高中物理3.4 变压器为什么能改变电压课后测评

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3.4变压器为什么能改变电压基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．关于电和磁现象，以下说法中正确的是A．日光灯正常工作时，镇流器起着降压限流作用B．自感电动势的方向总是与原电流方向相反C．回旋加速器中的电场不仅使带电粒子加速还使带电粒子偏转D．变压器可以改变交流流电压也可以同时改变交流电的频率2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻，端电压。下列说法正确的是（　　）A．电流表的读数为B．电压表的读数为C．该交变电流的频率为D．该变压器输入功率为3．某小组探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系：可拆变压器如图所示，铁芯B可以安装在铁芯A上形成闭合铁芯。将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，匝数分别选择n1=800匝，n2=100匝，原线圈与16V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压U2=1V，输出电压测量值明显小于理论值，可能的原因是（　　）A．原线圈匝数n1少于800匝B．副线圈匝数n2多于100匝C．副线圈阻值较大D．铁芯B没有安装在铁芯A上4．如图所示，一交流发电机的线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原线圈接有理想电压表和电流表，副线圈接有定值电阻和灯泡，它们的阻值相等（设灯泡阻值不变），且均为R，当线圈由图示位置（磁场恰好与线圈平面垂直）以转速n匀速转运时，灯泡恰能正常发光，电流表示数为I，理想变压器原、副线圈的匝数比为k。下列选项中正确的是（　　）A．线圈在图示位置磁通量的变化率最大B．电压表示数为IRC．灯泡的额定功率为D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式5．如图所示为远距离输送交流电的示意图，变压器均为理想变压器。随着用户负载增多，发电机F达到额定功率时，降压变压器输出功率仍然不足，用户的用电器不能正常工作.那么，在发电机以额定功率工作的情况下，为了适当提高用户的用电功率，可采取的措施是（ ）A．适当增大输电线的电阻rB．适当提高C．适当提高的同时，降低D．适当降低的同时，提高6．如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为，输入功率为，输电线路总电阻，电动机内阻，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则（　　）A．该发电机的电流方向每秒钟改变100次，图示位置线圈的磁通量变化率为零B．电动机的机械功率为C．输电线路损失的电功率为D．升压变压器原、副线圈匝数之比为7．如图给出了利用电磁感应方式给手机无线充电的设备和原理图，下列说法正确的是（　　）A．手机接收线圈的工作原理是“电流的磁效应”B．将充电底座接到直流电源上不能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率不相同D．无线充电底座能对所有手机进行充电8．如图所示，P为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为4000，原线圈两端的瞬时电压为220sin50πt（V），电阻R1=200Ω，R2=300Ω，D为理想二极管，电容器的电容为2000μF，则下列说法中正确的是（　　）A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为0.22Wb/sB．滑动端P从b向a滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低C．滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈两端电压减小D．当滑动端P移动到ab的中点时，R2的电功率与R1的电功率之比为3︰29．如图所示，一个理想变压器的原线圈的匝数为50匝，副线圈的匝数为100匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨的间距为0.4m，导轨上垂直于导轨由一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻R1=5Ω，R2=15Ω，图中交流电压为理想电压表，导轨所在空间由垂直于导轨平面，磁感应强度大小为1T的匀强磁场，导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为v=5sin10πt（m/s），则下列说法中正确的是（     ）A．R1的功率为0.2WB．电压表的示数为4VC．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04Wb/sD．变压器常用的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了增大涡流，提高变压器的效率10．如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，原线圈输入交变电压u=311sin（）V。已知照明灯额定功率为44W，排气扇电动机内阻为1，电流表示数为2A，各用电器均正常工作，电表均为理想表。则（　　）A．电压表示数为62VB．变压器的输入功率为88WC．排气扇输出功率为44WD．保险丝熔断电流不得低于1A11．如图所示为一理想变压器，原线圈接在一输出电压为u=U0sint的交流电源两端。电路中R0为定值电阻，V1、V2为理想交流电压表，A1、A2为理想交流电流表，导线电阻不计。现使滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则下列说法中正确的是（　　）A．电流表A1与A2示数的比值将变小B．电压表V1与电流表A1示数的比值变小C．电压表V2与电流表A2示数的比值变大D．电流表A1的示数变化量一定小于电流表A2的示数变化量12．据某新闻媒体报道，受新冠疫情影响，近两个月我国居民的平均上网时间将近五小时，因此手机耗电特别大，如图为某快充手机充电器，设该充电器是一个理想变压器，已知它的原线圈匝数为220匝，副线圈匝数为9匝，将该充电器接在220V的交流电源上给一部手机充电，并测得充电器的输出电流为1A，则下列说法正确的是（       ）A．该充电器输出电压为18VB．该充电器的输入功率为18WC．该充电器输出功率为9WD．该充电器原线圈中的电流约为2.4A13．如图中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数之比为.变压器的原线圈接的电压u=100sin50πt（V），电压表为理想电表接在副线圈两端．则A．电压表的读数为10VB．电压表的读数100VC．电压表的读数约为10VD．电压表的读数与电阻R有关14．如图，理想变压器原线圈匝数为，接有一阻值为的电阻和理想交流电流表A．副线圈匝数为，接有阻值和的两个电阻。为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定，频率为50Hz。该变压器原、副线圈匝数比，当开关S断开时，电流表的示数为，则（　　）A．流经的交变电流的频率为100HzB．当开关S断开时，的电功率为C．当开关S闭合时，原线圈两端的电压增大D．当开关S闭合时，的电功率变为原来的16倍15．图甲所示为一发电机的原理图，发电机产生的交变电流接图乙中理想变压器的原线圈。已知变压器原、副线圈的匝数之比为22∶1，发电机输出电压u随时间t变化的规律如图丙所示，发电机线圈电阻忽略不计，则（　　） A．电阻两端电压的瞬时值表达式为u=10sin 50πt（V）B．电压表示数为10 VC．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，而电压表示数不变D．若仅使电阻R增加，则电流表示数不变二、填空题（共4题）16．一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经理想变压器T1升压后向远方输电，输电线路总电阻为R=1 kΩ，到目的地经理想变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V，60 W)，若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，发电机处于满负荷工作状态，则升压变压器的原副线圈匝数比为_________，正常发光的灯泡有______盏17．远距离输电时，为了减少输送过程中的热损耗，常采用_______输电（选填“高压”或“低压”）．从发电站输出的功率为220 kW，输电线的总电阻为5Ω．用11kV和110kV的电压输电，在输电线上损失的功率分别为__________W和________W．18．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=sin314t（V），则（1）当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为_________V；（2）当t=s时，c、d间的电压为______V；（3）单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数________，电流表示数________（填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表示数________，电流表示数________（填“变大”、“变小”或“不变”）。19．理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器．现有一个理想变压器、一个原线圈（匝数为n1）和一个副线圈（匝数为n2）。甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。（1）甲同学的猜想是U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是U1∶U2＝n2∶n1.你认为猜想合理的同学是________，你做出上述判断所依据的物理规律是_________。（2）为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究。为保证实验安全、有效地进行，应选用________电源。（3）在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用________量程进行试测，大致确定被测数据后，再先用适当的量程进行测量。三、综合题（共4题）20．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%.(1)当村民和村办小企业需要220 V电压时，求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，则村民和村办小企业得到的电压和功率各是多少？21．如图，某一理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1。将原线圈接入一电压为的交流电源，副线圈接一个的电阻。若，求：（1）该交流电的周期；（2）副线圈中电压表的读数；（3）原线圈中电流表的读数。22．如图所示，某发电机输出功率为30，输出电压，用原、副线圈匝数比的变压器升压后向远处用户供电，输电线的总电阻，用户端用一降压变压器把电压降为。（变压器均为理想变压器）求：（1）输电线上损失的电功率；（2）降压变压器的匝数比。23．如图为远距离输电的简化电路图，发电厂的输出电压恒定为U，两条输电线等效总电阻，在输电线与用户间连有一理想变压器，用户端连接阻值、的电阻，A为理想交流电流表。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为3I，求：（1）开关S断开和闭合时，在输电线上损失的电功率之比；（2）变压器原、副线圈匝数比。
参考答案：1．A2．A3．D4．C5．C6．C7．B8．D9．C10．B11．C12．C13．A14．D15．B16．     1∶50     6×10417．     高压     2000     2018．     22          不变     变小     变大     变大19．     甲     法拉第电磁感应定律     低压（一般低于12 V）交流     交流电压     最大20．(1)1∶3　72∶11　(2)320 V　5 760 W21．（1）0.02s；（2）110V；（3）5.5A22．（1）9000W ；（2）35:1123．（1）；（2）10