2018_2019学年高中物理第五章交变电流第4节变压器第1课时作业新人教版
2019_2020学年高中物理第五章交变电流4变压器练习(含解析)新人教版
4变压器课后篇稳固提高基础稳固1.钳形电流表的外形和构造如图甲所示。
图甲中电流表的读数为1.2 A,图乙顶用同一电缆线绕了3匝,则()A. 这类电流表能测直流电流, 图乙的读数为2. 4 AB. 这类电流表能测交变电流, 图乙的读数为0. 4 AC.这类电流表能测交变电流, 图乙的读数为3. 6 AD.这类电流表既能测直流电流, 又能测交变电流, 图乙的读数为3. 6 A分析钳形电流表的工作原理是电磁感觉, 所以它只好测交变电流, 依据变压器的原理, I1n1=I0n0, 此中n1指钳形电流表内部线圈的匝数, n0指待测电流导线的匝数, I1指外接电流。
当在图乙顶用同一电缆线绕了n0'= 3匝,则知足I 2n1=I 0n0', 解得I 2=3I 1=3.6 A。
答案C2. ( 多项选择 ) 理想变压器原、副线圈匝数比为10∶ 1, 以下说法中正确的选项是()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化率相等C.原、副线圈每一匝产生的电动势刹时价之比为10∶1D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶ 1分析关于理想变压器, 穿过两个线圈的磁通量同样, 磁通量变化率同样, 每匝线圈产生的感觉电动势相等 , 输入功率等于输出功率。
答案 BD3.如下图 , 能够将电压高升供应电灯的变压器是图()分析变压器应当接在沟通电路中, 升压变压器应当副线圈的匝数大于原线圈的匝数。
答案 C4.在变电站里 , 常常要用沟通电表去监测电网上的强电流, 所用的器械叫电流互感器。
如下图的四个图中 , 能正确反应其工作原理的是()分析电流互感器应是测电流的 , 应串连在火线上 , 应选项 B、 D 错误 ; 同时 , 由I1n1=I2n2知 , 要使I2<I1, 须使 n2>n1,应选项A正确,选项C错误。
答案 A5.如下图 , 理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1, 原线圈接正弦沟通电源, 副线圈接入“220 V 60 W”灯泡一只 , 且灯泡正常发光, 则 ()A. 电流表的示数为AB. 电流表的示数为AC.电源输出功率为 1 200 WD.原线圈端电压为11 V分析由题意知流经副线圈的电流I2=A=A, 则电流表的示数为I 1=A, 选项 A正确而 B错误;因为是理想变压器, 故电源输出的功率等于灯泡耗费的功率, 选项 C错误 ; 由U1=×220 V =4 400 V 知 ,选项 D 错误。
2018_2019学年高中物理第五章章交变电流课后提升作业十5.4变压器新人教版选修3_2.doc
课后提升作业十变压器(40分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(多选)(2018·成都高二检测)如图所示理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦交流电源,电压表V的示数为220V,负载电阻R=44Ω,电流表A1的示数为0.20A。
下列判断中正确的是( )A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C.电流表A2的示数为1.0AD.电流表A2的示数为0.4A【解析】选B、C。
变压器的输出功率等于输入功率,则U1I1=R,副线圈中的电流I2==1.0A,原线圈和副线圈的匝数比==5∶1,故B、C正确。
2.(2018·衡水高二检测)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接,图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I ab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd,为了使电流表能正常工作,则( )A.ab接MN、cd接PQ,I ab<I cdB.ab接MN、cd接PQ,I ab>I cdC.ab接PQ、cd接MN,I ab<I cdD.ab接PQ、cd接MN,I ab>I cd【解析】选B。
根据变压器原、副线圈中电流与匝数间的关系可知,I ab>I cd,所以ab接MN、cd 接PQ,故B正确。
3.(多选)如图,一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0, 是理想电压表;现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压表的读数为5.0V,则( )A.此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC.原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48 V【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点:(1)电压表显示的是交流电压的有效值。
20182019学年高中物理 第五章 交变电流 第4节 变压器 第2课时作业 新人教选修32.docx
第4节变压器第2课时❶[2017·山东济宁一中高二期中]如图5-4-13所示,一理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则()图5-4-13A.U=110V,I=0.2AB.U=110V,I=0.05AC.U=110√2V,I=0.2AD.U=110√2V,I=0.2√2A❷[2017·广东汕头金山中学高二期末]如图5-4-14所示,用理想变压器给电灯L供电,如果只增加副线圈匝数,其他条件不变,则(电灯L未被烧坏)()图5-4-14A.电灯L亮度减小B.电流表示数增大C.电压表示数不变D.变压器输入功率不变❸图5-4-15中B为理想变压器,接在交变电压有效值保持不变的电源上,指示灯L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变),R是一个定值电阻,电压表、电流表都是理想电表.开始时开关S 是闭合的,当S断开后,下列说法正确的是()图5-4-15A.电流表A2示数变大B.电压表V示数变大C.电流表A1示数变小D.灯泡L1变暗❹(多选)如图5-4-16所示,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端电压为一峰值不变的正弦交变电压,副线圈接一可变电阻R.在其他条件不变的情况下,为使变压器输入功率增大,下面的措施正确的是 ()图5-4-16A.仅增加原线圈匝数n1B.仅增加副线圈匝数n2C.仅减小电阻R的阻值D.仅增大电阻R的阻值❺普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过电流互感器来连接.图5-4-17中电流互感器的ab一侧线圈的匝数较少,工作时电流为I ab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为I cd.为了使电流表能正常工作,则()图5-4-17A.ab接MN、cd接PQ,I ab<I cdB.ab接MN、cd接PQ,I ab>I cdC.ab接PQ、cd接MN,I ab<I cdD.ab接PQ、cd接MN,I ab>I cd❻如图5-4-18所示的电路中,有一自耦变压器,左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上;右侧串联灯泡L和滑动变阻器R,R上并联一只理想电压表V2.下列说法中正确的是()图5-4-18A.若滑片F不动,滑片P向下滑动,则V1示数变大,V2示数变小B.若滑片F不动,滑片P向下滑动,则灯泡消耗的功率变小C.若滑片P不动,滑片F向下移动,则V1、V2的示数均变小D.若滑片P不动,滑片F向下移动,则灯泡消耗的功率变大❼(多选)如图5-4-19所示的理想变压器的副线圈接有两个电压表V1和V2、两个电流表A1和A2、两个定值电阻R1和R2及一个可变电阻R3,原线圈接一正弦交流电源,R3的滑片在最下端时,V2的示数为V1的2倍.在R3的滑片自最下端滑动到最上端的过程中,以下说法正确的是()图5-4-19A.电压表V1的示数减小B.电压表V2的示数减小C.电流表A1、A2的示数都增大D.电压表V1的示数与电流表A1的示数的乘积一直减小❽(多选)如图5-4-20甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1,L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V6W”的灯泡,各电表均为理想交流电表,输入端交变电压u的图像如图乙所示.以下说法中正确的是()图5-4-20A.电压表的示数为36VB.电流表的示数为2AC.四只灯泡均能正常发光D.变压器副线圈中交变电流的频率为50Hz❾(多选)[2017·湖北夷陵中学高二月考]如图5-4-21所示,a、b端输入有效值恒定的交变电压,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为12V、额定功率均为2W的灯泡A、B、C.闭合开关,灯泡均正常发光,则下列说法正确的是()图5-4-21A.原、副线圈的匝数之比为1∶2B.电压表V的示数为24VC.变压器的输入功率为4WD.副线圈上再并联一个相同的灯泡D,灯泡A会被烧坏[2017·安徽六安一中高二测试]如图5-4-22所示,矩形线框abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路,线框在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小为B,线框面积为S,转动的角速度为ω,匝数为N,线框电阻不计.下列说法正确的是()图5-4-22A.将原线圈抽头P向上滑动时,灯泡变暗B.电容器的电容C变大时,灯泡变暗C.在图示位置时,矩形线框中瞬时感应电动势最大D.若线框转动的角速度变为2ω,则变压器原线圈电压的有效值为√2NBSω(多选)如图5-4-23甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1,原线圈接交流电源和交流电压表,副线圈接有“220V,440W”的热水器、“220V,220W”的抽油烟机.如果副线圈两端的电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是 ()图5-4-23A.变压器副线圈两端的电压的瞬时值表达式为u=220√2sin100πt(V)B.交流电压表的示数为1100√2VC.1min内变压器输出的电能为3.96×104JD.热水器的发热功率是抽油烟机的发热功率的2倍(多选)如图5-4-24甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,定值电阻R=10Ω,其余电阻均不计.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压,则下列说法中正确的是()图5-4-24A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为31.1VB.当单刀双掷开关与b连接且在t=0.01s时,电流表的示数为4.4AC.当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈输出电压的频率变为25HzD.当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的输入功率变大(多选)如图5-4-25所示,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大.用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd,则()图5-4-25A.U ab∶U cd=n1∶n2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小,c、d间的电压U cd越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍第2课时1.A [解析]灯泡正常发光,说明副线圈两端的电压为220V,电流为22220A =0.1A,根据电压、电流与匝数的关系知,原线圈两端电压为12×220V =110V,电流为21×0.1A =0.2A,A 正确. 2.B [解析]只增加副线圈匝数,根据U 1U 2=U1U 2可知,副线圈两端的电压增加,即电压表示数增大,输出功率增加,则所以电灯变亮,则输出功率增加,输入功率也增加,所以电流表示数增大,综上可知,B 正确.3.C [解析]由题意可知,原、副线圈两端电压均保持不变,故电压表V 的示数不变,选项B 错误;当开关S 断开后,副线圈电路中的总电阻增大,干路电流减小,则电流表A 2的示数变小,故电流表A 1的示数变小,选项A 错误,选项C 正确;电路中R 两端电压减小,则灯泡L 1两端电压增大,L 1变亮,选项D 错误.4.BC [解析]为使变压器输入功率增大,可以仅减小电阻R 的阻值,也可以仅减少原线圈匝数n 1或者仅增加副线圈匝数n 2,选项B 、C 正确.5.B [解析]高压输电线上的电流较大,测量时需把电流变小,根据U 1U 2=U2U 1,MN 应接匝数少的线圈,故ab 接MN ,cd 接PQ ,且I ab >I cd ,选项B 正确.6.B [解析]若滑片F 不动,滑片P 向下滑动,则滑动变阻器接入电路中的电阻变大,副线圈回路中总电阻变大,电流变小,灯泡两端的电压变小,功率变小,滑动变阻器两端的电压变大,V 2的示数变大,而原线圈两端的电压不变,V 1示数不变,A 错误,B 正确;若滑片P 不动,滑片F 向下移动,则根据理想变压器特点可知,原线圈两端的电压不变,即V 1示数不变,副线圈两端的电压减小,副线圈回路中电流变小,灯泡消耗的功率变小,电压表V 2的示数变小,C 、D 错误.7.AD [解析]当R 3的滑片向上移动时,R 2、R 3的总电阻减小,分压减小,所以电压表V 1的示数减小,A 正确.根据U 1U 2=U1U 2,副线圏两端的电压不变,故电压表V 2的示数不变,B 错误.根据“串反并同”得电流表A 1的示数增大,电流表A 2的示数减小,C 错误.电压表V 1的示数与电流表A 1的示数的乘积为电阻R 2、R 3消耗的功率之和;把变压器输出端当作电源,R 1当作内阻,可知:当R 2、R 3的总电阻R 23等于R 1时,电阻R 2、R 3消耗的功率之和最大;因为当R 3的滑片在最下端时,R 23=R 1,所以当滑片上移时,电阻R 2、R 3消耗的功率之和减小,D 正确.8.BCD [解析]因输入电压有效值为36V,变压器原、副线圈的匝数之比为3∶1,故I L1=13(I L2+I L3+I L4)=I L2=I L3=I L4,U L1=U L2=13U ,又U L1+U=36V,得U=27V,所以电压表的示数为27V,L 1所分电压为9V,副线圈两端的电压为9V,四只灯泡都正常发光,C 正确,A 错误;因灯泡L 2、L 3、L 4都正常发光,所以电流表的示数为69×3A =2A,B 正确;变压器不改变交变电流的频率,D 正确. 9.CD [解析]副线圈电路中每个灯泡的电流I L =U L U L =212A =16A,则原线圈中的电流I 1=16A,副线圈中的电流I 2=2×16A =13A,所以原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=I 2∶I 1=2∶1,故A 错误;副线圈两端的电压为U 2=12V,则原线圈两端的电压U 1=U1U 2U 2=24V,电压表示数为U=U L +U 2=36V,故B 错误;副线圈的输出功率P 2=2P L =4W,则变压器的输入功率P 1=P 2=4W,故C 正确;副线圈上再并联一个相同的灯泡D,则副线圈中的电流增大,原线圈中的电流也增大,超过灯泡的额定电流,A 灯泡会被烧坏,故D 正确.10.A [解析]矩形线框abcd 中产生交变电流,将原线圈抽头P 向上滑动时,原线圈匝数变大,根据变压比公式U 1U 2=U 1U 2可知,输出电压减小,故灯泡会变暗,A 正确;电容器的电容C 变大时,容抗减小,故电流增大,灯泡变亮,B 错误;线框处于图示位置时,是在中性面位置,感应电动势的瞬时值为零,C 错误;若线框转动的角速度变为2ω,则电动势最大值变为E m =2NBSω,根据电流的热效应,有(√2)2U·U 2=U 2U ·T ,解得E=NBSω,故D 错误.11.AC [解析]由图乙可知,交变电压的峰值是220√2V,周期T=0.02s,ω=2πU =2π0.02rad/s =100πrad/s,则副线圈两端的电压的瞬时值表达式为u=220√2sin100πt (V),A 正确;由变压公式知U 1=U 1U 2U 2=51×220V =1100V,故交流电压表示数为1100V,B 错误;1min 内变压器输出的电能为W=Pt=(220W +440W)×60s =3.96×104J,C 正确;热水器的发热功率为440W,而抽油烟机的发热功率远小于220W,所以热水器的发热功率不是抽油烟机的发热功率的2倍,D 错误.12.BD [解析]当单刀双掷开关与a 连接时,U 2=U2U 1U 1=22V,电压表的示数为22V,选项A 错误;当单刀双掷开关与b 连接时,U'2=U2U 12U 1=44V,电流表示数为4.4A,选项B 正确;当单刀双掷开关由a 拨向b 时,副线圈输出电压的频率仍为50Hz,选项C 错误;当单刀双掷开关由a 拨向b 时,副线圈的输出电压增大,副线圈的输出功率增大,故原线圈的输入功率变大,选项D 正确. 13.BD [解析]经交流电压表、交流电流表测得的值分别为交变电压和交变电流的有效值,根据变压公式U UU U 2=U 1U 2得到输出电压,而输出电压U 2不等于c 、d 间的电压,因二极管具有单向导电性,输入电压通过变压器变压后经二极管整流后有效值发生变化,U cd =√2U 22=√2U 2U UU2U 1,则U ab ∶U cd =√2n 1∶n 2,选项A 错误.增大负载电阻的阻值R 时,U ab 不变,U cd 也不变,根据P 出=U UU2U可知,输出功率减小,根据理想变压器的输入功率等于输出功率可知,输入功率必减小,故电流表读数变小,选项B 正确,选项C 错误.二极管短路时,U'cd =U 2,输出功率P'出=U 'UU 2U =U 22U =2P 出,故输入功率P 1也加倍,而输入电压U 1不变,根据P 1=U 1I 1得电流表读数加倍,选项D 正确.。
高中物理 第5章 交变电流 4 变压器课时作业 新人教版选修32
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：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 的阻碍解析： 根据P ＝U 2R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： BCD3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝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A 1的读数为12 mA ，那么安培表A 2的读数为( )A ．0B ．3 mAC ．48 mAD ．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A 2的读数为0.答案： A4．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( )A ．电流表的示数为3 2220 AB ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为3220AD ．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U 1U 2＝n 1n 2可知，原线圈电压U 1＝20×220 V＝4 400 V ，D 错．又因输入功率等于输出功率，P 1＝P 2＝60 W ，故B 错．电流表读数为有效值，原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝604 400 A ＝3220A ，故A 错，C 正确．答案： C5．如图所示的理想变压器，原副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶2，U 1＝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∶2B ．穿过原、副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为0.2 2 VC ．原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2 VD ．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．根据E 1＝n 1ΔΦΔt得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：⎝⎛⎭⎪⎫ΔΦΔt m ＝22021100 V ＝0.2 2 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U 1U 2＝n 1n 2的关系．答案： BC6．理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，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L 1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U MN 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I 2增大．因此，等效电阻R 两端的电压增大，导致灯泡L 1两端的电压减小，L 1中电流减小，因此选项B 、C 正确．又因U MN 不变，I 2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I 1增大，因此选项D 也正确．答案： BCD7．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，U 2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，n 2变大，U 2变大，故电流表的读数变大．答案： BC8．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 ＝U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻，若U 0＝220 2 V ，ω＝100 π rad/s.则下述结论正确的是( )A ．副线圈中电压表的读数为55 VB ．副线圈中输出交流电的周期为1100π sC ．原线圈中电流表的读数为0.5 AD ．原线圈中的输入功率为110 2 W解析： 因交流电的峰值U 0＝220 2 V ，则它的有效值U ＝U 02＝220 V ，所以电压表的读数U 2＝n 2n 1U 1＝55 V ，A 正确；交流电的周期T ＝2πω＝0.02 s ，B 错误；副线圈中的电流I 2＝U 2R ＝2 A ，故电流表的读数I 1＝n 2n 1I 2＝0.5 A ，C 正确；P 入＝P 出＝U 2I 2＝110 W ，D 错误．答案： AC9．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L 1、L 2和L 3，输电线的等效电阻为R ，原线圈接有一个理想的电流表，并接在有效值不变的交流电源上．开始时开关S 接通，当S 断开时，以下说法正确的是( )A ．原线圈两端P 、Q 间的输入电压减小B ．等效电阻R 上消耗的功率变大C ．原线圈中电流表示数变大D ．灯泡L 1和L 2变亮解析： 原线圈两端P 、Q 间的输入电压取决于电源，故不变，A 错；因原线圈两端的电压不变，原、副线圈的匝数比不变，所以副线圈两端的电压不变，当S 断开时，副线圈电路中的总电阻变大，电流减小，R 两端的电压减小，故R 的消耗功率减小，B 错；副线圈两端的电压不变，R 两端的电压减小，L 1和L 2两端的电压增大，L 1和L 2变亮，D 对；副线圈电路中电流减小，原、副线圈的匝数比不变，故原线圈中的电流减小，C 错．答案： D10．图(a)左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R ＝55 Ω，○A 、○V 为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V ，下列表述正确的是( )A ．电流表的示数为2 AB ．原、副线圈匝数比为1∶2C ．电压表的示数为电压的有效值D ．原线圈中交变电压的频率为100 Hz解析： 由I ＝U R 得，I ＝11055 A ＝2 A ，A 正确．理想变压器中U 1U 2＝n 1n 2，所以n 1n 2＝U 1U 2＝U m2U 2＝220110＝21，B 错误．测量交流电时电表示数均为有效值，C 正确．由题图(b)知T ＝0.02 s ，由f ＝1T得，f ＝50 Hz ，D 错误． 答案： AC11．为保证用户电压稳定在220 V ，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u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压，某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示．以下正确的是( )A ．u 1＝1902sin(50πt ) VB ．u 2＝1902sin(100πt )VC ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移D ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移解析： 由u 2－t 图象知u 2m ＝190 2 V ，T ＝2×10－2s 故ω＝2πT＝100 π rad/s ，故u 2＝1902sin (100πt ) V ．选项A 错误，选项B 正确．由变压器电压与匝数关系u 1u 2＝n 1n 2得u 2＝n 2u 1n 1，可减小n 1以使u 2的有效值增大至220 V ，即将P 适当上移，故选项C 错误，选项D 正确．答案： BD12．如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小B ＝210T 的水平匀强磁场中，线框面积S ＝0.5 m 2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝200 rad/s 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V 60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A ，下列说法正确的是( )A ．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B ．线框中产生交变电压的表达式为u ＝5002sin 200t VC ．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11D ．允许变压器输出的最大功率为2 200 W解析： 图示位置穿过线框的磁通量最大，但由于没有边切割磁感线，所以无感应电动势磁通量的变化率为零，A 选项错误；线框中交变电压u ＝NBS ωsin ωt ＝5002sin 200t V ，B 选项正确；变压器原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝500220＝2511，C 选项错误；变压器输出的最大功率等于输入的最大功率P ＝UI ＝500×10 W＝5 000 W ，D 选项错误．答案： D ◎选做部分13．图甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52 VC ．实现点火的条件是n 2n 1>1 000 D ．实现点火的条件是n 2n 1<1 000解析： 由题u －t 图象知，交流电压的最大值U m ＝5 V ，所以电压表的示数U ＝U m2＝52V ，故选项A 错误，选项B 正确；根据U 1U 2＝n 1n 2得n 2n 1＝U 2U 1，变压器副线圈电压的最大值U 2m ＝5 000 V 时，有效值U 2＝U 2m 2＝5 0002V ，所以点火的条件n 2n 1>5 0002 V 52 V ＝1 000，故选项C 正确，选项D 错误．答案： BC14.如图，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b.小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________，流过灯泡b 的电流为________A.解析： 根据P ＝U 2R和P ＝I 2R 得灯泡a 两端的电压U 2＝PR ＝0.3×30 V ＝3 V ，通过灯泡a 的电流I a ＝P R ＝0.330 A ＝0.1 A ，根据U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝103，根据I 1I 2＝n 2n 1，得副线圈上的电流I 2＝n 1n 2I 1＝103×0.09 A＝0.3 A ．根据I 2＝I a ＋I b 得，流过灯泡b 的电流为I b ＝I 2－I a ＝0.2 A.答案： 10∶3 0.2。
2018-2019学年高中物理 第五章 交变电流 4 变压器分层训练 新人教版选修3-2
4 变压器A 级 抓基础1．如图所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202sin 100πt V 的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的负载电阻．原、副线圈匝数之比为2∶1.电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )A ．原线圈中电流表的读数为1 AB ．原线圈中的输入功率为220 2 WC ．副线圈中电压表的读数为110 2 VD ．副线圈中输出交流电的周期为50 s 解析：原线圈输入电压U 1＝22022V ＝220 V ，根据U 1∶U 2＝n 1∶n 2可得电压表的读数U 2＝2202 V ＝110 V ，C 项错；输出功率P 2＝U 22R ＝110255 W ＝220 W ，所以原线圈输入功率也为220 W ，B 项错；根据P ＝UI 得原线圈中电流表的读数I 1＝220220 A ＝1 A ，A 项对；原副线圈中交变电流的周期相同，T ＝2πω＝2π100πs ＝0.02 s ，D 项错．答案：A2．如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6Ω的导线对“220 V 880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析：根据接入电压u ＝11 0002sin 100πt ，输入电压有效值为11 000 V ，要使“220 V 880 W ”的电器正常工作，则通过用电器的电流为I ＝PU＝4 A ，副线圈输出电压为U 出＝Ir ＋U ＝4×6 V ＋220 V ＝244 V ，原、副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比，为 2750∶61，A 错误，C 正确；交流电的频率f ＝ω2π＝100π2π＝50 Hz ，B 错误；变压器的输出功率P 出＝P R L ＋P r ＝880 W ＋42× 6 W ＝976 W ，D 错误．答案：C3．如图所示，T 为理想变压器，为交流电流表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时( )A ．的读数变大，的读数变大B ．的读数变大，的读数变小C ．的读数变小，的读数变大D ．的读数变小，的读数变小解析： 当滑动触头下移时，R 3减小，R 总减小，I ＝UR 总，U 不变I 增大，U 并＝U －UR 1减小，通过R 2的电流IR 2减小，I A 2＝I －IR 2增大，的示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，可知的示数变大．答案：A4．(多选)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，AB 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，U 2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，n 2变大，U 2变大，故电流表的读数变大．答案：BC5．如图所示，理想变压器的交流输入电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V 9 W ”“12 V 12 W ”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：(1)原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3； (2)原线圈中电流I 1.解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V. 根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2、U 2U 3＝n 2n 3得：n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36(匝)＝1 320匝，n 3＝U 3U 2n 2＝126×36(匝)＝72匝．(2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3，所以P 入＝P 2＋P 3. 即I 1U 1＝P 2＋P 3，则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A ≈0.095 A.B 级 提能力6．(多选)图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是 ( )A ．线圈匝数n 1<n 2，n 3<n 4B ．线圈匝数n 1>n 2，n 3>n 4C ．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路D ．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路解析：题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，n 1>n 2，题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n 3<n 4，题图乙中的电表为电流表，故选项C 、D 正确．答案：CD7．一台理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1，当原线圈两端输入u 1＝2202sin 314t V 的交变电压时，下列说法正确的是( )A ．副线圈两端电压为12 2 VB ．副线圈接一个10 Ω电阻时，原线圈中的电流为1 AC ．副线圈是一个10 Ω电阻时，原线圈中输入功率为10 WD ．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值是220 2 V解析：原线圈两端的电压为U 1＝220 V ，由变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2，得副线圈两端电压为U 2＝10 V ，副线圈接一个10 Ω电阻，副线圈中电流I 2＝1 A ，电功率P 2＝U 2I 2＝10 W ，原线圈输入功率也为10 W ；由变压器的电流比I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝122A ，铁芯中磁通量的变化率最大值为ΔΦΔt ＝E mn 1，由于具体的匝数未知，所以磁通量变化率的最大值未知．所以正确选项是C. 答案：C8．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有相同的白炽灯，原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝2∶1，电源电压为U ，求B 灯两端的电压U B .解析：由串联电路分压原理可知U ＝U A ＋U 1.① 由变压器原理可知：U 1∶U 2＝2∶1，② I 1∶I 2＝1∶2.③由欧姆定律可知：U A ＝I 1R ，④ U B ＝I 2R .联立①～⑤式，得U B ＝25U .⑤。
2018-2019学年高中物理 第5章 交变电流 4 变压器优质课件 新人教版选修3-2
确；
当 S 闭合后，因为负载电阻减小，故次级线圈中的电 流 I2 增大，由于输入功率等于输出功率，所以 I1 也将增 大，但因为变压器的匝数不变，故 B 错误，A 正确．
答案：AD
题后反思 1．对于输出电压的大小，条件充分时只需根据原线 圈电压及原、副线圈的匝数确定． 2．P1、P2、I1、I2 的判断往往都与 R 的大小有关， 对 P1、I1 的确定，需从 P2、I2 入手．
提示：(1)当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中 就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，根 据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应 电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光．
ΔΦ (2)左右线圈中每一圈上磁通量的变化率 都相同，
Δt ΔΦ 若左边匝数为 n1，则 E1＝n1 Δt ；若右边匝数为 n2，则 E2＝n2ΔΔΦt ，故有EE12＝nn12；若忽略左边线圈的电阻，则有 E1＝E 电源，这样看来只要 n1≠n2，小灯泡两端的电压与学 生电源的输出电压就不相等．(3)不能．
(3)输出功率 P2 决定输入功率 P1.理想变压器的输出 功率与输入功率相等，即 P2＝P1.在输入电压 U1 一定的情 况下，当负载电阻 R 增大时，I2 减小，则变压器输出功 率 P2＝I2U2 减小，输入功率 P1 也将相应减小；当负载电 阻 R 减小时，I2 增大，变压器的输出功率 P2＝I2U2 增大， 则输入功率 P1 也将增大．
理想变压器连接电路如图甲所示，已知原、副线圈 匝数比为 10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数 为 2 A，则( )
A．电压表读数为 282 V B．电压表读数为 28.2 V C．输入功率为 56.4 W D．输入功率为 40 W 解析：由题图乙可知，Um＝282 V，则输入电压有效 值 U1＝U2m≈200 V．根据UU12＝nn12知，U2＝20 V，由题意知， I2＝2 A，输入功率 P＝U1I1＝U2I2＝40 W，故 A、B、C 错，D 正确． 答案：D
2018_2019学年高中物理第五章交变电流5_4变压器课件新人教版
3．负载制约：(1)变压器副线圈中的功率 P2由用户负载决定， P2＝P负1＋P负2＋…； (2)变压器副线圈中的电流 I2由用户负载及电压 U2确定，I2＝ P2/U2； (3)总功率P入＝P线＋P2，即变压器的输入功率是由输出功率 决定的．
4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 (1) 原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化
解析：若F不动，则理想变压器匝数不变，输入电压决定输 出电压，电压表 V1 示数不变， A选项错误；滑片 P向上滑动时，
电阻R变小，通过副线圈的电流变大，根据功率公式得，P＝I2RL， 变压器的输入电压U1不变，根据电压和匝数关系可知，U1∶U2＝ n1∶n2，由于n2减小，故输出电压 U2也减小，灯泡消耗的功率减 小，V2的示数也变小，故C选项错误，D选项正确． 答案：D
D．保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大
【解析】
选项
逐项分析如下
诊断 结论
n2 S 由 a 合到 b 上时， n1 减少， 由 U2＝ U1 可知 U2 增大， n1 A U2 2 P2＝ 随之增大，而 P1＝P2，又 P1＝I1U1，所以 I1 也增 R 大 B S 由 b 合到 a 上时，n1 增大，情况与 A 恰好相反，P2 将减小 √ √
线圈串、并联的分析和计算方法
对于线圈的串、并联，与电阻的串、并联相类似，一方面要 判断两线圈接头的连接关系，另一方面还要判断两线圈的绕向关 系．
判断方法：可假定某时刻一线圈中有某一流向的电流，如图 中两线圈，将b、c相连， a、 d作为输出端，假设电流从 a端流入， 则两线圈电流反向，故两线圈磁通量相抵消，其匝数为两线圈匝 数差．
选 项
诊断
结论
U2 2 P 上滑时 R 增大， P2＝ 减小， 又 P1＝P2， P1＝I1U1， R C 从而 I1 减小 U1 n1 U2 U1 增大，由 ＝ ，可知 U2 增大，I2＝ 随之增大； U2 n2 R I1 n2 由 ＝ 可知 I1 也增大 I2 n1
高中物理第五章交变电流4变压器学案新人教版选修
4 变压器[目标定位]1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握理想变压器的功率关系.3.理解变压器的变压规律和变流规律，并运用此规律解决实际问题.一、变压器的原理1.变压器的结构：如图1所示，为变压器的示意图和在电路图中的符号.图1(1)变压器的构造：闭合铁芯、原线圈(匝数用n1表示)、副线圈(匝数用n2表示).输入电压是U1，输出电压是U2，两个线圈都绕在闭合铁芯上.(2)原线圈：与交流电源相连接的线圈，又叫做初级线圈.(3)副线圈：与负载相连的另一个线圈，又叫做次级线圈.2.变压器的工作基础是互感现象，由于互感作用，穿过原、副线圈的磁通量相等，磁通量的变化率ΔΦΔt相等，若原线圈匝数为n1，则U1＝n1ΔΦΔt，副线圈匝数为n2，则U2＝n2ΔΦΔt，所以U1U2＝n1n2.3.原、副线圈的地位：(1)原线圈在其所处回路中充当负载.(2)副线圈在其所处回路中充当电源.4.变压器不改变(选填“改变”或“不改变”)交流电的频率. 深度思考(1)把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连接到交流电源的两端，另一个线圈连接到小灯泡上(如图2所示)，小灯泡能发光吗？为什么？图2答案能.当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁通量，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光. (2)若把交流电源改为蓄电池，小灯泡发光吗？ 答案不发光.例1理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相同的物理量是() A.每匝线圈中磁通量的变化率 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 答案ABC变压器能改变交变电压、交变电流，但不能改变功率和交变电流的频率.二、理想变压器的规律1.理想变压器的特点(1)变压器铁芯内无漏磁；无发热损失. (2)原副线圈不计内阻，即也无能量损失. 2.理想变压器的功率关系从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P 入＝P 出. 3.变压器的变压关系 (1)只有一个副线圈：U 1U 2＝n 1n 2.(2)有多个副线圈：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝……. 4.电流关系(1)只有一个副线圈时，有U 1I 1＝U 2I 2，得：n 1I 1＝n 2I 2，即I 1I 2＝n 2n 1.(2)当有多个副线圈时，由I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋……得：n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋……. 5.电压、电流、功率的制约关系(1)电压制约：输入电压U 1决定输出电压U 2.(选填“U 1”或“U 2”)(2)功率制约：P 出决定P 入，这体现了能量守恒的特点.(选填“P 出”或“P 入”) (3)电流制约：输出电流I 2决定输入电流I 1.(选填“I 1”或“I 2”) 深度思考变压器为什么不能改变交流电的频率？答案因为原、副线圈中的磁通量变化情况相同，所以变压器不能改变交流电的频率.例2如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 两端电压u 1＝122sin 100πt (V).下列说法正确的是()图3A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W解析根据u 1＝122sin 100πt (V)及U ＝U m2知U 1＝12 V ，f ＝ω2π＝50 Hz ，选项A 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12 V＝6 V ，即的读数为6 V ，选项B 错误；又I 2＝U 2R L ＝66A ＝1A ，即的读数为1 A ，选项C 错误；根据P 1＝P 2及P 2＝U 22R L ＝626W ＝6 W ，选项D 正确.答案D(1)电压表、电流表示数均为有效值. (2)理想变压器P 入＝P 出.(3)变压器不改变频率，即原、副线圈电流频率相等.针对训练如图4所示，将额定电压为60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上.闭合开关S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为0 V 和2.2 A.以下判断正确的是()图4A.变压器输入功率为484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶3 答案BD解析变压器的输入功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝2.2×60 W＝132 W ，选项A 错误；由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝U 1U 2＝060＝113，选项D 正确；由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝311×2.2 A＝0.6 A ，选项B 正确；根据I ＝I m 2得通过副线圈的电流的最大值I 2m ＝2I 2＝1152 A ，选项C 错误.例3如图5所示，理想变压器三个线圈的匝数之比为n 1∶n 2∶n 3＝10∶5∶1，其中n 1接到0 V 的交流电源上，n 2和n 3分别与电阻R 2、R 3组成闭合回路.已知通过电阻R 3的电流I 3＝2 A ，电阻R 2＝110 Ω，求通过电阻R 2的电流I 2和通过原线圈的电流I 1.图5解析由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可得，加在R 2上的电压U 2＝n 2n 1 U 1＝510×0 V＝110 V通过电阻R 2的电流I 2＝U 2R 2＝110110 A ＝1 A加在R 3上的电压U 3＝n 3n 1 U 1＝110×0 V＝ V根据输出功率等于输入功率得：U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3代入数据解得通过原线圈的电流为：I 1＝0.7 A.答案1 A0.7 A含多个副线圈的变压器，电压仍与匝数成正比，但电流关系只能通过功率关系来判断.三、几种常见的变压器1.自耦变压器如图6所示，铁芯上只绕一个线圈，低压线圈是高压线圈的一部分，既可以作为升压变压器使用，也可以作为降压变压器使用.图6规律：U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1. 2.电压互感器(1)构造：小型降压变压器，如图7甲所示.(2)接法：原线圈并联在高压电路中，副线圈接电压表；为了安全，外壳和副线圈应接地. (3)作用：将高电压变为低电压，通过测量低电压，计算出高压电路的电压.图73.电流互感器(1)构造：小型升压变压器，如图乙所示.(2)接法：原线圈串联在被测电路中，副线圈接电流表.为了安全，外壳和副线圈应接地. (3)作用：将大电流变成小电流，通过测量小电流，计算出被测电路中的大电流.例4普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图8所示，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd，为了使电流表能正常工作，则()图8A.ab接MN、cd接PQ，I ab＜I cdB.ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cdC.ab接PQ、cd接MN，I ab＜I cdD.ab接PQ、cd接MN，I ab＞I cd解析根据单一副线圈的理想变压器原理，电流比值等于匝数比的倒数，可得ab接MN、cd 接PQ，I ab＞I cd，故B正确.答案B(1)电压互感器U1>U2，n1>n2；(2)电流互感器I1>I2，n1<n2.(3)电压互感器应并联接入电路，电流互感器应串联接入电路.1.(变压器原理分析)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不相等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答案C解析通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故B错误；由互感现象知C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，故D错误.2.(理想变压器基本规律的应用)如图9所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V,6 W”的灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是()图9A.120 V,0.10 AB.240 V,0.025 AC.120 V,0.05 AD.240 V,0.05 A答案D解析两灯泡正常工作，副线圈电压U 2＝12 V ，副线圈电流I 2＝2×612 A ＝1 A ，根据匝数比得原线圈电流I 1＝120I 2＝0.05 A ，原线圈电压U 1＝20U 2＝240 V ，选项D 正确.3.(理想变压器基本规律的应用)如图10为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器.原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P ，使输出电压有效值由0 V 降至110 V ，调节前后()图10A.副线圈中的电流比为1∶2B.副线圈输出功率比为2∶1C.副线圈的接入匝数比为2∶1D.原线圈输入功率比为1∶2 答案C解析在输入电压U 1和原线圈匝数n 1不变的情况下，使输出电压U 2有效值由0 V 降至110 V ，由U 2U 1＝n 2n 1知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为2∶1，故C 正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为2∶1，故A 错误；由P ＝UI 知，输出功率之比为4∶1，故B 错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为4∶1，故D 错误.4.(互感器的应用)如图11所示，L 1和L 2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n 1∶n 2＝1 000∶1，n 3∶n 4＝1∶100，图中电压表示数为0 V ，电流表示数为10 A ，则高压输电线的送电功率为()图11A.2.2×103 WB.2.2×10－2 WC.2.2×108 WD.2.2×104 W答案C解析由电流互感器知高压输电线中电流I＝1 000 A，由电压互感器知高压输电线的电压U ＝0×103 V，则高压输电线的送电功率P＝UI＝2.2×108 W.题组一变压器原理分析1.如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝4∶1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12 mA，则电流表A2的示数为()图1A.3 mAB.0C.48 mAD.与负载R的值有关答案B解析导体棒向左匀速切割磁感线时，在原线圈n1中通过的是恒定电流，不能引起穿过副线圈n2的磁通量变化，在副线圈n2上无感应电动势出现，所以A2中无电流通过.2.如图2甲、乙所示的电路中，当A、B接有效值为10 V的交流电压时，C、D间电压的有效值为4 V；当M、N接10 V直流电压时，P、Q间的电压也为4 V.现把C、D接4 V交流电压，P、Q接4 V直流电压，下列表示A、B间和M、N间电压的是()图2A.10 V,10 VB.10 V,4 VC.4 V,10 VD.10 V,0答案B解析题图甲是一个自耦变压器，当A 、B 作为输入端，C 、D 作为输出端时，是一个降压变压器，两边的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，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C 、D 接4 V 交流电压时，A 、B 间将得到10 V 交流电压.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通过，M 、P 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4 V 直流电压时，M 、N 两端的电压也是4 V.如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为交流电在纯电阻电路中欧姆定律仍然适用. 题组二变压器基本规律的应用3.如图3所示，一输入电压为0 V 、输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏.为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，然后将原线圈接到0 V 交流电源上，测得新绕线圈两端的电压为1 V ，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()图3A.1 100,360B.1 100,180C.2 200,180D.2 200,360答案B解析由U 1∶U 2∶U 3＝n 1∶n 2∶n 3，可得n 1＝U 1U 3n 3＝1 100匝，n 2＝U 2U 1n 1＝180匝，B 选项正确. 4.一台理想变压器从10 kV 的线路中降压并提供200 A 的负载电流.已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器原线圈的电流、输出电压及输出功率是() A.5 A,250 V,50 kW B.5 A,10 kV,50 kW C.200 A,250 V,50 kW D.200 A,10 kV,2×103kW 答案A解析设原线圈的输入电压、电流、输入功率分别为U 1、I 1、P 1，副线圈输出电压、电流、输出功率分别为U 2、I 2、P 2，原、副线圈匝数分别为n 1、n 2.由I 1I 2＝n 2n 1知I 1＝n 2n 1I 2＝140×200 A＝5 A.由U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝n 2n 1U 1＝140×10×103V ＝250 V ， 输出功率P 出＝U 2I 2＝250×200 W＝50 kW.5.(多选)如图4所示是霓虹灯的供电电路图，变压器可视为理想变压器.已知变压器原线圈与副线圈的匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈两端的电压为u 1＝02sin (100πt ) V.霓虹灯正常工作的电阻R ＝440 kΩ，I 1、I 2表示原、副线圈中的电流.下列判断正确的是()图4A.副线圈两端电压为6 0 V ，副线圈中的电流为14.1 mAB.副线圈两端电压为4 400 V ，副线圈中的电流为10 mAC.I 1＜I 2D.I 1＞I 2 答案BD解析原线圈两端电压的有效值U 1＝U m2＝022V ＝0 V ，由变压比U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝U 1n 2n 1＝4 400 V ，副线圈中的电流I 2＝U 2R ＝ 4 400440×103A ＝0.01 A ＝10 mA ，原、副线圈中的电流跟匝数成反比，故I 1＞I 2.6.如图5所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin(100πt )V 的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“0 V,880 W”的用电器R L 供电，该电器正常工作，由此可知()图5A.原、副线圈的匝数比为50∶1B.交变电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W 答案C解析因为用电器正常工作，可知用电器R L 上的电压是0 V ，电流为4 A ，C 正确；副线圈电压为244 V ，所以原副线圈匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝11 000244≈45∶1，A 错误；变压器不改变交变电流的频率，原线圈电压频率为50 Hz ，副线圈电压频率还是50 Hz ，B 错误；变压器输入功率等于输出功率，输出功率为976 W ，所以输入功率也为976 W ，D 错误.7.(多选)如图6所示，Q 是熔断电流为1 A 的保险丝，R 为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝2∶1.原线圈的电压为u ＝02sin (100πt ) V.要使保险丝不熔断，则()图6A.副线圈电流最大值不超过2 AB.副线圈中电流有效值不超过2 AC.R 的阻值一定不能小于55 ΩD.R 的阻值一定不能小于77 Ω答案BC解析保险丝的原理是电流的热效应，应该用电流的有效值.由U 1U 2＝n 1n 2得：U 2＝n 2n 1U 1＝12×0 V＝110 V.由I 1I 2＝n 2n 1得：I 2＝n 1n 2I 1＝21×1 A＝2 A.所以R min ＝U 2I 2＝55 Ω，故B 、C 正确. 8.一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 随时间t 变化的图象如图7所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻.则()图7A.流过电阻的电流是20 AB.与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC.经过1 min 电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103 W答案D 解析设输入电压为U 1，输出电压为U 2，由U 1U 2＝n 1n 2知U 2＝100 V ，I 2＝U 2R ＝10010A ＝10 A ，故选项A 、B 错误；1 min 内电阻产生的热量Q ＝I 22Rt ＝102×10×60 J＝6×104J ，故选项C 错误；P 入＝P 出＝U 22R ＝1×103 W ，故选项D 正确.9.如图8所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，两端分别接有四个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L 1和L 2的功率之比为()图8A.1∶1B.1∶3C.9∶1D.3∶1答案C解析由题意知原、副线圈电压之比为1∶2，又灯泡电阻相等且正常发光，则灯泡2、3、4的额定功率相同，电流相同为I ；由于电流与匝数成反比，所以原、副线圈中电流之比为2∶1，所以灯泡L 1电流为3I ，根据P ＝I 2R 知，L 1和L 2的功率之比为9∶1，故选C. 题组三几种变压器的使用10.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.一升压式自耦调压变压器的电路如图9所示，其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在有效值为0 V 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2.0 kW.设此时原线圈中电流的有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别为()图9A.380 V 和5.3 AB.380 V 和9.1 AC.240 V 和5.3 AD.240 V 和9.1 A 答案B解析由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，U 1I 1＝P 2.所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大，n 2＝1 900匝，负载R 上的功率也最大，为2.0 kW ，则U 2＝n 2n 1U 1＝1 9001 100×0 V＝380 V ，I 1＝P 2U 1＝2.0×1030A≈9.1 A，故选项B 正确.11.(多选)为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图10所示，两变压器匝数分别为n 1、n 2和n 3、n 4，a 和b 是交流电表，则()图10A.n 1＞n 2B.n 3＞n 4C.a 为交流电流表，b 为交流电压表D.a 为交流电压表，b 为交流电流表答案AD解析由电路连接方式可知，左图是电压互感器，把高电压经过变压器降压后测量，所以n 1＞n 2，a 为交流电压表，右图为电流互感器，把大电流经过变压器变为小电流再测量，所以n 3＜n 4 ，b 为交流电流表.12.如图11所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n 1＝1 100匝.接入电压U 1＝0 V 的交流电路中.图11(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U 2＝6 V ，U 3＝110 V ，它们的匝数n 2、n 3分别为多少？(2)若在两副线圈上分别接上“6 V,20 W”、“110 V，60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？答案(1)30匝550匝(2)411A 解析(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系：由U 1U 2＝n 1n 2得n 2＝U 2U 1n 1＝60×1 100匝＝30匝 n 3＝U 3U 1n 1＝1100×1 100匝＝550匝. (2)设原线圈输入电流为I 1，由P 入＝P 出得U 1I 1＝U 2I 2＋U 3I 3＝P 2＋P 3所以I 1＝P 2＋P 3U 1＝20＋600 A ＝411A.。
2018_2019学年高中物理第五章交变电流5_4变压器练习新人教版选修3_245
5-4 变压器时间：40分钟满分：100分一、选择题(每小题7分，共63分)1．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，当导体棒l在匀强磁场中以速度v向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表的示数是12 mA，则电流表的示数为( )A．3 mA B．0 mAC．48 mA D．与负载R的值有关答案 B解析导体棒做匀速直线运动，产生的电动势：E＝Blv是定值，穿过副线圈的磁通量不变，是定值，副线圈不产生感应电动势，副线圈电流为零，电流表A2的示数为0 mA，B 正确。
2．如图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是( )A．线圈匝数n1＜n2，n3＜n4B．线圈匝数n1＞n2，n3＞n4C．甲图中的电表是电流表，输出端不可短路D．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路答案 D解析甲并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比，所以n1＞n2，A错误；由图可以知道，乙串联在电路中是电流互感器，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表示测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，所以n3＜n4，故B错误；甲图中的电表是电压表，副线圈电流较大，输出端不可以短路，故C错误；乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路，所以D项是正确的。
3.如图所示，理想变压器的原线圈接入u＝11000sin100πt(V)的交变电压，副线圈通过电阻r＝6 Ω的导线，对“220 V880 W”的电器R L供电，该电器正常工作。
由此可知( ) A．原、副线圈的匝数比为50∶1B．交变电压的频率为100 HzC．副线圈中电流的有效值为4 AD．变压器的输入功率为880 W答案 C解析 该用电器正常工作，电器参数均为有效值，则副线圈电流有效值I ＝P U ＝880220A ＝4 A ，则U r ＝4×6 V＝24 V ，输出电压有效值U 2＝220 V ＋24 V ＝244 V ，匝数比为110002∶244≈32∶1，故A 错误，C 正确。
山东省专用2018_2019学年高中物理第五章交变电流第4节变压器讲义含解析新人教版选修3_220190412184.doc
第4节 变压器1．互感现象是变压器的工作基础，变压器工作时有能量损失，变压器的输出功率与输入功率之比叫做变压器的效率。
理想变压器的效率为100%。
2．理想变压器原、副线圈的电压与匝数的关系为U 1U 2＝n 1n 2。
3．如果理想变压器的副线圈只有一个，则P 1＝P 2，即U 1I 1＝U 2I 2，得出原、副线圈电流与匝数的关系为I 1I 2＝n 2n 1。
4．所有变压器不改变交变电流的频率，理想变压器不改变功率。
一、变压器的原理1．变压器的构造由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图所示。
(1)原线圈：与交流电源连接的线圈，也叫初级线圈。
(2)副线圈：与负载连接的线圈，也叫次级线圈。
2．变压器的工作原理变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势。
3．作用改变交变电流的电压。
二、电压与匝数的关系1．理想变压器没有能量损失的变压器，也是一个理想化模型。
2．电压与匝数的关系理想变压器原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的匝数之比，即：U 1U 2＝n 1n 2。
3．两类变压器副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压变压器；副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫升压变压器。
三、两种互感器 1．电压互感器把高电压变成低电压。
它的原线圈并联在高压电路上，副线圈接入交流电压表，如图甲所示。
2．电流互感器把大电流变成小电流。
原线圈串联在被测电路中，副线圈接入交流电流表，如图乙所示。
1．自主思考——判一判(1)变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压。
(√) (2)实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器。
(√)(3)理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的功率和频率。
(×)(4)理想变压器是客观存在的。
(×) (5)U 1U 2＝n 1n 2适用于任何理想变压器。
2018_2019学年高中物理第五章交变电流5.4变压器课件新人教版
匝数少,为了减小导线上的电阻发热,要求用较粗的导
线绕制,电流小的线圈匝数多,要求用较细的导线绕制,
故可利用导线的粗细判断线圈匝数的多少。
【生活链接】
一般在输电系统、大工厂、电气化生产车间里用变压
器,我们普通的家庭中也会用到变压器吗?
提示:家庭里用到变压器的地方也很多,如电冰箱、洗
衣机、电视机、收音机、手机甚至一个很小的充电器
考查角度2
理想变压器电路的动态分析
【典例2】如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源 上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是 ( )
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率 变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数 变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数 变大
大,输入功率也一定增大,选项D错误。
2.如图所示,一理想变压器的原线圈匝数为n1=1 100匝, 接电压U1=220 V的交流电,副线圈接“20 V 10 W”的 灯泡,灯泡正常发光,可知 ( )
A.副线圈的匝数n2=200匝 B.副线圈中的电流I2=0.5 A C.原线圈中的输入功率为10 W D.原线圈中的电流I1=0.1 A
【补偿训练】 1.图甲为一理想变压器,负载电路中R=5 Ω ,若原线圈 两端输入电压u是如图乙所示的正弦式交流电,电压表 示数为10 V,则 ( )
A.输入电压u=100 2 sin50π t V B.电流表示数为0.2 A C.变压器原、副线圈匝数比为5∶1 D.若输入电压稳定,R阻值减小,则输入电功率减小
【典例1】一含有 理想变压器的电路如图所示,图中电 阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω 、 1 Ω 和4 Ω , 为理想交流电流表,U为正弦交流电压
学年高中物理第五章交变电流第节交变电流课时作业新人教版选修.doc
第1节交变电流[随堂检测]1．(2018·浙江温州“十五校联合体”期中联考)闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的某一固定轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示，下列说法正确的是()A．t1时刻线圈中感应电流为零B．t2时刻线圈通过中性面C．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大D．t4时刻线圈中感应电动势最小解析：选A.t1时刻线圈中感应电流为零，A正确；t2时刻线圈在与磁感线平行位置，B错误；t3时刻穿过线圈的磁通量最大，变化率最小，C错误；t4时刻线圈感应电动势最大，D错误．2．(多选)(2018·南京高二检测)如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′轴观察，线圈沿逆时针方向转动．已知磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时()A．线圈中感应电流的方向为abcdaB．穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率也为零C．线圈中的感应电流为nBl2ωRD．线圈从图示位置起转动T6时，电动势的瞬时值为12nBl2ω解析：选CD.根据右手定则判断知，ad边切割磁感线产生的感应电流方向由a →d ；bc 边切割磁感线产生的感应电流方向由c →b ，所以A 项错误；在图示位置Φ＝B ·S ⊥＝0；e ＝E m ＝nl 2B ω，由E ＝n ΔΦΔt 得ΔΦΔt＝E n ＝Bl 2ω，i ＝E R ＝nBl 2ωR ，所以C 项正确，B 项错误；t ＝T 6，ω＝2πT ，由e ＝nBl 2ωcos ωt ＝nBl 2ωcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT ×T 6＝12nBl 2ω，D 项正确． 3．矩形线圈abcd 在如图所示的磁场中以恒定的角速度ω绕ab 边转动，磁场方向垂直纸面向里，其中ab 边左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍．在t ＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd 边正在向纸外转动．规定图示箭头方向为电流正方向，则线圈中电流随时间变化的关系图线应是( )解析：选A.绕垂直磁场的轴转动时，线圈能够产生的最大感应电动势E m ＝NBSω，所以线圈在左侧磁场中产生的感应电动势最大值是右侧磁场中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感应电流方向，可知选项A 正确．4．一矩形线圈有100匝，面积为50 cm 2，线圈内阻r ＝2 Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B ＝0.5 T ，线圈的转速n ＝1 200 r/min ，外接一用电器，电阻为R ＝18 Ω，试写出R 两端电压瞬时值的表达式．解析：角速度ω＝2πn ＝2π⎝ ⎛⎭⎪⎫1 20060 r/s ＝40π rad/s ，最大值E m＝NBSω＝100×0.5×50×10－4×40πV＝10πV，线圈中感应电动势e＝E m cos ωt＝10πcos 40πt V，由闭合电路欧姆定律i＝eR＋r＝e18＋2＝e20A，故R两端电压u＝Ri＝18×120×10πcos 40πt V，即u＝9πcos 40πt V.答案：u＝9πcos 40πt V[课时作业]一、单项选择题1．关于交变电流和直流电的说法，正确的是()A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，但方向不一定变化C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化解析：选D.直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向改变，另外交变电流不一定都是正弦交流电或余弦交流电，D正确．2．如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是()A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置，ab边的感应电流方向为由a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：选 C.线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B错；线圈处于图示位置时，ab 边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为由a→b，C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，D 错．3．面积为S 的线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，从图中位置开始计时，能产生正弦式交变电动势e ＝BSωsin ωt 的是( )解析：选A.A 图产生的感应电动势e ＝BSωsin ωt ；B 、C 、D 图不产生感应电动势．本题选A.4．(2018·重庆四十二中检测)交流发电机正常工作时产生的电动势为e ＝E m sin ωt ，若将其线圈的匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为( )A ．e ＝E m sin ωtB ．e ＝2E m sin ωtC ．e ＝2E m sin 2ωtD ．e ＝E m sin 2ωt解析：选D.峰值为E m ＝NBSω，则线圈的匝数减为原来的一半而转速增为原来的2倍，角速度ω＝2πn 变为原来的2倍，峰值不变，D 对．5．如图所示是一交变电流的i －t 图象，x 轴上方每段图象均为正弦曲线的一部分，则该交变电流的有效值为( )A ．4 AB ．2 2 AC ．83 AD ．2303 A解析：选D.设该交变电流的有效值为I ，由有效值的定义得⎝ ⎛⎭⎪⎫I m 22Rt 1＋I 2m Rt 2＝I 2Rt ，而t ＝t 1＋t 2代入数据解得I ＝2303 A ，故选项D 正确．6．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd .线圈cd 边沿竖直方向且与磁场的右边界重合．线圈平面与磁场方向垂直．从t ＝0时刻起，线圈以恒定角速度ω＝2πT 绕cd 边沿如图所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t ＝0到t ＝T 时间内，线圈中的电流i 随时间t 变化关系的图象为( )解析：选B.在0～T 4内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式交流电，由楞次定律知，电流方向为负值；在T 4～34T 内，线圈中无感应电流；在34T 时，ab 边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流方向为正值，故只有B 项正确．7.如图所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A ．线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →dD ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力解析：选 A.线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，两种情况下产生的感应电动势和感应电流最大且相等，所以A 正确，B 错误．由楞次定律和右手定则可知电流方向相同且沿a →d →c →b 方向，C 错误．由于电流相同，所以两种情况下dc 边受到的安培力相等，D 错误．二、多项选择题8．线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交流电动势的瞬时值表达式为e ＝10sin 100πt V ，则下列说法中正确的是( )A ．t ＝0时，线圈位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大B ．t ＝0时，线圈垂直中性面，此时穿过线圈的磁通量为零C．t＝0.02 s时，e＝0，线圈位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大D．t＝0.005 s时，e＝10 V，线圈位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大解析：选AC.将t＝0代入表达式，可得e＝0，线圈位于中性面位置，磁通量最大，A正确，B错误；将t＝0.02 s，代入表达式得e＝0，此时线圈位于中性面，穿过线圈的磁通量最大；将t＝0.005 s代入表达式得e＝10 V，此时线圈垂直于中性面，穿过线圈的磁通量为零，故C正确，D错误．9．(2018·济南高二检测)如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动．当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t＝π2ω时刻()A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．线圈中的电流为零解析：选CD.t＝π2ω＝T4，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误；由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A错误，C、D正确．10．如图所示，形状或转轴位置不同、但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度ω匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是()A ．感应电动势最大值相同B ．感应电动势瞬时值不同C ．感应电动势最大值不同D ．感应电动势瞬时值相同解析：选AD.当转动轴不是线圈对称轴时，只要转轴与磁场垂直，不论线圈形状如何，转轴位置如何，最大值均为E m ＝NBSω，S 、ω、B 、N 相同，所以E m 相同，A 对；从中性面开始计时，瞬时值为e ＝E m sin ωt ，可见瞬时值也相同，D 对．三、非选择题11．如图所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，所用矩形线圈的匝数N ＝100匝，边长ab ＝0.2 m ，bc ＝0.5 m ，以角速度ω＝100π rad/s 绕OO ′轴匀速转动．当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：(1)线圈中瞬时感应电动势的大小；(2)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在t ＝T 6时刻的电动势大小．解析：(1)由题意可知：S ＝ab －·bc－＝0.2×0.5 m 2＝0.1 m 2 感应电动势的瞬时值e ＝NBSωsin ωt ＝100×0.1×0.1×100πsin (100πt ) V ，所以e ≈314sin (100πt ) V.(2)由E m ＝NBSω可知E m ＝314 V从线圈平面平行磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e ＝E m cos ωt代入数值得e ＝314cos (100πt ) V当t＝T6时，e＝314cos⎝⎛⎭⎪⎫π3V＝157 V.答案：(1)314sin (100πt) V(2)157 V12．如图所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B＝52πT，线框的CD边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在e－t坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象．解析：(1)线框转动，开始计时的位置为线框平面与磁感线平行的位置，在t 时刻线框转过的角度为ωt，此时刻，e＝Bl1l2ωcos ωt即e＝BSωcos ωt.其中B＝52πT，S＝0.1×0.2 m2＝0.02 m2，ω＝2πn＝2π×50 rad/s＝100πrad/s.故e＝52π×0.02×100πcos (100πt) V，即：e＝102cos (100πt) V.(2)线框中感应电动势随时间变化关系的图象如图所示．答案：(1)e＝102cos (100πt) V(2)见解析图。
高中物理第五章交变电流第节变压器课时作业新人教版选修.doc
第五章第4节变压器基础夯实一、选择题(1～5题为单选题，6题为多选题)1．理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为(D)A．每匝线圈中磁通量的变化率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．原线圈中感应电动势和副线圈中的感应电动势解析：理想变压器是没有能量损失的变压器，铁芯中无磁漏，所以每匝线圈中磁通量相等，其变化率相等，故A、C不符合题意；根据变压器的工作原理及用途可知，B不符合题意，选D。
2．学习了变压器后，同学们想利用变压器把电压升高后给某一电灯供电，以下设计的电路中正确的是(C)解析：A、B图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故AB错误；C 图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C正确；D图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故D错误；故选C。
3．如图所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab。
今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中不正确的是(I R、I C均为有效值)(A)A．若ab棒匀速运动，则I R≠0，I C＝0B．若ab棒匀速运动，则I R＝0，I C＝0C．若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则I R≠0，I C≠0D．若ab棒做匀加速运动，则I R≠0，I C＝0解析：ab匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，故副线圈电流为零，选项A错，选项B正确；若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零。
电容器进行充放电，故选项C正确；当ab匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电。
故选项D也正确。
本题选不正确的故选A。
4．有一电子线路中使用的小变压器，变压比为220V/6V，由于使用时间长了分不清原、副线圈，其外形如图所示，现要作为降压变压器使用，则电源(220V)应接在(B)A．ab两端B．cd两端C．ac两端D．bd两端解析：本题考查变压器的电流关系。
学年高中物理 第五章 交变电流 第节 交变电流作业 新人教版选修
1交变电流❶图5-1-1中不属于交变电流的是()图5-1-1❷(多项选择)矩形线框绕垂直于匀强磁场且与线框在同一平面内的轴匀速转动时产生了交变电流,以下说法正确的选项是 ()A.当线框经过中性面时,线框中的感觉电动势最大B.当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感觉电动势也为零C.每当线框经过中性面时,感觉电流方向就改变一次D.当线框经过中性面时,穿过线框的磁通量最大❸[2017·山东省实验中学高二质检]一不动的矩形线圈abcd处于范围足够大的可转动的匀强磁场中,如图5-1-2所示,该匀强磁场是由一对磁极N、S产生的,磁极以OO'为轴匀速转动.在t=0时辰,磁场的方向与线圈平行,磁极N开始走开纸面向外转动,规定a→b→c→d→a方向的感觉电流为正,则能正确反响线圈中感觉电流i随时间t变化情况的图线是图5-1-3中的()图5-1-2图5-1-3❹(多项选择)线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电流如图5-1-4所示,则()图5-1-4A.在A、C时辰,线圈平面和磁场方向垂直B.在B、D时辰,穿过线圈的磁通量最大C.从A时辰到B时辰,线圈转动的角度为90°D.在B时辰,穿过线圈的磁通量变化率最大❺一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动,线框中产生的感觉电动势e随时间t的变化情况如图5-1-5所示.已知匀强磁场的磁感觉强度为B,则结合图中所给信息可判断()图5-1-5A.t1时辰穿过线框的磁通量为BL2B.t2时辰穿过线框的磁通量为零C.t3时辰穿过线框的磁通量变化率为零D.t4时辰穿过线框的磁通量变化率为零❻面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在磁感觉强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e=BSωsinωt的是图5-1-6中的()图5-1-6❼如图5-1-7所示,一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动.顺着OO'观察,线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感觉强度为B,线圈匝数为n,边长为l,电阻为R,转动的角速度为ω.当线圈转至图示地址时()图5-1-7A.线圈中的感觉电流的方向为abcdaB.线圈中的感觉电流为nBl2RC.穿过线圈的磁通量为Bl2D.穿过线圈的磁通量的变化率为0❽(多项选择)如图5-1-8甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则以下说法正确的选项是()图5-1-8A.乙图中0~t1时间段对应甲图中(1)图至(2)图的过程B.乙图中t3时辰对应甲图中的(3)图C.乙图中t1~t2时间段内穿过线圈的磁通量不断减小D.线圈中没有电流时可以处于甲图中的(1)和(3)两图所示地址❾电磁脉冲传感器是汽车防抱死刹车(ABS)系统的要点装置,它能测定车轮可否还在转动.若是测出车轮不再转动,就会自动放松制动机构,让轮子仍保持缓慢转动状态.图5-1-9甲中,B是一根永久磁铁,外面绕有线圈,左端凑近一个铁质齿轮,齿轮与转动的车轮是同步的.图5-1-9乙是车轮转速为n时输出电流随时间变化的图像.若车轮转速变为n2,则其图像应为图5-1-10中的()图5-1-9图5-1-10如图5-1-11所示,处在匀强磁场中的矩形线圈abcd以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直.在t=0时辰,线圈平面与纸面重合,线圈的cd 边走开纸面向外运动.若规定a→b→c→d→a方向的感觉电流为正,则能正确反响线圈中感觉电流i随时间t变化情况的图线是图5-1-12中的()图5-1-11图5-1-12如图5-1-13所示为发电机结构表示图,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,其表面呈半圆柱面状.M是圆柱形铁芯,它与磁极柱面共轴,铁芯上绕有矩形线框,可绕与铁芯共轴的固定轴转动.磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布.从图示地址开始计时,当线框匀速转动时,图5-1-14中能正确反响线框产生的感觉电动势e随时间t 变化规律的是()图5-1-13图5-1-14如图5-1-15甲所示为一根长直导线,导线中的电流按如图乙所示的正弦规律变化,规定电流从左向右为正.在直导线下方有一不闭合的金属线框,则相对于b点来说,a点电势最高的时辰在 ()图5-1-15A.t1时辰B.t2时辰C.t3时辰D.t4时辰如图5-1-16甲所示,圆滑的水平桌面上固定着一根长直导线,可以自由搬动的矩形导线框abcd凑近长直导线静放在桌面上.当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时(图甲中所示的电流方向为正),以下说法正确的选项是()图5-1-16A.0~t1时间内,线框内电流的方向为adcba,线框向右减速运动B.在t1时辰,线框内没有电流,线框静止C.t1~t2时间内,线框内电流的方向为abcda,线框向左运动D.在t2时辰,线框内有电流,线框不受力1.D2.CD[剖析]当线框经过中性面时,线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量最大,但此时磁通量的变化率等于零,所以感觉电动势等于零,感觉电流的方向在此时改变,A错误,C、D正确.当线框垂直于中性面时,穿过线框的磁通量为零,但此时磁通量的变化率最大,所以感觉电动势最大,B错误.3.C[剖析]磁极以OO'为轴匀速转动,可等效为磁场不动而线圈向相反方向转动,在t=0时辰,由右手定则可知,产生的感觉电流方向为a→b→c→d→a,磁场的方向与线圈平面平行,感觉电流最大,应选项C正确.4.BC[剖析]由图像可知,在A、C时辰,感觉电流最大,此时线圈平面与中性面垂直,与磁场方向平行,A错误;在B、D时辰,感觉电流为零,此时线圈位于中性面,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,B正确,D错误;从A时辰到B时辰,线圈转过的角度为90°,C正确.5.D[剖析]t1时辰,感觉电动势最大,穿过线框的磁通量应为零,A错误;t2时辰,穿过线框的磁通量最大,为Φm=BL2,B错误;t3时辰,感觉电动势最大,则穿过线框的磁通量变化率也最大,C错误;t4时辰,感觉电动势为零,则穿过线框的磁通量变化率为零,D正确.6.A[剖析]线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动时,产生的正弦交变电动势为e=BSωsinωt,由这一原理可判断,A中感觉电动势为e=BSωsinωt;B中的转动轴不在线圈所在平面内;C、D中转动轴与磁场方向平行,而不是垂直.7.B[剖析]图示地址为垂直于中性面的地址,此时穿过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,感觉电流也最大,为I=2·12ωlR=nBl2R,由右手定则可判断,线圈中感觉电流的方向为adcba,B正确,A、C、D错误.8.AD[剖析]甲图中由(1)图到(2)图过程,感觉电流为正方向,且感觉电流由0增到最大值,乙图中0~t1时间段与这一过程对应,A正确;乙图中t3时辰感觉电流为最大值,但甲图中(3)图对应的感觉电流为零,B错误;t1~t2时间段内,感觉电流逐渐减小,穿过线圈的磁通量逐渐增大,C错误;线圈处于中性面时没有感觉电流,D正确. 9.C[剖析]车轮转速减慢,角速度减小,依照法拉第电磁感觉定律可知,感觉电流变小,电流变化的周期变大,故C正确.10.C[剖析]矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电,在t=0时辰,线圈平面和中性面垂直,所以产生的交变电流图像是余弦函数图像,再由楞次定律可判断出电流方向为a→b→c→d→a,选项C正确.11.D[剖析]矩形线框在均匀辐向磁场中转动,v向来与B垂直,由E=BLv知E大小不变,方向周期性变化,D正确.12.D[剖析]线框中的磁场是直线电流i产生的,在t1、t3时辰,电流i最大,但电流的变化率为零,穿过线框的磁通量变化率为零,线框中没有感觉电动势,a、b两点间的电势差为零.在t2、t4时辰,电流i=0,但电流的变化率最大,穿过线框的磁通量变化率最大,a、b两点间的电压最大,依照楞次定律可得出,相对b点来说,a点电势最高的时辰在t4时辰,D正确.13.D[剖析]t1时辰,长直导线中电流最大,穿过线框的磁通量的变化率为零,线框中无感觉电流,线框不受力;t2时辰,长直导线中电流为零,穿过线框的磁通量的变化率最大,线框中的感觉电流最大,但线框所在处磁感觉强度为零,故线框也不受力.0~t1时间内,长直导线中电流增大,线框中感觉电流的方向为adcba,线框碰到斥力而向右做加速运动;t1~t2时间内,长直导线中电流减小,线框中感觉电流的方向为abcda,线框碰到引力而向右做减速运动.。
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第4节变压器第1课时❶(多选)关于理想变压器的工作原理,以下说法中正确的是 ()A.穿过通有正弦交变电流的原线圈的磁通量不变B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等C.穿过副线圈的磁通量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❷理想变压器正常工作时,原、副线圈中不相同的物理量为 ()A.每匝线圈中磁通量的变化率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.原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势❸[2017·山西沂州一中高二期中]图5-4-1中可以降低电压并使灯泡发光的变压器是()图5-4-1❹如图5-4-2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,副线圈接入标有“200V60W”字样的灯泡一只,且灯泡正常发光,则 ()图5-4-2A.电流表的示数为0.015AB.电源输出功率为1200WC.电流表的示数为6AD.原线圈两端的电压为10V❺(多选)如图5-4-3所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1,原线圈所接的电压u=220πt(V),负载电阻R=44Ω,不计电表对电路的影响.关于电表的读数,下列说法正确的是()图5-4-3A.A1读数为0.05AB.V1读数为220VC.A2读数为0.5AD.V2读数为22V❻将输入电压为220V、输出电压为6V的变压器改装成输出电压为30V的变压器,副线圈原来的匝数为30匝,原线圈的匝数不变,则副线圈应增加的匝数为 ()A.150匝B.144匝C.130匝D.120匝❼(多选)如图5-4-4所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1,电池和交变电源的电动势都为6V,内阻均不计.下列说法正确的是()图5-4-4A.S与a接通的瞬间,R中无感应电流B.S与a接通稳定后,R两端的电压为0C.S与b接通稳定后,R两端的电压为3VD.S与b接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为2∶1❽如图5-4-5所示,理想变压器的原线圈接的交变电压u=11000sin100πt(V),副线圈通过电阻r=6Ω的导线对标有“220V,880W”的用电器R L供电,该用电器正常工作.由此可知()图5-4-5A.原、副线圈的匝数之比为50∶1B.交变电压的频率为100HzC.副线圈中电流的有效值为4AD.变压器的输入功率为880W❾(多选)[2017·南宁二中高二期中]如图5-4-6所示,理想变压器原线圈匝数n1=1100匝,副线圈匝数n2=200匝,原线圈接交变电源,电压u=220sin100πt(V),副线圈接电动机,电动机内阻为5Ω,电流表A2示数为2A,电表对电路的影响忽略不计,则()图5-4-6A.此交流电的频率为100HzB.电压表示数为220VC.此电动机输出功率为60WD.电流表A1示数为10A(多选)如图5-4-7所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光.要使灯泡变亮,可以采取的方法有()图5-4-7A.向下滑动PB.增大交流电源的电压C.增大交流电源的频率D.减小电容器C的电容理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图5-4-8甲所示方式连接,已知变压器的原、副线圈的匝数之比为n1∶n2=10∶1,电阻R的阻值为10Ω,图乙是电阻R两端的电压u随时间t变化的图像,其中U m=10V.下列说法中正确的是()图5-4-8A.通过电阻R的电流i R随时间t变化的规律是i R=cos100πt(A)B.电流表A的读数为 AC.电压表V的读数为10VD.变压器的输入功率为10W如图5-4-9所示,甲、乙是配电房中的互感器和电表(图中用“○”表示)的接线图,下列说法中正确的是()图5-4-9A.甲图中的电表是电流表B.乙图中的电表是电压表C.甲图中线圈匝数一定满足n1>n2D.乙图中线圈匝数一定满足n3>n4(多选)[2017·山东淄博高青一中、淄博实验中学高二期中联考]如图5-4-10甲所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴在匀强磁场中匀速转动,输出交流电的电动势如图乙所示,经原、副线圈匝数之比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电,如图丙所示,副线圈电路中灯泡的额定功率为22W.现闭合开关,灯泡正常发光,则()图5-4-10A.t=0.01s时,穿过线框的磁通量为零B.金属线框的转速为50r/sC.变压器原线圈电路中电流表的示数为 AD.灯泡的额定电压为220V在如图5-4-11所示的两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为110V;若分别在c、d的两端与g、h的两端加上110V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为 ()图5-4-11A.220V和220VB.220V和110VC.110V和110VD.220V和0[2017·湖南长郡中学高二期中]如图5-4-12所示,理想变压器原、副线圈各接一个电阻R1和R2,原线圈中接有220V交流电源,此时两个电阻上的电压都是10V,设变压器原、副线圈的匝数之比为n∶1,电阻R1和R2消耗的功率之比为k∶1,则()图5-4-12A.n=21,k=B.n=21,k=C.n=441,k=D.n=441,k=第1课时1.BC[解析]交变电流的磁场在不断变化,故通过原线圈的磁通量也在变化,A错误;因理想变压器无磁漏,故穿过原、副线圈的磁通量时刻相等,B正确;原线圈产生的磁场变化,导致穿过副线圈的磁通量变化,从而使副线圈产生感应电动势,C正确,D错误.2.D[解析]理想变压器是没有能量损失的变压器,铁芯中无磁漏,所以原、副线圈中磁通量相等,其变化率也相等,A、C错误;根据变压器的工作原理及用途可知,B错误,D正确.3.B[解析]变压器可以改变交流电压,不能改变直流电压,A、D错误;B中原线圈的匝数比副线圈的匝数多,属于降压变压器,B正确;C中原线圈的匝数比副线圈的匝数少,不能降低电压,C错误.4.A[解析]副线圈接入标有“200V60W”的灯泡一只,且灯泡正常发光,故输出功率为60W,由=得原线圈两端的电压为4000V,由=得电流表读数为0.015A.5.ACD[解析]电压表测量的是电压的有效值,故U1=V=220V,B错误;根据变压公式,有U2=U1=22V,D正确;变压器的输出电流I2==0.5A,C正确;变压器的输入电流I1=I2=0.05A,A 正确.6.D[解析]由题意得=,=,将n2=30匝代入得n2'=150匝,则副线圈应增加的匝数Δn=120匝.7.BC[解析]S与a接通的瞬间,副线圈有瞬间的感应电流,A错误;S与a接通稳定后,理想变压器的原线圈中电流稳定不变,副线圈两端的电压为零,B正确;S与b接通稳定后,根据U1∶U2=n1∶n2,可得R两端的电压为3V,C正确;S与b接通稳定后,原、副线圈中电流的频率相同,D错误.8.C[解析]输入电压的有效值为11000V,用电器的额定电压为220V,所以变压器的输出电压大于220V,原、副线圈的匝数之比小于,A错误;由输入电压的表达式知,交变电压的频率f=Hz=50Hz,B错误;副线圈中电流的有效值与用电器的额定电流相同,I==4A,C正确;变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和,大于880W,所以变压器的输入功率大于880W,D错误.9.BC[解析]此交流电的频率为f==Hz=50Hz,选项A错误,电压表的示数为电压的有效值,U1=V=220V,选项B正确;变压器副线圈两端电压为U2=U1=×220V=40V,则电动机输出功率为P出=I2U2-r=60W,选项C正确;电流表A1示数为I1=I2=×2A=A,选项D错误.10.BC[解析]因为原、副线圈两端的电压与它们的匝数成正比,当向下滑动P时,相当于减少副线圈的匝数,导致副线圈两端的电压减小,流过灯泡L的电流减小,灯泡变暗,选项A错误;增大交流电源的电压,则会使副线圈两端的电压也随之增大,灯泡变亮,选项B正确;电容器的电容越大,交流电源的频率越高,电容器对交变电流的阻碍作用就越小,灯泡就越亮,选项C正确,选项D错误.11.D[解析]根据电阻R两端的电压u随时间t变化的图像可知,电压的最大值为10V,则电压表V的读数为10V,选项C错误;由欧姆定律得,通过电阻R的电流i R随时间t变化的规律是i R=cos100πt(A),选项A错误;由变压公式可知,输入电压为100V,输入电流为0.1A,则变压器的输入功率为10W,电流表A的读数为0.1A,选项B错误,选项D正确.12.C[解析]甲图中的电表并联在电路中,是电压互感器,电路中是强电压,通过变压器变成弱电压,用电压表测量,因为电压之比等于线圈匝数之比,所以n1>n2,A错误,C正确;乙图中的电表串联在电路中,是电流互感器,电路中是强电流,通过变压器变成弱电流,用电流表测量,因为电流之比等于线圈匝数之比的倒数,所以n3<n4,B、D错误.13.BD[解析]由图乙可知,t=0.01s时,感应电动势为零,则此时穿过线框的磁通量最大,故A错误;由图乙可知,交流电的周期为0.02s,则金属线框的转速n==50r/s,故B正确;原线圈输入电压的有效值为U1=22V,由P=U1I1=U2I2得I1=1A,故C错误;由=得U1=220V,灯泡正常发光,所以灯炮的额定电压为220V,故D正确.14.B[解析]对变压器,由=可得U ab=220V;对滑动变阻器来说,当g、h间加上110V的交流电压时,e、f间的电压U ef=110V,选项B正确.15.A[解析]原线圈接220V的交流电源,而R1两端的电压为10V,所以理想变压器输入端的电压为U1=210V,输出端的电压为U2=10V,根据=可得n=21,电阻R1和R2消耗的功率之比为k∶1,即=,因为=1,=,故k=,A正确.。