《高中物理第二章交变电流专题培优练四含有变压器的动态电路问题含解析粤教选修3_2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第二章交变电流专题培优练四含有变压器的动态电路问题含解析粤教选修3_2.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、含有变压器的动态电路问题1(多选)对理想变压器，下列说法中正确的是()A原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大B原线圈的输入电流，随副线圈的输出电流增大而增大C原线圈的电流，不随副线圈的输出电流变化而变化D当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零解析：选AB理想变压器的原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，且随副线圈的输出功率的变化而变化，原线圈的输入电流取决于副线圈的输出电流，当副线圈的电流为零时，原线圈的电流也为零，但原线圈电压并不一定为零，故A、B正确，C、D错误。2一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R。设原线圈的电流为I1，输入功率为
2、P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2，当R增大时()AI1减小，P1增大BI1减小，P1减小CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大解析：选B当R增大时，副线圈中的电流I2，则I2减小；功率P2，则P2减小，又因为P1P2，则P1减小，I1减小，所以选项B正确。3如图1所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1n2101，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压u311sin 100 t(V)。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)，R1为一定值电阻。下列说法正确的是()图1A当R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变小B当R2
3、所在处出现火警时，电压表V2的示数变大C当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变小D电压表V1示数为22 V解析：选D当R2所在处出现火警时，R2阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增大，电阻R1两端电压增大，电阻R1的功率变大，电压表V2的示数变小，选项A、B错误；由输入功率等于输出功率可知，当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变大，选项C错误；由变压器变压公式，变压器输出电压为22 V，电压表V1示数为22 V，选项D正确。4一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图2所示，如果负载电阻的滑片向上移动，则图中所有交流电表的示数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表)()图2AV
4、1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大BV1、V2不变，A1、A2增大，P增大CV1、V2不变，A1、A2减小，P减小DV1不变，V2增大，A1、A2减小，P减小解析：选C因输入电压和线圈匝数不变，由知输出电压不变，所以V1、V2的示数不变。滑片上移，则负载电阻增大，由I2知I2减小，所以A2的示数减小。由知I1减小，所以A1的示数也减小。由P出U2I2得，当I2减小时，P出减小，又P出P入，所以输入功率P减小。故C正确。5理想降压变压器的原线圈接电流表A1和电阻R1后，接6 V恒定直流电源，如图3所示，当副线圈的负载电阻R2变小时，以下说法正确的是()图3A输出功率增大BA2读数增大CA1
5、读数增大DA1读数不为零，且保持不变解析：选D根据变压器的工作原理，变压器不能用来改变恒定直流电压，因此本题变压器原线圈接在6 V恒定电流电源上，副线圈上无电压，无输出功率，由于原线圈构成直流通路，故电流表A1有恒定读数，本题选项D正确。6(多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图4甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是()图4A副线圈输出电压的频率为50 HzB副线圈输出电压的有效值为31 VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输出功率增加解析：选AD由图像可知原线圈输入电压的最大值：Um311 V
6、，T2102 s，则原线圈输入电压的有效值：U1220 V，f50 Hz，选项A正确。由可得：U2U122 V，B错误。P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，C错误。P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，D正确。7如图5甲所示，为一种可调压自耦变压器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环型铁芯上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个55 的电阻(图中未画出)，则()图5A该交流电的电压瞬时值表达式为u220sin(25t
7、)VB该交流电的频率为50 HzC流过电阻的电流接近于4 AD电阻消耗的功率接近于220 W解析：选D由题中图乙可知正弦交流电的周期T004 s，则f25 Hz，2f50 rad/s，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u220sin(50t)V，A、B错误；从题图甲中可以看出，自耦变压器的副线圈的匝数约是原线圈匝数的，故副线圈两端的电压约为110 V，流过电阻的电流约为2 A，C项错误；电阻消耗的功率PU2I2220 W，D项正确。8如图6所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表
8、，示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是()图6AI1和I2表示电流的瞬间值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小解析：选C电流表和电压表的示数表示有效值，故选项A、B错；滑片P向下滑动时，R减小，因U1，所以U1不变，又由知，U2不变，由I2知，I2增大，又由I1U1I2U2知，I1变大，所以选项C对。9(多选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图7
9、所示。当开关S闭合后()图7AA1示数变大，A1与A2示数的比值不变BA1示数变大，A1与A2示数的比值变大CV2示数变小，V1与V2示数的比值变大DV2示数不变，V1与V2示数的比值不变解析：选AD电源电压有效值不变，所以V1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比，匝数之比不变，故V2示数不变，V1与V2示数的比值也不变，所以C错误，D正确；当开关S闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变，所以副线圈电路中的电流增大，A2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变，A1与A2示数的比值不变，所以A正确，B错误。10如图8为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为21，原线圈
10、接有交流电压u220sin 100t V，图中电压表和电流表均为理想交流电表，R2为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R1为定值电阻，C为电容器。下列说法正确的是()图8A电压表示数是110 VB交流电的频率为100 HzC通过R1的电流始终为零D当R2处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大解析：选D原线圈所加交变电压的有效值为U1 V，由理想变压器的变压比公式，可得U2U1 V55 V，选项A错误；由交变电压的瞬时值表达式u220sin 100t V可知，该交变电流的频率f Hz50 Hz，选项B错误；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R1
11、，选项C错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此，电压表的示数不变，当R2处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以电流表的示数变大，选项D正确。11(多选)如图9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9A向下滑动P B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的电容解析：选BC向下滑动P时，副线圈的匝数变少，由理想变压器的电压关系可知，副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，选项A错误；增大交流电源的电压，由理想变压器的电压关系可知，副线圈两端的电压增大，灯泡变亮，选项B正确；电压不变，增加交变电流的频率，
12、电容器的容抗减小，电路中电流增大，灯泡变亮，C正确；减小电容，增加了容抗，电流减小，灯泡变暗，D错误。12图10甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是()图10A输入电压u的表达式u20sin(50t)VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大D若S1换接到2后，R消耗的电功率为08 W解析：选D由题图知，Um20 V，T002 s，则100 rad/s，输入电压U2
13、0sin(100t)V，故A错；由变压器的变压规律知：，故U2 V4 V，由题中将S1接1、S2闭合时，灯泡L2正常发光可得，灯泡L2的额定电压为4 V，当只断开S2后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为L1、L2串联，故L1、L2均不能正常发光，B错；此时P出，副线圈负载R总增大，故P出减小，又P入P出，故原线圈的输入功率减小，C错误；当S1换接到2后，副线圈的负载仅是电阻R，故P W08 W，D正确。13(多选)一理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图11所示。在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。原线圈两端接
14、在电压为U的交流电源上。则()图11A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小解析：选BC根据理想变压器原副线圈上电压、电流决定关系知：在输入电压U1及线圈匝数不变的情况下，U2不变。当保持Q的位置不动，滑动头P向上滑动时，副线圈上的电阻增大，电流减小，故输入电流I1亦随着减小，即电流表的示数变小，A错误、B正确；当保持P的位置不动，将Q向上滑动时，由知，副线圈上匝数增大，引起副线圈上电压增大，即副线圈上电流增大，故原线圈上的电流
15、亦随着增大，故电流表的示数增大，C正确、D错误。14(多选)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，如图12甲所示为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动触头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。下列选项正确的是()图12Au2190sin 50t VBu2190sin 100t 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：选BD根据题图乙可知用户电压的最大值U2m190 V，周期T002 s，则角速度100 rad/s，用户电压的瞬时值表达式u2U2msin t190sin 100t V，选项A错误，B正确；根据变压器的电压关系，可知U2U1，且U1、n2不变，要提高U2，只能减小n1，
