人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流3 变压器精品课后测评

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流3 变压器精品课后测评，共11页。试卷主要包含了几种常见的变压器，理想变压器的制约关系和动态分析，有多个副线圈的变压器等内容，欢迎下载使用。
专题二：变压器的综合问题 课中练一、几种常见的变压器课堂引入】1.自耦变压器图甲所示是自耦变压器的示意图。这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，A、B之间加上输入电压U1，移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2.2.互感器分类电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在待测电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的关系式＝I1n1＝I2n2    【例题】1. 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压。图甲中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么（　　）A. 由乙图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u＝36sin100πt（V）B. 当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大C. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小D. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大【例题】2. 如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V、电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为(　　)A. 2.2×103W B. 2.2×10－2W C. 2.2×108W D. 2.2×104W  二、理想变压器的制约关系和动态分析【课堂引入】1.电压、电流、功率的制约关系（1）电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输入电压U1决定输出电压U2，即U2＝。（2）功率制约：P出决定P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0，P入为0.（3）电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1＝（只有一个副线圈时）。2.对理想变压器进行动态分析的两种常见情况（1）原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P出→P入→I1.（2）负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.【例题】3. 理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，原线圈两端接在电压为U的交流电源上。则（　　）A. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小B. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
【课堂练习】4. 如图所示，T为理想变压器，电流表A、电压表V均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，L为电感线圈，A、B两点间接正弦交流电，则（　　）A. 只将滑片P1下移时，电流表A示数变小B. 只将滑片P2下移时，电压表V示数变大C. 只增大交流电的电压时，电流表A示数变大D. 只增大交流电的频率时，电压表V示数不变5. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是（　　）
A. 副线圈两端M、N的输出电压减小B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压减小C. 通过灯泡L1的电流增大D. 原线圈中的电流增大三、有多个副线圈的变压器课堂引入】1.只有S1或只有S2闭合，此时变压器实际上是只有一个副线圈的变压器，只闭合S1时，有＝，＝，P1＝P2；只闭合S2时，有＝，＝，P1＝P3. 2.S1、S2都闭合（1）电压关系：＝＝。（2）电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3.（3）功率关系：P1＝P2＋P3.【例题】 6. 如图所示，两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1:n2=3:1，则（　　）A. 图（a）中L1的功率为3PB. 图（a）中L1的功率为9PC. 图（b）中L1的功率为9PD. 图（b）中L1的功率为【课堂练习】7. 如图所示为理想变压器，原线圈的匝数为1 000 匝，两个副线圈的匝数n2＝50 匝、n3＝100 匝，L1是“6  V,2 W”的小灯泡，L2是“12 V,4 W”的小灯泡，当n1接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为(　　)A. AB. AC. AD. A 【课堂练习】8. 如图所示，理想变压器有三个线圈A、B、C，其中B、C的匝数分别为n2、n3，理想电压表的示数为U，理想电流表的示数为I，L1、L2是完全相同的灯泡，根据以上条件不能计算出的物理量是（忽略温度对电阻的影响）（　　）A. 线圈A的匝数B. 灯泡L2两端的电压C. 变压器的输入功率D. 通过灯泡L1的电流【例题】9. 如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为，接线柱a、b所接正弦交变电压u随时间t变化规律如图乙所示。变压器副线圈接有一火警报警系统，其中为定值电阻，为热敏电阻，其电阻随温度升高而增大。下列说法中正确的是（　　）A. 电压表示数为10VB. 此交变电源的频率为0.5HzC. 出现火警时，电流表示数增大D. 出现火警时，电压表示数增大    【课堂练习】10. 如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在交流电源上，副线圈中电阻变化时变压器输入电压不会有大的波动。R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V1和V2为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向下移动，则（　　） A. A1示数不变 B. A2示数变大C. V1示数变大 D. V2示数变小
参考答案1. C【解析】A．由甲可知，交流电电压最大值为，周期为0.02s，则表达式为A错误；B．变压器只能改变电流和电压，不能改变交流电的周期和频率，B错误；C．当滑片向下移动时，输出端电阻减小，则电流增大，故R1分压增大，并联部分电压减小，故R2两端的电压减小，电功率减小，C正确；D．当滑片向下移动时，输出端电阻减小，则电流增大，故R1分压增大，并联部分电压减小，电压表读数变小，R2上电流减小，电流表读数变大，D错误。故选C。2. C【解析】由图可知，甲并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比，故U=220×1000=220000V；乙串联在电路中是电流互感器，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，故电流I=10×100=1000A；则输电功率P=UI=2.2×105×1000=2.2×108W，故C正确，ABD错误．3. AC【解析】AB．在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定，因此保持Q的位置不动，变压器输出电压不变。将P向上滑动时，副线圈电路总电阻增大，则变压器输出电流减小，变压器输入电流也减小，电流表的读数变小，故A正确，B错误；CD．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器输出电压变大，变压器输出电流变大，变压器输出功率变大；变压器的输入功率等于输出功率，变压器输入电压不变，则变压器输入电流变大，电流表的读数变大，故C正确，D错误。故选AC。 4. AC【解析】A、只将滑片P1下移时，输出电压减小，输出功率减小，输入功率也减小，电流表A示数变小，A正确；B、只将滑片P2下移时，R3及其与R2的并联电阻减小，电压表V示数变小，B错误；C、只增大交流电的电压时，输出电压增大，输出功率增大，输入功率也增大，电流表A示数变大，C正确；D、只增大交流电的频率时，电感L的感抗增大，电压表V示数变大，D错误．故选AC．5. D【解析】A．输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由可知副线圈两端M、N的输出电压不变，A错误；BC．当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，BC错误；D．由可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，D正确。故选D。6. BD【解析】由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为2P。设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，则有根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输入电压均为3U，根据输入功率和输出功率相等解得所以图(a)中L1的功率为图(b)中L1的功率为故选BD。7. C【解析】由P入＝P出知，I1U1＝6W，又；所以，，故选C.8. A【解析】由题意知线圈B两端的电压为U，设线圈C两端的电压为UC，则所以即可以求得灯泡L2两端的电压，通过L2的电流为I，则可以求出L2的电阻和灯泡L2的功率；L2与L1的电阻相同，灯L1的两端的电压为U，所以可求出通过L1的电流和灯泡L1的功率，变压器总的输出功率等于灯泡L1的功率和灯泡L2的功率，它也等于变压器的输入功率；根据题意无法求出线圈A的匝数。故选A。 9. D【解析】A．由理想变压器中，有其中电压值为交流电的有效值则解出U2=10V但R1与R2共用10V，则R2两端电压小于10V，电压表测R2两端电压，故A错误；
B．由u-t图象，可知周期T=0.02s，其中解出电源频率为f=50Hz，故B错误；
CD．出现火警时，随温度升高，R2的阻值变大，R2两端分得的电压变大，电压表示数增大， 在U2与R1不变的情况下，I2变小，I2决定I1，则I1应变小，电流表示数应变小，故C错误，D正确。
故选D。10. B【解析】CD．V1示数等于变压器输入电压，不变；V2示数等于变压器次级电压，由初级电压和匝数比决定，则V2示数也不变，选项CD错误；AB．滑动变阻器的滑片向下滑动时，接入电阻减小，则次级电流增大，A2示数变大，根据可知，输入端电流变大，即A1示数变大；故B正确；ACD错误。故选B。