2016-2017学年高二物理人教版选修3-2（第5-4 变压器） Word版含解析

2016-2017学年高二物理人教版选修3-2（第5-4 变压器） Word版含解析

绝密★启用前 人教版选修3-2 第五章 交变电流 课时4 变压器 第Ⅰ部分 选择题 一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。‎ ‎1．对理想变压器，下列说法中正确的是(　　)‎ A．原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大 B．原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大 C．原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化 D．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零 ‎ ‎ ‎2．如图中，可以将电压升高给电灯供电的变压器是(　　)‎ ‎ ‎ ‎3．如图所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时(　　)‎ A．原、副线圈磁通量之比为2∶1‎ B．原、副线圈电流之比为1∶2‎ C．输入功率和输出功率之比为1∶1‎ D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1‎ ‎ ‎ ‎4．如图所示，T为理想变压器，A1、A2为交流电流表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时(　　)‎ A．A1的读数变大，A2的读数变大 B．A1的读数变大，A2的读数变小 C．A1的读数变小，A2的读数变大 D．A1的读数变小，A2的读数变小 ‎ ‎ ‎5．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头，下列说法正确的是(　　)‎ A．副线圈输出电压的频率为50 Hz B．副线圈输出电压的有效值为31 V C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小 D．P向右移动时，变压器的输入功率增加 ‎ ‎ ‎6．在变电所，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器。图中，能正确反映其工作原理的是(　　)‎ ‎ ‎ ‎7．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为(　　)‎ A．380 V和5.3 A　　 B．380 V和9.1 A C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A ‎ ‎ ‎8．如图所示，一低压交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，通过上下调节P1、P2的位置，可以改变变压器输入、输出电压。图中L是一个小灯泡，R2是定值电阻，R1、R3是滑动变阻器，若要增大灯泡L的亮度，可以采取的办法是 (　　)‎ A．P1、P3、P4不动，P2下移 B．P1、P2、P3不动，P4下移 C．P2、P3、P4不动，P1上移 D．P1、P2、P4不动，P3上移 ‎ ‎ 第Ⅱ部分 非选择题 二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎9．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为N1∶N2＝2∶1，原线圈接在200V交流电源上，副线圈接在额定功率为20‎ ‎ W的灯泡L上，灯泡正常发光。当电源电压降为180V时，灯泡实际消耗功率与其额定功率的比值为________，此时灯泡中电流为________A。(设灯泡的电阻恒定)‎ ‎ ‎ ‎10．将输入电压为220 V，输出电压为6 V的理想变压器改绕成输出电压为30 V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为________匝。‎ ‎ ‎ ‎11．要设计一个变压器，这个变压器在一口字形铁芯上绕上三个线圈。甲为初级线圈，接U1＝220V的电压。要求乙输出电压U2＝36V，额定输出功率P2＝10 W；要求丙输出电压U3＝6.0V，额定输出功率P3＝100 W。已知乙线圈需绕n2＝180匝，则：‎ ‎(1)甲线圈需绕匝数n1为多少？‎ ‎(2)当乙、丙两个次级线圈都满负荷工作时，不考虑变压器能量的损耗，甲线圈内通过的电流I1为多少？‎ ‎(3)求各线圈中的电流的大小。‎ ‎ ‎ ‎12．如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝，接入电压U1＝220 V的电路中。‎ ‎(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V、U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少？‎ ‎(2)若在两副线圈上分别接上“ 6 V 20 W”、“110 V 60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？‎ 人教版选修3-2 第五章 交变电流 课时4 变压器 参考答案与解析 第Ⅰ部分 选择题 一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。‎ ‎1． ‎ ‎【答案】AB ‎【解析】理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故A、B正确，C、D错误。‎ ‎2． ‎ ‎【答案】C ‎【解析】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的变压器才能实现升压，所以选项B错误，选项C正确。‎ ‎3． ‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】理想变压器原副线圈的磁通量总相等(无漏磁)，A错，D对；输入功率总等于输出功率，C对；电流与匝数满足，B对。‎ ‎4． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】当滑动触头下移时，R3↓，R总↓，I＝，U不变，I↑，U并＝U－UR1减小，通过R2的电流IR2↓，IA2＝I－IR2增大，A2的示数变大；由原、副线圈电流与匝数成反比，可知A1的示数变大，选项A正确。‎ ‎5． ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】变压器不改变电压的频率，副线圈中的电压频率等于原线圈中的电压频率为f＝＝50 Hz，选项A正确；由＝可得副线圈中电压的最大值为31 V，故有效值为V，选项B错误；P向右移动时，输出电路中电压不变，电阻减小，电流增大，但原、副线圈的电流比不变，选项C错误；输出功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，所以输入功率也增大，选项D正确。‎ ‎6． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】电流互感器应是测电流的，应串联在火线上，故B、D项错误；同时，由I1n1＝I2n2知要使I2＜I1，须n2＞n1，故A项正确，C项错误。‎ ‎7． ‎ ‎【答案】B ‎【解析】由得：U2＝380 V，由P1＝P2＝U1I1＝U2I2得I1≈9.1 A，所以B正确。‎ ‎8． ‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据变压器的变压原理＝，要增大输出电压，需要使P1下移或P2上移；滑动变阻器R1是分压接法，P3上移可以使灯泡两端电压增大，灯泡功率也就增大，使其变亮；滑动变阻器R3的触头P4上移时才能使灯泡两端的电压增大，使灯泡变亮，所以只有D项正确。‎ 第Ⅱ部分 非选择题 二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎9． ‎ ‎【答案】0.81；0.18‎ ‎【解析】由＝得U2＝U1，所以P＝＝，所以＝＝‎ ‎＝0.81；又因为P＝R，所以＝＝0.9，而I2＝＝0.2A，所以I2′＝I2×0.9＝0.18A。‎ ‎10． ‎ ‎【答案】120‎ ‎【解析】由变压比，计算得n1＝1 100匝。当U2′＝30 V时，＝，所以n2′＝150匝，故Δn2＝n2′－n2＝120匝。‎ ‎11． ‎ ‎【答案】(1)1100匝 (2)0.50A (3)0.50A；0.28A；16.7A ‎【解析】(1)已知乙线圈匝数为180匝，输出电压为36V，根据＝(n1表示甲线圈的匝数)，得n1＝·n2＝×180＝1100匝 ‎(2)根据P1＝P2＋P3，P1＝10 W＋100 W＝110 W 又I1U1＝110 W，所以I1＝A＝0.50A ‎(3)根据P＝IU，I＝‎ I1＝A＝0.50A，I2＝A＝0.28A，I3＝A＝16.7A ‎12 ‎ ‎【答案】(1)30；550　(2)0.36 A ‎【解析】(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系，由＝‎ 得n2＝n1＝×1 100＝30 匝 n3＝n1＝×1 100＝550 匝 ‎(2)设原线圈输入电流为I1，‎ 由P入＝P出得 I1U1＝I2U2＋I3U3＝P2＋P3‎ I1＝≈0.36 A