4/4課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十八)變壓器的工作原理及應(yīng)用A級(jí)——基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(多選)理想變壓器正常工作時(shí)，原、副線圈中一定相等的物理量是()A．每匝線圈中磁通量的變化率B．交變電流的頻率C．原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率D．原線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2．關(guān)于理想變壓器的工作原理，以下說(shuō)法正確的是()A．通有正弦式交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量不變B．穿過(guò)原、副線圈的磁通量在任何時(shí)候都不相等C．穿過(guò)副線圈的磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D．原線圈中的電流通過(guò)鐵芯流到了副線圈3．(2024·陜西西安期末)某興趣小組利用如圖所示的裝置給小燈泡供電。矩形閉合導(dǎo)線框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，不計(jì)線框電阻。線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)變壓器給小燈泡供電。下列說(shuō)法正確的是()A．圖示位置穿過(guò)線框的磁通量為零B．圖示位置線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為最大C．使用變壓器的目的是提高輸出功率D．若燈泡變暗，可通過(guò)稍微減小原線圈匝數(shù)來(lái)提高燈泡亮度4．(2024·浙江寧波期中)電位器是一種常見(jiàn)的電子元件，它通常由電阻體和可轉(zhuǎn)動(dòng)的電刷組成，如圖所示?？梢愿淖冸娢黄魃系倪B接點(diǎn)位置，從而改變電路中的電位差或電阻值。則當(dāng)電位器的()A．1、2連接點(diǎn)接入電路時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電刷，電阻減小B．1、3連接點(diǎn)接入電路時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電刷，電阻減小C．1、3連接點(diǎn)作為輸入端，1、2連接點(diǎn)作為輸出端，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電刷，輸出電壓增大D．1、3連接點(diǎn)作為輸入端，1、2連接點(diǎn)作為輸出端，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電刷，輸出電壓減小5．如圖所示，甲、乙兩圖中的理想變壓器以不同的方式接在高壓電路中。甲圖中變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k1，電壓表讀數(shù)為U；乙圖中變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k2，電流表讀數(shù)為I。則甲圖中高壓線電壓和乙圖中高壓線電流分別為()A．k1U，k2I B．k1U，eq\f(I,k2)C.eq\f(U,k1)，k2I D.eq\f(U,k1)，eq\f(I,k2)6．(2023·北京高考)自制一個(gè)原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實(shí)際測(cè)得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是()A．僅增加原線圈匝數(shù)B．僅增加副線圈匝數(shù)C．將原、副線圈匝數(shù)都增為原來(lái)的兩倍D．將兩個(gè)3.8V小燈泡并聯(lián)起來(lái)接入副線圈7．(2024·河北承德期中)某無(wú)線充電裝置的原理如圖所示，該裝置主要由供電線圈和受電線圈組成，可等效為一個(gè)理想變壓器，從受電線圈輸出的交流電經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化裝置變?yōu)橹绷麟娊o電池充電。充電時(shí)，供電端接有u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)的正弦交流電，受電線圈輸出電壓U2＝22V、輸出電流I2＝5A，下列說(shuō)法正確的是()A．若供電端接220V直流電，也能進(jìn)行充電B．受電線圈輸出電壓的頻率為100HzC．供電線圈和受電線圈匝數(shù)比為10eq\r(2)∶1D．充電時(shí)，供電線圈的輸入功率為110W8．(2024·北京高考)如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，副線圈接規(guī)格為“6V3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是()A．原線圈兩端電壓的有效值為24eq\r(2)VB．副線圈中電流的有效值為0.5AC．原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4D．原線圈的輸入功率為12W9.如圖甲、乙所示電路中，當(dāng)A、B間接10V交流電壓時(shí)，C、D間電壓為4V；M、N間接10V直流電壓時(shí)，P、Q間電壓也為4V?，F(xiàn)在C、D間接4V交流電壓，P、Q間接4V直流電壓，下面哪個(gè)選項(xiàng)可表示A、B間和M、N間的電壓()A．10V10V B．10V4VC．4V10V D．10V0B級(jí)——綜合應(yīng)用10．(2023·廣東高考)用一臺(tái)理想變壓器對(duì)電動(dòng)汽車充電，該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2，輸出功率為8.8kW，原線圈的輸入電壓u＝220eq\r(2)sin(100πt)V。關(guān)于副線圈輸出電流的有效值和頻率正確的是()A．20A,50Hz B．20eq\r(2)A,50HzC．20A,100Hz D．20eq\r(2)A,100Hz11．(2024·河南商丘期中)(多選)小明同學(xué)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖甲所示，他在直鐵棒上套裝兩個(gè)線圈，線圈n1＝20匝、n2＝40匝，將n1作為原線圈，并輸入如圖乙所示的正弦交流電，下列表述正確的是()A．副線圈交流電的周期為0.02sB．滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，則電路輸入功率變小C．交流電壓表的讀數(shù)為20eq\r(2)VD．t＝0.01s時(shí)，n2兩端的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大12．(2024·河北邯鄲期末)如圖所示，理想變壓器原線圈兩端接電壓有效值不變的交流電源，其兩個(gè)副線圈位于同一鐵芯上，匝數(shù)分別為n1和n2，所接負(fù)載R1＝9R2。當(dāng)只閉合S1時(shí)，電流表示數(shù)為3A；當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為6A。則n1∶n2的值為()A．2∶1 B．3∶1C．4∶1 D．9∶113．(2024·陜西西安期末)如圖所示，面積為0.02m2、內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100rad/s，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(\r(2),2)T。矩形線圈通過(guò)滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P可移動(dòng)，副線圈所接電阻R＝50Ω，電表均為理想交流電表。當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，結(jié)果可用根號(hào)或π表示。求：(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°角的過(guò)程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(3)當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2∶1時(shí)，電阻R上消耗的功率。課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十八)1．選ABC理想變壓器的原線圈中磁通量的變化率與副線圈中磁通量變化率相同；變壓器不改變交流電的頻率；理想變壓器是理想化模型，一是不計(jì)線圈內(nèi)阻，二是沒(méi)有出現(xiàn)漏磁，所以原、副線圈的功率相等；原線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由輸入電壓和匝數(shù)比決定，當(dāng)原、副線圈匝數(shù)不同時(shí)，電動(dòng)勢(shì)不同，故選A、B、C。2．選C通有正弦式交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量是變化的，A錯(cuò)誤；因理想變壓器無(wú)漏磁，穿過(guò)原、副線圈的磁通量相等，故B錯(cuò)誤；由楞次定律知，穿過(guò)副線圈的磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，C正確；原線圈中的電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為副線圈中的電能，原、副線圈通過(guò)磁場(chǎng)聯(lián)系在一起，電流不通過(guò)鐵芯，故D錯(cuò)誤。3．選D由題圖可知，此時(shí)線框和磁場(chǎng)垂直，穿過(guò)線框的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，故A、B錯(cuò)誤；變壓器只是改變電壓和電流，不改變功率和頻率，故C錯(cuò)誤；若燈泡變暗，要使燈泡變亮，需增加燈泡兩端電壓，根據(jù)eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)，要使輸出電壓變大，可通過(guò)稍微減小原線圈匝數(shù)，故D正確。4．選C1、2連接點(diǎn)接入電路時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電刷，電位器連入電路中的電阻體的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，電阻增大；1、3連接點(diǎn)接入電路時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電刷，電位器連入電路中的電阻體的長(zhǎng)度不變，電阻不變，故A、B錯(cuò)誤；1、3連接點(diǎn)作為輸入端，1、2連接點(diǎn)作為輸出端時(shí)，電位器相當(dāng)于自耦變壓器，故順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電刷時(shí)，相當(dāng)于輸入端線圈匝數(shù)不變，輸出端線圈匝數(shù)變大，由電壓與匝數(shù)成正比可知，輸出電壓增大，故C正確，D錯(cuò)誤。5．選B題圖甲是電壓互感器，是降壓變壓器，電壓表的讀數(shù)是變壓器的輸出電壓，根據(jù)原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比可以得出輸入電壓，即U1＝k1U；題圖乙是電流互感器，是升壓變壓器，電流表的讀數(shù)是輸出電流，根據(jù)變流比可以得出輸入電流為I1＝eq\f(I,k2)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。6．選B由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)可知，僅增加原線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發(fā)光，故A錯(cuò)誤；由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)可知，僅增加副線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發(fā)光，故B正確；由題意知，該變壓器不是理想變壓器，將原、副線圈匝數(shù)都增為原來(lái)的兩倍，原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓小于3.8V，不能使小燈泡正常發(fā)光，故C錯(cuò)誤；將兩個(gè)3.8V小燈泡并聯(lián)，但由于原線圈的電壓不變，原、副線圈匝數(shù)不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤。7．選D若供電端接220V直流電，無(wú)法發(fā)生互感現(xiàn)象，故不能充電，A錯(cuò)誤；已知ω＝100πrad/s，則輸入電壓的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz，由于理想變壓器不改變頻率，故輸出電壓的頻率也為50Hz，B錯(cuò)誤；供電端的電壓有效值為220V，則eq\f(n1,n2)＝eq\f(220V,22V)＝eq\f(10,1)，C錯(cuò)誤；由于該裝置可等效為一個(gè)理想變壓器，所以輸出功率等于輸入功率，即P1＝P2＝U2I2＝110W，D正確。8．選B由題圖乙知，原線圈兩端電壓的最大值為Um＝24eq\r(2)V，則原線圈兩端電壓的有效值為U1＝eq\f(Um,\r(2))＝24V，故A錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光，副線圈中電流的有效值為I＝eq\f(PL,U2)＝eq\f(3W,6V)＝0.5A，故B正確；由理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系可知，eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(4,1)，故C錯(cuò)誤；理想變壓器沒(méi)有能量損失，原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則原線圈的輸入功率為P1＝PL＝3W，故D錯(cuò)誤。9．選B對(duì)于題圖甲，當(dāng)A、B作為輸入端，C、D作為輸出端時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)降壓變壓器，兩邊電壓之比等于兩邊線圈的匝數(shù)之比；當(dāng)C、D作為輸入端，A、B作為輸出端時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)升壓變壓器，電壓比也等于匝數(shù)比，所以C、D間接4V交流電壓時(shí)，A、B間將得到10V交流電壓。題圖乙是一個(gè)分壓電路，當(dāng)M、N作為輸入端時(shí)，上、下兩個(gè)電阻兩端的電壓跟它們的電阻的大小成正比，但是當(dāng)把電壓加在P、Q兩端時(shí)，電流只經(jīng)過(guò)下面的電阻，上面的電阻中沒(méi)有電流，兩端也就沒(méi)有電勢(shì)差，即M、P兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，所以當(dāng)P、Q間接4V直流電壓時(shí)，M、N兩端的電壓也是4V。故B正確。10．選A由題可知，原線圈輸入電壓的有效值為U1＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，原線圈輸入電流的有效值為I1＝eq\f(P,U1)＝40A，副線圈輸出電流的有效值為I2＝eq\f(n1,n2)I1＝20A，變壓器無(wú)法改變電流的頻率，故f＝eq\f(ω,2π)＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，故選A。11．選AD由題圖乙可知，原線圈輸入電流的周期是0.02s，副線圈交流電的周期與原線圈交流電的周期相等，則副線圈交流電的周期是0.02s，故A正確；由題圖甲可知，滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，由于原、副線圈的匝數(shù)比不變，原線圈的輸入電壓不變，所以副線圈的輸出電壓U2不變，由P2＝eq\f(U22,R)可知，副線圈輸出功率將變大，原線圈輸入功率等于副線圈輸出功率，則電路輸入功率變大，故B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，原線圈輸入電壓的峰值U1m＝10eq\r(2)V，原線圈輸入電壓U1＝eq\f(U1m,\r(2))＝10V，由變壓器的變壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，副線圈輸出電壓U2＝20V，電壓表讀數(shù)為20V，故C錯(cuò)誤；由題圖乙可知，t＝0.01s時(shí)，原線圈電流變化率最大，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化率最大，穿過(guò)副線圈的磁通量變化率最大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，副線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，即n2兩端的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大，故D正確。12．選B理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，故U∶U1∶U2＝n∶n1∶n2，由能量守恒定律得，輸出功率等于輸入功率，當(dāng)只閉合S1時(shí)，UI＝eq\f(U12,R1)，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，UI′＝eq\f(U12,R1)＋eq\f(U22,R2)，代入數(shù)據(jù)可得eq\f(U12,R1)＝eq\f(U22,R2)，即U1∶U2＝3∶1，得n1∶n2＝3∶1，故選B。13．解析：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω＝100×eq\f(\r(2),2)×0.02×100V＝100eq\r(2)V。(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò)30°角過(guò)程中產(chǎn)生的平均