高中物理 第4章 远距离输电 第2节 变压器学业分层测评 鲁科版选修3-2

变压器(建议用时：45分钟)学业达标1(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为101，以下说法中正确的是()A穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是101B穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为101D正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为11【解析】对理想变压器，可以认为无磁通量损漏且忽略热损耗，因而穿过任意两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，所以电压与匝数成正比故A、C错误，B、D正确【答案】BD2对理想变压器可作出的判断是()A高压线圈匝数多、电流大、导线粗B低压线圈匝数少、电流小、导线细C高压线圈匝数多、电流大、导线细D低压线圈匝数少、电流大、导线粗【解析】由变压规律高压线圈匝数多，由变流规律，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D.【答案】D3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()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错误；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错误【答案】B4如图428所示为一台理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n1400匝，n2800 匝，如果连接导线的电阻忽略不计，那么可以确定() 【导学号：78870074】图428这是一台升压变压器副线圈两端电压是原线圈两端电压的一半通过副线圈的电流是通过原线圈电流的一半变压器输出电功率是输入电功率的一半ABCD【解析】由于n1n2，故为升压变压器，正确；，故式正确；由，错误；变压器输出电功率等于输入电功率，错误【答案】D5(多选)用理想变压器给电阻负载供电时，用下列哪些方法可以增大变压器的输入电流()A增加原线圈的匝数B增加副线圈的匝数C在副线圈上多并联些电阻D增加副线圈的负载【解析】原线圈的电压U1是不变的，所以当增加原线圈的匝数n1时，副线圈两端的电压U2一定减小，I2也一定减小，两线圈功率关系是P1P2，即U1I1U2I2，那么I1一定减小，所以A是错误的根据U1、n1不变，增大n2，则U2增大，对副线圈电路来说，U2相当于电源电动势，外电阻R不变，所以副线圈电流I2增大，而I2U2I1U1，U1不变，所以I1必增大，B对，当U1、U2、n1、n2不变，并联电阻增多，R减小，根据闭合电路欧姆定律，I2增大，同上面推导，I1必增大，C对，负载增多时，要知道是副线圈上所接的总电阻变小，从而副线圈中的电流增大，此时原线圈中电流也增大，D对【答案】BCD6如图429所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数比为31，接在副线圈上的三只灯泡正常发光，则对于串联在原线圈上的灯泡L() 【导学号：78870075】图429A比正常发光时的亮度更亮B也能正常发光C比正常发光时的亮度更暗D无法判断其亮度情况【解析】灯泡L的亮度如何，主要看灯泡L的功率多大，在本题中就是看通过灯泡L的电流如何变化设每只灯的额定电流为I0，因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光，所以副线圈中的电流I23I0，由得原线圈的电流I1I2I0，恰为灯泡L的额定电流，因此灯泡L也正常发光【答案】B7. (多选)如图4210所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R44 ，电流表A1的示数是0.20 A下列判断中正确的是() 【导学号：78870076】图4210A初级线圈和次级线圈的匝数比为21B初级线圈和次级线圈的匝数比为51C电流表A2的示数为1.0 AD电流表A2的示数为0.4 A【解析】设电流表A1示数为I1，电流表A2示数为I2，由变压器电压、电流与匝数关系得，即，解得I21.0 A，n1n251，B、C对，A、D错【答案】BC8钳形电流表的外形和结构如图4211甲所示图4211甲中电流表的读数为1.2 A图4211乙中用同一电缆线绕了3匝，则()图4211A这种电流表能测直流，图乙的读数为2.4 AB这种电流表能测交流，图乙的读数为0.4 AC这种电流表能测交流，图乙的读数为3.6 AD这种电流表既能测直流，又能测交流，图乙的读数为3.6 A【解析】钳形电流表利用了变压器的工作原理，因此钳形电流表只能测交流根据n1I1n2I2，可得图乙的读数应为3.6 A，故选项C正确【答案】C能力提升9(多选)(2014湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图4212所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则()图4212A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小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【解析】保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由知U2不变，当P向上滑动时，由I2知I2减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由知，U2增大，由I2知I2增大，故I1增大，C正确，D错误【答案】BC10图4213甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是() 【导学号：78870077】图4213A输入电压u的表达式u20sin(50t) VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大D若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W【解析】由题图知，Um20 V，T0.02 s，则100 rad/s，输入电压u20sin(100t) V，故A错；由变压器的变压规律知：，故U2 V4 V，由题中将S1接1、S2闭合时，灯泡L2正常发光可得，灯泡L2的额定电压为4 V，当只断开S2后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为L1、L2串联，故L1、L2均不能正常发光，B错；此时P出，副线圈负载R总增大，故P出减小，又P入P出，故原线圈的输入功率减小，C错误；当S1换接到2后，副线圈的负载仅是电阻R，故P W0.8 W，D正确【答案】D11.如图4214所示，理想变压器接在220 V的交流电源上，副线圈有A、B两组，已知A组线圈的匝数为30匝，接“6 V 4 ”的灯泡LA，B组接一盏规格为“10 V 24 W”的灯泡LB，两灯都正常发光，求原线圈的匝数及电流的大小图4214【解析】副线圈不是一组，每组线圈的电压跟匝数成正比，但是每组线圈的电流跟匝数不成反比，有P1PAPB，即I1U1IAUAIBUB.由，得n1nA30匝1 100匝又IAA1.5 A，即I1 A0.15 A.【答案】1 100匝0.15 A12理想变压器原线圈中输入电压U13 300 V，副线圈两端电压U2为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U2 V求：图4215(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I25 A则电流表A1的示数I1为多少？(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1为多少？ 【导学号：78870078】【解析】(1)由电压与变压器匝数的关系可得：U，则n11 650(匝)(2)当开关S断开时，有：U1I1U2I2，I1 A.(3)当开关S断开时，有：RL44 .当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R，有R22 ，副线圈中的总电流为I2，则I210 A由U1I1U2I2可知，I1 A.【答案】(1)1 650匝(2) A(3) A