2019-2020年高考物理 5-4變壓器同步檢測 新人教版選修3-2.doc

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2019-2020年高考物理 5-4變壓器同步檢測 新人教版選修3-2 1．理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，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10:1 B．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)勢瞬時(shí)值之比為10:1 D．正常工作時(shí)原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1:1 答案：BD 解析：此題考查的是對(duì)變壓器原理的掌握，對(duì)理想變壓器，認(rèn)為無磁通量損漏，因而穿過兩個(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)生感應(yīng)電動(dòng)勢相等，才導(dǎo)致電壓與匝數(shù)成正比A選項(xiàng)正確；理想變壓器認(rèn)為可以忽略熱損耗，故輸入功率等于輸出功率D選項(xiàng)正確． 2．(xx蕪湖高二檢測)如下圖，電路中有四個(gè)完全相同的燈泡，額定電壓均為U，變壓器為理想變壓器，現(xiàn)在四個(gè)燈泡都正常發(fā)光，則變壓器的匝數(shù)比n1:n2和電源電壓U1分別為(　　) A．1:2　2U　　　　　 B．1:2　4U C．2:1　4U D．2:1　2U 答案：C 解析：設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I，則I1＝I，I2＝2I.由＝得＝. 由＝得U1′＝U2＝2U.故U1＝4U，C正確． 3．(xx山東曲阜一中高二期末)如下圖所示為兩個(gè)互感器，在圖中圓圈內(nèi)a，b表示電表，已知電壓比為100，電流比為10，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，則(　　) A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表 B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表 C．線路輸送電功率是2200W D．線路輸送電功率是2.2106W 答案：BD 解析：左圖中原線圈并聯(lián)在電路中，應(yīng)為電壓互感器，a表應(yīng)為電壓表，右圖中原線圈串聯(lián)在電路，應(yīng)為電流互感器，b表為電流表，A錯(cuò)B對(duì)；輸送功率P＝I1U1＝2.2106W，C錯(cuò)，D對(duì)． 4．有一電子線路中使用的小變壓器，變壓比為220V/6V，由于使用時(shí)間長了分不清原、副線圈，其外形如下圖所示，現(xiàn)要作為降壓變壓器使用，則電源(220V)應(yīng)接在(　　) A．a(chǎn)b兩端　　　　　 B．cd兩端 C．a(chǎn)c兩端 D．bd兩端 答案：B 解析：本題考查變壓器的電流關(guān)系．由變壓器結(jié)構(gòu)原理可知，線圈中的電流越大，應(yīng)當(dāng)用越粗的導(dǎo)線，在降壓變壓器中，原線圈的匝數(shù)多于副線圈的匝數(shù)，即n1>n2，又＝，所以I2>I1，說明通過電流大的(I2)線圈應(yīng)是副線圈，導(dǎo)線相應(yīng)要粗些，由圖知，ab線較粗，故輸入電壓(220V)應(yīng)接cd兩端．故正確答案為B. 5．(xx湛江高二檢測)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)，如下圖所示，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(　　) A．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 答案：BC 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． 6．如下圖所示的理想變壓器，它的初級(jí)線圈接在交流電源上，次級(jí)線圈接一個(gè)標(biāo)有“12V,100W”的燈泡，已知變壓器初、次級(jí)線圈的匝數(shù)比為181，那么小燈泡正常工作時(shí)，圖中的電壓表的讀數(shù)為________V，電流表的讀數(shù)為________A. 答案：216　0.46 解析：兩電表的讀數(shù)均為初級(jí)線圈的電壓和電流的有效值． 由公式＝得U1＝U2＝1812V＝216V 由公式＝得I1＝I2＝A＝0.46A 本題重點(diǎn)考查理想變壓器的基本變壓、變流規(guī)律，應(yīng)用公式可以解決． 7．如下圖所示為一理想變壓器，原線圈的輸入電壓U1＝3300V，副線圈的輸出電壓U2＝220V，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)U0＝2V，則 (1)原、副線圈的匝數(shù)各是多少？ (2)當(dāng)S斷開時(shí)，A2的示數(shù)I2＝5A，那么A1的示數(shù)是多少？ (3)當(dāng)S閉合時(shí)，A2的示數(shù)將如何變化？A1的示數(shù)如何變化？ 答案：(1)1650匝　110匝　(2)0.33A　(3)變大　變大 解析：(1)根據(jù)變壓比：＝及＝有n1＝n0＝1＝1650(匝) n2＝n0＝1＝110(匝) (2)由于是理想變壓器有 P入＝P出 I1U1＝I2U2 I1＝I2＝5A＝0.33A (3)開關(guān)S閉合時(shí)，負(fù)載增加，但總電阻減小，副線圈的輸出電壓U2不變，I2＝，即I2增加．輸出功率P出＝I2U2也增加．根據(jù)理想變壓器P入＝P出，即I1U1＝I2U2，原線圈中的電流I1也隨之增大了． 能力提升 1．如下圖所示，為四種亮度可調(diào)的臺(tái)燈的電路示意圖，它們所用白熾燈泡相同，且都是“220V,40W”，當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)于20W時(shí)，哪種臺(tái)燈消耗的功率最小(　　) 答案：C 解析：C圖為理想變壓器調(diào)節(jié)，而理想變壓器不消耗能量，A、B、D三圖中均利用電阻來調(diào)節(jié)燈泡上的電壓，故一定要消耗能量． 2．(xx南通模擬)如下圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1:n2＝1:10，副線圈與阻值R＝20Ω的電阻相連，原線圈兩端所加的電壓u＝20sin20πt(V)，則(　　) A．交流電壓表的示數(shù)為20V B．副線圈輸出交流電的頻率為10Hz C．電阻R上消耗的電功率為2kW D．原線圈中電流的最大值為100A 答案：BC 解析：交流電壓表的示數(shù)為交流電電壓的有效值，應(yīng)為20V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原線圈交流電的頻率為10Hz，變壓器不改變交流電的頻率，故選項(xiàng)B正確；副線圈兩端的電壓有效值為U2＝U1＝200V，則 P＝＝U2I2＝U1I1，解得P＝xxW；I1＝100A，原線圈中電流的最大值為100A，選項(xiàng)C正確而D錯(cuò)誤． 3．(xx濟(jì)寧模擬)如下圖所示，變壓器初級(jí)線圈接電壓一定的交流電，在下列措施中，能使原線圈所接電流表的示數(shù)變小的是(　　) A．只將S1從2撥向1 B．只將S2從4撥向3 C．只將S3從閉合改為斷開 D．只將變阻器R3的滑動(dòng)觸頭下移 答案：BC 解析：S1從2撥向1，輸出電壓變大，電流、功率均變大，則輸入電流變大，電流表示數(shù)變大，A錯(cuò)誤．S2從4撥向3，輸出電壓變小，電流、功率均變小，則輸入電流變小，電流表示數(shù)變小，B正確．S3斷開，輸出電路總電阻變大，功率變小，電流變小，輸入電流變小，電流表示數(shù)減小，C正確．R3觸頭下移，輸出電路總電阻減小，功率變大，電流變大，輸入電流變大，電流表示數(shù)變大，D錯(cuò)誤． 4．如下圖所示為理想變壓器，原線圈的匝數(shù)為1000匝，兩個(gè)副線圈n2＝50匝，n3＝100匝，L1是“6V,2W”的小燈泡，L2是“12V,4W”的小燈泡，當(dāng)n1接上交流電壓時(shí)，L1、L2都正常發(fā)光，那么原線圈中的電流為(　　) A.A B.A C.A D.A 答案：C 解析：由P入＝P出，I1U1＝6W，又＝ 所以U1＝U2＝6V＝120V 所以I1＝A＝A 5．(xx金華十校高二期末)一理想變壓器原線圈可通過觸頭P的移動(dòng)改變其匝數(shù)，當(dāng)P接a時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比為51，b為原線圈的中點(diǎn)，副線圈接有電容器C、燈泡L、理想電流表以及R＝44Ω的定值電阻．若原線圈接有u＝311sin100πtV的交變電壓，下列判斷正確的是(　　) A．當(dāng)P接a時(shí)，燈泡兩端電壓為44V B．當(dāng)P接b時(shí)，電流表的示數(shù)為2A C．P接b時(shí)燈泡消耗的功率比P接a時(shí)大 D．P固定在a點(diǎn)不移動(dòng)，原線圈接有u＝311sin200πtV的交變電壓，燈泡亮度變亮 答案：BCD 解析：u1＝220V，P接a時(shí)，u2＝u1＝44V，由于電容存 在容抗所以燈泡兩端的電壓小于44V，A錯(cuò)； 當(dāng)P接b時(shí)，u′2＝88V，I′2＝＝2A，B正確； 由于u′2>u2，所以可判C正確； 當(dāng)電源頻率變大時(shí)，容抗變小燈泡變亮，D正確． 6．(xx浙江溫州高二期中)如下圖所示，一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上，向額定電壓為1.80104V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光．為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過12mA時(shí)，熔絲就熔斷． (1)熔絲的熔斷電流是多大？ (2)當(dāng)副線圈電路中電流為10mA時(shí)，變壓器的輸入功率是多大？ 答案：(1)0.98A　(2)180W 解析：(1)設(shè)原、副線圈上的電壓、電流分別為U1、U2、I1、I2，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率， 則U1I1＝U2I2. 當(dāng)I2＝12mA時(shí)，I1即為熔斷電流，I1＝I2＝0.98A. (2)當(dāng)副線圈電流為I2′＝10mA時(shí)，變壓器的輸入功率為P1，所以P1＝P2＝I2′U2＝180W. 7．黑光燈是利用物理方法來滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”． 如下圖是高壓電網(wǎng)的工作電路，高壓電網(wǎng)是利用變壓器將有效值為220V的交流電壓變成高壓，高壓電網(wǎng)相鄰兩極間距離為0.5cm，已知空氣在常溫常壓下的擊穿電場為6220V/cm，為防止空氣被擊穿而造成短路，變壓器的次、初級(jí)線圈匝數(shù)比不得超過多少？ 答案：101 解析：電網(wǎng)兩極間電場可看作勻強(qiáng)電場Um＝Emd 由題意，空氣被擊穿時(shí)Em＝6220V/cm 由理想變壓器電壓關(guān)系：＝ 由峰值與有效值關(guān)系U1m＝U1 由以上各式：得＝. 所以次、初級(jí)線圈匝數(shù)比不得超過10:1.