2024-2025学年高中物理第五章第4节变压器课后达标能力提升练习含解析新人教版选修3-2

PAGE5-变压器(建议用时：40分钟)【A组基础巩固】1．(多选)志向变压器正常工作时，原、副线圈中肯定相同的物理量是()A．每匝线圈中磁通量的变更率B．交变电流的频率C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率D．原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势解析：选ABC.志向变压器，变更电压、电流，不变更频率、功率和磁通量及磁通量变更率．2．(2024·衡阳八中高二期末)下列各图是变压器电路图，可以将电压上升供应电灯的变压器是()解析：选B.变压器的原理是电磁感应，不能用来变更直流电的电压，故A、C两项错误；B图变压器原副线圈的匝数关系是n1＜n2，依据U1∶U2＝n1∶n2可得U1＜U2，此变压器将电压上升了，故B项正确；D图变压器原副线圈的匝数关系是n1＞n2，依据U1∶U2＝n1∶n2可得U1＞U2，此变压器将电压降低了，故D项错误．3．(多选)(2024·云南曲靖高二期末)志向变压器原、副线圈匝数比为10∶1，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10∶1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变更率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1解析：选BD.对于志向变压器，认为无磁通量损失，因而穿过两个线圈每一匝的磁通量相同、磁通量的变更率相同，每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比．志向变压器没有能量损失，输入功率等于输出功率，综上分析B、D正确．4．(2024·北京师大附中高二期中)为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图，保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可变更输出电压．某次检测得到用户电压u2随时间t变更的曲线如图乙所示，以下正确的是()A．u2＝380sin100πtVB．u2＝190sin50πtVC．为运用户电压稳定在220V，应将P适当下移D．为运用户电压稳定在220V，应将P适当上移解析：选D.由于用户电压u2随时间t变更的曲线周期为0.02s，所以u2＝190eq\r(2)sin100πtV，故A、B错误；为运用户电压稳定在220V，应减小变压器原线圈匝数，应将P适当上移，故C错误，D正确．5．(多选)如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，则()A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22000VB．甲图是电流互感器，输电电流是100AC．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000VD．乙图是电流互感器，输电电流是100A解析：选AD.依据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，有U1＝eq\f(n1,n2)U2＝eq\f(100,1)×220V＝22000V，故A正确；题图甲是电压互感器，故B错误；题图乙是电流互感器，电表是电流表，故C错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n4,n3)，有I1＝eq\f(n4,n3)I2＝eq\f(10,1)×10A＝100A，故D正确．6．(多选)(2024·乌鲁木齐高二期末)如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动时，通过滑动触头P上下移动时可变更输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置起先计时，下列推断正确的是()A．当变压器的变压比为n时，电流表测得的是电流最大值，其值为eq\f(NBSω,nR)B．感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωsinωtC．P向上移动时，电流表示数变大D．P向上移动时，电流表示数变小解析：选BD.电流表测得的是电流的有效值，故A错误；从中性面时起先计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωsinωt，故B正确；当P位置向上移动、R不变时，副线圈匝数减小，依据志向变压器的变压比公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，输出电压变小，故电流变小，故电流表读数变小，故C错误，D正确．7．(2024·海南华侨中学高二期中)某志向变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图所示规律变更，副线圈接有负载．下列推断正确的是()A．输出电压的最大值为36VB．原、副线圈中电流之比为8∶55C．变压器输入、输出功率之比为55∶9D．电源电压有效值为220V，频率为50Hz解析：选D.原线圈电压最大值为220eq\r(2)V，变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比，原、副线圈匝数比为55∶9，则所以输出电压的最大值为220eq\r(2)×eq\f(9,55)V＝36eq\r(2)V，所以A错误；变压器的电流之比等于原副线圈匝数的反比，原、副线圈中电流之比为9∶55，所以B错误；变压器只能变更沟通电的电压，而不能变更频率和功率，即对于志向变压器的输入功率和输出功率相等，所以C错误；从图上可以看出，沟通电的周期T＝0.02s，则频率为50Hz，电压有效值为220V，所以D正确．8．(2024·高考北京卷)如图所示，志向变压器的原线圈接在u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的沟通电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为志向电表．下列说法正确的是()A．原线圈的输入功率为220eq\r(2)WB．电流表的读数为1AC．电压表的读数为110eq\r(2)VD．副线圈输出沟通电的周期为50s解析：选B.由沟通电压的表达式可知，原线圈两端所加的电压最大值为220eq\r(2)V，故有效值为U1＝220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，故副线圈电压的有效值为U2＝110V，故输出功率P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)＝220W，再由输入功率等于输出功率知，P1＝P2＝220W，A项错误；依据欧姆定律知，I2＝eq\f(U2,R)＝2A，eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，得I1＝1A，故电流表读数为1A，所以B项正确；电压表的读数为有效值，即U2＝110V，C项错误；由沟通电压的表达式可知，ω＝100π(rad/s)，又T＝eq\f(2π,ω)，解得T＝0.02s，所以D项错误．【B组素养提升】9．(2024·北京101中学高二期末)如图甲所示，一志向变压器原、副线圈匝数之比为55∶6，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦沟通电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连．若沟通电压表和沟通电流表都是志向电表，则下列说法中正确的是()A．变压器输入电压的最大值是220VB．若电流表的示数为0.50A，变压器的输入功率是12WC．原线圈输入的正弦交变电流的频率是100HzD．电压表的示数是24eq\r(2)V解析：选B.由图乙可知沟通电压最大值Um＝220eq\r(2)V；故A错误；输入电压的有效值为220V，依据变压器电压与匝数成正比知电压表示数为U＝eq\f(6,55)×220V＝24V，电压表的示数是24V，流过电阻中的电流为0.5A，变压器的输入功率是：P入＝P出＝UI＝24×0.5W＝12W，故B正确；变压器不变更频率，由图乙可知沟通电周期T＝0.02s，可由周期求出正弦交变电流的频率是50Hz，故C错误；电压表的示数为24V，故D错误．10．(2024·江西赣州高二期中)如图所示，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“12V6W”的灯泡，L1接在志向变压器的原线圈、L2、L3、L4接在副线圈回路中，a、b两端连接沟通电源，沟通电流表A示数为0.5A，已知灯泡L2正常发光，以下说法正确的是()A．a、b端输入功率为18WB．a、b端输入电压为36VC．a、b端输入电压为48VD．若副线圈回路再并联一只同样的灯泡，L2仍能正常发光解析：选C.灯泡的额定电流IL＝eq\f(PL,UL)＝eq\f(6,12)A＝0.5A，沟通电流表A示数为0.5A，所以灯泡L1正常发光，功率为6W；灯泡L2正常发光，则其余两盏灯也能正常发光，所以a、b端输入功率等于四个灯泡的电功率，即为Pab＝6×4W＝24W，故A错误；依据Pab＝UabIA可得：Uab＝eq\f(24,0.5)V＝48V，故B错误，C正确；若副线圈回路再并联一只同样的灯泡，使得副线圈的电流强度增大，则原线圈的电流强度增大，灯泡L1分得到的电压增大，原线圈两端电压减小，副线圈两端电压减小，L2不能正常发光，故D错误．11．(多选)(2024·河南开封模拟)国家电网公司推动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，志向变压器原线圈输入电压u＝200eq\r(2)sin100πt(V)，电压表、电流表都为志向电表．则下列推断正确的是()A．输入电压有效值为200V，电流频率为50HzB．S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大C．S打到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小D．若变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小解析：选AD.输入电压的最大值U1m＝200eq\r(2)V，有效值U1＝eq\f(200\r(2),\r(2))V＝200V，由瞬时值知，角速度ω＝100πrad/s，电流频率f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，故A正确；S打到a处，变阻器的滑片向下滑动时，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，知U2不变即V2示数不变，副线圈接入电路的电阻减小，所以电流表A2的示数变大，故B、C错误；若变阻器的滑片不变，S由a处打到b处，副线圈匝数削减，输入电压不变，输出电压削减，电压表V2示数削减，输出功率P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)削减，依据输入功率等于输出功率，P1＝U1I1削减，U1不变，则I1削减，即电流表A1的示数减小，故D正确．12．(2024·莆田六中高二月考)如图所示，志向变压器原线圈Ⅰ接到220V的沟通电源上，副线圈Ⅱ的匝数为30，与一标有“12V，12W”的灯泡连接，灯泡正常发光