训练十四 变压器-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测素能提升训练（人教版2019）

的瞬时值表达式为e= Emsin wt=300sin 50πt V,A 错 误，B正确；电流表的示数为通过电阻 R的电流的有效 值，I=R+=150+5 A≈14.1A,C正确；由Em=nBSo 更m=BS=n,t=0.02 s可得通过线圈的磁通量最大值( ,更m=50元 Wb,D时电动势为0,通过线圈的磁通量最大， 错误。 6.解析 (1)电动势的最大值Em=NBSw, E=,有效值 解得E=NS, 代入数据得 E=450√2 V。 (2)输出电压U=E-Ir, 输出功率P=IU, 解得P=I(E—Ir), 代入数据得P≈30 315W。 答案(1)450√2 V (2)30 315 W 7.C 阻值不变，灯亮度不变 电阻 L为电阻 有效值不 容抗减小，灯吏死M为电容器电容器变，频率 感抗增大，灯变暗 N为电 感线圈 增大 电感线圈 8.BC 由题图(b)可知，电流的周期为T=0.2 s,所以风叶 n=1=5r/s,故A错误；由题图(b)可知，电流的转速为； a=可得的最大值为Im=0.6 A,周期为T=0.2s,由 w=10π rad/s,则电流的表达式为i=0.6sin 10πt(A),故 B 正确；风速加倍时，角速度加倍，根据 Em=NBSw可知， 产生的感应电动势加倍，形成的感应电流也加倍，则电 I=得，电流流的表达式为i=1.2sin 20πt(A),根据 的有效值为I=0.6√2 A,由P=I2R 可得，电阻R的电 功率为P=3.6W,故 D错误，C正确。 9.BC 交流电压表V的示数应是电压的有效值 220 V, 故 A、D错误；电压的有效值恰好等于电灯的额定电压， 电灯正常发光，B正确；电压的峰值220√2 V=311 V, 大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，C正确。 10.AD 当S接通时，加在电热丝上的瞬时电压u= 311sin(100πt)V,所以电热丝两端的电压的有效值 u?==3 v=220V,故A正确，B错误；当S断开 时，前半个周期内所加电压不变，但后半个周期内U? P=1P。。=0,所以电热丝的功率1 设此时交流电压的 k-1·餐得U==156v,有效值为U?',由 即电压表的读数为156 V,故C错误，D正确。 11.C A.根据手摇电筒的结构，线圈转动，切割磁感线产 生感应电流的方向不断变化，故该手摇电筒中的电流 是交流电，A错误；BC.图乙时刻半圆形导线转动方向 与磁场方向平行，该时刻无感应电流，半圆形导线束受 安培力大小为0,B错误，C正确；D.电流表的示数为转 一圈的有效值，由题干中的已知条件无法求出电路中 的电流有效值，D错误。故选C。 v=2wL,感应电动势12.解析 (1)bc、ad边的运动速度 E=2NB·2lv,解得E=2NBI2w。 (2)图像如图所示。 e 2NBFw e日 13πo 2π t @-2NBFo (3)R上的电压Um=R+r=2RBRrw,由有效值的概 念可知k.2m=2×k.4,解得Un=3Um= 3(RRrP) I=k=3(R+。,则R上电流有效值 34(R+n)(3)答案(1)2NBl2w(2)见解析图 训练十四 变压器 1.BD 理想变压器原、副线圈的磁通量和磁通量的变化 率都是相同的，A错误，B正确，输入功率和输出功率是 相等的，D正确。原、副线圈的电动势有效值之比是 10:1,C错误。 u=知U?=2.D 根据u?=12√2 sin 100πt(V)及 12 v,f=-50H,A错误；根据号一弯得U?=u =×12 V=6 V,即V的读数为6 V,B错误；又I?= =6A=1A,即A的读数为1A,C错误；根据P?= P?=R=6 w=6 W,D正确。P?及I u?==3.D 由题图可知原线圈两端电压的有效值 f=÷=50 Hz,D正确；输出电压的有效值220 V,频率f 38 U?=nU?=36 V,故输出电压的最大值U?=36√2 v,A =n,=,B错误；理想变压器的输入功错误；由于 率与输出功率相等，C错误。 4.CD 原线圈匝数增加使得副线圈电压减小，输出功率 减小，输入功率也减小，故 A错误；副线圈匝数增加到 原来的2 倍，副线圈电压增大到原来的2倍，根据P= uR知输出功率增加到原来的4倍，输入功率增加到原来 2,而副的4倍，故B错误；负载电阻的阻值变为原来的- 线圈电压不变，所以输出功率和输入功率增加为原来的 2 倍，故 C正确；副线圈匝数和负载电阻都增加到原来 P=卡知的2倍，副线圈电压增大到原来的2倍，根据 输出功率增加到原来的 2倍，输入功率增加到原来的 2 倍，故 D正确。 5.BC Q位置不动，副线圈电压U?不变，当P上滑时， P=R+R可知总功率减小，原线圈电压U?R增大，由 不变，由P=U?I?可知原线圈电流I?减小，故选项A错=误，B正确；当P位置不动，Q上滑时，n?增大，由 n知U?增大，同理分析知原线圈电流I?增大，故选项 C正确，D错误。 0=n,6.解析 根据变压器的电压与匝数成正比，可知 n.=n8=140×380~136匝，解得副线圈的匝数为 当输入电压只有220 V时，输出电压为 U?'=u:n2=220×1446 v≈21 V。 答案 136匝 21 V 7.AD 在图甲中的开关接通与断开的瞬间，右侧的线圈 内产生瞬间的感应电动势，对外输出，使火花塞点火；图 乙中，右侧线圈没有电流，所以右侧开关的接通与断开 不能引起电流的变化，所以图乙不能使火花塞点火，故 A正确，B错误。由于副线圈中要产生10 kV以上的电 压，但是蓄电池的电压为12 V,所以必须经过升压变压 器才可以得到很高的电压，所以变压器的副线圈匝数远 大于原线圈匝数，根据变流比可知，原线圈的电流大，则 原线圈用电阻小的粗导线，副线圈用电阻大的细导线， 故 C错误，D正确。 8.C 发电机线圈的转速为 nz,输出交变电流的频率为f =nz,B错误。线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动， 2π 产生的是正弦交流电，最大值为 Em=NBS·2π·nz,输 F-F=-√2πNBSn,A错误。变压出电压的有效值为 n=导=2πNBSmz,C正确。器原、副线圈的匝数比为 发电机产生的瞬 时电动 势为 e= Emsin wt= 2πNBSnz sin(2πnz)t,D错误。 9.C 在输入电压U?和原线圈匝数 n?不变的情况下，使 =院知，输出电压U?有效值由220 V降至110 V,由 副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈接入的 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。 10.C 直流电产生的磁场，通过内置线圈的磁通量不变， 线圈中不产生感应电动势，即无感应电流，A错误；由 =n可知，载流导线中电流大小I=nI,B错误；若 钳形部分铁芯没有完全闭合，则通过内置线圈中的磁 通量变小，磁通量的变化率也变小，故产生的感应电流=变小，测量出的电流将小于实际电流，C正确；由- n? —可知，钳形电流测量仪的示数将变大，D错误。n 11.A 分析甲图可知，光照强度增强，流过电阻的电流增 大，说明光敏电阻阻值减小。在其他条件不变的情况 下，如果光照变强，光敏电阻阻值减小，灯泡两端电压 减小，则灯泡的亮度变暗，A正确，B错误；在其他条件 不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则 副线圈匝数减小，输出电压减小，灯泡的亮度变暗， C错误；在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻 器R?的阻值，则通过灯泡的电流减小，灯泡亮度变暗， D错误。 12.解析 (1)由题图乙可知磁场变化周期T=0.2 s, 则w=r=10π rad/s, 又 Em=nB.Sw,代入数据可得Em=√2 V。 u?=n,(2)对理想变压器，有 其中U?=,U?=6v, 可得n?*n?=1:6。 答案(1)√2V(2)1:6 39 ◆高中物理·选择性必修第二册（人教版 训练十四 变压器 基础练了现固应用 B.原、副线圈中电流之比为55：9 1.(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为 C.该理想变压器的输入、输出功率之比为 55:9 10:1,以下说法正确的是 A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是 D.原线圈两端电压有效值为220V,频率为 10:1 50 Hz B.穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率 4.（多选)一理想变压器工作 相等 电路图如图所示，今欲使变 0, C.原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值 压器的输入功率增大到原 来的2倍，在其他条件不变的情况下，可行的 之比为10：1 办法是 ( ) D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率 A.原线圈的匝数n1增加到原来的2倍 之比为1：1 B.副线圈的匝数n2增加到原来的2倍 2.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比： =2：1,V和A均为理想电表，灯泡电阻 C.负载电阻的阻值R变为原来的号 R.=62,AB两端电压4=12√2sin100xt(V). D.2和R都变为原来的2倍 下列说法正确的是 ）:5.(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接 一个理想交流电流表，副线圈匝数可以通过 滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了 定值电阻R。和滑动变阻器R,P为滑动变 A.电流频率为100Hz 阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为 B.V的读数为24V U的正弦交流电，则 C.A的读数为0.5A D.变压器输入功率为6W 3.某理想变压器原、副线圈匝数之比为55：9， 原线圈所接电源电压的变化规律如图所 A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电 示，副线圈接有负载。下列判断正确的是 流表读数变大 B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电 UV 流表读数变小 220互 C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电 2t(×10-2) 流表读数变大 -220v2 D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电 A.输出电压的最大值为36V 流表读数变小 38 6.如图所示，有些机床为了 安全，照明电灯用的电压 12V 线圈1 线圈2 是36V,这个电压是把 380V的电压降压后得到的。如果变压器 蓄电池 变压器 火花塞 的原线圈是1440匝，副线圈是多少匝？在 某次实际工作时输人电压只有220V,则输 A.甲装置能实现点火 出电压是多少？ B.该点火装置能使火花塞的两端产生持续 高压 C.变压器的原线圈用细导线绕制，而副线 圈要用粗导线绕制 D.该点火装置中变压器为升压变压器 8.张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬 奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、 输电简易模型如图所示。已知风轮机叶片 转速为每秒心转，通过转速比为1：n的升速 齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线 圈面积为S,匝数为N,匀强磁场的磁感应 强度为B。1=0时刻，线圈所在平面与磁场 方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想 变压器升压后，输出电压为U。忽略线圈电 阻，下列说法正确的是 ( 发电机等效图 高速 转轴：×X× 升压变压 升速齿轮箱 x0 高压电网 转速比1：n) 能力练了素养提升 xX B X 7.(多选)汽车的点火装置的核心是一个变压 A.发电机输出的电压为2πNBS≈ 器，该变压器的原线圈与12V的蓄电池相 B.发电机输出交变电流的频率为2πz C.变压器原、副线圈的匝数比为 连，副线圈连接到火花塞的两端，当开关由 闭合变为断开时，副线圈中产生10kV以上 √2πNBSnz:U 的电压，火花塞中产生电火花，从而点燃油 D.发电机产生的瞬时电动势e= 气实现汽车点火。某同学设计了图甲、图乙 2πNBSnz sin(2πz)t 两个装置，下列说法中正确的是 )9.如图为气流加热装置的 示意图，使用电阻丝加热 导气管，视变压器为理想 线 线圈2 12W 变压器，原线圈接人电压 背电池 有效值恒定的交流电并 变器 开关 保持匝数不变，调节触头P,使输出电压有 效值由220V降至110V,调节前后() 39 》高中物理·选择性必修第二册（人教版》 A.副线圈中的电流比为1：2 12.图甲为某同学设计的充电装置示意图，线 B.副线圈输出功率比为2：1 圈ab匝数为n=100,面积为S=10-3m2, C.副线圈的接入匝数比为2：1 匀强磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强 D.原线圈输入功率比为1：2 度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。 10.钳形电流测量仪的结 铁芯 理想变压器副线圈接充电器，已知额定电 载流守线 构图如图所示，其铁 内冒线圈 压为6V的充电器恰能正常工作，不计线 芯在捏紧扳手时会张 电流表 圈电阻。求： 开，可以在不切断被 (1)线圈ab中的最大感应电动势Em: 测载流导线的情况下，通过内置线圈中的 (2)变压器原、副线圈匝数比n,2。 电流值I和匝数n获知载流导线中的电流 大小I。。关于该钳形电流测量仪的说法 充电器 正确的是 A.该测量仪可测量直流电的电流 A载流导线中电流大小。一号 0 C.若钳形部分铁芯没有完全闭合，测量出 0.2 /0,41/s 的电流将小于实际电流 D.若将载流导线在铁芯上多绕几匝，钳形 电流测量仪的示数将变小 11.如甲图所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻 R供电时，流过此电阻的电流和所受光照 强度的关系图像。根据这一特性，某同学 设计了一个台灯的自动控制电路如乙图所 示，T为一自耦式变压器。下列说法正确 的是 ( 电流 T L⑧RI 光照强皮 Z A.在其他条件不变的情况下，如果光照变 强，则灯泡的亮度变暗 B.在其他条件不变的情况下，如果光照变 强，则灯泡的亮度变亮 C.在其他条件不变的情况下，将自耦式变 压器的滑片P适当下滑，则灯泡的亮度 变亮 D.在其他条件不变的情况下，适当增大滑 动变阻器R,的阻值，则灯泡的亮度 变亮 40