2016_2017学年高中物理第5章交变电流4变压器课时作业新人教版

4 变压器

◎必做部分

1.关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是( ) A.通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等 C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈 解析: 对各个选项分析如下:

选项 A错误 B正确 C正确 个性分析 正弦交变电流的大小时刻改变,在原线圈中产生的磁通量也时刻变化 互感现象是变压器的理想变压器铁芯无漏磁现象 变压器的工作原理是互感现象,原线圈中变化的电流引起铁芯中磁通量的D错误 改变,从而在副线圈中产生感应电动势,铁芯中没有电流 答案: BC 2.如图所示为一理想变压器和负载电阻R,下列哪些做法可增加变压器的输入功率( )

A.只减少副线圈匝数 B.只减少原线圈匝数 C.只增加副线圈匝数 D.只减小R的阻碍

工作基础,因此前面所学互感现象的有关规律在这里也适用 综合点评 U2

解析: 根据P=得,保持R不变时,可增加U来使功率增加,方法是减少原线圈匝

R数或增加副线圈匝数,故选项A错B、C对.增加功率的另一种方法是保持U不变,减小R的阻值,故选项D对.

答案: BCD

3.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,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( )

A.0 C.48 mA

B.3 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: A

4.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则( )

3 2A.电流表的示数为 A

2203

C.电流表的示数为 A

220

B.电源输出功率为1 200 W D.原线圈端电压为11 V

解析: 由灯泡正常发光,可知副线圈电压为220 V,由=可知,原线圈电压U1=20×220 V=4 400 V,D错.

又因输入功率等于输出功率,P1=P2=60 W,故B错.

U1n1U2n2

P1603

电流表读数为有效值,原线圈中电流I1== A= A,故A错,C正确.

U14 400220

答案: C

5.如图所示的理想变压器,原副线圈的匝数比n1∶n2=1∶2,U1=2202sin ωt V,

n1=1100匝,以下说法中正确的是( )

A.穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为1∶2

B.穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等,均为0.22 V

C.原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等,均为0.2 V D.原、副线圈电动势的瞬时值之比为1∶2

解析: 对于理想变压器,由于没有磁通量损耗,所以穿过两个线圈的磁通量相同,磁通量的变化率相同.

ΔΦ

根据E1=n1得

Δt

磁通量的变化率的最大值即为每一匝产生的电动势的最大值:?

?ΔΦ?=2202 V=

?m1100?Δt?

U1n1U2n2

0.22 V.所以每一匝产生的电动势的有效值为0.2 V.瞬时值不满足=的关系.

答案: BC

6.理想变压器的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S断开,当S接通时,以下说法中正确的是( )

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两端的电压将增大 C.通过灯泡L1的电流减小 D.原线圈中的电流增大

解析: 理想变压器不计原、副线圈的直流电阻,副线圈两端的电压UMN不受负载电阻的影响,保持不变,故选项A错误.S接通后,副线圈回路的总电阻减小,故副线圈回路中电流I2增大.因此,等效电阻R两端的电压增大,导致灯泡L1两端的电压减小,L1中电流减小,因此选项B、C正确.又因UMN不变,I2增大,变压器的输出功率增大,输入功率也随之增大.原线圈中电流I1增大,因此选项D也正确.

答案: BCD

7.调压变压器是一种自耦变压器,它的构造如图所示,线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,A、B间加上正弦交流电压U,移动滑动触头P的位置,就可以调节输出电压,在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q,则( )

A.保持P的位置不动,将Q向下移动时,电流表的读数变大 B.保持P的位置不动,将Q向下移动时,电流表的读数变小 C.保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大 D.保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向移动时,电流表的读数变小

解析: 保持P的位置不动,U2不变,将Q向下移动时,R变大,故电流表读数变小;保持Q的位置不动,R不变.将P沿逆时针方向移动时,n2变大,U2变大,故电流表的读数变大.

答案: BC

8.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1,原线圈接入一电压为U=U0sin ωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻,若U0=2202 V,ω=100 π rad/s.

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