课后提升练 (十三) 第3章 第3节 科学探究：变压器（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（鲁科版2019）

课后提升练 (十三)　科学探究：变压器 [对应学生用书P144] 1．已知某理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，则下列说法中正确的是(　　) A．穿过原、副线圈每一匝线圈的磁通量之比是10∶1 B．穿过原、副线圈每一匝线圈的磁通量的变化率相等，但穿过每匝线圈的磁通量并不相等 C．原、副线圈每一匝线圈产生的电动势瞬时值之比为10∶1 D．正常工作时，原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1 D　解析：对理想变压器，无磁通量损失，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，这才导致电压与匝数成正比，A、B、C错误；理想变压器可以忽略各种损耗，故输入功率等于输出功率，D正确。 2．如图所示，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(　　) A．3 mA B．0 C．48 mA D．与负载R的值有关 B　解析：导体棒向左匀速切割磁感线时，在线圈n1中通过的是恒定电流，不能使穿过副线圈的磁通量发生变化，副线圈上无感应电动势，所以A2中无电流通过。 3．用有效值为220 V的正弦交流电通过理想变压器对一个灯泡供电，变压器输出电压的有效值是110 V，通过灯泡的电流随时间变化的规律如图所示，则(　　) A．变压器的输入功率为110 W B．输出电压的最大值是110 V C．变压器原、副线圈的匝数比是1∶2 D．变压器原线圈所在电路中电流的最大值为 A A　解析：由题图可知流过该灯泡的电流的有效值为I2＝＝ A＝1 A，因此变压器的输入功率为P＝110×1 W＝110 W，A正确；变压器的输出电压的最大值应为Um＝U2＝110 V，B错误；由变压器的工作原理知＝，解得n1∶n2＝2∶1，C错误；同理可知＝，代入数据解得I1＝ A，则变压器原线圈所在电路中电流的最大值为 A，D错误。 4．(多选)在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已知线圈1、2的匝数比n1∶n2＝2∶1，在不接负载的情况下(　　) A．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为110 V B．当线圈1输入电压为220 V时，线圈2输出电压为55 V C．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为220 V D．当线圈2输入电压为110 V时，线圈1输出电压为110 V BD　解析：闭合铁芯中多了一个中间的臂，导致原线圈中产生的交变磁通量，只有一半通过副线圈，而另一半通过中间的臂。设线圈1输入电压为U1时，线圈2输出电压为U2，根据法拉第电磁感应定律有U1＝n1，U2＝n2，当线圈1输入电压为220 V时，Φ1＝2Φ2，即＝2，可得＝＝4，解得U2＝55 V，A错误，B正确；当线圈2输入电压为110 V时，同理可得Φ2′＝2Φ1′，＝＝1，所以U1′＝U2′＝110 V，C错误，D正确。 5．(多选)(2021·海南高考真题)如图，理想变压器原线圈接在u＝220sin 100πt V的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，为了使图中“100 V　50 W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是(　　) A．仅将滑片P向上滑动 B．仅将滑片P向下滑动 C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为20 Ω的电阻 D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为20 Ω的电阻 BD　解析：由题意可知，原线圈电压的有效值U1＝ V＝220 V，因此副线圈的有效值U2＝U1＝×220 V＝110 V>100 V，为了使图中“100 V　50 W”的灯泡能够正常发光，则需要减小副线圈的电压，即仅将滑片P向下滑动；或者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为R＝＝ Ω＝20 Ω，B、D正确。 6．(多选)(2021·湖北黄冈高二期末)如图所示，一台理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶2，原线圈连接交变电源，交变电源的电压为u＝220sin 100πt V。副线圈连接一台电动机，该电动机内阻r＝10 Ω。已知副线圈中电流表A2的示数为2 A，且电表对电路的影响忽略不计。则下列说法正确的是(　　) A．交变电源的频率为100 Hz B．电动机的输出功率为40 W C．原线圈中电流表A1的示数为11 A D．如果电动机被卡住且没有损坏，则电源的输出功率变为原来的2倍 BD　解析：根据频率公式可得，交变电源的频率f＝＝ Hz＝50 Hz，A错误；原线圈的电压有效值为U1＝＝ V＝220 V，根据变压公式可知＝，所以U2＝40 V，根据能量关系可知，电动机的输出功率