【同步】高中物理鲁科版(2019)选择性必修2：第3章第3节科学探究变压器分层作业课件

第3章第3节科学探究:变压器1234567891011A级必备知识基础练1.将输入电压为220V、输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的变压器,副线圈原来是30匝,原线圈匝数不变,则副线圈新增匝数为(

)A.120 B.150

C.180 D.220A12345678910112.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=5∶1,副线圈中接一线圈内阻为10Ω的电动机,电压表和电流表均为理想交流电表,当原线圈接上如图乙所示的正弦交流电时,电流表A2的示数为1A,则下列说法正确的是(

)A.交变电流的频率为50HzB.电动机的输出功率为10WC.电流表A1的示数为5AD.电压表的示数为220VAD123456789101112345678910113.

一理想自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈,在c、d间接定值电阻R。在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(

)A.U2>U1,U2降低B.U2>U1,U2升高C.变压器输入功率增大D.变压器输入功率减小D1234567891011解析

根据变压器的电压关系有

,当滑动触头M顺时针转动时,即n2减小时,电压U2应该减小,即降低,由于n2<n1,所以U2<U1,故A、B错误;由于电压U2减小,所以定值电阻上的电压减小,则定值电阻消耗的电功率减小,由于是理想变压器,所以变压器的输入功率也减小,故C错误,D正确。12345678910114.

如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,原、副线圈两端的电压分别为U1、U2,通过原、副线圈中的电流分别为I1、I2。若保持n1、n2和U1不变,且闭合开关S后两灯泡均能发光。将开关S由闭合变为断开,则(

)A.U2增大

B.I1减小C.I2增大

D.变压器的输入功率增大B1234567891011解析

根据

可知U2不变,选项A错误;将开关S由闭合变为断开,则次级电阻变大,次级电流I2减小,则初级电流I1减小,选项B正确,C错误;变压器的输出功率P2=I2U2减小,则输入功率减小,选项D错误。12345678910115.(2022山东卷)如图所示的变压器,输入电压为220V,可输出12V、18V、30V电压,匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u=Umcos100πtV。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表,电压表的示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在BC两端时,功率为12W。下列说法正确的是(

)A.n1为1100,Um为220VB.BC间线圈匝数为120,流过R的电流为1.4AC.若将R接在AB两端,R两端的电压为18V,频率为100HzD.若将R接在AC两端,流过R的电流为2.5A,周期为0.02sD123456789101112345678910116.(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,变压器的输入电流减小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大BD1234567891011解析

由于理想变压器输入电压不变,则副线圈电压U2不变,滑片P滑动时,对灯泡电压没有影响,故灯泡亮度不变,则选项A错误;滑片P下滑,电阻变大,但副线圈电压由原线圈电压决定,则副线圈电压不变,故选项B正确;滑片P上滑,电阻减小,电流I2增大,则原线圈输入电流I1也增大,故选项C错误;此时变压器输出功率P2=U2I2将变大,故选项D正确。12345678910117.(2023河北邯郸大名县第一中学月考)某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。(1)实验中使用的电源应为

。

A.低压直流电源 B.高压直流电源C.低压交流电源 D.高压交流电源(2)该同学把电源接在原线圈两端,调节电源使输出电压为30V,用多用电表测得副线圈两端的电压为7.5V,若将实验中使用的变压器视为理想变压器,则原、副线圈的匝数比为

。

(3)实验中由于变压器的铜损和铁损,原线圈与副线圈的电压之比一般

(选填“大于”“小于”或“等于”)原线圈与副线圈的匝数之比。

C4∶1大于1234567891011解析

(1)变压器工作原理为互感现象,故应选用交流电源,为确保安全应选用低压,所以实验中使用的电源应为低压交流电源。(2)若将实验中使用的变压器视为理想变压器,则原、副线圈的匝数比为

1234567891011B级关键能力提升练8.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L1、L2、L3,输电线的等效电阻为R,原线圈接有一个理想电流表,开始时,开关S接通,当S断开时,以下说法正确的是(

)A.等效电阻R上消耗的功率变小B.原线圈两端间的输入电压减小C.原线圈中电流表示数减小D.灯泡L1、L2变暗AC1234567891011解析

电流表是理想的电流表,所以原线圈两端输入电压不变,当S断开后,副线圈上的总电阻增大,电流减小,根据P=I2R知等效电阻R上消耗的功率变小,A正确,B错误;当S断开后,副线圈上的总电阻增大,电流减小,根据变压器原副线圈电流关系:n1I1=n2I2,可知输入电流也减小,C正确;由于电流减小,输电线上电压损失减小,总的输出电压不变,所以灯泡L1和L2两端电压增大,变亮,D错误。12345678910119.(多选)在如图甲所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10Ω,R3=20Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是(

)甲

乙A.所用交变电流的频率为50HzB.电压表的示数为100VC.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0WAD1234567891011123456789101110.一理想变压器如图甲所示,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的uab-t图像如图乙所示。若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式。(2)求只在ce间接400Ω电阻时,原线圈中的电流I1。(3)求ce和de间线圈的匝数比

。1234567891011解析

(1)由题图乙知ω=

rad/s=200π

rad/s,电压瞬时值uab=400sin200πt

V。

123456789101111.如图所示,理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,交流电源电压u1=311sin100πtV,F为熔断电流为I0=1.0A的保险丝,负载为一可变电阻。(1)当电阻R=100Ω时,保险丝能否被熔断?(2)要使保险丝不被熔断,电阻R的阻值应不小于多少?变压器输出的电功率不能超过多少?12345678910111234567891011(2