2019年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)粤教版选修3_2.doc
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1、- 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
2、的电流为 I1,输入功率为 P1,副线圈的电流为 I2,输出功率为 P2,当 R 增大时( )A I1减小, P1增大 B I1减小, P1减小C I2增大, P2减小 D I2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,U2R U2R又因为 P1 P2,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 n1 n2101,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
3、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
4、 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- 2 -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 1、V 2不变,A 1增大,A 2减小, P 增大BV 1、V 2不变,A 1、A 2增大, P 增大CV 1、V 2不变,A 1、A 2减小, P 减小DV 1不变,V 2增大,A 1、A 2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、V 2的示U1U2 n1n2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
5、U2R I1I2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 ,n2n1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BA 2读数增大CA 1读数增大DA 1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
6、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( )- 3 -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 VC P 向右移动时,原、副线圈的电流比减小D P 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, T210 2 s,则原线圈输入电压的有效值: U1 220 V, f 50 Hz,选项 A 正确。由Um2 1T 1210 2 s 可得: U2 U122 V,B 错误
7、。 P 向右移动时,副线圈的电阻减小,副线圈输出电压U1U2 n1n2 n2n1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 u220 sin(25 t)V2B该交流电的频率为 50 HzC流过电阻的电
8、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 f 25 1THz, 2 f50 rad/s,所以该交流电的电压瞬时值的表达式为 u220 sin(50 t)2V,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12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P U2I2220 W,D 项正确。8如图 6 所示,理想变压器原线圈输入电压 u Umsin 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 U
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