C 【解析】題目中提供了4種控制電路，其中

11、用理想變壓器改變電壓的控制電路，因沒有額外的功率損耗，這種臺燈消耗的功率就等于20 W，為最小。而其他3種電路采用電阻串聯(lián)分壓或用變阻器分壓，工作時電阻上都有額外的功率損耗，臺燈消耗的功率大于20 W，故選項C正確。 5．【答案】BCD 【解析】甲圖中原線圈并聯(lián)在電路中，應為電壓互感器，為降壓變壓器，n1＞n2，甲圖中的電表為電壓表；乙圖中原線圈串聯(lián)在電路中，為電流互感器，是升壓變壓器，n3＜n4，乙圖中電表為電流表，故選項B、C、D正確。 6．【答案】C 【解析】在匝數(shù)比一定的情況下，輸出電壓取決于輸入電壓，輸入電壓U1不變，則輸出電壓U2不變；在匝數(shù)比一定、輸入電壓不變的情

12、況下，輸入電流I1決定于輸出電流I2，故應先分析輸出電流I2，而，滑片上移R變大，I2變小，又，I1變?。惠斎牍β蔖決定于輸出功率，P=U1I1=U2I2，U2不變、I2變小，所以P變小。 7．【答案】B 【解析】對變壓器，根據(jù)可得Uab=220 V；對滑動變阻器來說，當gh間接上110 V電壓時，ef間電壓Uef=110 V，故B選項正確。 8．【答案】BD 【解析】電流表測得的是電流有效值，選項A錯誤；從圖示位置開始計時，感應電動勢的瞬時值表達式為e＝NBSω·sin ωt，選項B正確；P向上移動時，輸出電壓降低，電流表示數(shù)變小，選項C錯誤D正確。 9．【答案】BD 【

13、解析】根據(jù)輸入電壓與匝數(shù)的關(guān)系，有，解得。根據(jù)保險絲熔斷電流，有P2=P1=I1U1=0.5×180 W=90 W。根據(jù)正弦式電流有效值與最大值間的關(guān)系，有。允許副線圈通過的最大電流有效值為。負載電阻最小值。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，知B、D兩個答案正確。對于在交變電流電路各的理想變壓器的作用：它能改變什么、不能改變什么，根據(jù)什么原理改變的，在分析問題時一定要清楚，雖然對理想變壓器來說，原線圈中的輸入電流和輸入功率是應由副線圈的輸出電流和輸出功率決定的，也就是通常隨負載電阻的變化而變化，但本題中卻又受到原線圈中保險絲熔斷電流的制約，所以對本題的負載來說：電壓36 V，電流2.5 A，電阻14.4Ω，電功率

14、90 W都是相關(guān)聯(lián)的。 10．【答案】D 【解析】原、副線圈中電流比為I1∶I2=1∶3，則I1(U1－U2)=I2U2，得U1=4U2，所以，故選D。 二、填空題 11．【答案】1∶16 1∶4 【解析】理想變壓器的原、副線圈中的電流之比。又RA=RB，因此消耗的電功率之比，則UA=IARA，UB=IBRB，得UA∶UB=IA∶IB=n2∶n1=。 12．【答案】 【解析】副線圈電壓， ， 由能量守恒得： 代人數(shù)據(jù)得： 三、解答題 13．【答案】（1）275匝 （2）550匝 0.255 A 【解析】理想變壓器的原、副線圈的電壓與匝

15、數(shù)成正比，輸入功率等于輸出功率。對于單個副線圈，原線圈、副線圈的電流才和它們的匝數(shù)成反比，但對于多個副線圈，上述關(guān)系不成立，只有I1U1=I2U2+I3U3+…成立。 （1）變壓比公式對于兩個副線圈也適用，則有 ，匝=275匝。 （2）同理：，匝=550匝。 理想變壓器的輸入功率等于輸出功率 P1=P2+P3=12 W+0.4×110 W=56 W。 原線圈中電流。 14．【答案】(1)9 V　(2)9盞　(3) 【解析】(1)根據(jù)圖像可得原線圈電壓的最大值 其有效值為U1＝27 V 根據(jù)n1∶n2＝ U1∶U2 代入數(shù)據(jù)后可得U2＝9 V 即為電壓表的讀數(shù)。 (2)

16、設(shè)原線圈中通過的電流為I1，副線圈中通過的電流為I2 為使副線圈接入的燈泡最多，則I1取允許通過的最大電流的有效值為3 A 根據(jù)U1I1＝U2I2 代入數(shù)據(jù)后可得I2＝9 A 正常發(fā)光時每個燈泡中電流為 所以允許接入的燈泡個數(shù)為盞。 (3)電阻R兩端電壓為UR＝U2－U燈＝3 V 電阻阻值為 15．【答案】見解析 【解析】（1）正常用電時，因為雙線繞成的初級線圈的兩根導線中的電流總是大小相等，而且方向相反，穿過變壓器鐵芯的磁通量總為零，故副線圈中無感應電動勢，a、b間電壓總為零，副線圈中不含有感應電流。（2）人站在地面上手誤觸火線，電流能通過火線和人體而流向大地，不通過零線，這樣變壓器的鐵芯中就有磁通量變化，從而次級電路產(chǎn)生感應電流，脫扣開關(guān)會斷開。