2023版新教材高中物理第3章交變電流專項2變壓器兩端電路的動態(tài)分析課時作業(yè)新人教版選擇性必修第二冊

專項2變壓器兩端電路的動態(tài)分析1．如圖，是某風力發(fā)電節(jié)能路燈的電路簡化圖．風速為v時，交流發(fā)電機的電動勢表達式為e＝2v·sinωt，能感應風速大小的調(diào)節(jié)器(不消耗副線圈電路的電能)可以控制變壓器副線圈的滑片P上下移動，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，下列說法正確的是()A．風速變大時，流過燈泡的電流變大B．風速變大時，滑片P將向上移動C．風速變大時，變壓器的輸入電壓變大D．風速變大時，變壓器的輸出電壓變大2．(多選)如圖所示，是通過變壓器給用戶供電的示意圖，變壓器的輸入電壓是電網(wǎng)電壓，基本穩(wěn)定，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶．輸電線的電阻用R0表示，用變阻器的電阻R表示用戶用電器的總電阻，當變阻器的滑動觸頭P向上移動時，以下說法正確的是()A．相當于增加用電器的個數(shù)B．V1的示數(shù)隨V2示數(shù)的增大而增大C．A1的示數(shù)隨A2示數(shù)的減小而減小D．變壓器的輸入功率減小3．理想變壓器的原線圈連接電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過觸頭Q調(diào)節(jié)，在副線圈輸出端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，在原線圈上加一電壓為U的交流電，如圖所示．下列情況可能出現(xiàn)的是()A.若Q位置不變，將P向上滑動，U′變大B．若Q位置不變，將P向上滑動，電流表的讀數(shù)變大C．若P位置不變，將Q向上滑動，電流表的讀數(shù)變大D．若P位置不變，將Q向上滑動，變壓器的輸入功率不變4．如圖所示，理想變壓器的原線圈電壓不變，副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時，開關(guān)K斷開，當K接通時，以下說法正確的是()A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B．副線圈輸電線等效電阻R上的電壓減小C．通過燈泡L1的電流增大D．原線圈中的電流增大5．理想變壓器的原線圈的電壓不變，副線圈匝數(shù)可調(diào)，R0為輸電線電阻．滑動觸頭P處于如圖所示位置時，用戶的用電器恰好正常工作．當用電器增多時，下列說法正確的是()A．原線圈中的電流減小B．副線圈兩端的電壓減小C．用電器增多時，只需使滑動觸頭P向上滑，用電器仍能正常工作D．用電器增多時，只需減小電源的輸出電壓，用電器仍能正常工作6．如圖所示，小型發(fā)電機的矩形線圈(電阻不計)在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，通過電刷與副線圈匝數(shù)可調(diào)的理想變壓器相連，副線圈上接有定值電阻R1、滑動變阻器R2和理想電壓表．下列措施可以增大電壓表示數(shù)的是()A．增大線圈轉(zhuǎn)動的周期B．減小磁場的磁感應強度C．向上移動副線圈的滑片P2D．向右移動滑動變阻器的滑片P17．(多選)如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝220eq\r(2)sin100πt(V)，原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，副線圈電路中R0為定值電阻，R是光敏電阻(其阻值隨光照強度的增大而減小)，圖中電表均為理想電表．下列說法正確的是()A．變壓器輸出電壓的頻率為50HzB．電壓表V2的示數(shù)為22eq\r(2)VC．照射R的光變強時，燈泡L變暗D．照射R的光變強時，電壓表V1、電流表A1的示數(shù)都不變8．如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動變阻器和阻值為R的定值電阻．在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中()A．電流表A1示數(shù)減小B．電流表A2示數(shù)增大C.原線圈輸入功率先增大后減小D．定值電阻R消耗的功率先減小后增大9．(多選)如圖所示為一理想變壓器，原線圈接有電壓為U1的穩(wěn)壓交流電，K為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動變阻器R的滑片，則()A．開關(guān)K合在a處，滑片P上滑時，原線圈中的電流將減小B．開關(guān)K合在b處，滑片P下滑時，變壓器輸入功率將減小C．保持滑片P的位置不變，開關(guān)K由b合到a時，R消耗的功率將減小D．保持滑片P的位置不變，開關(guān)K由a合到b時，原線圈中的電流將減小10．(多選)國家電網(wǎng)公司推進智能電網(wǎng)推廣項目建設(shè)，擬新建智能變電站1400座．變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器．如圖所示，理想變壓器原線圈輸入交流電壓u＝220eq\r(2)sin(100πt)V，電壓表、電流表都為理想電表．則下列判斷正確的是()A．輸入電壓有效值為220V，電流頻率為50HzB．S接到a處，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，兩電壓表示數(shù)都增大C．S接到a處，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，兩電流表的示數(shù)都減小D．若滑動變阻器的滑片不動，S由a處改接到b處，電壓表V2和電流表A1的示數(shù)都減小[答題區(qū)]題號12345答案題號678910答案專項2變壓器兩端電路的動態(tài)分析1．答案：C解析：調(diào)節(jié)器可以控制變壓器副線圈的滑片P上下移動，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，所以風速變大時，流過燈泡的電流不變，變壓器的輸出電壓不變，故AD錯誤；由題意知e＝2v·sinωt，所以風速變大時，交流發(fā)電機的電動勢變大，則變壓器的輸入電壓變大，故C正確；由變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，輸入電壓U1增大，輸出電壓U2不變，原線圈匝數(shù)n1不變時，n2應減小，則滑片P向下移動，故B錯誤．故選C.2．答案：CD解析：當變阻器的滑動觸頭P向上移動時，用電器的總電阻增大，相當于并聯(lián)的用電器數(shù)目減少，則輸出功率減小，故變壓器的輸入功率減小，由于電網(wǎng)電壓u不變，所以兩個電壓表的示數(shù)不變，故選項A、B錯誤，D正確；由于變壓器的輸出功率決定輸入功率，輸出功率減小，所以A1的示數(shù)隨A2示數(shù)的減小而減小，故選項C正確．3．答案：C解析：當理想變壓器的輸入電壓U，以及原、副線圈的匝數(shù)比不變時，副線圈兩端的電壓也不變，A項錯誤；由P出＝eq\f(U′2,R＋R0)知R增大時，輸出功率減小，又由P入＝P出得原線圈中的電流表讀數(shù)要減小，B項錯誤；Q向上滑動時，U′增大，而負載電阻不變，則輸出功率要增大，即輸入功率也要增大，原線圈中的電流就要增大，C項正確，D項錯誤．4．答案：D解析：輸入電壓和原、副線圈的匝數(shù)比不變，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知副線圈兩端M、N的輸出電壓不變，A錯誤；當K接通時，副線圈電路的總電阻減小，總電流I2變大，輸電線等效電阻R上的電壓增大，并聯(lián)部分的電壓減小，通過燈泡L1的電流減小，B、C錯誤；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知，電流I2變大，則I1變大，即原線圈中的電流增大，D正確．5．答案：C解析：原線圈兩端電壓和原、副線圈匝數(shù)比不變，則副線圈兩端電壓不變，故B錯誤；當用電器增加時，總電阻減小，副線圈中電流增大，根據(jù)原、副線圈電流之比等于匝數(shù)的反比可知，原線圈中電流也增大，故A錯誤；通過R0的電流增大，R0分得的電壓也增大，要使用電器仍能正常工作，應增大副線圈兩端電壓，而原線圈兩端電壓不變，故應使滑動觸頭P向上滑動，增加副線圈匝數(shù)，C正確；若減小電源的輸出電壓，在匝數(shù)比不變的情況下，副線圈兩端電壓減小，則用電器不能正常工作，故D錯誤．6．答案：C解析：根據(jù)感應電動勢計算公式可知，增大線圈轉(zhuǎn)動的周期，線圈產(chǎn)生的感應電動勢減小，則副線圈兩端的電壓減小，通過定值電阻的電流減小，電壓表的示數(shù)減小，故A錯誤；根據(jù)感應電動勢計算公式可知，減小磁場的磁感應強度，線圈產(chǎn)生的感應電動勢減小，則副線圈兩端的電壓減小，通過定值電阻的電流減小，電壓表的示數(shù)減小，故B錯誤；向上移動副線圈的滑片P2，n2增大，則副線圈兩端的電壓增大，通過定值電阻的電流增大，電壓表的示數(shù)增大，故C正確；向右移動滑動變阻器的滑片P1，滑動變阻器接入電路的阻值增大，通過定值電阻的電流減小，電壓表的示數(shù)減小，故D錯誤．7．答案：AC解析：原線圈接正弦式交流電，由題知角速度ω＝100πrad/s，所以f＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，故A正確；由表達式知輸入電壓有效值為220V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，副線圈電壓有效值即電壓表V2的示數(shù)為22V，故B錯誤；光敏電阻R受到的光照增強時，阻值減小，但不會影響變壓器的輸入電壓及輸出電壓，則副線圈電路總電流變大，原線圈電流也變大，定值電阻分壓增大，燈泡兩端電壓減小，燈泡變暗，故C正確，D錯誤．8．答案：A解析：由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，故變壓器副線圈的輸出電壓恒定，變阻器的滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，由數(shù)學知識可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐漸增大，則由歐姆定律得I2＝eq\f(U2,R副)可知副線圈的電流逐漸減小，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)可知變壓器原線圈的電流I1也逐漸減小，故A正確，B錯誤；原線圈的輸入功率為P入＝U1I1由于I1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯誤；由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯(lián)的總電流減小，又與定值電阻并聯(lián)的變阻器右半部分的電阻值減小，則由并聯(lián)分流規(guī)律可知，流過定值電阻的電流逐漸減小，則由公式PR＝I2R可知，定值電阻R消耗的電功率逐漸減小，故D錯誤．故選A.9．答案：AC解析：開關(guān)K合在a處，滑片P上滑時，副線圈回路中的電阻增大，電流減小，由原線圈與副線圈電流的關(guān)系，可知原線圈中的電流也將減小，A正確；開關(guān)K合在b處，滑片P下滑時，副線圈回路中的電阻減小，電流變大，而電壓不變，所以輸出功率將變大，由于輸入功率等于輸出功率，所以變壓器輸入功率將增大，B錯誤；保持滑片P的位置不變，開關(guān)K由b合到a時，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，可知副線圈兩端的電壓將減小，所以R消耗的功率將減小，C正確；保持滑片P的位置不變，開關(guān)K由a合到b時，由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)可知，U2增大，故I2增大，又eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)，可知原線圈中的電流將增大，D錯誤．10．答案：AD解析：輸入電壓的有效值為U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，由瞬時值表達式可知，角速度為ω＝100πrad/s，電流頻率為f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，故A正確；S接到a處，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，副線圈電路的總電阻減小，由eq\f(U1,U2)＝eq\f