高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流第三节 变压器综合训练题

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1．C [通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，故A错误；因理想变压器无漏磁，原、副线圈的磁通量总相等，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为副线圈的电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故D错误。]
2．AB [变压器的原理是原线圈的电流发生变化，从而引起副线圈中磁通量变化，产生感应电动势，故A正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能输送到副线圈电路中，故B正确，C、D错误。]
3．解析：(1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要的器材是低压交流电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，故选BEG。
(2)变压器是为了改变电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A正确；实验通电时，若用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，就将人体并联入电路中，会导致所测数据不准确，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。
(3)根据电压比公式U1U2＝n1n2，保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，减小原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大。
答案：(1)BEG (2)A (3)增大
4．解析：(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P＝UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R＝ρlS知，副线圈引线要粗，故a、d接6 V。
(2)根据变压器工作原理知UaUb＝NaNb，若理想变压器接6 V的线圈匝数是300匝，则接220 V的线圈匝数是11 000匝。
(3)根据变压器工作原理知UaUb＝NaNb，本题采用的是降压变压器，所以接电源的应该是匝数多的线圈，所以接电源的是Nb。
答案：(1)6 V (2)11 000 (3)Nb
5．AC [根据U1U2＝n1n2可知，增加原线圈的匝数，副线圈两端电压减小，则灯泡会变暗，故A正确，B错误；将一定值电阻与灯泡并联时，根据电压匝数关系，副线圈两端电压不变，灯泡两端电压不变，则灯泡亮度不变，故C正确，D错误。]
6．B [交流电的周期为0.2 s，频率f＝1T＝5 Hz，A错误；根据变压器原、副线圈的电压规律可知U1U2＝n1n2，由于原线圈的电压最大值为0.05 V，故副线圈的电压最大值为3 V，B正确；变压器的输入电压由螺线管与永磁铁相对运动产生，故输入电压与永磁铁的磁场强弱有关，C错误；理想变压器的输入功率等于输出功率，D错误。]
7．B [根据ω＝2πn可知，转速变为原来的12，则角速度变为原来的12，根据Em＝nBSω可知电动机产生的最大电动势变为原来的12，根据U＝Em2可知发电机的输出电压有效值变为原来的12，即原线圈的输出电压变为原来的12，根据n1n2＝U1U2可知副线圈的输入电压变为原来的12，即电压表示数变为原来的12，根据P＝U2R可知R消耗的电功率变为14P，A错误，B正确；副线圈中的电流为I2＝12UR，即变为原来的12，根据n1n2＝I2I1可知原线圈中的电流也变为原来的12，C错误；转速减小为原来的12，则频率变为原来的12，D错误。]
8．AC [根据n1n2＝80%U1U2，可得接收线圈的输出电压约为U2＝8 V，故A正确；由于存在漏磁现象，电流比不再与匝数成反比，故B错误；变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确；由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误。]
9．解析：(1)由U1U2＝n1n2得U2＝110 V，
由欧姆定律得I2＝1.1 A，
再由I1I2＝n2n1得到I1＝0.55 A，故保险丝不会熔断。
(2)理想变压器的P出＝P入＝220×1.0 W＝220 W，得到R＝U22P出＝55 Ω。
答案：(1)不能 (2)55 Ω 220 W
B组 能力提升练
10．C [发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为f＝ω2π＝nz，B错误；线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为Em＝NBS·2π·nz，输出电压的有效值为E＝Em2＝2πNBSnz，A错误；变压器原、副线圈的匝数比为n1n2＝EU＝2πNBSnzU，C正确；发电机产生的瞬时电动势为e＝Emsin ωt＝2πNBSnz sin (2πnzt)，D错误。]
11．D [原线圈接正弦式交变电流，则副线圈中也是正弦式交变电流。由于L1与电阻相串联，而L2与电感器相串联，灯泡L1与L2的亮暗程度，取决于电感和电阻阻碍作用，本题未给条件，无法判断，故A错误；由变压器的变压比U1U2＝n1n2可知，副线圈两端的电压的最大值：U2m＝n2U1mn1＝13×362 V＝122 V，故D正确；电容器所带电量的最大值：Q＝CU2m＝10×10-6×122 C＝1.22×10-4 C，故B错误；电容器与二极管串联，含有电容的支路一次充电结束后就相当于断路，不存在周期，故C错误。]
12．AD [变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，由题图乙知，副线圈电压的最大值为20 V，根据电压与匝数成正比可得原线圈电压最大值为400 V，故A正确；由题图乙知交变电流的周期为0.02 s，故频率为周期的倒数，等于50 Hz，故B错误；电容器两板间的电压是变化的，故所带电量也是变化的，故C错误；R1电压的有效值为U1＝102 V，所以消耗电功率为P1＝U12R1＝20 W，故D正确。]
13．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U1U2＝n1n2得电压表示数为U2＝n2n1U1＝4402 200×220 V＝44 V。
电流表示数为I2＝U2R＝44100 A＝0.44 A。
P入＝P出＝U2I2＝44×0.44 W＝19.36 W。
效率η＝P出P入×100%＝100%。
答案：(1)0 0 (2)44 V 0.44 A 19.36 W 100%
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11
12
C
AB
AC
B
B
AC
C
D
AD