2023版新教材高中物理第3章交变电流专项2变压器两端电路的动态分析课时作业新人教版选择性必修第二册

专项2变压器两端电路的动态分析1．如图，是某风力发电节能路灯的电路简化图．风速为v时，交流发电机的电动势表达式为e＝2v·sinωt，能感应风速大小的调节器(不消耗副线圈电路的电能)可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，下列说法正确的是()A．风速变大时，流过灯泡的电流变大B．风速变大时，滑片P将向上移动C．风速变大时，变压器的输入电压变大D．风速变大时，变压器的输出电压变大2．(多选)如图所示，是通过变压器给用户供电的示意图，变压器的输入电压是电网电压，基本稳定，输出电压通过输电线输送给用户．输电线的电阻用R0表示，用变阻器的电阻R表示用户用电器的总电阻，当变阻器的滑动触头P向上移动时，以下说法正确的是()A．相当于增加用电器的个数B．V1的示数随V2示数的增大而增大C．A1的示数随A2示数的减小而减小D．变压器的输入功率减小3．理想变压器的原线圈连接电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，在副线圈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，如图所示．下列情况可能出现的是()A.若Q位置不变，将P向上滑动，U′变大B．若Q位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变大C．若P位置不变，将Q向上滑动，电流表的读数变大D．若P位置不变，将Q向上滑动，变压器的输入功率不变4．如图所示，理想变压器的原线圈电压不变，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是()A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压减小C．通过灯泡L1的电流增大D．原线圈中的电流增大5．理想变压器的原线圈的电压不变，副线圈匝数可调，R0为输电线电阻．滑动触头P处于如图所示位置时，用户的用电器恰好正常工作．当用电器增多时，下列说法正确的是()A．原线圈中的电流减小B．副线圈两端的电压减小C．用电器增多时，只需使滑动触头P向上滑，用电器仍能正常工作D．用电器增多时，只需减小电源的输出电压，用电器仍能正常工作6．如图所示，小型发电机的矩形线圈(电阻不计)在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，通过电刷与副线圈匝数可调的理想变压器相连，副线圈上接有定值电阻R1、滑动变阻器R2和理想电压表．下列措施可以增大电压表示数的是()A．增大线圈转动的周期B．减小磁场的磁感应强度C．向上移动副线圈的滑片P2D．向右移动滑动变阻器的滑片P17．(多选)如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，原、副线圈匝数之比为10∶1，副线圈电路中R0为定值电阻，R是光敏电阻(其阻值随光照强度的增大而减小)，图中电表均为理想电表．下列说法正确的是()A．变压器输出电压的频率为50HzB．电压表V2的示数为22eq\r(2)VC．照射R的光变强时，灯泡L变暗D．照射R的光变强时，电压表V1、电流表A1的示数都不变8．如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻．在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中()A．电流表A1示数减小B．电流表A2示数增大C.原线圈输入功率先增大后减小D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大9．(多选)如图所示为一理想变压器，原线圈接有电压为U1的稳压交流电，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器R的滑片，则()A．开关K合在a处，滑片P上滑时，原线圈中的电流将减小B．开关K合在b处，滑片P下滑时，变压器输入功率将减小C．保持滑片P的位置不变，开关K由b合到a时，R消耗的功率将减小D．保持滑片P的位置不变，开关K由a合到b时，原线圈中的电流将减小10．(多选)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座．变电站起变换电压作用的设备是变压器．如图所示，理想变压器原线圈输入交流电压u＝220eq\r(2)sin(100πt)V，电压表、电流表都为理想电表．则下列判断正确的是()A．输入电压有效值为220V，电流频率为50HzB．S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大C．S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处改接到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小[答题区]题号12345答案题号678910答案专项2变压器两端电路的动态分析1．答案：C解析：调节器可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，所以风速变大时，流过灯泡的电流不变，变压器的输出电压不变，故AD错误；由题意知e＝2v·sinωt，所以风速变大时，交流发电机的电动势变大，则变压器的输入电压变大，故C正确；由变压器原副线圈电压与匝数关系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，输入电压U1增大，输出电压U2不变，原线圈匝数n1不变时，n2应减小，则滑片P向下移动，故B错误．故选C.2．答案：CD解析：当变阻器的滑动触头P向上移动时，用电器的总电阻增大，相当于并联的用电器数目减少，则输出功率减小，故变压器的输入功率减小，由于电网电压u不变，所以两个电压表的示数不变，故选项A、B错误，D正确；由于变压器的输出功率决定输入功率，输出功率减小，所以A1的示数随A2示数的减小而减小，故选项C正确．3．答案：C解析：当理想变压器的输入电压U，以及原、副线圈的匝数比不变时，副线圈两端的电压也不变，A项错误；由P出＝eq\f(U′2,R＋R0)知R增大时，输出功率减小，又由P入＝P出得原线圈中的电流表读数要减小，B项错误；Q向上滑动时，U′增大，而负载电阻不变，则输出功率要增大，即输入功率也要增大，原线圈中的电流就要增大，C项正确，D项错误．4．答案：D解析：输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知副线圈两端M、N的输出电压不变，A错误；当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，B、C错误；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，D正确．5．答案：C解析：原线圈两端电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈两端电压不变，故B错误；当用电器增加时，总电阻减小，副线圈中电流增大，根据原、副线圈电流之比等于匝数的反比可知，原线圈中电流也增大，故A错误；通过R0的电流增大，R0分得的电压也增大，要使用电器仍能正常工作，应增大副线圈两端电压，而原线圈两端电压不变，故应使滑动触头P向上滑动，增加副线圈匝数，C正确；若减小电源的输出电压，在匝数比不变的情况下，副线圈两端电压减小，则用电器不能正常工作，故D错误．6．答案：C解析：根据感应电动势计算公式可知，增大线圈转动的周期，线圈产生的感应电动势减小，则副线圈两端的电压减小，通过定值电阻的电流减小，电压表的示数减小，故A错误；根据感应电动势计算公式可知，减小磁场的磁感应强度，线圈产生的感应电动势减小，则副线圈两端的电压减小，通过定值电阻的电流减小，电压表的示数减小，故B错误；向上移动副线圈的滑片P2，n2增大，则副线圈两端的电压增大，通过定值电阻的电流增大，电压表的示数增大，故C正确；向右移动滑动变阻器的滑片P1，滑动变阻器接入电路的阻值增大，通过定值电阻的电流减小，电压表的示数减小，故D错误．7．答案：AC解析：原线圈接正弦式交流电，由题知角速度ω＝100πrad/s，所以f＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，故A正确；由表达式知输入电压有效值为220V，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，副线圈电压有效值即电压表V2的示数为22V，故B错误；光敏电阻R受到的光照增强时，阻值减小，但不会影响变压器的输入电压及输出电压，则副线圈电路总电流变大，原线圈电流也变大，定值电阻分压增大，灯泡两端电压减小，灯泡变暗，故C正确，D错误．8．答案：A解析：由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得I2＝eq\f(U2,R副)可知副线圈的电流逐渐减小，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确，B错误；原线圈的输入功率为P入＝U1I1由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C错误；由于副线圈的电流逐渐减小，则定值电阻与变阻器右半部分并联的总电流减小，又与定值电阻并联的变阻器右半部分的电阻值减小，则由并联分流规律可知，流过定值电阻的电流逐渐减小，则由公式PR＝I2R可知，定值电阻R消耗的电功率逐渐减小，故D错误．故选A.9．答案：AC解析：开关K合在a处，滑片P上滑时，副线圈回路中的电阻增大，电流减小，由原线圈与副线圈电流的关系，可知原线圈中的电流也将减小，A正确；开关K合在b处，滑片P下滑时，副线圈回路中的电阻减小，电流变大，而电压不变，所以输出功率将变大，由于输入功率等于输出功率，所以变压器输入功率将增大，B错误；保持滑片P的位置不变，开关K由b合到a时，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，可知副线圈两端的电压将减小，所以R消耗的功率将减小，C正确；保持滑片P的位置不变，开关K由a合到b时，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)可知，U2增大，故I2增大，又eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)，可知原线圈中的电流将增大，D错误．10．答案：AD解析：输入电压的有效值为U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，由瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100πrad/s，电流频率为f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，故A正确；S接到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由eq\f(U1,U2)＝eq\f