2016-2017学年高中物理第5章交变电流4变压器课时作业新人教版选修

4 变压器1关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈解析：对各个选项分析如下：选项个性分析综合点评A错误正弦交变电流的大小时刻改变，在原线圈中产生的磁通量也时刻变化互感现象是变压器的工作基础，因此前面所学互感现象的有关规律在这里也适用B正确理想变压器铁芯无漏磁现象C正确变压器的工作原理是互感现象，原线圈中变化的电流引起铁芯中磁通量的改变，从而在副线圈中产生感应电动势，铁芯中没有电流D错误答案：BC2如图所示为一理想变压器和负载电阻R，下列哪些做法可增加变压器的输入功率()A只减少副线圈匝数B只减少原线圈匝数C只增加副线圈匝数D只减小R的阻碍解析：根据P得，保持R不变时，可增加U来使功率增加，方法是减少原线圈匝数或增加副线圈匝数，故选项A错B、C对增加功率的另一种方法是保持U不变，减小R的阻值，故选项D对答案：BCD3如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12 mA，那么安培表A2的读数为()A0B3 mAC48 mAD与R大小有关解析：导线AB切割磁感线产生的感应电动势为E感Blv.由于B、l、v三个量均不变，故感应电动势为一定值，原线圈中电流恒为12 mA，变压器原、副线圈中无法发生互感现象，副线圈输出电压应为零，故安培表A2的读数为0.答案：A4如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为201，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则()A电流表的示数为 AB电源输出功率为1 200 WC电流表的示数为 AD原线圈端电压为11 V解析：由灯泡正常发光，可知副线圈电压为220 V，由可知，原线圈电压U120×220 V4 400 V，D错又因输入功率等于输出功率，P1P260 W，故B错电流表读数为有效值，原线圈中电流I1 A A，故A错，C正确答案：C5如图所示的理想变压器，原副线圈的匝数比n1n212，U1220sin t V，n11100匝，以下说法中正确的是()A穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为12B穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为0.2 VC原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2 VD原、副线圈电动势的瞬时值之比为12解析：对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量的变化率相同根据E1n1得磁通量的变化率的最大值即为每一匝产生的电动势的最大值：m V0.2 V所以每一匝产生的电动势的有效值为0.2 V瞬时值不满足的关系答案：BC6理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开，当S接通时，以下说法中正确的是()A副线圈两端M、N的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R两端的电压将增大C通过灯泡L1的电流减小D原线圈中的电流增大解析：理想变压器不计原、副线圈的直流电阻，副线圈两端的电压UMN不受负载电阻的影响，保持不变，故选项A错误S接通后，副线圈回路的总电阻减小，故副线圈回路中电流I2增大因此，等效电阻R两端的电压增大，导致灯泡L1两端的电压减小，L1中电流减小，因此选项B、C正确又因UMN不变，I2增大，变压器的输出功率增大，输入功率也随之增大原线圈中电流I1增大，因此选项D也正确答案：BCD7调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，A、B间加上正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压，在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则()A保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大B保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大D保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小解析：保持P的位置不动，U2不变，将Q向下移动时，R变大，故电流表读数变小；保持Q的位置不动，R不变将P沿逆时针方向移动时，n2变大，U2变大，故电流表的读数变大答案：BC8如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈接入一电压为UU0sin t的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻，若U0220 V，100 rad/s.则下述结论正确的是()A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为 sC原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为110 W解析：因交流电的峰值U0220 V，则它的有效值U220 V，所以电压表的读数U2U155 V，A正确；交流电的周期T0.02 s，B错误；副线圈中的电流I22 A，故电流表的读数I1I20.5 A，C正确；P入P出U2I2110 W，D错误答案：AC9如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，原线圈接有一个理想的电流表，并接在有效值不变的交流电源上开始时开关S接通，当S断开时，以下说法正确的是()A原线圈两端P、Q间的输入电压减小B等效电阻R上消耗的功率变大C原线圈中电流表示数变大D灯泡L1和L2变亮解析：原线圈两端P、Q间的输入电压取决于电源，故不变，A错；因原线圈两端的电压不变，原、副线圈的匝数比不变，所以副线圈两端的电压不变，当S断开时，副线圈电路中的总电阻变大，电流减小，R两端的电压减小，故R的消耗功率减小，B错；副线圈两端的电压不变，R两端的电压减小，L1和L2两端的电压增大，L1和L2变亮，D对；副线圈电路中电流减小，原、副线圈的匝数比不变，故原线圈中的电流减小，C错答案：D10图(a)左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R55 ，A 、V 为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是()A电流表的示数为2 AB原、副线圈匝数比为12C电压表的示数为电压的有效值D原线圈中交变电压的频率为100 Hz解析：由I得，I A2 A，A正确理想变压器中，所以，B错误测量交流电时电表示数均为有效值，C正确由题图(b)知T0.02 s，由f得，f50 Hz，D错误答案：AC11为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压，某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示以下正确的是()Au1190sin(50t) VBu2190sin(100t)VC为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移解析：由u2t图象知u2m190 V，T2×102 s故100 rad/s，故u2190sin (100t) V选项A错误，选项B正确由变压器电压与匝数关系得u2，可减小n1以使u2的有效值增大至220 V，即将P适当上移，故选项C错误，选项D正确答案：BD12如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B T的水平匀强磁场中，线框面积S0.5 m2，线框电阻不计线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是()A图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B线框中产生交变电压的表达式为u500sin 200t VC变压器原、副线圈匝数之比为5011D允许变压器输出的最大功率为2 200 W解析：图示位置穿过线框的磁通量最大，但由于没有边切割磁感线，所以无感应电动势磁通量的变化率为零，A选项错误；线框中交变电压uNBSsin t500sin 200t V，B选项正确；变压器原、副线圈匝数之比，C选项错误；变压器输出的最大功率等于输入的最大功率PUI500×10 W5 000 W，D选项错误答案：D13图甲是某燃气炉点火装置的原理图转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体以下判断正确的是()A电压表的示数等于5 VB电压表的示数等于 VC实现点火的条件是>1 000D实现点火的条件是<1 000解析：由题ut图象知，交流电压的最大值Um5 V，所以电压表的示数U V，故选项A错误，选项B正确；根据得，变压器副线圈电压的最大值U2m5 000 V时，有效值U2 V，所以点火的条件>1 000，故选项C正确，选项D错误答案：BC14.如图，理想变压器原线圈与一10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b.小灯泡a的额定功率为0.3 W，正常发光时电阻为30 .已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电流为_A.解析：根据P和PI2R得灯泡a两端的电压U2 V3 V，通过灯泡a的电流Ia A0.1 A，根据得原、副线圈匝数之比，根据，得副线圈上的电流I2I1×0.09 A0.3 A根据I2IaIb得，流过灯泡b的电流为IbI2Ia0.2 A.答案：1030.2