第3章 专题提升课9 课后 达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册教用Word(鲁科版)

题组1　变压器的动态分析 1．(2024·江苏连云港高中校考期中)如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表A、电压表V分别为理想交流电流表和理想交流电压表。若将调压端的滑动触头P向下移动，则(　　) A．电压表V的示数变小 B．变压器的输出功率变大 C．电压表V、电流表A测得的是瞬时值 D．电流表A的示数变大 解析：选A。将调压端的滑动触头P向下移动，副线圈匝数减小，根据＝，可知副线圈两端的电压减小，故电压表V的示数变小，故A正确；副线圈两端的电压减小，灯的功率减小，故变压器的输出功率变小，故B错误；电压表V、电流表A测得的是有效值，故C错误；变压器的输出功率变小，可知变压器的输入功率变小，可知原线圈电流减小，故电流表A的示数变小，故D错误。 2．如图所示电路中，变压器为理想变压器，电流表为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，在原线圈两端加上正弦交流电压，则下列判断正确的是(　　) A．仅将滑片P1向上移，电流表的示数减小 B．仅将滑片P1向上移，R1消耗的功率减小 C．仅将滑片P2向上移，电流表的示数减小 D．仅将滑片P2向上移，R1消耗的功率减小 解析：选C。仅将滑片P1向上移，副线圈接入电路的匝数增加，根据变压比可知，副线圈两端的电压增大，R1消耗的功率增大，电流表的示数增大，故A、B错误；仅将滑片P2向上移，R1中的电流不变，消耗的功率不变，R2中的电流减小，因此电流表的示数减小，故C正确，D错误。 3．用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题。如图所示，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是(　　) A．原线圈中电流减小 B．副线圈输出电压减小 C．R两端的电压增大 D．原线圈输入功率减小 解析：选C。原线圈输入电压恒定，副线圈输出电压不变，B错误；当开关S闭合后，电路中总电阻减小，总电流和总功率变大，原线圈中电流和输入功率都变大，R两端的电压增大，C正确，A、D错误。 题组2　几种常见的变压器及其应用 4.工厂检验电动机的质量时，要用到1千多伏电压可调的高压电。利用一个自耦变压器和一个升压变压器可满足这个要求。一自耦变压器部分示意图如图所示，已知该自耦变压器可视为理想变压器，线圈总匝数为1 250匝，其中原线圈为 1 100 匝，接在有效值为220 V的交流电源上，则输出端AB可以得到的最高电压是(　　) A．193.6 V B．1 936 V C．250 V D．2 500 V 解析：选C。对于自耦变压器，若要计算输出的最大电压，只需满足副线圈为总匝数。当副线圈匝数为1 250匝时，由变压器两端的电压与匝数成正比，即有UAB＝U＝×220 V＝250 V。 5．(多选)图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法正确的是(　　) A．线圈匝数n1<n2，n3<n4 B．线圈匝数n1>n2，n3>n4 C．图甲中的电表是电压表，输出端不可短路 D．图乙中的电表是电流表，输出端不可断路 解析：选CD。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，n1>n2，其中的电表为电压表，输出端不可短路；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，n3<n4，其中的电表为电流表，输出端不可断路，故C、D正确。 6.电压互感器是一种测量电路中电压的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较多，并联在电路中，副线圈匝数较少，两端接在电压表上，则电压互感器(　　) A．是一种降压变压器 B．能测量直流电路中某一用电器两端的电压 C．原、副线圈中电流的频率不同 D．副线圈两端的电压高于原线圈两端的电压 解析：选A。由＝知，由于原线圈匝数较多，副线圈匝数较少，则副线圈两端的电压低于原线圈两端的电压，则电压互感器是一种降压变压器，A正确，D错误；电压互感器是利用电磁感应进行工作的，在交流电路中才能正常工作，B错误；电压互感器能够改变原、副线圈中的电流和电压，但不能够改变其频率，C错误。 7．一理想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c、d间接定值电阻R。在a、b间输入电压为U1的交流电时，c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点沿顺时针方向旋转到N点的过程中(　　) A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高 C．变压器的输入功率增大 D．变压器的输入功率减小 解析：选D。根据理想变压器原、副线圈的电压关系有＝，由于n2<n1，所以U2<U1，在将滑动触头从M点沿顺时针方向旋转到N点的过程中，n2减小，电压U2降低，故A、B错误；由于电压U2降低，所以定值电阻R两端的电压降低，则定值电阻R消耗的电功率减小，由于P1＝P2，所以变压器的输入功率P1也减小，故C错误，D正确。 8．(多选)(2024·重庆高二统考学业考试)如图所示，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值为U的正弦式交变电流两端，副线圈所接的两个灯泡L1、L2的额定功率分别为2P0、P0，额定电压均为U0＝2U，且两灯泡均正常发光。由此可知(　　) A．流经灯泡L1、L2的电流之比为1∶1 B．灯泡L2两端的最大电压为2U C．该理想变压器的原、副线圈匝数之比为1∶3 D．该理想变压器的原、副线圈电流之比为2∶1 解析：选BD。根据P＝UI，因为两灯泡额定功率之比为2∶1，而额定电压相同，则额定电流之比为2∶1，两灯泡均正常发光，则电流之比为2∶1，故A错误；灯泡都正常发光，可知灯泡两端的电压有效值为2U，则灯泡L2两端的最大电压为2U，故B正确；根据变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系可得＝，可得n1∶n2＝1∶2，故C错误；根据变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系＝，可得该理想变压器的原、副线圈电流之比为2∶1，故D正确。 9．(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2，五盏灯泡相同，额定电压为10 V。当在a、b间加10 V交流电时，五盏灯的亮度相同，则下列说法正确的是(　　) A．n1∶n2＝2∶3 B．此时L4灯的两端电压为6 V C．若L1灯发生断路，L4灯的亮度不变 D．若L1灯发生断路，L4灯的亮度变暗 解析：选BD。五盏灯的亮度相同，则此时五盏灯两端的电压相同，设为U，此时通过五盏灯的电流相同，设为I，则有Uab＝U＋U1＝10 V，I1＝3I，对于原、副线圈有＝＝，＝＝＝，联立解得U＝6 V，故A错误，B正确；若L1灯发生断路，则电路的总功率减小，ab端的输出电流减小，即原线圈的输入电流减小，副线圈的输出电流减小，故L4灯的功率减小，L4灯的亮度变暗，故C错误，D正确。 10．(多选) (2024·山西吕梁联考)某中学物理实验室有一个“220 V，6 V”的变压器，如图甲所示，这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。把该变压器接入如图乙所示电路中，变压器原线圈接有效值为220 V的正弦式交流电，副线圈接有电阻R1、理想二极管D和电阻R2。变压器视为理想变压器，则(　　) A．ad端接220 V，bc端接6 V B．理想变压器原、副线圈匝数比为110∶3 C．仅降低交流电频率，R1的功率减小 D．R2两端电压的有效值为3 V 解析：选BD。理想变压器输入功率等于输出功率，且采用的是降压变压器，根据P＝UI可知，副线圈中的电流更大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故ad端接6 V，bc端接220 V，故A错误；理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝U1∶U2＝220∶6＝110∶3，故B正确；交流电的有效值与频率无关，故仅降低交流电频率，R1的功率不变，故C错误；二极管具有单向导电性，根据电流的热效应有×＝×T，解得R2两端电压的有效值UR2＝3 V，故D正确。 11．(2024·湖北十堰市4月调研)如图所示，理想变压器原线圈所在电路的输入端接有电压有效值为220 V的正弦交变电流，匝数为30的副线圈2与规格为“12 V　36 W”的灯泡L1连接，副线圈3与规格为“18 V　54 W”的灯泡L2连接，原线圈与额定电压为40 V 的灯泡L连接。若电路接通时，三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是(　　) A．原线圈1两端的电压为220 V B．原线圈1的匝数为450 C．副线圈3的匝数为50 D．通过灯泡L的电流有效值为1 A 解析：选B。三个灯泡均正常发光，可知原线圈1两端的电压U1＝220 V－40 V＝180 V，故A错误；设原线圈1的匝数为n1，根据理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可得＝，解得n1＝n2＝×30＝450，故B正确；设副线圈3的匝数为n3，根据理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比可得＝，解得n3＝n1＝×450＝45，故C错误；设通过灯泡L的电流有效值为I1，则有U1I1＝P2＋P3，解得I1＝＝ A＝0.5 A，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $