新教材2023年秋高中物理第3章交变电流素养提升练7变压器的应用新人教版选择性必修第二册

素养提升练(七)变压器的应用一、选择题1．关于使用中的理想变压器，下面说法正确的是()A．当副线圈空载(断路)时，原线圈上的电压为零B．原线圈的输入电压，随着副线圈中输出的电流的增大而增大C．当原线圈的匝数增加时，副线圈的输出电压将增大D．若原线圈两端接电压恒定的直流电源，则副线圈的输出电压一定为零2．(多选)在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示，当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压基本稳定在220V。现发现输出电压高于220V，下列措施可行的是()A．P1不动，将P2向上移B．P2不动，将P1向上移C．P1向下移，将P2向上移D．P1向上移，将P2向下移3．(2022·江西师大附中高二阶段练习)交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接连到电压过高的电路。用变压器把高电压变成低电压再接到交流电压表上，这个问题就解决了，这样的变压器叫作电压互感器。还有另一种叫作电流互感器，可以用小量程的电流表测量大电流。下列图像中接线正确的是()ABCD4．(多选)(2022·河北衡水第二中学高二期中)如图所示，理想变压器原线圈接有效值保持不变的正弦交流电压，电压表和电流表均为理想交流电表，RT为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R0、R1为定值电阻，C为电容器，通电后随着RT温度升高，下列说法正确的是()A．变压器的输入功率增大B．A1表的示数增大，A2表的示数减小C．V1表的示数和V2表的示数都不变D．通过R1的电流始终为零5．(2022·广东高二阶段练习)如图甲为教室的挂扇，图乙为一种自耦调压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上。若在A、B端输入电压按u＝2202sin100πtV规律变化的交流电，在B、C间接风扇。下列表述正确的是()A．接入风扇的交流电频率为100HzB．触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为110VC．触头P顺时针旋转时，A、B间输入电流增大D．触头P顺时针旋转时，风扇的转速加快6．(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是()A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大7．如图所示a、b间接入正弦交流电，理想变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图，R2为热敏电阻，随着温度升高其电阻变小，所有电表均为理想电表，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻。当R2所在处出现火情时，以下说法正确的是()A．V1的示数减小，V2的示数减小B．V1的示数不变，V2的示数减小C．A1的示数增大，A2的示数增大D．A1的示数减小，A2的示数减小8．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶10，原线圈接通正弦交流电源，理想电压表V示数为22V，理想电流表A1示数为5A，副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表A2以及虚线框内的某用电器，电路处于正常工作状态，则下列说法正确的是()A．原、副线圈的电流频率之比为1∶10B．熔断器的熔断电流应该大于0.5AC．若虚线框内接入电容器，电容器的耐压值至少是220D．若虚线框内接入电动机且正常工作，可知电动机内阻为440Ω，电流表A2示数为0.5A9．如图所示，理想变压器原线圈的匝数n1＝1500匝，副线圈的匝数n2＝150匝，R0、R1、R2均为定值电阻，原线圈接u＝311sin(100πt)V的交流电源。起初开关S处于闭合状态。下列说法正确的是()A．电压表示数为22VB．当开关S断开后，电压表示数变小C．当开关S断开后，电流表示数变大D．当开关S断开后，变压器的输出功率减小10．(多选)(2022·吉林高二期末)如图所示，图中ab端所接交变电压u＝2202sin100πt(V)，L1、L2是规格为“20V10W”的灯泡，现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光，变压器为理想变压器。则()A．灯泡正常发光时的电阻为40ΩB．增大R连入电路的阻值，电压表示数将减小C．变压器原、副线圈匝数比为10∶1D．恰好能使两个灯泡均正常发光时电阻箱R的阻值为209二、非选择题11．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1∶n2＝3∶1，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6V6W”的相同灯泡。输入端交变电压u的图像如图乙所示。(1)求图甲中电压表的读数；(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。12．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3300V，副线圈两端电压U2为220V，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U＝2V。(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I2＝5A，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′等于多少？素养提升练(七)12345678910DBDDACBBDBBCDAC1．D[原线圈上的电压与副线圈是否有负载无关，取决于接入电源，故A错误；原线圈的输入电压与副线圈中输出的电流无关，故B错误；根据n1n2=U1U2，可知当原线圈的匝数增加时，副线圈的输出电压将减小，故C2．BD[当P1不动，将P2向上移时，副线圈的匝数增加，根据电压与匝数成正比可知，输出的电压将会增加，故A错误；当P2不动，将P1向上移时，原线圈的匝数增加，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会减小，故B正确；当P1向下移，同时P2向上移时，原线圈的匝数减小，副线圈的匝数增加，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会增加，故C错误；当P1向上移，同时P2向下移时，原线圈的匝数增加，副线圈的匝数减小，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会减小，故D正确。所以B、D正确，A、C错误。]3．D[电压互感器并联在电网上，且需要把一个高电压变成低电压，属于降压变压器，原线圈的匝数要大于副线圈的匝数，故A、B错误；电流互感器串联在电网上，且需要把一个大电流变成小电流，所以原线圈的匝数要小于副线圈的匝数，故C错误，D正确。故选D。]4．AC[根据变压器的原理，输入电压不变，输出电压也不变，即V1和V2的示数不发生变化，C正确；通电一段时间之后，温度升高，热敏电阻阻值减小，故输出电流增大，由此可知输入电流也增大，即A1和A2的示数都增大，B错误；根据P=UI可知，变压器的输入功率增大，A正确；根据电容器“通交隔直”的特点可知，R1有电流通过，即通过R1的电流不为零，D错误。故选AC。]5．B[由交流电源电压的表达式可知ω=2πT=100π，T=2πω=0.02s，则有交流电的频率为f=1T=10.02Hz=50Hz，自耦调压器不改变交流电的频率，所以接入风扇的交流电频率为50Hz，A错误；交流电源电压的有效值为U=Um2=22022V=220V，此电压加在线圈的A、B两端，所以触头P转到线圈中间位置时，风扇所加电压为110V，B正确；触头P顺时针旋转时，B、C间的线圈匝数减少，电压减小，给风扇所加电压减小，风扇电流减小，自耦调压器的输出功率减小，风扇的转速减慢；输入功率减小，输入电压有效值不变，A6．BD[当滑动变阻器R的滑片向下移动时，导致总电阻增大，由于输入电压U1不变，且原、副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，根据P=U2R，即灯L亮度不变，故A错误，B正确；当滑动变阻器R的滑片向上移动时，导致总电阻减小，由于输入电压U1不变，且原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，则有副线圈的总电流增大，变压器的输出功率变大，输入电流也变大，故C错误，D7．B[当R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈中总的电流增大了，所以电流表A1示数也要增加，由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3的电压变大，所以V2的示数要减小，即R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，所以B正确，A、C、D错误。]8．BC[理想变压器不改变交流电的频率，故原副线圈的电流频率之比为1∶1，A错误；根据公式I1I2=n2n1可得此时副线圈中的电流为I2=0.5A，用电器正常工作，所以熔断器的熔断电流应该大于0.5A，B正确；电容器的耐压值指的是交流电的瞬时值，根据公式U1U2=n1n2可得副线圈中的电压有效值为U2=220V，故副线圈中交流电的最大值为2209．D[原线圈中交流电的有效值U1=3112≈220V，根据n1n2=U1U2得：副线圈的输出电压U2≈22V，则电压表示数小于22V，A错误；当开关S断开后，总电阻增大，故副线圈中电流I2减小，根据P1=P2，即U2I2=U1I1，知电流表的示数I1减小，R0两端电压U0减小，R1两端电压U2-U0增大，即电压表的示数增大，变压器的输出功率P2=U2I2减小，综上10．AC[灯泡正常发光时的电阻为RL=U2PL=40Ω，故A正确；增大R连入电路的阻值，则副线圈所在电路的电流将减小，根据理想变压器原、副线圈之间的电流关系可知，原线圈中的电流将减小，则灯泡L1两端的电压将减小，电压表的示数则会增大，故B错误；灯泡正常发光时通过的电流为I=PLU=0.5A，变压器原线圈输入电压为U1=220V-20V=200V，副线圈输出电压为U2=20V，所以原、副线圈匝数比为n1∶n2=U1∶U2=10∶1，故C正确；由于变压器输入功率等于输出功率，即U1IL=PL+U22R，解得R=11．解析：(1)根据题图乙，可得原线圈电压的最大值Um=272V，其有效值为U1=27V根据n1∶n2=U1∶U2代入数据可得电压表的读数U2=9V。(2)设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2，为使副线圈接入的灯泡最多，则I1=3A根据I1I代入数据可得I2=9A，正常发光时每个