高中物理5.4《变压器》课时跟踪训练 （新人教版选修3-2）

111江苏省新沂市王楼中学高中物理选修3-25.4 变压器课时跟踪训练(时间30分钟，满分60分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1理想降压变压器的原线圈接电流表A1和电阻R1后，接6 V恒定直流电源，如图1所示，当副线圈的负载电阻R2变小时，以下说法正确的是()A输出功率增大BA2读数增大CA1读数增大DA1读数不为零，且保持不变解析：根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此本题变压器原线圈接在6 V恒定电流电源上，副线圈上无电压，无输出功率，无读数，由于原线圈构成直流通路，故有恒定读数，本题选项D正确。答案：D2如图2所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数为12 mA，那么安培表A2的读数为()图2A0B3 mAC48 mA D与R大小有关解析：导线AB切割磁感线产生的感应电动势为E感Blv。由于B、l、v三个量均不变，故感应电动势为一定值，原线圈中电流恒为12 mA，变压器原、副线圈中无法发生互感现象，副线圈输出电压应为零，故安培表A2的读数为0。答案：A3一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图3甲所示，副线圈所接电路如图3乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是()图3A副线圈输出电压的频率为50 HzB副线圈输出电压的有效值为31 VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输出功率增加解析：由图像可知原线圈输入电压的最大值：Um311 V，T2102 s，则原线圈输入电压的有效值：U1220 V，f50 Hz，选项A正确。由可得：U2U122 V，B错误。P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，C错误。P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，D正确。答案：AD4为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图4所示。当开关S闭合后()图4AA1示数变大，A1与A2示数的比值不变BA1示数变大，A1与A2示数的比值变大CV2示数变小，V1与V2示数的比值变大DV2示数不变，V1与V2示数的比值不变解析：电源电压有效值不变，所以V1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比，匝数之比不变，故V2示数不变，V1与V2示数的比值也不变，所以C错误，D正确；当开关S闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变，所以副线圈电路中的电流增大，A2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变，A1与A2示数的比值不变，所以A正确，B错误。答案：AD5如图5所示为理想变压器，原线圈的匝数为1 000匝，两个副线圈的匝数分别为50匝和100匝，L1是“6 V，2 W”的小灯泡，L2是“12 V，4 W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流为() 图5A. AB. AC. A D. A解析：原线圈上电压为U1U2206 V120 V。副线圈上总的输出功率为P出PL1PL22 W4 W6 W。故原线圈上输入功率P入P出6 W，原线圈上电流I1 A。答案：C6一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R。设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2，当R增大时()AI1减小，P1增大BI1减小，P1减小CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大解析：当R增大时，副线圈中的电流I2，则I2减小；功率P2，则P2减小，又因为P1P2，则P1减小，I1减小，所以选项B正确。答案：B7某变压器原、副线圈匝数比为559，原线圈所接电源电压按如图6所示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是()图6A输出电压的最大值为36 VB原、副线圈中电流之比为559C变压器输入、输出功率之比为559D交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz解析：由得，输出电压的最大值为36 V，A选项错误；原、副线圈中电流之比，故B选项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等，C错误；由图像易知D选项正确。答案：D8(2012新课标卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图7 图7所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A解析：对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I1 A9.1 A，负载两端电压即为副线圈电压，由，即，可得U2380 V，故B对。答案：B二、非选择题(本题共2小题，每小题10分，共20分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9.变压器副线圈电路中有电阻R7.26 ，消耗功率为6 W。另有一匝线圈接有电压表，读数U050 mV。原线圈两端电压为u311sin 100t V。求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率的表达式(如图8所示)。图8解析：由题中条件可知该变压器每匝线圈感应电压有效值为50 mV。由P2可得U26.6 V，即可得n2匝132匝。由原线圈上电压表达式可知交流电压U1的有效值为U1220 V，再由得原线圈匝数n14 400匝。铁芯内磁通量的变化率即单匝线圈的感应电动势，其最大值为0.05 V，表达式为0.05 sin 100t Wb/s。答案：4 400匝132匝0.05 sin 100tWb/s10如图9所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为1.80104V的霓虹灯供电，使它正常发光。为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断。图9(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，则U1I1U2I2。当I212 mA时，I1即为熔断电流，I1I20.98 A。(2)当副线圈电流为I210 mA时，变压器的输入功率为P1，所以P1P2I2U2180 W。答案：(1)0.98 A(2)180 W111