高考物理選修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí) 變壓器 提高

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1．（2014 德陽校級(jí)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(gè)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(shí)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(fù)載有關(guān) C．P1由P2決定 D．以上說法都不對(duì) 4．如圖所示為四種亮度可調(diào)的臺(tái)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(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)至20 W時(shí)，哪種臺(tái)燈消耗的功率最?。? ） 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(fù)載供電，變壓器輸入電壓不變，如圖所示，如果負(fù)載電阻的滑片向上移動(dòng)，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(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220 V的交流電壓時(shí)，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(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑒?dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)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(jì)時(shí)，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(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSω·sin ωt C．P向上移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大 D．P向上移動(dòng)時(shí)，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(xiǎn)絲，副線圈的匝數(shù)n2=120匝，要使這個(gè)電路正常工作，當(dāng)原線圈接在180 V的正弦交變電源上時(shí)，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(gè)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(gè)燈泡，原線圈與一個(gè)燈泡串聯(lián)在交流電源上，若四個(gè)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(fù)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(gè)小燈泡a和b，小燈泡a的額定功 率為0.3w，正常發(fā)光時(shí)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(jì) 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(gè)“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(gè)數(shù)。 (3)為滿足第(2)問中要求，求可變電阻R應(yīng)調(diào)到的電阻值。 15．如圖所示是家庭用的“漏電保護(hù)器”的關(guān)鍵部分的原理圖，其中P是一個(gè)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(gè)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(shí)，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(dāng)a、b間沒有電壓時(shí)，Q使脫扣開關(guān)閉合，當(dāng)a、b間有電壓時(shí)，脫扣開關(guān)即斷開，使用戶斷電，問： （1）用戶正常用電時(shí)，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(huì)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(cuò)誤；原線圈電壓的有效值U1＝12 V，由得U

10、2＝6 V，B錯(cuò)誤；，C錯(cuò)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?yàn)檩敵鲭妷?，所以?dāng)U1不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2都不會(huì)改變，即U2與負(fù)載無關(guān)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因輸入電壓U1一定時(shí)，輸出電壓U2確定，當(dāng)負(fù)載電阻R變化時(shí)，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(xiàng)A錯(cuò)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(tái)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(shí)電阻上都有額外的功率損耗，臺(tái)燈消耗的功率大于20 W，故選項(xiàng)C正確。 5．【答案】BCD 【解析】甲圖中原線圈并聯(lián)在電路中，應(yīng)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(xiàng)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(yīng)先分析輸出電流I2，而，滑片上移R變大，I2變小，又，I1變??；輸入功率P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(duì)變壓器，根據(jù)可得Uab=220 V；對(duì)滑動(dòng)變阻器來說，當(dāng)gh間接上110 V電壓時(shí)，ef間電壓Uef=110 V，故B選項(xiàng)正確。 8．【答案】BD 【解析】電流表測得的是電流有效值，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從圖示位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSω·sin ωt，選項(xiàng)B正確；P向上移動(dòng)時(shí)，輸出電壓降低，電流表示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)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(xiǎn)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(fù)載電阻最小值。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，知B、D兩個(gè)答案正確。對(duì)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(shí)一定要清楚，雖然對(duì)理想變壓器來說，原線圈中的輸入電流和輸入功率是應(yīng)由副線圈的輸出電流和輸出功率決定的，也就是通常隨負(fù)載電阻的變化而變化，但本題中卻又受到原線圈中保險(xiǎn)絲熔斷電流的制約，所以對(duì)本題的負(fù)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(duì)于單個(gè)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(duì)于多個(gè)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(duì)于兩個(gè)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(shí)每個(gè)燈泡中電流為 所以允許接入的燈泡個(gè)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(shí)，因?yàn)殡p線繞成的初級(jí)線圈的兩根導(dǎo)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(yīng)電動(dòng)勢，a、b間電壓總為零，副線圈中不含有感應(yīng)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(jí)電路產(chǎn)生感應(yīng)電流，脫扣開關(guān)會(huì)斷開。