高中物理 第4章 遠(yuǎn)距離輸電 第2節(jié) 變壓器學(xué)業(yè)分層測評 魯科版選修3-2
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變壓器 (建議用時: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)生的電動勢瞬時值之比為10∶1 D.正常工作時,原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶1 【解析】 對理想變壓器,可以認(rèn)為無磁通量損漏且忽略熱損耗,因而穿過任意兩個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)電動勢相等,所以電壓與匝數(shù)成正比.故A、C錯誤,B、D正確. 【答案】 BD 2.對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】 D 3.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,在下列四個辦法中,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,U2減小,P2=,P2減小,A錯誤;U1、n1、n2不變,則U2不變,R減小時,P2=.P2增大,B正確;C與B相反,故C錯誤;當(dāng)n1、U1不變,n2減小時,則U2減小,由P2=(R不變),P2會減小,D錯誤. 【答案】 B 4.如圖428所示為一臺理想變壓器,原、副線圈的匝數(shù)分別為n1=400匝,n2=800 匝,如果連接導(dǎo)線的電阻忽略不計,那么可以確定( ) 【導(dǎo)學(xué)號:78870074】 圖428 ①這是一臺升壓變壓器 ②副線圈兩端電壓是原線圈兩端電壓的一半 ③通過副線圈的電流是通過原線圈電流的一半 ④變壓器輸出電功率是輸入電功率的一半 A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 【解析】 由于n1<n2,故為升壓變壓器,①正確;==,故③式正確;由==,②錯誤;變壓器輸出電功率等于輸入電功率,④錯誤. 【答案】 D 5.(多選)用理想變壓器給電阻負(fù)載供電時,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,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P1=P2,即U1I1=U2I2,那么I1一定減小,所以A是錯誤的.根據(jù)U1、n1不變,增大n2,則U2增大,對副線圈電路來說,U2相當(dāng)于電源電動勢,外電阻R不變,所以副線圈電流I2增大,而I2U2=I1U1,U1不變,所以I1必增大,B對,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,負(fù)載增多時,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,此時原線圈中電流也增大,D對. 【答案】 BCD 6.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3∶1,接在副線圈上的三只燈泡正常發(fā)光,則對于串聯(lián)在原線圈上的燈泡L( ) 【導(dǎo)學(xué)號:78870075】 圖429 A.比正常發(fā)光時的亮度更亮 B.也能正常發(fā)光 C.比正常發(fā)光時的亮度更暗 D.無法判斷其亮度情況 【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I2=3I0,由=得原線圈的電流I1=I2=I0,恰為燈泡L的額定電流,因此燈泡L也正常發(fā)光. 【答案】 B 7. (多選)如圖4210所示,理想變壓器初級線圈的匝數(shù)為n1,次級線圈的匝數(shù)為n2,初級線圈的兩端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R=44 Ω,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:78870076】 圖4210 A.初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為2∶1 B.初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為5∶1 C.電流表A2的示數(shù)為1.0 A D.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I2=1.0 A,n1∶n2= 5∶1,B、C對,A、D錯. 【答案】 BC 8.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4211 A.這種電流表能測直流,圖乙的讀數(shù)為2.4 A B.這種電流表能測交流,圖乙的讀數(shù)為0.4 A C.這種電流表能測交流,圖乙的讀數(shù)為3.6 A D.這種電流表既能測直流,又能測交流,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交流.根據(jù)n1I1=n2I2,可得圖乙的讀數(shù)應(yīng)為3.6 A,故選項C正確. 【答案】 C [能力提升] 9.(多選)(2014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和滑動變阻器R,在原線圈上加一電壓為U的交流電,則( ) 圖4212 A.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表的讀數(shù)變大 B.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表的讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表的讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表的讀數(shù)變小 【解析】 保持Q的位置不動,副線圈匝數(shù)不變,由=知U2不變,當(dāng)P向上滑動時,由I2=知I2減小,故電流表的讀數(shù)變小,B正確,A錯誤.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,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錯誤. 【答案】 BC 10.圖4213甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1,電阻R=20 Ω,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隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時L2正常發(fā)光.下列說法正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號:78870077】 圖4213 A.輸入電壓u的表達(dá)式u=20sin(50πt) V B.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,Um=20 V,T=0.02 s,則ω==100π rad/s,輸入電壓u=20sin(100πt) V,故A錯;由變壓器的變壓規(guī)律知:=,故U2== V=4 V,由題中將S1接1、S2閉合時,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,此時副線圈的負(fù)載為L1、L2串聯(lián),故L1、L2均不能正常發(fā)光,B錯;此時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錯誤;當(dāng)S1換接到2后,副線圈的負(fù)載僅是電阻R,故P== W=0.8 W,D正確. 【答案】 D 11.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 Ω”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P1=PA+PB,即I1U1=IAUA+I(xiàn)BUB.由=,得n1=nA=30匝=1 100匝.又IA==A=1.5 A,即I1== A=0.15 A. 【答案】 1 100匝 0.15 A 12.理想變壓器原線圈中輸入電壓U1=3 300 V,副線圈兩端電壓U2為220 V,輸出端連有完全相同的兩個燈泡L1和L2,繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示數(shù)U=2 V.求: 圖4215 (1)原線圈n1等于多少匝? (2)當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表A2的示數(shù)I2=5 A.則電流表A1的示數(shù)I1為多少? (3)當(dāng)開關(guān)S閉合時,電流表A1的示數(shù)I1′為多少? 【導(dǎo)學(xué)號:78870078】 【解析】 (1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關(guān)系可得: ==U,則n1=1 650(匝). (2)當(dāng)開關(guān)S斷開時,有: U1I1=U2I2,I1== A. (3)當(dāng)開關(guān)S斷開時,有:RL==44 Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合時,設(shè)副線圈總電阻為R′,有R′==22 Ω,副線圈中的總電流為I2′,則I2′==10 A.由U1I1′=U2I2′可知,I1′== A. 【答案】 (1)1 650匝 (2) A (3) A- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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