新教材学年人教版物理选择性必修第二册课时素养检测33 变压器.docx
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新教材学年人教版物理选择性必修第二册课时素养检测33变压器
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课时素养检测
十一 变 压 器
(25分钟 60分)
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器是( )
【解析】选C。
变压器只能对交变电流实现变压,不能对直流变压,故选项A、D错误;由于电压与变压器线圈匝数成正比,副线圈匝数多于原线圈匝数的变压器才能实现升压,所以选项B错误,选项C正确。
2.关于理想变压器特点的下列说法中正确的是( )
A.理想变压器能够使电压升高,同时电流变大
B.原、副线圈具有相同的磁通量及变化率,产生的感应电动势也相同
C.原、副线圈没有电阻,铁芯中不会产生涡流
D.原线圈往往匝数少,绕线粗,电流大
【解析】选C。
理想变压器原、副线圈功率相等,即U1I1=U2I2,不可能同时使电压升高,电流增大,A错;原、副线圈匝数不同,感应电动势不同,B错;理想变压器不考虑绕线铜损,铁芯的热损,当然要求线圈无电阻,铁芯不产生涡流,C对;原、副线圈中匝数少的一边,电流大,绕线粗,但不一定作为原线圈使用,D错。
3.一输入电压为220V,输出电压为36V的变压器副线圈烧坏了,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原来线圈接到220V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1V,按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )
A.1100,360B.1100,180
C.2200,180D.2200,360
【解析】选B。
对新绕线圈的理想变压器,根据变压比公式得n1===1100,变压器烧坏前,同理可得n2===180,故B正确。
4.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上,如图所示。
设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( )
A.U=66V,k=B.U=22V,k=
C.U=66V,k=D.U=22V,k=
【解析】选A。
设原线圈中电流为I1,原、副线圈电压比==3,原、副线圈电流比=,由欧姆定律可得,副线圈回路中电阻两端电压U=I2R,联立解得U=66V。
电阻消耗功率P=I2R,由于=,所以原、副线圈回路中电阻消耗功率的比值为,选项A正确。
5.(多选)如图甲所示,一理想变压器给一个小灯泡供电。
当原线圈输入如图乙所示的交变电压时,额定电压为U0的小灯泡恰好正常发光,已知灯泡的电阻为R,图中电压表为理想电表。
下列说法正确的是( )
A.变压器输入电压的瞬时值为u=Umsin(t)V
B.电压表的示数为U0
C.变压器的输入功率为
D.变压器的匝数比为Um∶U0
【解析】选A、C。
由题图乙知,变压器输入电压的瞬时值为u=Umsin(t)V,选项A正确;电压表的示数为U0,选项B错误;变压器的输入功率为,选项C正确;由变压器变压公式,变压器的匝数比为Um∶U0,选项D错误。
6.(多选)为保证用户电压稳定在220V,变电所需适时进行调压,如图甲为调压变压器示意图。
保证输入电压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。
以下说法正确的是( )
A.u2=190sin50πtV
B.u2=190sin100πtV
C.为使用户电压稳定在220V,应将P适当下移
D.为使用户电压稳定在220V,应将P适当上移
【解析】选B、D。
由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02s,所以u2=190sin100πtV,选项B正确,A错误;为使用户电压稳定在220V,应减小变压器原线圈匝数,应将P适当上移,选项C错误,D正确。
二、非选择题(本题共2小题,共24分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
7.(12分)如图所示,交流发电机电动势的有效值E=20V,内阻不计,它通过一个R=6Ω的指示灯连接变压器。
变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都标有“6V 0.25W”,且灯泡都正常发光,导线电阻不计。
求:
(1)降压变压器初级、次级线圈匝数之比;
(2)发电机的输出功率。
【解析】
(1)彩色小灯泡的额定电流
IL==A=A,
次级线圈总电流I2=24IL=1A。
变压器输入功率:
I1U1=I2U2=6W。
变压器原线圈电路中,利用欧姆定律可得
E=U1+I1R=+6I1,
代入E值解得I1=A(I1=3A应舍去,据题意是降压变压器,应有I1 所以==。 (2)发电机输出功率P=I1E≈6.67W。 答案: (1)3∶1 (2)6.67W 8.(12分)如图所示,理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,交流电源电压u1=311·sin100πt(V),F为熔断电流为I0=1.0A的保险丝,副线圈负载一可变电阻R。 (1)当电阻R=100Ω时,保险丝能否被熔断? (2)要使保险丝不被熔断,电阻R的阻值应不小于多少? 变压器输出的电功率不能超过多少? 【解析】原线圈电压的有效值为U1=V=220V 由=得副线圈两端的电压 U2=U1=×220V=110V。 (1)当R=100Ω时,副线圈中电流 I2==A=1.10A 由U1I1=U2I2得原线圈中的电流为 I1=I2=×1.10A=0.55A 由于I1 (2)设电阻R取某一值R0时,原线圈中的电流I1刚好达到熔断电流I0,即I1′= 1.0A,则副线圈中的电流为I2′=I1′=2×1.0A=2.0A 电阻R的阻值为: R0==Ω=55Ω 此时变压器的输出功率为 P2=I2′U2=2.0×110W=220W 可见,要使保险丝F不被熔断,电阻R的阻值不能小于55Ω,变压器输出的电功率不能超过220W。 答案: (1)不会熔断 (2)55Ω 220W (15分钟 40分) 9.(7分)如图所示,与理想变压器相连的四只灯泡相同,变压器原、副线圈的匝数比为3∶1,接在副线圈上的三只灯泡正常发光,则对于串联在原线圈上的灯泡L( ) A.比正常发光时的亮度更亮 B.也能正常发光 C.比正常发光时的亮度更暗 D.无法判断其亮度变化情况 【解析】选B。 灯泡L的亮度如何,主要看灯泡L的实际功率多大,在本题中就是看通过灯泡L的电流如何变化。 设每只灯泡的额定电流为I0,因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光,所以副线圈中的电流I2=3I0,由=得原线圈中的电流I1=I2=I0,恰为灯泡L的额定电流,因此灯泡L也正常发光。 故B正确。 10.(7分)(多选)如图甲所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。 原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化,如图乙所示。 下列说法正确的是( ) A.变压器输入、输出功率之比为4∶1 B.变压器原、副线圈中的电流强度之比为1∶4 C.u随t变化的规律为u=51sin50πt(V)(国际单位制) D.若热敏电阻RT的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大 【解析】选B、D。 由题意,理想变压器输入、输出功率之比为1∶1,选项A错误;变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比,即==,故选项B正确;由题图乙可知交流电压最大值Um=51V,周期T=0.02s,角速度ω=100πrad/s,则可得u=51sin100πt(V),故选项C错误;RT的温度升高时,阻值减小,电流表的示数变大,电压表示数不变,故选项D正确。 11.(7分)如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,原线圈接入图乙所示的不完整的正弦电流,副线圈接火灾报警系统(报警器未画出),电压表和电流表均为理想电表,R0和R1为定值电阻,R为半导体热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,下列说法中正确的是( ) A.R处出现火警时电压表示数增大 B.R处出现火警时电流表示数减小 C.图乙中电压的有效值为220V D.电压表的示数为11V 【解析】选D。 由·+0=T,可求得图乙中电压有效值U1=110V,由=,可得电压表示数U2=11V,C错误,D正确;R处出现火警时,R电阻变小,副线圈电流增大,原线圈电流也随之增大,电流表示数增大,但电压表示数不变,故A、B均错误。 12.(19分)图甲为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u-t图像如图乙所示。 若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。 (1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式。 (2)求只在ce间接400Ω电阻时,原线圈中的电流I1。 (3)求ce和de间线圈的匝数比。 【解析】 (1)由题图乙知ω=200πrad/s, 电压瞬时值uab=400sin200πt(V)。 (2)电压有效值U1=200V, 理想变压器P1=P2, 原线圈中的电流I1=, 解得I1≈0.28A(或A)。 (3)设ab间匝数为n1, 则=, 同理=, 由题意知=, 联立以上各式得=, 代入数据得=。 答案: (1)uab=400sin200πt(V) (2)0.28A(或A) (3) 关闭Word文档返回原板块
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