高中物理《变压器》同步练习7 新人教版选修3-2
【人教版】物理高中选修3-2课时同步练习 (全书完整版)
（人教版）高中物理选修3-2（全册）课时同步练习汇总第四章第1、2节划时代的发现探究感应电流的产生条件课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题1．下列现象中属于电磁感应现象的是( )A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场2.如图所示, 矩形线框abcd 放置在水平面内, 磁场方向与水平方向成α角, 已知sinα＝45, 回路面积为S , 磁感应强度为B , 则通过线框的磁通量为( )A ．BS B.45BS C.35BS D.34BS3．如图所示, 开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直, 且一半在磁场内, 一半在磁场外, 若要使线框中产生感应电流, 下列办法中不可行的是( )A ．将线框向左拉出磁场B ．以ab 边为轴转动(小于90°)C ．以ad 边为轴转动(小于60°)D ．以bc 边为轴转动(小于60°)4．如图所示, 在匀强磁场中的矩形金属轨道上, 有等长的两根金属棒ab 和cd , 它们以相同的速度匀速运动, 则( )A ．断开开关S, ab 中有感应电流B ．闭合开关S, ab 中有感应电流C ．无论断开还是闭合开关S, ab 中都有感应电流D ．无论断开还是闭合开关S, ab 中都没有感应电流二、多项选择题5．我国已经制订了登月计划, 假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场. 他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈, 则下列推断正确的是( )A ．直接将电流表放于月球表面, 通过观察电流表是否有示数来判断磁场的有无B ．将电流表与线圈组成闭合回路, 使线圈沿某一方向运动, 如果电流表无示数, 则可判断月球表面无磁场C ．将电流表与线圈组成闭合回路, 使线圈沿某一方向运动, 如果电流表有示数, 则可判断月球表面有磁场D ．将电流表与线圈组成闭合回路, 使线圈在某一平面内沿各个方向运动, 电流表无示数, 则不能判断月球表面有无磁场6.如图所示, 水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线, 以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系. 四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置, 两直导线中的电流大小与变化情况完全相同, 电流方向如图中所示, 当两直导线中的电流都增大时, 四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是( )A．线圈a中无感应电流 B．线圈b中有感应电流C．线圈c中有感应电流 D．线圈d中无感应电流7．如图所示, 线圈abcd在磁场区域ABCD中, 下列哪种情况下线圈中有感应电流产生( )A．把线圈变成圆形(周长不变)B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱D．使线圈以过ab的直线为轴旋转8．如图所示, 用导线做成圆形或正方形回路, 这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘), 下列组合中, 切断直导线中的电流时, 闭合回路中会有感应电流产生的是( )三、非选择题9.边长L＝10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中, 磁场方向与线圈平面间的夹角θ＝30°, 如图所示, 磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋3t)T, 则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少?10.如图所示, 有一个垂直于纸面向里的匀强磁场, B 1＝0.8 T, 磁场有明显的圆形边界, 圆心为O , 半径为r ＝1 cm. 现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈, 圆心均在O 处, A 线圈半径为1 cm, 10匝; B 线圈半径为2 cm, 1匝; C 线圈半径为0.5 cm, 1匝. 问:(1)在B 减为B 2＝0.4 T 的过程中, A 线圈和B 线圈磁通量改变多少? (2)在磁场转过30°角的过程中, C 线圈中磁通量改变多少?答案1．解析: 选 B 磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况; 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应; 电流周围产生磁场属于电流的磁效应; 而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象. 故正确答案为B.2．解析: 选B 在磁通量Φ＝BS 公式中, B 与S 必须垂直, 若B 与S 不垂直, 则S 要转化为垂直于B 的有效面积, 也可以将B 转化为垂直于S 的垂直分量, 故Φ＝BS ·sin α＝45BS . 3．解析: 选D 将线框向左拉出磁场的过程中, 线框的bc 部分做切割磁感线的运动, 或者说穿过线框的磁通量减少, 所以线框中将产生感应电流. 当线框以ab 边为轴转动时,线框的cd边的右半段在做切割磁感线的运动, 或者说穿过线框的磁通量在发生变化, 所以线框中将产生感应电流. 当线框以ad边为轴转动(小于60°)时, 穿过线框的磁通量在减小, 所以在这个过程中线框中会产生感应电流, 如果转过的角度超过60°, bc边将进入无磁场区, 那么线框中将不产生感应电流(60°～300°). 当线框以bc边为轴转动时, 如果转动的角度小于60°, 则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形面积的一半的乘积).4．解析: 选B 两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动, 若断开开关S, 两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化, 则回路中无感应电流, 故选项A、C错误; 若闭合开关S, 两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化, 则回路中有感应电流, 故B正确, D错误.5．解析: 选CD 当线圈平面与磁场方向平行时, 不论向哪个方向移动线圈, 穿过线圈的磁通量都不会变化, 所以也不会产生感应电流, 因此不能判断有无磁场存在; 若使闭合线圈沿某一方向移动时有感应电流产生, 则一定存在磁场. 故正确答案为C、D.6．解析: 选CD 根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向, 线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里, 线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外, 线圈b、d中的合磁通量始终为零, 故增大两直导线中的电流时, 线圈a、c中的磁通量发生变化, 有感应电流产生, 而线圈b、d中无感应电流产生. 选项C、D正确, A、B错误.7．解析: 选ACD 选项A中, 线圈的面积变化, 磁通量变化, 故A正确; 选项B中, 无论线圈在磁场中匀速还是加速平移, 磁通量都不变, 故B错; 选项C、D中, 线圈中的磁通量发生变化, 故C、D正确.8．解析: 选CD 穿过线圈A中有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0, 且始终为零, 即使切断导线中的电流, ΦA也始终为零, A中不可能产生感应电流. B中线圈平面与导线的磁场平行, 穿过B的磁通量也始终为零, B中也不能产生感应电流. C中穿过线圈的磁通量, ΦΦ出, 即ΦC≠0, 当切断导线中电流后, 经过一定时间, 穿过线圈的磁通量ΦC减小为零, 进＞所以C中有感应电流产生. D中线圈的磁通量ΦD不为零, 当电流切断后, ΦD最终也减小为零, 所以D中也有感应电流产生.9．解析: 第3 s内就是从2 s末到3 s末, 所以, 2 s末的磁场的磁感应强度为B1＝(2＋3×2)T＝8 T3 s末的磁场的磁感应强度为B2＝(2＋3×3)T＝11 T则有ΔΦ＝ΔBS sin θ＝(11－8)×0.12×sin 30° Wb＝1.5×10－2 Wb答案: 1.5×10－2 Wb10．解析: (1)对A线圈, Φ1＝B1πr2,Φ2＝B2πr2磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb对B线圈, Φ1＝B1πr2, Φ2＝B2πr2磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×10－4 Wb＝1.256×10－4 Wb(2)对C线圈: Φ1＝Bπr2C, 磁场转过30°, 线圈仍全部处于磁场中, 线圈面积在垂直磁场方向的投影为πr2C cos 30°, 则Φ2＝Bπr2C cos 30°. 磁通量的改变量|Φ2－Φ1|＝Bπr2C(1－cos 30°)≈0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866) Wb≈8.4×10－6 Wb答案: (1)1.256×10－4 Wb 1.256×10－4 Wb (2)8.4×10－6 Wb第四章 第4节 法拉第电磁感应定律课时达标训练 新人教版选修3-2一、单项选择题1．一金属圆环水平固定放置, 现将一竖直的条形磁铁, 在圆环上方沿圆环轴线从静止开始释放, 在条形磁铁穿过圆环的过程中, 条形磁铁与圆环( )A ．始终相互吸引B ．始终相互排斥C ．先相互吸引, 后相互排斥D ．先相互排斥, 后相互吸引2．如图甲所示, 长直导线与闭合金属线框位于同一平面内, 长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示. 在0～T 2时间内, 直导线中电流向上, 则在T2～T 时间内, 线框中感应电流的方向与所受安培力情况是( )A ．感应电流方向为顺时针, 安培力的合力方向向左B ．感应电流方向为逆时针, 安培力的合力方向向右C ．感应电流方向为顺时针, 安培力的合力方向向右D ．感应电流方向为逆时针, 安培力的合力方向向左3.如图所示, 通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环, 铜环平面与螺线管截面平行. 当电键S 接通瞬间, 两铜环的运动情况是( )A ．同时向两侧推开B ．同时向螺线管靠拢C ．一个被推开, 一个被吸引, 但因电源正负极未知, 无法具体判断D ．同时被推开或同时向螺线管靠拢, 因电源正负极未知, 无法具体判断4．电阻R 、电容器C 与一个线圈连成闭合回路, 条形磁铁静止在线圈的正上方, N 极朝下, 如图所示. 现使磁铁开始自由下落, 在N 极接近线圈上端过程中, 流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A．从a到b, 上极板带正电B．从a到b, 下极板带正电C．从b到a, 上极板带正电D．从b到a, 下极板带正电5.如图所示, ab为一金属杆, 它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中, 可绕a点在纸面内转动; S是以a为圆心位于纸面内的金属圆环. 在杆转动过程中, 杆的b端与金属环保持良好接触; A为电流表, 其一端与金属环相连, 一端与a点良好接触. 当杆沿顺时针方向转动时, 某时刻ab杆的位置如图所示, 则此时刻( )A．电流表中电流的方向由c→d; 作用于ab的安培力向右B．电流表中电流的方向由c→d; 作用于ab的安培力向左C．电流表中电流的方向由d→c; 作用于ab的安培力向右D．无电流通过电流表, 作用于ab的安培力为零二、多项选择题6.如图所示, 闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中, 将它从匀强磁场中匀速拉出, 以下各种说法中正确的是( )A．向左拉出和向右拉出时, 环中的感应电流方向相反B．向左或向右拉出时, 环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C．向左或向右拉出时, 环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D．环在离开磁场之前, 圆环中无感应电流7.如图所示, 用一根长为L、质量不计的细杆与一个上孤长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点, 悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场, 且d0≪L. 先将线框拉开到如图所示位置, 松手后让线框进入磁场, 忽略空气阻力和摩擦力, 下列说法正确的是( )A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aB．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→aC．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等D．向左摆动进入或离开磁场的过程中, 所受安培力方向向右; 向右摆动进入或离开磁场的过程中, 所受安培力方向向左8.如图所示, “U”形金属框架固定在水平面上, 金属杆ab与框架间无摩擦. 整个装置处于竖直方向的磁场中. 若因磁场的变化, 使杆ab向右运动, 则磁感应强度( )A．方向向下并减小B．方向向下并增大C．方向向上并增大 D．方向向上并减小关.三、非选择题9．某同学在学习了法拉第电磁感应定律之后, 自己制作了一个手动手电筒. 如图所示是手电筒的简单结构示意图, 左右两端是两块完全相同的条形磁铁, 中间是一根绝缘直杆, 由绝缘细铜丝绕制的多匝环形线圈只可在直杆上自由滑动, 线圈两端接一灯泡, 晃动手电筒时线圈也来回滑动, 灯泡就会发光, 其中O点是两磁极连线的中点, a、b两点关于O点对称.(1)试分析其工作原理;(2)灯泡中的电流方向是否变化.答案1．解析: 选 D 在条形磁铁靠近圆环的过程中, 通过圆环的磁通量不断增加, 会产生感应电流, 从而阻碍条形磁铁的运动, 所以此过程中它们是相互排斥的, 当条形磁铁穿过圆环后, 通过圆环的磁通量又会减小, 产生一个与原磁场相同的感应磁场, 阻碍原磁通量的减小, 所以圆环与条形磁铁间有相互吸引的作用力, D 正确.2．解析: 选C 在T2～T 时间内, 直导线中的电流方向向下增大, 穿过线框的磁通量垂直纸面向外增加, 由楞次定律知感应电流方向为顺时针, 线框所受安培力的合力由左手定则可知向右, C 正确.3．解析: 选 A 当电路接通瞬间, 穿过线圈的磁通量增加, 使得穿过两侧铜环的磁通量都增加, 由楞次定律可知, 两环中感应电流的磁场与线圈两端的磁场方向相反, 即受到线圈磁场的排斥作用, 使两铜环分别向外侧移动, A 正确.4．解析: 选D 磁铁N 极接近线圈的过程中, 线圈中有向下的磁场, 并且磁通量增加, 由楞次定律可得, 感应电流的方向为b →R →a , 故电容器下极板带正电, 上极板带负电, D 正确.5．解析: 选A 金属杆顺时针转动切割磁感线, 由右手定则可知产生a 到b 的感应电流, 电流由c →d 流过电流表, 再由左手定则知此时ab 杆受安培力向右, 故A 正确.6．解析: 选BD 将金属圆环不管从哪边拉出磁场, 穿过闭合圆环的磁通量都要减少, 根据楞次定律可知, 感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少, 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同, 应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的, 选项B 正确, A 、C 错误; 另外在圆环离开磁场前, 穿过圆环的磁通量没有改变, 该种情况无感应电流, D 正确.7．解析: 选BD 当线框进入磁场时, dc 边切割磁感线, 由楞次定律可判断, 感应电流的方向为: a →d →c →b →a ; 当线框离开磁场时, 同理可判其感应电流的方向为: a →b →c →d →a , A 错误, B 正确; 线框dc 边(或ab 边)进入磁场或离开磁场时, 都要切割磁感线产生感应电流, 机械能转化为电能, 故dc 边进入磁场与ab 边离开磁场的速度大小不相等, C 错误; 由“来拒去留”知, D 正确.8．解析: 选AD 因磁场变化, 发生电磁感应现象, 杆ab 中有感应电流产生, 而使杆ab 受到磁场力的作用, 并发生向右运动. 而杆ab 向右运动, 使得闭合回路中磁通量有增加的趋势, 说明原磁场的磁通量必定减弱, 即磁感应强度正在减小, 与方向向上、向下无关.9．解析: (1)线圈来回滑动时, 穿过线圈的磁通量不断变化, 线圈中产生感应电流, 灯泡发光.(2)线圈由a 滑至b 过程中, 磁场方向向左, 穿过线圈的磁通量先减小后增加, 根据楞次定律, 灯泡中电流方向先由右向左, 后由左向右.同样可判断线圈由b 滑至a 过程中, 灯泡中电流方向先由右向左, 后由左向右. 所以线圈中电流方向不断变化.答案: (1)见解析(2)变化第四章第4节法拉第电磁感应定律课时达标训练新人教版选修3-2一、单项选择题1．穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒均匀地减少2 Wb, 则( )A．线圈中感应电动势每秒增加2 VB．线圈中感应电动势每秒减小2 VC．线圈中无感应电动势D．线圈中感应电动势大小不变2．如图所示, 在竖直向下的匀强磁场中, 将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出, 运动过程中棒的方向不变, 不计空气阻力, 那么金属棒内产生的感应电动势将( )A．越来越大B．越来越小C．保持不变 D．方向不变, 大小改变3．环形线圈放在均匀磁场中, 如图甲所示, 设在第1 s内磁感线垂直于线圈平面向里, 若磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示, 那么在第2 s内线圈中感应电流的大小和方向是( )A．感应电流大小恒定, 顺时针方向B．感应电流大小恒定, 逆时针方向C．感应电流逐渐增大, 逆时针方向D．感应电流逐渐减小, 顺时针方向4．如图所示, 在匀强磁场中, MN、PQ是两条平行金属导轨, 而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒, 两只电表可看成理想电表. 当两棒以相同速度向右匀速运动时(运动过程中两棒始终与导轨接触)( )A．电压表有读数; 电流表有读数B．电压表无读数; 电流表无读数C．电压表有读数; 电流表无读数D ．电压表无读数; 电流表有读数5．如图所示, 一个半径为L 的半圆形硬导体AB 以速度v , 在水平U 型框架上匀速滑动, 匀强磁场的磁感应强度为B , 回路电阻为R 0, 半圆形硬导体AB 的电阻为r , 其余电阻不计, 则半圆形导体AB 切割磁感线产生感应电动势的大小及AB 之间的电势差分别为( )A ．BLv ;BLvR 0R 0＋rB ．2BLv ; BLvC ．2BLv ; 2BLvR 0R 0＋rD ．BLv ; 2BLv二、多项选择题6．有一种高速磁悬浮列车的设计方案是: 在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下), 并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈. 下列说法中正确的是( )A ．列车运动时, 通过线圈的磁通量会发生变化B ．列车速度越快, 通过线圈的磁通量变化越快C ．列车运动时, 线圈中会产生感应电动势D ．线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关7．(山东高考)如图所示, 一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内, 通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定, 导体棒与轨道垂直且接触良好. 在向右匀速通过M 、N 两区的过程中, 导体棒所受安培力分别用F M 、F N 表示. 不计轨道电阻. 以下叙述正确的是( )A ．F M 向右B ．F N 向左C ．F M 逐渐增大D ．F N 逐渐减小8.如图所示, 长为L 的金属导线弯成一圆环, 导线的两端接在电容为C 的平行板电容器上, P 、Q 为电容器的两个极板, 磁场垂直于环面向里, 磁感应强度以B ＝B 0＋kt (k >0)随时间变化, t ＝0时, P 、Q 两板电势相等, 两板间的距离远小于环的半径, 经时间t , 电容器P 板( )A ．不带电B ．所带电荷量与t 无关C ．带正电, 电荷量是kL 2C4πD ．带负电, 电荷量是kL 2C4π三、非选择题9.一个边长为a＝1 m的正方形线圈, 总电阻为R＝2 Ω, 当线圈以v＝2 m/s的速度通过磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场区域时, 线圈平面总保持与磁场垂直. 若磁场的宽度b>1 m, 如图所示, 求:(1)线圈进入磁场过程中感应电流的大小;(2)线圈在穿过整个磁场过程中释放的焦耳热.10.如图所示, 两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置, 导轨间距离为L, 电阻不计. 在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡. 整个系统置于匀强磁场中, 磁感应强度方向与导轨所在平面垂直. 现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放. 金属棒下落过程中保持水平, 且与导轨接触良好. 已知某时刻后两灯泡保持正常发光. 重力加速度为g. 求:(1)磁感应强度的大小;(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率.答案1．解析: 选D 因线圈的磁通量均匀变化, 所以磁通量的变化率ΔΦΔt 为一定值, 又因为是单匝线圈, 据E ＝ΔΦΔt可知选项D 正确.2．解析: 选 C 由于导体棒中无感应电流, 故棒只受重力作用, 导体棒做平抛运动, 水平速度v 0不变, 即切割磁感线的速度不变, 故感应电动势保持不变, C 正确.3．解析: 选B 由B t 图知, 第2秒内ΔB Δt 恒定, 则E ＝ΔB Δt S 也恒定, 故感应电流I ＝ER 大小恒定, 又由楞次定律判断知电流方向沿逆时针方向, B 正确, A 、C 、D 错误.4．解析: 选 B 在两棒以相同速度向右匀速运动的过程中, 磁通量不变, 无感应电流产生. 根据电压表和电流表的测量原理知, 两表均无读数, B 正确.5．解析: 选C 半圆形导体AB 切割磁感线的有效长度为2L , 对应的电动势为E ＝2BLv ,AB 间的电势差U AB ＝E R 0＋r R 0＝2BLvR 0R 0＋r, C 正确.6．解析: 选ABC 列车运动时, 安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化; 列车速度越快, 通过线圈的磁通量变化越快, 根据法拉第电磁感应定律可知, 由于通过线圈的磁通量发生变化, 线圈中会产生感应电动势, 感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比, 与列车的速度有关. 由以上分析可知, A 、B 、C 正确, D 错误.7．解析: 选BCD 由题意可知, 根据安培定则, 在轨道内的M 区、N 区通电长直导线产生的磁场分别垂直轨道平面向外和向里, 由此可知, 当导体棒运动到M 区时, 根据右手定则可以判定, 在导体棒内产生的感应电流与长直绝缘导线中的电流方向相反, 再根据左手定则可知, 金属棒在M 区时受到的安培力方向向左, 因此A 选项不正确; 同理可以判定B 选项正确; 再根据导体棒在M 区匀速靠近长直绝缘导线时对应的磁场越来越大, 因此产生的感应电动势越来越大, 根据闭合电路的欧姆定律和安培力的公式可知, 导体棒所受的安培力F M 也逐渐增大, 故C 选项正确; 同理D 选项正确.8．解析: 选BD 磁感应强度以B ＝B 0＋kt (k >0)随时间变化, 由法拉第电磁感应定律得: E ＝ΔΦΔt ＝S ΔB Δt ＝kS , 而S ＝L 24π, 经时间t 电容器P 板所带电荷量Q ＝EC ＝kL 2C 4π; 由楞次定律知电容器P 板带负电, B 、D 正确.9．解析: (1)根据E ＝Blv , I ＝ER知I ＝Bav R ＝0.5×1×22A ＝0.5 A (2)线圈穿过磁场过程中, 由于b >1 m,故只在进入和穿出时有感应电流, 故Q ＝2I 2Rt ＝2I 2R ·a v ＝2×0.52×2×12J ＝0.5 J答案: (1)0.5 A (2)0.5 J10．解析: (1)设小灯泡的额定电流为I 0, 有 P ＝I 20R ①由题意, 在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后, 小灯泡保持正常发光, 流经MN 的电流为I ＝2I 0 ②此时金属棒MN 所受的重力和安培力相等, 下落的速度达到最大值, 有 mg ＝BLI ③联立①②③式得B ＝mg2LR P④ (2)设灯泡正常发光时, 导体棒的速率为v , 由电磁感应定律与欧姆定律得 E ＝BLv ⑤ E ＝RI 0⑥联立①②④⑤⑥式得v ＝2Pmg⑦答案: (1)mg 2L R P (2)2P mg第四章 第5节 电磁感应现象的两类情况课时达标训练 新人教版选修3-2一、单项选择题1.如图所示, 在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽, 有一带正电小球质量为m , 电荷量为q , 在槽内沿顺时针做匀速圆周运动, 现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场, 且B 逐渐增加, 则( )A ．小球速度变大B ．小球速度变小C ．小球速度不变D ．以上三种情况都有可能2.如图所示, 竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R , 质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦, 金属棒与导轨的电阻均不计, 整个装置放在匀强磁场中, 磁场方向与导轨平面垂直, 金属棒在竖直向上的恒力F 作用下加速上升的一段时间内, 力F 做的功与安培力做的功的代数和等于( )A ．金属棒的机械能增加量B ．金属棒的动能增加量C ．金属棒的重力势能增加量D ．电阻R 上放出的热量3．如图所示, 金属棒ab 置于水平放置的光滑框架cdef 上, 棒与框架接触良好, 匀强磁场垂直于ab 棒斜向下. 从某时刻开始磁感应强度均匀减小, 同时施加一个水平方向上的外力F 使金属棒ab 保持静止, 则F ( )A．方向向右, 且为恒力B．方向向右, 且为变力C．方向向左, 且为变力 D．方向向左, 且为恒力4．如图甲所示, 平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd, 两棒用细线系住, 细线拉直但没有张力. 开始时匀强磁场的方向如图甲所示, 而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示, 不计ab、cd间电流的相互作用, 则细线中的张力大小随时间变化的情况为图丙中的( )A B C D丙5. (福建高考)如图甲所示, 一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落, 穿过一根竖直悬挂的条形磁铁, 铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合. 若取磁铁中心O为坐标原点, 建立竖直向下为正方向的x轴, 则图乙中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )甲A B C D乙二、多项选择题6．如图所示, 导体AB在做切割磁感线运动时, 将产生一个电动势, 因而在电路中有电流通过, 下列说法中正确的是( )。
人教版高中物理选修3-2同步练测：第五章4变压器.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）4 变压器建议用时 实际用时满分 实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.对理想变压器可作出的判断是( ) A ．高压线圈匝数多、电流大、导线粗 B ．低压线圈匝数少、电流小、导线细 C ．高压线圈匝数多、电流大、导线细 D ．低压线圈匝数少、电流大、导线粗2.一台理想变压器的副线圈有100 匝，输出电压为10 V ，则铁芯中磁通量的变化率的最大值为( ) A ．10 Wb/s B ．14.1 Wb/s C ．0.14 Wb/s D ．28.2 Wb/s3.(2010年高考重庆卷)一输入电压为220 V ，输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈．如图1所示，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V ，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )图1A ．1100,360B ．1100,180C ．2200,180D ．2200,360 4.如图2所示， 和 为两光滑的电阻不计的水平金属导轨， 、 接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件 、电容元件 ，导轨上垂直放置一金属棒 .今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是( 、 均为有效值)( )图2A ．若 棒匀速运动，则 ，B ．若 棒匀速运动，则 ，C ．若 棒在某一中心位置两侧做往复运动，则，D ．若 棒做匀加速运动，则 ，5.(2011年湛江市模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( ) A ．电流表的示数为AB ．电源输出功率为1200 WC ．电流表的示数为AD ．原线圈两端电压为11 V 图36.(2011年湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图4所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻 和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )图4A ．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7.(2011年芜湖高二检测)如图5所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比 和电源电压 分别为()图5A ．1∶2 2UB ．1∶2 4UC ．2∶1 4UD ．2∶1 2U8.如图6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是()图6A ．线圈匝数 ，B ．线圈匝数 ，C ．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D ．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路 9.(2009年四川高考)如图7甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1， ， ， 为电容器．已知通过 的正弦式交流电如图乙所示，则()图7A ．交流电的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为 VC ．电阻 的电功率约为6.67 WD ．通过 的电流始终为零10.如图8所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡 和 ，输电线的等效电阻为R .开始时，开关S 断开．当S 接通时，以下说法中正确的是()图8A ．副线圈两端M 、N 的输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大C ．通过灯泡 的电流减小D ．原线圈中的电流增大二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上） 11.如图9所示，自耦变压器输入端A 、B 接交流电源，其电压有效值 ， ，当滑动片处于线圈中点位置时，C 、D 两端电压的有效值 为________V ，通过电阻 的电流有效值为________A.图9 图1012．如图10所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V 100 W ”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为 ,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A ．三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（16分）如图11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V 的市电上，向额定电压为 的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA 时，熔丝就熔断．图11(1)熔丝的熔断电流是多大？ (2)当副线圈电路中电流为10 mA 时，变压器的输入功率是多大？14．（16分）黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．图12如图12是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？15.（16分）如图13所示理想变压器输入的交流电压，有两组副线圈，其中匝，标有“6 V9 W”、“12 V12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：图13(1)原线圈的匝数和另一副线圈的匝数；(2)原线圈中电流.4 变压器得分：一、选择题二、填空题11. 12.三、计算题13.14.15.4 变压器参考答案一、选择题1.D 解析：由变压规律知高压线圈匝数多，由变流规律，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D.2.C 解析：由知.3.B 解析：对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得，同理，变压器烧坏前，，B正确．4.BCD 解析：匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错，B正确；若棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C正确；当匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电．故D选项也正确．5.C 解析：副线圈电压，电流，则原线圈两端电压，电流，所以电流表示数为，选项A、D错误，C正确．电源输出功率为60 W，选项B错误．6.BC 解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由知不变，当P向上滑动时，由知减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由知，增大，由知增大，故增大，C正确，D错误．7.C 解析：设灯泡正常发光时的电流为，则，.由得.由得.故，C正确．8.BCD 解析：甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，，乙图中电表为电流表，故选项B、C、D正确．9.C 解析：由图象可知该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；因为变压器输出电压最大值为，所以变压器原线圈电压的最大值为，B错误；的功率，C正确；因为电容器可以通过交流电，所以电阻中的电流不是始终为零，D错误．10.BCD 解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡，总电阻变小，由欧姆定律知，流过的电流增大，电阻上的电压增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率得，增大，原线圈输入电流也增大．不变，变大，所以变小，流过灯泡的电流减小．二、填空题11.200 5解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，，通过的电流.12.216 0.46三、计算题13.（1）（2）解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为、、、，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，当时，即为熔断电流，代入数据得.（2）设副线圈中的电流为时，变压器的输入功率为，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，代入数据，得.14.解析：电网两极间电场可看做匀强电场由题意，空气被击穿时由理想变压器电压关系由峰值与有效值关系由以上各式：得.所以次、初级线圈匝数比不得超过.15.（1）1320匝72匝（2）0.095 A解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有，根据原、副线圈电压与匝数的关系，由，得(匝)，(匝)．（2）由于入出，出，所以入，即，则.。
人教版高二物理选修3-2第五章 5.4变压器同步训练(包含答案)
人教版物理选修3-2 5.4变压器同步训练一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）1．理想变压器的原、副线圈匝数为n 1和n 2，电流为I 1和I 2,电压为U 1和U 2,功率为P 1和P 2,下面关系正确的是( )A ．1122U n U n =B ．1122I n I n =C ．1122P n P n =D ．1122U I U I = 2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，正弦交流电源电压为U ＝12 V ，电阻R 1＝1 Ω，R 2＝2 Ω，滑动变阻器R 3最大阻值为20 Ω，滑片P 处于中间位置，则A ．R 1与R 2消耗的电功率相等B ．通过R 1的电流为3 AC ．若向上移动P ，电压表读数将变大D ．若向上移动P ，电源输出功率将不变3．用一理想变压器向一负载R 供电．如图所示，当增大负载电阻R 时，原线圈中的电流I 1和副线圈中的电流I 2之间的关系是( )A ．I 2增大，I 1也增大B ．I 2增大，I 1却减小C ．I 2减小，I 1也减小D ．I 2减小，I 1却增大4．如图所示M 为理想变压器．电源电压不变。
当变阻器的滑动头P 向上移动时，不发生变化的物理量是（ ）A．A1B．A2C．V1D．V25．如图所示，理想变压器的原线圈接入(V)=的交变电压，副线圈对“220V880W”的用电器u tπR L供电，该用电器正常工作。
由此可知（）A．原、副线圈的匝数比为B．交变电压的频率为100HzC．原线圈中电流的有效值为4AD．变压器的输入功率为880W6．在图示电路中，理想变压器原线圈的匝数为220，副线圈的匝数可调，L1、L2、L3和L4是四个相同的灯泡。
当在a、b两端加上瞬时值表达式为π=(V)的交变电压时，调节副线圈的匝数，使四个灯泡均正常u t发光。
下列说法正确的是（）A．变压器副线圈的匝数为440B．灯泡的额定电压为55VC．变压器原线圈两端电压为220VD．穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.1V7．一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝11：2。
高中物理人教版选修3-2同步训练：5.5变压器
I 1、I2 ，电压为 U1、U2，功率为 P1、P2， )
A ． I 1 由 I2 决定 C． P1 由 P2 决定
B． U2 与负载有关 D ．以上说法都不正确
解析 对理想变压器的电流关系可写成
I
1＝
n n
2
I
1
2，原线圈中的电流与副线圈中的电流成正比，
所以原线圈中的电流由副线圈中的电流决定； 功率关系为： 负载用多少， 原线圈端就输入多
线圈匝数比 nn12＝210，加在原线圈的电压为 u1＝ 311sin 100πt V ．霓虹灯正常工作的电阻 R＝ 440
k Ω， I1、 I2 表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是
()
图 5512
A ．副线圈两端电压为 6 220 V，副线圈中的电流 14.1 mA
B．副线圈两端电压为 4 400 V，副线圈中的电流 10.0 mA
4．如图 5510 所示， L 1 和 L2 是高压输电线， 甲、乙是两只互感器， 若已知 n1∶ n2＝ 1 000∶ 1， n3∶ n4＝1∶ 100，图中电压表示数为 220 V ，电流表示数为 10 A ，则高压输电线的送电功率 为( )
图 5510
A ． 2.2×103 W C． 2.2×108 W
少，因此选项 A 、C 正确．
答案 AC
3．如图 559 所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为 20∶ 1，两个标有“ 12 V,6 W”的小
灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表
(可视为
理想电表 )的示数分别是 ( )
A ． 120 V,0.10 A C． 120 V,0.05 A
答案 D
2．如图 5511 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1∶ n2＝ 4∶ 1，当导体棒在匀强磁场
人教版高中物理选修3-2高二同步检测5.4变压器.docx
高中物理学习材料桑水制作第四节变压器基础夯实1．理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，以下说法中正确的是( )A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10:1B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10:1D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1:1答案：BD解析：此题考查的是对变压器原理的掌握，对理想变压器，认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的交变磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比A选项正确；理想变压器认为可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率D选项正确．2．(2010·芜湖高二检测)如下图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1:n2和电源电压U1分别为( )A ．1:2 2UB ．1:2 4UC ．2:1 4UD ．2:1 2U答案：C解析：设灯泡正常发光时的电流为I ，则I 1＝I ，I 2＝2I .由n 1n 2＝I 2I 1得n 1n 2＝21. 由U 1′U 2＝n 1n 2得U 1′＝n 1n 2U 2＝2U .故U 1＝4U ，C 正确． 3．(2011·山东曲阜一中高二期末)如下图所示为两个互感器，在图中圆圈内a ，b 表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220V ，电流表的示数为10A ，则( )A ．a 为电流表，b 为电压表B ．a 为电压表，b 为电流表C．线路输送电功率是2200WD．线路输送电功率是2.2×106W答案：BD解析：左图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，a表应为电压表，右图中原线圈串联在电路，应为电流互感器，b表为电流表，A错B对；输送功率P＝I1U1＝2.2×106W，C错，D对．4．有一电子线路中使用的小变压器，变压比为220V/6V，由于使用时间长了分不清原、副线圈，其外形如下图所示，现要作为降压变压器使用，则电源(220V)应接在( )A．ab两端B．cd两端C．ac两端D．bd两端答案：B解析：本题考查变压器的电流关系．由变压器结构原理可知，线圈中的电流越大，应当用越粗的导线，在降压变压器中，原线圈的匝数多于副线圈的匝数，即n1>n2，又I1I2＝n2n1，所以I2>I1，说明通过电流大的(I2)线圈应是副线圈，导线相应要粗些，由图知，ab线较粗，故输入电压(220V)应接cd两端．故正确答案为B.5．(2010·湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如下图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则( )A．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，电流表的读数变小答案：BC解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由U1U2＝n1n2知U2不变，当P向上滑动时，由I2＝U2R0＋R知I2减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由U1U2＝n1n2知U2增大，由I2＝U2R＋R0知I2增大，故I1增大，C正确，D错误．6．如下图所示的理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接一个标有“12V,100W”的灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比为181，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为________V，电流表的读数为________A.答案：216 0.46解析：两电表的读数均为初级线圈的电压和电流的有效值．由公式U1U2＝n1n2得U1＝n1n2U2＝18×12V＝216V由公式I1I2＝n2n1得I1＝n2n1I2＝118×10012A＝0.46A本题重点考查理想变压器的基本变压、变流规律，应用公式可以解决．7．如下图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U1＝3300V，副线圈的输出电压U2＝220V，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数U0＝2V，则(1)原、副线圈的匝数各是多少？(2)当S 断开时，A 2的示数I 2＝5A ，那么A 1的示数是多少？ (3)当S 闭合时，A 2的示数将如何变化？A 1的示数如何变化？ 答案：(1)1650匝 110匝 (2)0.33A (3)变大 变大解析：(1)根据变压比：n 1n 0＝U 1U 0及n 2n 0＝U 2U 0有n 1＝U 1U 0·n 0＝33002×1＝1650(匝)n 2＝U 2U 0·n 0＝2202×1＝110(匝)(2)由于是理想变压器有P 入＝P 出 I 1U 1＝I 2U 2I 1＝U 2U 1·I 2＝2203300×5A ＝0.33A(3)开关S 闭合时，负载增加，但总电阻减小，副线圈的输出电压U 2不变，I 2＝U 2R，即I 2增加．输出功率P 出＝I 2U 2也增加．根据理想变压器P 入＝P 出，即I 1U 1＝I 2U 2，原线圈中的电流I 1也随之增大了．能力提升1．如下图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用白炽灯泡相同，且都是“220V,40W ”，当灯泡所消耗的功率都调于20W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )答案：C解析：C图为理想变压器调节，而理想变压器不消耗能量，A、B、D三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定要消耗能量．2．(2011·南通模拟)如下图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1:n2＝1:10，副线圈与阻值R＝20Ω的电阻相连，原线圈两端所加的电压u＝202sin20πt(V)，则( )A．交流电压表的示数为202VB．副线圈输出交流电的频率为10HzC．电阻R上消耗的电功率为2kWD．原线圈中电流的最大值为100A答案：BC解析：交流电压表的示数为交流电电压的有效值，应为20V，选项A错误；原线圈交流电的频率为10Hz，变压器不改变交流电的频率，故选项B正确；副线圈两端的电压有效值为U2＝n2n1U1＝200V，则P＝U22R＝U2I2＝U1I1，解得P＝2000W；I1＝100A，原线圈中电流的最大值为1002A，选项C正确而D错误．3．(2010·济宁模拟)如下图所示，变压器初级线圈接电压一定的交流电，在下列措施中，能使原线圈所接电流表的示数变小的是( )A．只将S1从2拨向1B．只将S2从4拨向3C．只将S3从闭合改为断开D．只将变阻器R3的滑动触头下移答案：BC解析：S1从2拨向1，输出电压变大，电流、功率均变大，则输入电流变大，电流表示数变大，A错误．S2从4拨向3，输出电压变小，电流、功率均变小，则输入电流变小，电流表示数变小，B正确．S3断开，输出电路总电阻变大，功率变小，电流变小，输入电流变小，电流表示数减小，C正确．R3触头下移，输出电路总电阻减小，功率变大，电流变大，输入电流变大，电流表示数变大，D错误．4．如下图所示为理想变压器，原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈n2＝50匝，n3＝100匝，L1是“6V,2W”的小灯泡，L2是“12V,4W”的小灯泡，当n1接上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为( )A.160A B.130AC.120A D.110A答案：C解析：由P入＝P出，I1U1＝6W，又U1U2＝n1n2所以U1＝n1n2U2＝100050×6V＝120V所以I1＝6120A＝120A5．(2011·金华十校高二期末)一理想变压器原线圈可通过触头P的移动改变其匝数，当P接a时，原、副线圈的匝数比为51，b 为原线圈的中点，副线圈接有电容器C、灯泡L、理想电流表以及R ＝44Ω的定值电阻．若原线圈接有u＝311sin100πtV的交变电压，下列判断正确的是( )A．当P接a时，灯泡两端电压为44VB．当P接b时，电流表的示数为2AC．P接b时灯泡消耗的功率比P接a时大D．P固定在a点不移动，原线圈接有u＝311sin200πt V的交变电压，灯泡亮度变亮答案：BCD解析：u1＝220V，P接a时，u2＝n2n1u1＝44V，由于电容存在容抗所以灯泡两端的电压小于44V，A错；当P接b时，u′2＝88V，I′2＝u′2R＝2A，B正确；由于u′2>u2，所以可判C正确；当电源频率变大时，容抗变小灯泡变亮，D正确．6．(2010·浙江温州高二期中)如下图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V 的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断．(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？答案：(1)0.98A (2)180W解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，则U1I1＝U2I2.当I2＝12mA时，I1即为熔断电流，I1＝U2U1I2＝0.98A.(2)当副线圈电流为I2′＝10mA时，变压器的输入功率为P1，所以P1＝P2＝I2′U2＝180W.7．黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．如下图是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5cm，已知空气在常温常压下的击穿电场为6220V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？答案：10 1解析：电网两极间电场可看作匀强电场U m＝E m d 由题意，空气被击穿时E m＝6220V/cm由理想变压器电压关系：U1mU m＝n1n2由峰值与有效值关系U1m＝2U1由以上各式：得n1n2＝110.所以次、初级线圈匝数比不得超过10:1.。
人教版高中物理选修3-2变压器同步练习(4).docx
高中物理学习材料变压器 同步练习1、如图5-5-4所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n 1、n 2，原线圈加交流电压U 1，以下说法正确的是（ ）A 、S 断开时，MN 电压最大，ON 电压为零B 、S 断开时，MN 电压为零，ON 电压为U 1n 1/n 2C 、S 闭合时，MN 电压为U 1n 2/n 1D 、S 闭合时，且滑动触头向下滑时，原线圈电流变小，副线圈电流变大2、有理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图5-5-5所示，如果负载电阻的滑动触片向上移动，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（ ）A 、V 1，V 2不变，A 1增大，A 2减小，P 增大B 、V 1，V 2不变，A 1，A 2增大，P 增大C 、V 1，V 2不变，A 1，A 2减小，P 减小D 、V 1不变，V 2增大，A 1减小，A 2增大，P 减小3、一理想变压器原线圈接交变电流，副线圈接一电阻，下列哪些方法可使输入功率增加（ ）A 、增大负载电阻B 、减小负载电阻C 、增加副线圈匝数D 、增加原线圈匝数 4、如图图5-5-6接法中的自耦变压器滑头P 向上滑动时，则（ ） A 、R 上的电压上升，电流增大 B 、R 上的电压上升，电流减小C 、R 上的电压下降，电流增大D 、R 上的电压下降，电流减小5、甲、乙两个理想变压器，它们的原、副线圈的匝数比以及连接方式如图5-5-7所示.若输电导线的电阻不计，甲的输入电压是220V ，负载中每个电阻R 的阻值均为11Ω，则甲的输入电流和输入功率分别是( )A.10A ，330WB.10A ，330WC.15A ，3300WD.15A ，330W6、如图5-5-8所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab 和cd(匝数都为n 1)、ef 和gh(匝数都为n 2)组成.用I 1和U 1表示输出电流和电压，则在下列四种情况下，符合关系21U U ＝21n n ，21I I ＝12n n 的有( )A.b 与c 相连，以a 、d 为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端B.b 与c 相连，以a 、d 为输入端；e 与g 相连、f 、h 相连作为输出端C.a 与c 相连，b 与d 相连作为输入端；f 与g 相连，以e 、h 为输出端图5-5-5图4图5-5-6图5-5-9 D.a 与c 相连，b 与d 相连作为输入端；e 与g 相连、f 、h 为输出端7、如图5-5-9所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R 的输电线对用电器供电，设两盏灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的触头P 向N 移动，会出现的现象是( )A.A 表的示数变大，灯泡L 1、L 2均变暗B.A 表的示数变小，灯泡L 1、L 2均变暗C.A 表的示数变大，灯泡L 1变亮，L 2变暗D.A 表的示数不变，灯泡L 1变暗，L 2变亮8、如图5-5-10理想变压器的原线圈匝数为ｎ1，副线圈匝数为ｎ2和ｎ3，原、副线圈的电压分别为U 1、U 2、U 3，电流分别为I 1、I 2、I 3，两个副线圈所连电阻的阻值未知，则下面结论中正确的是（ ） A 、U 1:U 2=n 1:n 2, U 2:U 3=n 2:n 3 B 、n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3C 、I 1:I 2=n 2:n 1, I 1:I 3=n 3:n 1D 、I 1U 1=I 1U 2+I 3U 3 9、某理想变压器，当其输入端接在电动势为E ，内阻为r 的交流电源上，输出端接上电阻为R 的负载时，R 上可获得最大功率，如图5-5-11所示，求： (1)这时输入电流多大?负载上的最大功率为多少? (2)负载获得最大功率时，变压器原、副线圈电压各是多少?参考答案1、C2、CB3、C4、D5、C6、AD7、C8、ABD9、.(1)I 1＝E/2r,P ＝E 2/4r (2)U 2＝2Er R，U 1＝E/25-5-10 图5-5-11。
人教版高中物理选修3-2变压器与电能输送同步练习.docx
高中物理学习材料桑水制作变压器与电能输送 同步练习针对训练1.（1995年上海）如图所示，理想变压器的输入端接正弦交流电，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2；输电线的等效电阻为R ，开始时，电键K 断开.当K 接通时，以下说法中正确的是A.副线圈的两端M 、N 的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大C.通过灯泡L 1的电流减小D.原线圈中的电流增大2.如图所示，理想变压器输入电压U 1一定，两个副线圈的匝数分别为n 2和n 3，当把同一个电阻先后接在a 、b 间和c 、d 间时，通过电阻的电流和电阻两端的电压分别为I 2、U 2和I 3、U 3，变压器输入的电流分别为I 1，I 1′，则A.3232n n U U = B.3232n n I I = C.232211n n I I ='D.U 1（I 1+I 1′）=U 2I 2+U 3I 33.（1996年上海）如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数比为N 1∶N 2=2∶1，在不接负载的情况下A.当线圈1输入电压220 V 时，线圈2输出电压为110 VB.当线圈1输入电压220 V 时，线圈2输出电压为55 VC.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 VD.当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V4.在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1=600，n2=120，电源电压U1=220 V，原线圈中串联一个0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则A.负载功率不能超过44 WB.副线圈电流最大值不能超过1 AC.副线圈电流有效值不能超过1 AD.副线圈电流有效值不能超过0.2 A5.如图（a）、（b）所示，当图中a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 V.若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V的交流电压，则a、b与e、f间的电压为A.220 V，220 VB.220 V，110 VC.110 V，110 VD.220 V，06.一理想变压器原线圈接交流电源，副线圈接电阻，则下列哪些方法可使输入功率增加为原来的2倍A.次级线圈的匝数增加为原来的2倍B.初级线圈的匝数增加为原来的2倍C.负载电阻变为原来的2倍D.副线圈匝数和负载电阻均变为原来的2倍7.如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为U1时，副线圈的输出电压为U2，L1、L2、L3为三只完全相同的电灯，开始时，电键K开启，然后当电键K闭合时A.电压U1不变，U2变大B.电灯L1变亮，L2变暗C.电灯L1变暗，L2变亮D.原线圈中的电流变大8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数n1∶n2∶n3=3∶2∶1，副线圈Ⅱ上接有“8 V，8 W”的灯泡L1、L2，副线圈Ⅲ上接有“6 V，9 W”的灯泡L3、L4，原线圈上接有电阻R1=3 Ω，当a、b两端接交变电源后，L1、L2正常发光，则交变电源的输出功率为A.24 WB.34 WC.36 WD.72 W9.如图18-8，已知n1∶n2=4∶3，R2=100 Ω，变压器没有功率损耗，在原线圈上加上交流电压U1=40 sin100πt V，则R2上的发热功率是________W.若R3=25 Ω，发热功率与R2一样，则流过原线圈的电流I1和流过R3的电流I之比为________.3参考答案：1.BCD2.ABCD3.BD4.AC5.B6.D7.BD8.C9.4.5；3∶4附：课前预习提纲1、变压器是一种能改变电压的设备．它是由一个闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的，跟电源相连的叫线圈，跟负载相连的叫线圈．理想变压器的输入功率输出功率．2、在输电导线上，由于电流的效应，必然有一部分能转化成而损失掉，导线越长，损失越．根据焦耳定律表达式Ｑ＝可知，可以有两种方法来减少送电中的电能损失，一种是，另一种是．这两种方法中，适用于远距离输电的是，即利用变压器提高送电的电压．3、关于变压器的几个公式：电压与匝数关系是；电流与匝数关系是；输入功率与输出功率关系是．并且应注意，原副线圈交流电的频率一定，且输入的功率由输出功率决定．答案（无）。
人教版高中物理选修3-2变压器 同步练习1.docx
高中物理学习材料桑水制作变压器同步练习1A卷1．对理想变压器可作出的判断是[ ]A．高压线圈匝数多、电流大、导线粗 B．低压线圈匝数少、电流小、导线细C．高压线圈匝数多、电流大、导线细 D．低压线圈匝数少、电流大、导线粗2．正常工作的理想变压器的原、副线圈中，数值上不一定相等的是 [ ]A．电流的频率 B．端电压的峰值 C．电流的有效值 D．电功率3．用一理想变压器向一负载R供电，如图5-27所示．当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中电流I2之间的关系是[ ]A．I2增大、I1也增大B．I2增大、I1却减小C．I2减小、I1也减小D．I2减小、I1却增大4．一理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，原线圈两端电压U1=220V，副线圈通过电阻r=1Ω的导线对一个阻值为R=19Ω的用电器供电，则原线圈的输入功率为______．5．为了测定一个理想变压器原、副线圈的匝数，现把其原线圈接入220V交流电路中，另用导线在原线圈外绕一圈后接上一个电压表，测得其示数为0.25V，如取走导线换上副线圈，并在副线圈两端接入一个“36V、4W”的灯泡恰能正常发光，则该变压器原线圈匝数n1=______；副线圈匝数n2=______．B卷1．一理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，则原、副线圈的 [ ]A．磁通比为2∶1 B．电流比为2∶1 C．功率比为2∶1 D．每匝磁通比为1∶12．为了使理想变压器副线圈接上负载后输出的电功率变为原来的1/4，可采用的办法[ ]A．使输入电压U1减为原来的1/4 B．使副线圈匝数n2增为原来的2倍C．使副线圈匝数n2减为原来的1/2 D．使负载电阻阻值R减为原来的1/4 3．如图5-28所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，电键S断开，当S接通时，以下说法中正确的是[ ]A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大4．图5-29的理想变压器，原线圈匝数n1=600匝，输入电压U1=110V，副线圈L2的匝数n2=15匝，输出电流I2=0.60A，L3的输出电压U3=5V，输出电流I3=0.25A．则原线圈中电流I1=______，变压器的输出功率P=______，L3的匝数n3=______．5．一降压变压器输入电压最大值为220V，另有负载R，当它接在U0=20V直流电源上时消耗功率为P；若把它接在该变压器的副线圈上，消耗功率为1/2P，则此变压器原、副线圈的匝数比为______．参考答案A卷 1．D． 2．B、C． 3．C． 4．6.05W． 5．880；144．B卷 1．D． 2．C． 3．B、C．D． 4．0.026A，2.9W，27.3．5．11∶1．。
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变压器同步测试
一、选择题(每题5分，共50分)
1.A对于理想变压器，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着副线圈的输出电流增大而增大
C.原线圈的电压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
2.A如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比n1：n2=4：1，当导体棒L在匀强磁场中向左做匀速直线运动时，电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数为
A.3mA
B.0
C.48mA
D.与负载R的值有关
3.A如图所示，一个理想变压器，初、次级线圈匝数比为10：
1，把初级线圈接入U=2202sin100πtV的交流电源，那么
A.用交流电压表测量次级输出电压为2202V
B.次级交流电的频率为100Hz
C.次级接入R=22omega的电阻，则初级线圈的电流为1A
D.次级接入，R=22omega的负载，则变压器的输入功率为22W
4.A将输入为220V，输出为6V的变压器，改绕成输出为30V的变压器.
若副线圈原来的匝数为30匝，原线圈匝数不变，则副线圈应增加的匝
数是
A.150匝
B.120匝
C.130匝
D.144匝
5.B如图所示，在绕制变压器时，某人将两个线圈绕在图示变压器铁
芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只
有一半通过另一个线圈，另一半通过中间臂，已知线圈1、2的匝数
比n1：n2=2：1，在不接负载的情况下
A.当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110V
B.当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V
C.当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V
D.当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V
6.B使用理想变压器给总电阻为R的电路供电，变压器输入电压保持一定时，下列各项措施中，可以使变压器的输入功率一定增加的是
A.副线圈匝数和负载R不变，增加变压器原线圈匝数
B.原线圈匝数和负载R不变，增加变压器副线圈匝数
C.原、副线圈匝数不变，增加负载R的阻值
D.增加负载R的阻值和原线圈匝数，副线圈匝数减
7.B如图所示的含有变压器的交流电路中，A1、A2都是交流电流表，在开关S从闭合到断开的
过程中，A1、A2电流表的读数I1和I2的变化情况是
A.I1变大，I2变小
B.I1变小，I2变大
C.I1、I2都变小
D.I1、I2都变大
8.B一理想变压器，原副线圈的匝数比n1：n2=1：2，电源电压
u=2202sinωtV，原线圈电路中接人一熔断电流I0=1A的保险丝，
副线圈中接人一可变电阻R，如图所示，为了使保
险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于
A.440omega
B.4402omega，
C.880omega
D.8802omega
9.B如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效
电阻为R开始时，开关S断开.当S接通时，
以下说法中正确的是
A.副线圈两端M、N的输出电压减小
B.副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大
C.通过灯泡L1的电流减小
D.原线圈中的电流增大
10.B如图所示，四个相同的电灯与理想自耦变压器连接，当接上交
流电源后，四个电灯均正常发光，则初级与次级的电压之比U1：U2
为
A.1：1
B.3：1
C.4：1
D.5：1
二、填空题(每空4分，共24分)
11.B一台调压器原线圈匝数为3600匝，当电路电压降为180V时，
副线圈要想得到220V的电压时，应将副线圈的匝数调整为
________匝；若此时用电器的工作电流为0.9A，则原线圈中的电
流为________A
12.B如图所示为一理想变压器，原副线圈的匝数比n1：n2=4：1，
原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等.a、b端加一定交流电压后，两电阻消耗功率之比P A：P B=________.两电阻端电压之比U A：U B=________.
13.B如图所示为理想变压器供电示意图，A为与原线圈串联的灯泡，A1、A2为副线圈的负载，
当闭合开关S后(不考虑温度对灯丝电阻的影响)，各灯泡亮度的变化
情况是A1________，A2________.(填“变亮”、“变暗”或“不变”)
三、计算题(每题13分，共26分)
14.B如图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比n A：n B：
n C=4：2：1，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A
与交变电源连接时，交变电流表A2的示数为I0，则交变电流表A1的示数
为多少?
15.C一单相变压器原副线圈匝数比为20：1，原线圈两端电压U1=220V，
副线圈电阻r2=1omega，负载电阻R=19omega.求副线圈输出电压U2、原
线圈输人功率P1及变压器的效率.
参考答案
1ABC 2B 3D 4B 5BD 6B 7C 8C 9BCD 10C
11 4400，1.1 12 1：161：4 13变亮、变亮 14解：由C
B C B n n U U ==2可得U C =21U B ，I c =21I 0 对于理想变压器有P 1=P 2+P 3，即I A U A =I 0U B +I C U c
所以I A =⎪⎭⎫ ⎝⎛∙+=+0A
C
0A B C A C 0C B I 21n n I n n I U U I U U 解得结果为I A =5I 0／8 15解.由
2121n n E E =得E 2=11V 由E 2=U 2+I 2r 2=I 2(R+r 2)
得I 2=2
2r R E +=0.55A 则U 2=I 2R=10.45V I 1=21
2I n n =0.028A 原线圈的输入功率为P 1=I 1U 1=6.05W
输出功率为：P 2=I 2U 2=5.75W
变压器的效率为：η=12P P ×100％=95％。