所属成套资源:2022-2023学年高二 物理 同步练习 单元和阶段检测 (人教版2019选择性选择性必修第二册)
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课时作业10—人教版高中物理选择性必修2
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册全册综合巩固练习,共7页。
课时作业10 变压器一、单项选择题1.如图,一理想变压器原、副线圈的匝数比为12;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220 V,额定功率为22 W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则( A )A.U=110 V,I=0.2 AB.U=110 V,I=0.05 AC.U=110 V,I=0.2 AD.U=110 V,I=0.2 A解析:在副线圈电路中,I2==0.1 A,再根据=,及=,得U1=110 V,I1=0.2 A,故B、C、D错,A正确. 2.一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n2=12,电源电压u=220sinωt(V),原线圈电路中接入一熔断电流I0=1 A的保险丝,副线圈中接入一可变电阻R,如图所示.为了使保险丝不致熔断,调节R时,其阻值最低不能小于( C )A.440 Ω B.440 ΩC.880 Ω D.880 Ω解析:当原线圈电流I1=I0时,副线圈中的电流为I2=I1=I0= A,副线圈的输出电压有效值为U2=U1==440 V,因此副线圈电路中负载电阻的最小值为Rmin==880 Ω.故选项C正确.3.理想变压器原、副线圈的匝数比为115,当原线圈接在6 V的蓄电池两端以后,副线圈的输出电压为( D )A.90 V B.0.4 VC.6 V D.0解析:由于蓄电池向外输出的是直流电,铁芯中磁通量不能发生变化,在副线圈中不能产生感应电动势,所以副线圈的输出电压为0.4.用理想变压器给负载电阻R供电,变压器输入电压一定时,在下列四个办法中,哪种可以使变压器输入功率增加( B )A.增加变压器原线圈匝数,而副线圈匝数及负载电阻R保持不变B.减小负载电阻的阻值,而变压器原、副线圈匝数不变C.增加负载电阻的阻值,而变压器原、副线圈匝数不变D.减少变压器副线圈匝数,而原线圈匝数和负载电阻保持不变解析:由=,当n1增加时,U2减小,P2=,P2减小,A错;U1、n1、n2不变,则U2不变,R减小时,P2=,P2增大,B正确;C与B相反,故C错误;当n1、U1不变,n2减小时,则U2减小,由P2=(R不变),P2会减小,D错.5.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( D )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.二、多项选择题6.正常工作的理想变压器的原、副线圈中,数值上不一定相等的是( BC )A.电流的频率 B.端电压的峰值C.电流的有效值 D.电功率解析:理想变压器正常工作时,原、副线圈的输入功率和输出功率相等,变压器不会改变原、副线圈的电流的频率;变压器会改变原、副线圈的端电压的峰值,有效电压,以及原、副线圈中的电流的有效值,故选项B、C正确.7.下列关于理想变压器的说法中,正确的是( AB )A.输入功率等于输出功率B.输送的电能经变压器先转化为磁场能,再转化为电能C.输送的电能经变压器先转化为电场能,再转化为电能D.输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去解析:变压器传输的是交变电流,当电流经过原线圈时,在铁芯中产生变化的磁场,即电能转化为磁场能.此变化的磁场在副线圈中产生感应电动势.若线圈闭合,则产生感应电流,磁场能又转化为电能.8.在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上.当通以交变电流时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂.已知线圈1、2的匝数之比n1n2=21.在不接负载的情况下( BD )A.当线圈1输入电压220 V时,线圈2输出电压为110 VB.当线圈1输入电压220 V时,线圈2输出电压为55 VC.当线圈2输入电压110 V时,线圈1输出电压为220 VD.当线圈2输入电压110 V时,线圈1输出电压为110 V解析:因为理想变压器原、副线圈电压之比(U1/U2)等于线圈中产生的感应电动势之比(E1/E2),每个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈,所以当从线圈1输入电压U1=220 V时,由====×=,U2=U1=×220 V=55 V.当从线圈2输入电压U2=110 V时,同理得:==×=1,U1=U2=110 V.三、非选择题9.一台理想变压器,其原线圈的匝数为2 200匝,副线圈的匝数为440匝,副线圈中接入一个100 Ω的负载电阻,如图所示.(1)当原线圈接在44 V直流电源上时,电压表示数为多大?电流表示数为多大?(2)当原线圈接在220 V交流电源上时,电压表示数为多大?电流表示数为多大?此时输入功率为多少?变压器效率为多大?答案:(1)0 0 (2)44 V 0.44 A 19.36 W 100%解析:(1)原线圈接在直流电源上时,由于原线圈中的电流恒定,所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化,副线圈两端不产生感应电动势,故电压表示数为零,电流表示数也为零.(2)由=得电压表示数为U2=U1=×220 V=44 V,电流表示数为I2== A=0.44 A,P入=P出=I2U2=0.44×44 W=19.36 W,效率η=×100%=100%.10.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=21,L1是“100 V,40 W”的灯泡,L2和L3均为“220 V,100 W”的灯泡,当L1正常发光时,求变压器的输入功率.答案:155 W解析:灯泡中只有L1正常发光,L2、L3不一定正常发光I1==0.4 A.由理想变压器电流关系,得n1I1=n2I2(I2为副线圈中总电流),I2=0.8 A,副线圈中R=242 Ω,U2=I2·R=193.6 V.U1=·U2=387.2 V.P入=U1I1=387.2×0.4 W≈155 W.11.如图甲所示为一理想变压器,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图象如图乙所示.若只在ce间接一只Rce=400 Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(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400 Ω电阻时,原线圈中的电流I1;(3)求ce和de间线圈的匝数比.答案:(1)uab=400sin200πt V (2)0.28 A(或 A)(3)43解析:(1)由图乙知T=0.01 s,ω=200 π rad/s.电压瞬时值uab=400sin200πt V.(2)电压有效值U1=200 V,理想变压器P1=P2,原线圈中的电流I1=,解得I1≈0.28 A(或 A).(3)设ab间匝数为n1,=,同理=.由题意知=,解得=.代入数据得=.
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