高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器复习练习题

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A．10V 10VB．10V 4V
C．4V 10VD．10V 0
2．如图所示的自耦变压器为理想变压器，R为定值电阻，在ab两端输入正弦交流电，将滑片P向下移动，使原线圈的匝数减少为原来的80%，则变压器副线圈输出电压将会是原来的( )
A．1.2倍B．1.25倍
C．0.8倍D．0.75倍
3．一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点顺时针转到N点的过程中( )
A.U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高
C．U24．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( )
A．380V和5.3AB．380V和9.1A
C．240V和5.3AD．240V和9.1A
5.
某同学设计的无级变速风扇电路如图所示，理想自耦变压器的铁芯上绕有一个线圈，可通过滑片P调节副线圈匝数．A、B间输入电压为u＝100eq \r(2)sin100πt(V)，E为线圈C、D的中点，通过滑片P上、下移动，改变风扇M两端的电压．风扇M的内阻r＝10Ω，额定电压U＝100V，额定功率P＝50W．则( )
A．当滑片P向上移动时，风扇的转速将减小
B．当滑片P向上移动时，原线圈的电流将变小
C．当滑片P置于C处时，风扇输出功率为47.5W
D．当滑片P置于E处时，风扇两端的电压为50eq \r(2)V
6．自耦变压器在高铁技术中被广泛应用．如图所示，一理想自耦变压器接在u＝Umsin100πt的正弦交流电压上，P为滑动触头，初始位置位于线圈CD的中点G，A1和A2为理想交流电表，R为定值电阻，下列说法正确的是( )
A．将P向下滑动，A1的示数将变小
B．将P向上滑动，A2的示数将增大
C．将P下滑到GD的中点，电阻R的功率将变为原来的4倍
D．将P上滑到CG的中点，电阻R的功率将变为原来的eq \f(2,3)倍
7．(多选)一个理想的自耦变压器左端接交变电流，电压随时间变化的关系为u1＝220eq \r(2)sin100πt(V)，右端接入如图所示电路，两个灯泡的额定电压均为50V，两个电表均为理想交流电表，R为定值电阻，不计导线的电阻．当开关K断开时，灯泡L1正常工作．则下列说法正确的是( )
A．此时变压器原、副线圈中的电流之比为5∶22
B．当自耦变压器的可动端沿顺时针方向转动时，定值电阻消耗的功率增大
C．闭合开关K后，电压表示数变小，电流表示数变大
D．闭合开关K后，将自耦变压器的可动端沿逆时针方向转动可使灯泡正常工作
8．如图所示为一理想自耦式变压器，原线圈两端加220V交流电，V1、V2为理想电压表．下列说法正确的是( )
A．若P不动，F向下滑动时，V1、V2示数都变小
B．若P不动，F向上滑动时，灯泡消耗的功率变小
C．若F不动，P向上滑动时，V1、V2示数都变小
D．若F不动，P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小
9．某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示，图乙所示是其输入电压u的变化规律．已知滑动触头P0在图示位置时，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电阻R＝22Ω，A1、A2均视为理想电流表，不计导线电阻．下列说法正确的是( )
A．通过电阻R的交变电流的频率为100Hz
B．电流表A2的示数为1.41A
C．变压器的输入功率为22W
D．将P0沿顺时针方向转动一些，电流表A1的示数变大
专项5 自耦变压器
1．答案：B
解析：对于题图甲，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，相当于一个降压变压器，两边电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，相当于一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4V交流时，A、B间将得到10V交流．题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上、下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比．但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等．所以当P、Q接4V直流时，M、N两端的电压也是4V，B正确．
2．答案：B
解析：由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)知U2＝eq \f(n2,n1)U1，所以当n′1＝eq \f(4,5)n1时，变压器副线圈输出电压U′2＝eq \f(5,4)U2，即变压器副线圈输出电压将会是原来的1.25倍．故选B.
3．答案：C
解析：由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，n1>n2知U24．答案：B
解析：对理想变压器，原、副线圈功率相同，故通过原线圈的电流I1＝eq \f(P,U1)＝eq \f(2000,220)A≈9.1A，负载两端电压即为副线圈电压，由eq \f(U1,n1)＝eq \f(U2,n2)，即eq \f(220,1100)V＝eq \f(U2,1900)，可得U2＝380V，故选项B正确．
5．答案：C
解析：当滑片P向上移动时，风扇两端的电压变大，则转速将增加，风扇消耗的功率也将变大，则变压器次级消耗的功率变大，初级的输入功率变大，则原线圈的电流将变大，选项A、B错误；当滑片P置于C处时，变压器次级电压等于初级电压，则风扇两端电压有效值为100V，则正好正常工作，则I＝eq \f(P,U)＝eq \f(50,100)A＝0.5A，风扇输出功率为P输出＝P－I2r＝50W－0.52×10W＝47.5W，选项C正确；当滑片P置于E处时，风扇两端的电压为U2＝eq \f(n2,n1)U1＝eq \f(1,2)×eq \f(100\r(2),\r(2))V＝50V，选项D错误．
6．答案：C
解析：将P下滑时，升压比变大，电阻R两端电压变大，A1A2示数均变大，A、B错误；若将滑片P向下滑动到GD的中点，升压比将由1∶2变为1∶4，电阻R的电压将变为原来2倍，故功率变为原来4倍，C正确；若将P向上滑动到CG的中点，升压比将从1∶2变为3∶4，电阻R的电压将变为原来的eq \f(2,3)倍，电阻功率将变为原来的eq \f(4,9)，D错误．
7．答案：CD
解析：当开关K断开时，灯泡L1正常工作，有U灯＝50V，由于定值电阻分压，U2＝UR＋U灯，所以U2>50V，原、副线圈匝数比eq \f(n1,n2)＝eq \f(U1,U2)eq \f(5,22)，故A错误；当自耦变压器的可动端沿顺时针方向转动时，副线圈匝数变少，所以副线圈输出电压减小，副线圈中的电流减小，定值电阻消耗的功率减小，故B错误；闭合开关K后，两个灯泡并联，副线圈回路中总电阻变小，副线圈输出电压不变，所以副线圈中的电流变大，定值电阻两端的电压变大，灯泡两端电压变小，所以电压表示数变小，由于副线圈中的电流变大，所以原线圈中的电流变大，电流表示数变大，故C正确；闭合开关K后，灯泡两端的电压变小，要使灯泡正常工作需要适当增大副线圈的输出电压，即需要增大副线圈的匝数，所以应该沿逆时针方向转动自耦变压器的可动端，故D正确．
8．答案：D
解析：若P不动，F向下滑动时，原线圈电压U1由交流电源决定，故V1示数不变，根据原副线圈电压比等于匝数比eq \f(U2,U1)＝eq \f(n2,n1)，由于副线圈匝数n2减小，可知副线圈输出电压U2减小，由于副线圈电阻都不变，可知V2示数变小，A错误；若P不动，F向上滑动时，原线圈电压U1不变，根据原副线圈电压比等于匝数比eq \f(U2,U1)＝eq \f(n2,n1)，由于副线圈匝数n2增大，可知副线圈输出电压U2增大，由于副线圈电阻都不变，可知副线圈电流增大，灯泡消耗的功率变大，B错误；若F不动，P向上滑动时，原线圈电压U1由交流电源决定，故V1示数不变，根据原副线圈电压比等于匝数比eq \f(U2,U1)＝eq \f(n2,n1)，由于原副线圈匝数都不变，可知副线圈输出电压U2不变，滑动变阻器接入电路电阻减小，可知滑动变阻器两端电压减小，即V2示数变小，C错误；若F不动，P向下滑动时，可知原线圈电压U1不变，副线圈输出电压U2不变，滑动变阻器接入电路电阻增大，副线圈电流减小，故灯泡消耗的功率变小，D正确．
9．答案：C
解析：由题图乙可知，该交变电流的周期T＝0.02s，则频率f＝eq \f(1,T)＝eq \f(1,0.02)Hz＝50Hz，故A错误；输入电压的最大值U1m＝220eq \r(2)V，所以有效值U1＝eq \f(U1m,\r(2))＝220V，则副线圈两端电压的有效值U2＝eq \f(n2,n1)U1＝eq \f(1,10)×220V＝22V，所以副线圈中电流的有效值(即电流表A2的示数)I2＝eq \f(U2,R)＝eq \f(22,22)A＝1A，故B错误；变压器的输出功率P2＝U2I2＝22×1W＝22W，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P1＝P2＝22W，故C正确；将P0沿顺时针方向转动一些，变压器的副线圈匝数变少，输出电压变小，由P＝eq \f(U2,R)可知，输出功率变小，所以输入功率也变小，由P＝UI可知，原线圈中的电流变小，则电流表A1的示数变小，故D错误．