鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3章 交变电流与远距离输电第3节 科学探究:变压器同步训练题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3章 交变电流与远距离输电第3节 科学探究:变压器同步训练题，共20页。试卷主要包含了关于变压器,下列说法正确的是，1 A等内容，欢迎下载使用。

题组一 理想变压器的原理
1.(多选)关于变压器,下列说法正确的是( )
A.变压器的工作原理是电磁感应
B.一切变压器的工作原理都是互感现象
C.在不超过变压器额定电压的前提下,无论变压器的原线圈中接入何种电流,变压器都能持续正常工作
D.在不超过变压器额定电压的前提下,当变压器的原线圈中接入交变电流时,变压器能持续正常工作
2.如图所示四个电路,能够实现升压的是( )
3.(多选)理想变压器原、副线圈两侧一定相同的物理量有 (深度解析)

A.电流的频率
B.功率
C.磁通量的变化率
D.电流的峰值
题组二 理想变压器中各物理量间的关系
4.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( )
A.120匝B.150匝C.180匝D.220匝
5.如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦式交流电源,电压表的示数为220 V,负载电阻R=44 Ω,电流表A1的示数为0.2 A。下列判断正确的是( )
A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶1
B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶1
C.电流表A2的示数为0.1 A
D.电流表A2的示数为0.4 A
6.有一电子线路中使用的理想变压器,匝数比为110∶3,由于变压器铭牌缺失,导致分不清原、副线圈,其外形如图所示,现要将该理想变压器作为降压变压器使用,则电源(220 V)应接在( )
A.ab两端B.cd两端
C.ad两端D.bc两端
题组三 理想变压器的制约关系
7.(多选)理想变压器(原、副线圈匝数比一定)正常工作时,原、副线圈中的电流为I1、I2,电压为U1、U2,功率为P1、P2,关于它们之间的关系,下列说法中正确的是( )
A.I1由I2决定
B.U2与负载有关
C.P1由P2决定
D.以上说法都不正确
8.图甲是线圈P绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图像,把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端。已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数之比为5∶1,交流电流表和交流电压表均为理想电表,电阻R=1 Ω,其他各处电阻不计,以下说法正确的是( )
A.在t=0.1 s和t=0.3 s时,穿过线圈P的磁通量最大
B.线圈P转动的角速度为10π rad/s
C.电压表的示数为2.83 V
D.电流表的示数为0.4 A
题组四 几种常见的变压器
9.如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图,它是一个可调压的理想变压器,其中接入交流电的电压有效值U0=220 V,n0=2 200匝,挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1 100匝、2 200匝。电动机M的内阻r=4 Ω,额定电压为U=220 V,额定功率P=110 W。下列判断正确的是( )
A.当选择挡位3时,电动机两端电压为110 V
B.当挡位由3变换到2时,电动机的功率增大
C.当选择挡位2时,电动机的热功率为1 W
D.当选择挡位4时,电动机的输出功率为110 W
10.(多选)如图所示,L1、L2是高压输电线,图中两电表示数分别是220 V和10 A,已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1,乙图中原、副线圈匝数比为1∶10,则( )
A.甲图中的电表是电压表,输电电压为22 000 V
B.甲图是电流互感器,输电电流是100 A
C.乙图中的电表是电压表,输电电压为22 000 V
D.乙图是电流互感器,输电电流是100 A
题组五 探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
11.下图为各种各样的变压器线圈。在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中
(1)实验室中有下列器材:
A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B.条形磁铁
C.直流电源
D.多用电表
E.开关、导线若干
上述器材在本实验中不用的是 (填器材序号),本实验中还需用到的器材是 。
(2)先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压 (选填“增大”“减小”或“不变”);然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压 (选填“增大”“减小”或“不变”);上述“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是 。
12.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中
(1)实验时需要的仪器为图中的 (填选项字母)。
(2)某同学在完成上述实验后,采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小),为保证电路中各元件安全,实验结束时,首先应断开 (填选项前的字母)。
A.导线AB.导线B
C.开关CD.导线D
13.(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,必须要选用的是 。
A.有闭合铁芯的原、副线圈
B.无铁芯的原、副线圈
C.交流电源
D.直流电源
E.多用电表(交流电压挡)
F.多用电表(交流电流挡)
(2)实验中用匝数na=60匝和nb=120匝的变压器,测量数据如下表,根据测量数据可判断连接电源的线圈是 (填“na”或“nb”),并说明判断的依据 (写出一条即可)。
14.在学校实验周活动中,某实验小组同学选用如图(a)可拆变压器做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,实验电路图如图(b),实验时n1=800匝,n2=400匝,断开K,接通电源,观察实验室所用电压表此时的读数为6 V,则下列选项中可能为可拆变压器的输入电压有效值的是 。
A.3 VB.62 V
C.12 VD.15 V
(a)
(b)
能力提升练
题组一 理想变压器基本规律
1.(2019内蒙古赤峰林东一中高二下期中,)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,原线圈两端连接光滑导轨,副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时,电流表A1的读数为12 mA,那么电流表A2的读数为( )

A.0B.3 mA
C.48 mAD.与R大小有关
2.(2019江西上饶名校月考,)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2∶n3=6∶1∶1,三个灯泡的规格均相同,此时L1的功率为P,假定灯泡的电阻不随电压变化而改变,则下列说法中正确的是(深度解析)
A.L3的功率为P6B.L3的功率为P36
C.I1∶I2=6∶1D.I1∶I2=1∶6
3.(2020山西大同十九中3月线上模拟,)(多选)如图甲所示电路中,L1、L2、L3为三只“6 V 3 W”的灯泡,变压器为理想变压器,各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压时,三只灯泡均正常发光。下列说法正确的是( )
A.变压器原、副线圈的匝数比为1∶2
B.副线圈两端输出的交流电频率为50 Hz
C.电流表的示数为0.5 A
D.电压表的示数为12 V
题组二 理想变压器的动态分析问题
4.(2020湖北鄂州高二上期末,)(多选)如图甲所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为100∶1,图中Rt为热敏电阻(阻值随温度升高而变小),R1为可变电阻,电压表和电流表均为理想电表,若向图甲中变压器的原线圈输入图乙所示的正弦交变电流,下列说法中正确的是( )
A.在t=0.005 s时,电压表的示数约为50.9 V
B.变压器原、副线圈中的电流之比为100∶1
C.Rt温度降低时,适当增大R1可保持Rt两端的电压不变
D.Rt温度升高时,电压表的示数不变,电流表的示数变大
5.(2020黑龙江牡丹江第三高级中学高二上期末,)如图所示,理想变压器原线圈接在正弦交变电压上,副线圈通过输电线连接两只相同的灯泡L1、L2,输电线的等效电阻为R,在图示状态下,开关S是断开的,当开关S闭合时,下列说法正确的是( )
A.副线圈两端的输出电压减小
B.等效电阻R两端的电压减小
C.通过灯泡L1的电流减小
D.原线圈中的电流减小
6.(2019湖北武汉高三模拟,)(多选)如图所示,水平铜盘置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,铜盘的边缘及中心轴处分别通过滑片与一理想的自耦变压器的原线圈A、B端相连,变压器副线圈C、D两端与一额定电压不是很高的小灯泡L相连,各处导线接触良好,所用器材均完好无损。当铜盘绕过圆心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动时,小灯泡没有发光。为使小灯泡能发出光来,下列措施可行的是( )
A.逐渐增大角速度ω
B.将自耦变压器的滑动触头P顺时针转过一适当的角度
C.将自耦变压器的滑动触头P逆时针转过一适当的角度
D.不断变换铜盘的转动方向
7.(2020江苏启东月考,)电风扇的挡位变换器电路如图所示,把它视为一个可调压的理想变压器,总匝数为2 400匝的原线圈输入电压u=2202 sin 100πt(V),挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240匝、600匝、1 200匝、2 400匝。电动机M的内阻r=8 Ω,额定电压为U=220 V,额定功率P=110 W。下列判断正确的是( )
A.该交变电源的频率为100 Hz
B.当选择3挡位后,电动机两端电压的最大值为110 V
C.当挡位由3变为2后,原线圈的电流变大
D.当选择挡位4后,电动机的输出功率为108 W
8.(2019山东烟台一模,)如图所示,一理想变压器原线圈与定值电阻R1、理想电流表A1一起接入电压有效值U不变的交流电源中,原线圈接入电路的匝数可通过调节滑动触头P进行改变,副线圈和变阻器R、定值电阻R2以及理想电流表A2连接在一起,下列说法正确的是( )
A.保持R不变,将P向上移动,则A1的示数变小,A2的示数变小
B.保持R不变,将P向下移动,电源输出的总功率变小
C.保持P的位置不动,增大R,则A1的示数减小,A2的示数减小
D.保持P的位置不动,增大R,则R的电功率变小,R1的电功率不变
9.(2020辽宁营口高中3月测试,)如图所示的理想变压器电路,变压器原、副线圈的匝数可通过滑动触头P1、P2控制,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,L为灯泡。当原线圈所接的交变电压U降低后,灯泡L的亮度变暗,欲使灯泡L恢复到原来的亮度,下列措施可能正确的是( )
A.仅将滑动触头P1缓慢地向上滑动
B.仅将滑动触头P2缓慢地向上滑动
C.仅将滑动变阻器的滑动触头P3缓慢地向下滑动
D.将滑动触头P2缓慢地向下滑动,同时P3缓慢地向下滑动
10.(2020天津河西高二下期末,)如图所示,理想变压器原、副线圈接有三个完全相同的灯泡,其额定电压均为U,且三个灯泡均能正常发光。下列说法中正确的是(深度解析)
A.原、副线圈匝数比为3∶1
B.原、副线圈匝数比为1∶3
C.AB端的输入电压为3U
D.AB端的输入电压为4U
11.(2020湖北十堰高二下期末,)如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1,a、b间接有电压瞬时值表达式为e=2202 sin 100πt(V)的正弦交变电流,灯泡L1、L2的额定功率相同且恰好都正常发光。该理想电压表的示数为( )
A.27.5 VB.44 VC.110 VD.220 V
12.(2020山东济南期末,)理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示,M、N端连接一个稳压交流电源,三个灯泡L1、L2和L3接入电路中发光,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,下列说法正确的是 ( )
A.灯泡L1变亮,L2变暗
B.灯泡L1、L2都变亮
C.灯泡L2、L3都变亮
D.电源输出功率减小
答案全解全析
第3节 科学探究:变压器
基础过关练
1.AD 变压器的原线圈接交流电源时,有交变电流流过,引起穿过原、副线圈的磁通量发生变化,在原、副线圈中都产生了感应电动势,所以变压器的工作原理是电磁感应,A项正确;有一种变压器叫自耦变压器,它只有一个线圈绕在铁芯上,但有三个抽头,可升压、也可降压,这种变压器的工作原理是自感,B项错误;若变压器的原线圈中接入稳恒直流电,副线圈中不可能出现持续的感应电动势,变压器不能持续正常工作,C项错误;在不超过变压器额定电压的前提下,当变压器的原线圈中接入交变电流时,变压器能持续正常工作,D项正确。
2.D 变压器能对交流电变压,不能对稳恒直流电变压,故A、B错误,由于电压与线圈匝数成正比,所以D选项中能实现升压。
3.ABC 理想变压器的特点是没有功率损耗和漏磁,而且单位时间内通过原、副线圈的磁通量是相等的,且原、副线圈的变化周期是相等的,所以理想变压器原、副线圈两侧一定相同的物理量是电流的频率、功率、磁通量的变化率,选项A、B、C正确,D错误。
方法技巧 变压器的变压原理是当线圈中通有交变电流时,在闭合铁芯中产生交变的磁通量,由于闭合铁芯中交变的磁通量处处相同,所以在线圈中产生的感应电动势与线圈的匝数成正比(这是由法拉第电磁感应定律所确定的)。同时解题时要记住在理想变压器中,原线圈、副线圈中的几个相等的物理量:Φ、ΔΦΔt、f、T、P。
4.A 由n1n2=U1U2,知n130=2206,所以n1=1 100匝,当U2'=30 V时,n1n2'=22030,所以n2'=150匝,故Δn2=n2'-n2=120匝,A正确。
5.B 由电压表的示数和电流表A1的示数可得原线圈输入功率P1=U1I1,P2=P1=I22R,所以电流表A2的示数为I2=U1I1R=220×0.244 A=1 A,C、D错误;原线圈和副线圈的匝数比n1n2=I2I1=51,A错误,B正确。
6.B 由理想变压器结构原理可知,原、副线圈功率相同,为避免导线过热,线圈中的电流越大,电阻应当越小,应当用越粗的导线,在降压变压器中,原线圈的匝数多于副线圈的匝数,即n1>n2,又I1I2=n2n1,所以I2>I1,说明通过电流大的线圈应是副线圈,导线相应要粗些,由图知,ab线较粗,故输入电压(220 V)应接cd两端,故正确答案为B。
7.AC 理想变压器原、副线圈匝数比一定时,原线圈中的电流由副线圈中的电流决定,副线圈中的电压由原线圈中的电压决定;功率关系为:负载用多少,原线圈端就输入多少。因此选项A、C正确,B、D错误。
8.D 由题图甲知,0.1 s和0.3 s时交流电压的瞬时值最大,该两个时刻穿过线圈的磁通量变化最快,则磁通量为零,选项A错误;由题图甲可知交流电压的周期T=0.4 s,ω=2πT=5π rad/s,选项B错误;交流电压有效值U1=Um2=10 V,在A、B端输入的电压有效值为10 V,由U2U1=n2n1可知,副线圈两端的电压U2=n2n1U1=2 V,选项C错误;副线圈中电流为I2=U2R=2 A,由I1I2=n2n1可知,原线圈中电流I1=I2n2n1=0.4 A,选项D正确。
9.A 由电压与匝数的关系U0∶U3=n0∶n3,解得U3=110 V,A项正确;当挡位由3变换到2时,输出电压减小,电动机的功率减小,B项错误;当选择挡位4时,电动机两端电压为额定电压,电动机达到额定功率,在额定功率的情况下,电动机的额定电流为I=PU=0.5 A,热功率Pr=I2r=1 W,输出功率为P-Pr=(110-1) W=109 W,D项错误;当选择挡位2时,电动机没有达到额定功率,热功率小于1 W,C项错误。
10.AD 根据U1U2=n1n2,有U1=n1n2U2=1001×220 V=22 000 V,故A项正确;题图甲是电压互感器,故B项错误;题图乙是电流互感器,电表是电流表,故C项错误;只有一个副线圈的变压器,电流比等于匝数的反比I1I2=n4n3,有I1=n4n3I2=101×10 A=100 A,故D项正确。
11.答案 (1)BC 低压交流电源 (2)增大 减小 控制变量法
解析 (1)题述器材在本实验中不用的是条形磁铁和直流电源,即B、C;本实验中还需用到的器材是低压交流电源。
(2)先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,因电压和匝数成正比,即U1U2=n1n2,则观察到副线圈两端的电压增大;然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压减小;题述“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是控制变量法。
12.答案 (1)ADF (2)A
解析 (1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,需要学生电源来提供低压交流电,同时还需要交流电压表来测量电压,还需要可拆变压器和导线,结合题目给定的器材,图A是变压器,B是直流电源,C是条形磁铁,D是学生电源,E是电压表,F是多用电表,可知选A、D、F。
(2)实验结束时,应先把电压表从电路中断开,否则在断开开关瞬间变压器原线圈两端会产生大电压烧毁电压表,故应先断开导线A,选项A正确,B、C、D错误。
13.答案 (1)ACE (2)nb 见解析
解析 (1)为了完成实验,需要使用交流电源,多用电表(交流电压挡);为了让变压效果明显需要含有闭合铁芯的原、副线圈,所以选A、C、E。
(2)原、副线圈两端的电压的理想值应满足U原=2U副或2U原=U副,但由于漏磁、涡流、线圈电阻等影响,所以副线圈测量电压应该小于理论值,即nb为连接电源的输入端,na为输出端。
14.答案 D
解析 根据变压器原理可得U1=n1n2U2=800400×6 V=12 V,由于实验时变压器可能有“漏磁”现象,则可拆变压器的输入电压有效值应选择15 V,选项D正确。
能力提升练
1.A 由于直导线AB做匀速运动,则AB切割磁感线产生的电流是恒定的,线圈产生的磁通量也是恒定的,所以不会引起副线圈的磁通量的变化,所以副线圈不会有感应电流产生,即电流表A2的读数为0,故选项A正确,B、C、D错误。
2.B 设原线圈的电压为U1,n2和n3对应的电压分别为U2、U3,根据变压器原理可得U2=U3=n3n1U1=16U1,由于L1的功率为P,则P=U12R,L3的功率为P'=U32R=136×U12R=136P,故A错误,B正确;根据变压器原理可得U1I1=U2I2+U3I3=2U2I2,解得I1I2=2U2U1=13,故C、D错误。
导师点睛 当有两个或两个以上的副线圈时,切记I1I2=n2n1不再适用,应当用输入功率等于输出功率去求解电流。
3.BD 三灯均正常发光,设流过灯泡的电流为I,则原线圈中电流为I,副线圈中电流为2I,则根据电流之比等于线圈匝数的反比可知,原、副线圈匝数之比为2∶1,故A错误;由题图可知,交流电的周期为T=0.02 s,则其频率为f=1T=10.02 Hz=50 Hz,因变压器不改变交流电的频率,故副线圈中交流电的频率也为50 Hz,故B正确;电流表的示数为有效值,每个灯泡的电流为I=PU=36 A=0.5 A,则电流表示数为I'=2I=1 A,故C错误;电压表的示数为变压器输入电压,交流电的有效值为Uab=18 V,则有U=Uab-UL1=18 V-6 V=12 V,故D正确。
4.CD 由题图乙可以知道交流电压最大值Um=362 V,有效值为36 V,即电压表的读数为36 V,故A错误;原、副线圈的匝数比为100∶1,所以变压器原、副线圈中的电流之比为1∶100,故B错误;输入电压不变,变压器的输出电压不变,Rt两端的电压Ut=U2Rt+R1Rt,Rt温度降低时,电阻增大,在串联电路中适当增大R1,可保持Rt两端的电压不变,故C正确;电压表的示数为输入电压的有效值,保持不变,输入电压不变,变压器的输出电压不变,Rt温度升高时,阻值减小,副线圈回路电流变大,电流表的示数变大,故D正确。
5.C 理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数比不变,所以副线圈的输出的电压也不变,故A错误;当S闭合后,两个灯泡并联,电路的电阻减小,副线圈的电流变大,所以通过电阻R的电流变大,等效电阻R两端的电压增大,故B错误;副线圈的电流变大,所以通过电阻R的电流变大,电压变大,那么并联部分的电压减小,所以通过灯泡L1的电流减小,故C正确;由于变压器的输入的功率和输出的功率相等,由于副线圈的电阻减小了,输出的功率变大了,所以原线圈的输入的功率也要变大,因为输入的电压不变,所以输入的电流要变大,故D错误。
6.AD 题图左边实际上是一个简单的发电机。当铜盘转动时,每一辐条(半径)均将切割磁感线产生感应电动势,电动势的大小与磁感应强度B、铜盘的半径R、铜盘转动的角速度ω有关。如果铜盘转动的角速度不变,则盘心与盘边有稳定的电压输出,此时,相当于自耦变压器原线圈A、B两端接了一个稳定的直流电源,故铁芯中没有变化的磁通量,自耦变压器副线圈C、D两端的输出电压为零,若逐渐增大角速度,小灯泡L有可能发出光来,故A对,B、C错;如果不断变换铜盘的转动方向,盘心与盘边的电势高低将不断发生变化,从而C、D两端有一定的电压输出,小灯泡L有可能发出光来,故D对。
7.D 根据原线圈输入电压的瞬时值表达式知:ω=100π,交变电源的频率f=ω2π=50 Hz,故A错误;当选择3挡位后,副线圈的匝数为1 200匝,根据电压与匝数成正比得220VU2=2 4001 200,解得U2=110 V,所以电动机两端电压的最大值为1102 V,故B错误;当挡位由3变为2后,根据电压与匝数成正比知,副线圈两端的电压减小,变压器的输出功率变小,输入功率变小,根据P1=U1I1知原线圈电流变小,故C错误;当选择挡位4后,副线圈匝数等于2 400匝,根据电压规律得到副线圈两端的电压有效值为220 V,电动机正常工作,流过电动机的电流I=PU=110220 A=0.5 A,电动机的发热功率P热=I2r=0.52×8 W=2 W,电动机的输出功率P出=110 W-2 W=108 W,故D正确。
8.D R不变,P向上滑动,原线圈匝数增大,副线圈电压减小,电流表A2读数变小,但电阻R1两端电压不变,电流表A1读数不变,故A错误;若R不变,P向下滑动,副线圈电压将增大,功率增大,电源的总功率增大,故B错误;P位置不动,副线圈电压不变,若R增大,副线圈负载电阻增大,故副线圈电流减小,A2的示数减小,R两端电压不变,电功率减小,但R1的电压不变,所以电流表A1读数不变,R1的电功率不变,故C错误,D正确。
9.B 原线圈所接的交变电压U降低后,原线圈两端电压U1减小,仅将滑动触头P1缓慢地向上滑动,则变压器原线圈匝数n1变多,根据U1∶U2=n1∶n2可知,副线圈两端电压U2减小,灯泡不可能恢复到原来的亮度,故A项错误;原线圈所接的交变电压U降低后,原线圈两端电压U1减小,仅将滑动触头P2缓慢地向上滑动,则变压器副线圈匝数n2变多,根据U1∶U2=n1∶n2可知,副线圈两端电压U2有可能与原来的电压相同,灯泡可能恢复到原来的亮度,故B项正确;原线圈所接的交变电压U降低后,原线圈两端电压U1减小,根据U1∶U2=n1∶n2可知,副线圈两端电压U2减小,滑动变阻器与灯泡并联后与R1串联,根据串联分压规律知,仅将滑动变阻器的滑动触头P3缓慢地向下滑动,滑动变阻器接入电路电阻减小,滑动变阻器与灯泡并联部分分得电压所占比例下降,灯泡两端电压一定减小,灯泡不可能恢复到原来的亮度,故C项错误;原线圈所接的交变电压U降低后,原线圈两端电压U1减小,将滑动触头P2缓慢地向下滑动,则变压器副线圈匝数n2变少,根据U1∶U2=n1∶n2可知,副线圈两端电压U2一定减小,滑动变阻器与灯泡并联后与R1串联,根据串联分压规律知,将滑动变阻器的滑动触头P3缓慢地向下滑动,滑动变阻器接入电路电阻减小,滑动变阻器与灯泡并联部分分得电压所占比例下降,灯泡两端电压一定减小,灯泡不可能恢复到原来的亮度,故D项错误。
10.C 设灯泡正常发光时,流过它的电流为I,则该变压器原线圈电流I1=I,副线圈中电流I2=2I,则原、副线圈匝数比n1n2=I2I1=2∶1,所以原线圈两端的电压为U1=n1n2U2=2U,则AB端输入电压为3U,选项A、B、D错误,C正确。
方法技巧 对于原线圈电路接有用电器的问题,电流与匝数成反比的规律成立,即I1I2=n2n1,电压与匝数成正比的规律也成立,但要注意此时U1U2=n1n2中U1指的是原线圈电压,而不是电源电压。
11.C 由理想变压器的电流关系可知,通过灯泡L1、L2的电流之比为I1I2=n2n1=14,由于灯泡L1、L2的额定功率相同且恰好都正常发光,故灯泡L1、L2两端的电压之比为UL1UL2=41,又由理想变压器的电压关系可知,变压器原、副线圈的电压之比为U1U2=n1n2=41,且U1+UL1=220 V,U2=UL2,解得U1=110 V,所以电压表的示数为110 V,选项C正确,A、B、D错误。
12.B 设MN两端稳压交流电源的电压有效值为U,原线圈两端的电压为U1,电流为I1,副线圈两端的电压为U2,电流为I2,原、副线圈的匝数比n1∶n2=k,灯泡的电阻都为R,根据欧姆定律,可得副线圈两端的电压为U2=I2(R+R并)(R并为灯泡L3和滑动变阻器并联后的总电阻),根据U1U2=n1n2=k,得原线圈两端的电压为U1=kU2=kI2(R+R并),根据I1I2=n2n1=1k,解得I1=1kI2,根据欧姆定律,可得L1两端的电压U1'=I1R=I2Rk,则稳压交流电源的电压为U=U1'+U1=I2Rk+k(R+R并),当滑动变阻器的滑片P向上移动时,其电阻减小,则R并电阻减小,所以总电阻减小,而稳压交流电源的电压U不变,所以电流I2变大,则L2变亮,原线圈的电流I1=1kI2也增大,所以L1变亮,其两端的电压变大,所以原线圈两端的电压减小,则副线圈两端的电压减小,而L2的电压变大,所以L3与滑动变阻器并联部分的电压减小,所以L3变暗,选项B正确,A、C错误;因为原线圈的电流增大,稳压交流电源的电压不变,根据P=UI1,可知电源输出功率增大,选项D错误。
Ua/V
1.80
2.80
3.80
4.90
Ub/V
4.00
6.01
8.02
9.98