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绝密★启用前
专题40变压器的原理
试卷副标题
考试范围:xxx;考试时间:100分钟;命题人:xxx
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
一、多选题
1.如图所示,交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴匀速转动,线圈的电阻不计,电流表、电压表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A.图示时刻电压表的示数为零
B.只将R的滑片上移,R2的电功率变小
C.只将R的滑片上移,电流表的示数变小
D.只将R的滑片上移,电压表的示数变小
【答案】BC
【详解】
A.电压表测的是交变电流的有效值,不是瞬时值,不会随时间而改变,故电压表示数不为零,故A错误;
BD.电压表测量的是线圈的路端电压,也即变压器副线圈的输入电压U1,应线圈产生的感应电动势的峰值不会变化,则U1不变,即电压表示数不变,根据变压器可得,变压器副线圈输出电压U2不变,副线圈电路里的R2与R先串联再与R1并联,通过R2的电流为
当只将R的滑片上移时,R增大,则减小,则
即R2的电功率变小,故B正确,D错误;
C.当只将R的滑片上移时,负载总电阻R总增大,根据
可知副线圈中的电流I2减小,根据变压器电流关系可得
由于n1、n2不变,则可知原线圈中电流11减小,即电流表示数变小,故C正确。
故选BC。
2.如图所示,变压器原、副线圈的匝数分别为,,原线圈与水平放置的间距的光滑金属导轨相连,导轨处于方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中,副线圈接阻值的电阻,原线圈串联一阻值也为的电阻,与导轨接触良好且始终垂直导轨的阻值、质量的导体棒在外力的作用下运动,其速度随时间变化的关系式为,已知导轨电阻和变压器的能量损耗均不计,导轨足够长,导体棒运动过程中不会与其他用电器相碰,电表均为理想电表,则( )
A.电压表的示数为
B.电流表的示数为
C.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为
D.在的时间内外力做的功为
【答案】CD
【详解】
AB.由速度随时间变化的关系式可得
,,
故导体棒产生的感应电动势的最大值为
电源电动势为
电动势的有效值为
设原线圈的输入电压为,副线圈的输出电压为,原线圈的输入电流为,副线圈的输出电流为,则对含有原线圈的回路由闭合电路欧姆定律有
由变压器的工作原理可知
、
对副线圈的回路,由欧姆定律有
由以上式子可解得
,,,
故电压表示数为
电流表示数为
所以AB错误;
C.根据
可知原线圈中磁通量变化率的最大值为
其中
由于变压器无能量损失,故是理想变压器,原线圈中的磁通量即为铁芯中的磁通量,所以C正确;
D.在
时间内,电路产生的焦耳热
根据能量守恒定律得
故
所以D正确。
故选CD。
3.某物理小组利用实验室的交流发电机(内阻可视为零)对图中理想变压器所在电路供电。已知发电机输出电压有效值恒为,,,为三盏完全相同的灯且电阻恒定,额定功率均为,此时3盏灯恰好都正常发光。则下列说法正确的是( )
A.此时发电机的输出功率为
B.灯泡的额定电压为
C.若发电机线圈转速变为原来的,则灯的功率变为
D.若灯灯丝突然烧断,则灯两端电压变为
【答案】BD
【详解】
A.当3盏灯恰好都正常发光时发电机的输出功率为。故A错误;
B.灯泡均正常发光,则有
解得
根据分压原理,有
联立,得
故B正确;
C.若发电机线圈转速变为原来的,则有
发电机输出电压有效值变为。根据分压原理和理想变压器电压和匝数比,可知灯泡b的电压变为原来一般,根据公式
其功率变为。故C错误;
D.若灯灯丝突然烧断,设a灯泡电压为,根据理想变压器电流与匝数的关系则有
解得
故D正确。
故选BD。
4.如图所示,理想变压器原线圈输入电压U=Umsinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器。V1和V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示。下列说法正确的是( )
A.I1和I2表示电流的有效值
B.U1和U2表示电压的瞬间值
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,U1变小、I2变小
【答案】AC
【详解】
AB.在交流电中电表显示的都是有效值,B错误A正确;
CD.滑片P向下端滑动过程中,电阻减小,副线圈的总电阻减小,副线圈两端电压不变,即U2不变,则I2变大,而U1不变,根据
故I1变大,D错误C正确。
故选AC。
5.如图所示,交流发电机通过电阻不计的导线为右侧电路供电,变压器为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变,则V1示数增大、A1示数增大
B.如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变,则V1示数减小、A1示数减小
C.如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变,则V2示数减小、A2示数减小
D.如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变,则V2示数增大、A2示数增大
【答案】BD
【详解】
AB.根据功率相等可知:
变阻箱电阻增大,则电流A1变小,导致副线圈上的电压变小,匝数之比不变,所以V1示数减小,故A错误,B正确;
CD.根据交流发电机瞬时电压表达式
可知,当频率增大时,电压的最大值、有效值均变大,则V1示数增大,由变压器原、副线圈两端电压之比等于匝数比可知,副线圈两端电压增大即V2示数增大,由欧姆定律可知,A2示数增大,故C错误,D正确。
故选BD。
6.理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3组成如图所示的电路,变压器原、副线圈的匝数比为1∶2。在a、b间接入正弦式交变电流,则下列说法正确的是(
)
A.R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶2
B.R1、R2、R3消耗的功率之比为4∶1∶4
C.a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2
D.a、b间输入电压与变压器输入电压之比为6∶1
【答案】CD
【详解】
A.理想变压器原、副线圈电压之比为
由能量守恒有
得
R2两端电压等于原线圈电压
UR2
=
U1
R3两端电压等于副线圈电压
UR3
=
U2
则
设
R1
=
R2
=
R3
=
R
则流过R2的电流为
流过R3的电流为
流过原线圈的电流为
I1
=
2I2
=
则流过R1的电流
则R1两端电压为
因此R1、R2、R3两端的电压之比为
UR1:UR2:UR3
=
5:1:2
A错误;
B.R1、R2、R3消耗的功率之比为
PR1:PR2:PR3
=
UR12:UR22:UR32
=
25:1:4
B错误;
C.由于理想变压器本身不消耗能量,则a、b间输入功率与变压器输入功率之比为
(PR1
+
PR2
+
PR3):PR3
=
15:2
C正确;
D.a、b间输入电压与变压器输入电压之比为
D正确。
故选CD。
7.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1,、、、、、为六只规格均为“6V,3W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,输入端交变电压的图像如图乙所示。以下说法中正确的是( )
A.副线圈两端交变电流的频率为50Hz
B.电压表的示数为36V
C.只有灯能正常发光
D.1min内消耗的电能为
【答案】AD
【详解】
A.由图象知交流电的周期为0.02s,变压器副线圈两端交变电流的频率50Hz,变压器不能改变交流电的频率,则副线圈两端交变电流的频率为50Hz,故A正确;
B.由输入端交变电压u的图象,可求出有效值
由图甲可知,灯L1两端分担一部分电压,则电压表的示数小于36V,故B错误;
C.由原、副线圈匝数之比5:1,可得原、副线圈的电压之比5:1,电流之比1:5,设灯泡两端电压为U,则副线圈上电压为5U,所以
得
则6灯正常发光,故C错误;
D.1min内消耗的电能为
故D正确。
故选AD。
8.如图所示,理想变压器原线圈接入电路的匝数,可以通过滑动触头P的移动来调节,电流表为理想电表,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,在a、b两端接入正弦交流电,则( )
A.仅将滑片P向上滑动,R0消耗的功率变大
B.仅将滑片P向上滑动,R0消耗的功率变小
C.仅将滑片Q向上滑动,电流表读数变大
D.仅将滑片Q向上滑动,电流表读数变小
【答案】BD
【详解】
AB.仅将滑片向上滑动,变压器原线圈匝数变大,由于
则副线圈两端电压减小,通过的电流减小,消耗的功率变小,A项错误,B项正确;
CD.仅将滑片向上滑动,副线圈两端的电压一定,接入电路的电阻增大,根据欧姆定律可知,副线圈的电流减小,根据
变流比,原线圈的电流减小,电流表的示数减小,C项错误,D项正确。
故选BD。
9.理想变压器与电阻R及交流电流、电压表V和A按图方式连接,已知变压器原副线圈的匝数比为n1:n2=10:1,电阻R=11Ω,原线圈两端输入电压U随时间变化的图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.V表的读数为220V
B.通过R的电流为2A
C.电阻R上电压最大值约为31V
D.变压器的输入功率为44W
【答案】BCD
【详解】
A.由图像可知,交变电压的最大值,故其电压的有效值为
又变压器原副线圈的匝数比为n1:n2=10:1,故副线圈输出电压的有效值为
故电压表V的读数为22V,故A错误;
B.通过R的电流有效值为
故B正确;
C.副线圈输出电压的最大值为
故C正确;
D.原线圈中的电流有效值为
故变压器的输入功率为
故D正确。
故选BCD。
10.一个探究性学习小组利用示波器,绘制出了一个原,副线圈匝数比为2∶1的理想变压器的副线圈两端输出电压u随时间t变化的图像,如图所示(图线为正弦曲线)。则下列说法正确的是( )
A.该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=20sin100πt(V)
B.接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1
V
C.该变压器原线圈输入频率为50
Hz
D.接在副线圈两端阻值为20
Ω的白炽灯,消耗的功率为2.5
W
【答案】BD
【详解】
A.由图象可知,周期为
则角速度
根据电压与匝数成正比可得,输入电压的最大值为20V,所以该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为
u=20sin(50πt)V
故A错误;
B.变压器副线圈电压有效值
接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1V,故B正确;
C.该变压器原线圈输入频率为
故C错误;
D.副线圈上仅接入一个阻值为20Ω的白炽灯,所以消耗的功率为
故D正确.
故选BD。
11.如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=2:1,电压表和电流表均为理想电表,灯泡电阻RL=6Ω,AB端电压u1=12sin100πt(V);下列说法正确的是( )
A.电流频率为100
Hz
B.电压表的读数为6
V
C.电流表的读数为0.5
A
D.变压器输入功率为6
W
【答案】BD
【详解】
A.AB端电压
u1=12sin100πt(V)
其角速度
ω=100πrad/s
所以其频率
故A错误;
B.电源电压有效值为12?V,由电压之比等于匝数之比
可得副线圈两端电压有效值为6?V,电压表的示数为6V,故B正确;
C.电压表的示数为6V,灯泡电阻RL=6Ω,根据欧姆定律
故C错误;
D.输出功率
P=U2I=6×1=6W
根据输入功率等于输出功率,所以变压器输入功率为6?W,故D正确。
故选BD。
12.在图甲所示的理想变压器a、b端加图乙所示的交变电压。
已知变压器原副线圈的匝数比为4∶1,Rt为热敏电阻(温度升高时,其电阻减小),R1、R2为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表。
下列判断正确的是( )
A.电压表V1的示数为22V
B.若将图乙的交变电压加在电容器上,则对此电容器的耐压值要求是大于或等于22
V
C.Rt处温度升高时,电压表V2和电流表A的示数均减小
D.Rt处温度升高时,变压器的输入功率变大
【答案】CD
【详解】
A.分析图乙可知,输入电压的最大值为,根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知,变压器输入电压为22V,根据电压与匝数关系可知,电压表V1的示数为5.5V,故A错误;
B.电容器的耐压值是峰值,故耐压值要求是大于或等于,故B错误;
CD.温度升高时,其电阻减小,副线圈总电阻减小,回路电流变大,则输出功率变大,输入功率变大;R1上电流变大,分压变大,则V2示数减小,R2电流减小,故CD正确。
故选CD。
13.一个含有理想变压器的电路如图所示,灯泡、、的规格均为“,”,R为定值电阻,V为理想交流电压表,a、b端接正弦交流电压源,端输入电压随时间的变化关系为。当开关S闭合时,各灯泡均正常发光,则( )
A.电压表的示数为
B.变压器原、副线圈匝数比为1∶2
C.定值电阻的阻值为
D.变压器的输入功率约为
【答案】ACD
【详解】
A.电压表的读数为电源输出电压的有效值,故电压表读数为,选项A正确;
B.原线圈中的电流
副线圈中的电流
根据变压器电流与匝数的关系有
得
选项B错误;
C.又
根据变压器电压与匝数的关系有
得
定值电阻两端的电压
定值电阻的阻值
选项C正确;
D.变压器的输入功率
选项D正确。
故选ACD。
14.如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为U0的相同小灯泡a、b和c,当MN两端的电压为U时,三盏灯泡均能正常发光,则下列说法正确的是( )
A.该变压器原副线圈的匝数比为2:1
B.该变压器原副线圈的匝数比为1:2
C.MN两端电压
D.MN两端电压
【答案】AC
【详解】
三盏小灯泡均正常发光,则可得原副线圈中的电流关系为1:2,与匝数比成反比,可知匝数比为2:1,副线圈的电压为U0,则原线圈的电压为2U0,输入电压为3U0,AC正确,BD错误。
故选AC。
15.甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,图中电表均为理想电表,R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小),和是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法正确的是( )
A.电压的频率为
B.电压表的示数为
C.当照射R的光强增大时,电流表的示数变大
D.若的灯丝烧断后,电压表的示数会变大
【答案】AC
【详解】
A.由图像可得,频率为
A正确;
B.根据变压器的电压规律有
B错误;
C.当照射R的光强增大时,阻值减小,根据闭合电路的欧姆定律得副线圈中电流变大,根据变压器的电流规律
得原线圈电流变大,C正确;
D.电压表测量的是副线圈电压,此电压只与原线圈电压和变压器匝数有关,灯丝被烧断,其示数不变。D错误。
故选AC。
二、单选题
16.如图所示,理想变压器原副线圈的匝数比为,b是原线圈的中心抽头,副线圈两端接有理想交流电压表和电流表、开关S、可变电阻R以及两个阻值均为的定值电阻、。从某时刻开始,在原线圈c、d两端加上正弦交变电压。则下列说法正确的是( )
A.当单刀双掷开关置于a,开关S断开,将可变电阻R阻值变大,则电流表示数变小,电压表示数变小
B.当单刀双掷开关置于a,保持可变电阻R不变,闭合开关S,电流表示数变大,电压表示数不变
C.当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈电流的频率变小
D.当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的输入功率变小
【答案】B
【详解】
A.将可变电阻R调大,其它部分不变,电压表示数不变,根据欧姆定律,电流表示数变小,故A错误;
B.当单刀双掷开关置于a,保持可变电阻R不变,闭合开关S,总电阻变小,电压不变,则电流表示数变大,故B正确;
C.变压器不改变交流电源的频率,将单刀双掷开关由a拨向b时,其他部分不变,副线圈的频率不变,故C错误;
D.当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的匝数变小,所以副线圈的输出的电压要变大,电阻R上消耗的功率变大,原线圈的输入功率也要变大,故D错误;
故选B。
17.风是没有公害的能源之一,而且它取之不尽,用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带,因地制宜地利用风力发电,非常适合,大有可为。如图甲为风力发电的简易模型,发电机与一理想变压器的原线圈相连,变压器原、副线圈匝数分别为500匝和1000匝,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁体转动,转速与风速成正比,某一风速时,变压器原线圈两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示,则( )
A.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B.电压表V1的示数是100V
C.断开开关K,电压表V2的示数是0
D.风速加倍时,变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
【答案】D
【详解】
A.通过图乙可知变压器原线圈两端电压的最大值为,周期,永磁体转动的角速度
所以电压的瞬时值表达式为
选项A错误;
B.电压表V1测量的是变压器原线圈两端电压的有效值
选项B错误;
C.电压表V2测量的是理想变压器副线圈的输出电压,与有无负载无关,根据理想变压器原理
得电压表V2的示数
选项C错误;
D.风速加倍时,角速度加倍,根据
可知产生的感应电动势加倍,变压器原线圈两端电压加倍,因此风速加倍时,变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
选项D正确。
故选D。
18.如图所示,理想变压器原线圈接正弦交流电,电表为理想电表,为热敏电阻(阻值随温度升高而减小),则( )
A.温度升高,电流表示数变大
B.温度升高,电压表的示数变小
C.开关由切换到,电压表示数不变
D.开关由切换到,电流表示数变大
【答案】A
【详解】
AB.温度升高,电阻减小,理想变压器原副线圈线圈匝数不变,电压不变,可知此时电流变大,故电流表示数变大,电压表示数不变,A正确,B错误;
CD.开关由切换到,此时副线圈线圈匝数减小,在原线圈线圈匝数不变的情况下,副线圈两端电压变小,则当副线圈所在电路电阻不变的情况下,流经副线圈所在电路的电流变小,故电压表示数变小,电流表示数变小,故CD错误;
故选A。
19.大电流发生器是电力、电气行业在调试中需要大电流场所的必需设备,一般采用调压器输出端接升流器输入端、升流器输出端接试验回路的方法进行电流升流,原理如图所示。T1为自耦调压器,
P为调压滑动触头;T2为升流器,与触头1连接时原,副线圈匝数的比值为,为试验回路的等效电阻,忽略其他电阻与感抗等因素的影响,调压器与升流器均视为理想变压器。当端接入电压为的交变电流时,以下说法正确的是( )
A.大电流发生器不仅可以提高试验回路的电流还可以提高试验回路中电流的频率
B.保持与触头2连接,仅把滑动触头P向下滑动,可以获得更大的电流
C.保持滑动触头P位置不变,仅将触头2转换至触头1,可以获得更大的电流
D.将滑动触头P置于中间位置且与触头1连接,试验回路的电流为调压器输入端的倍
【答案】D
【详解】
A.理想变压器原副线圈中的电流频率是相等的,所以大电流发生器不可以提高试验回路中电流的频率,A错误;
B.保持与触头2连接,仅把滑动触头P向下滑动,试验回路获得的电压变小,电流变小,B错误;
C.保持滑动触头P位置不变,则升流器的输入端电压不变,根据变压器变压规律可知,当仅将触头2转换至1,升流器原、副线圈匝数比变大,端的电压变小,电流变小,C错误;
D.保持滑动触头P置于中间位置,由调压器原副线圈的电流比等于匝数的反比可知经过了调压器,电流为调压器输入端电流的2倍,而与触头1连接,经过升流器,电流又为升流器输入端电流的倍,故试验回路的电流为调压器输入端电流的倍,D正确;
故选D。
20.如图甲所示为一理想变压器,原、副线圈的匝数比为,且分别接有阻值相同的电阻和,,通过电阻的瞬时电流如图乙所示,则此时( )
A.用电压表测量交流电源电压为600V
B.图乙交流电瞬时值表达式为
C.交流电源的输出功率为180W
D.和消耗的功率之比为1:2
【答案】C
【详解】
A.根据图乙可知通过的电流有效值为
根据可得通过的电流的有效值为
副线圈两端的电压为
根据可得原线圈两端电压为
用电压表测量交流电源电压为
故A错误;
B.据图乙得交流电的周期是0.2s,所以有
交流电的最大值是0.6A,所以图乙交流电瞬时值表达式为
故B错误;
C.交流电源的功率
故C正确;
D.消耗的功率为
消耗的功率为
和消耗的功率之比为
故D错误;
故选C。
21.如图甲所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动,产生的交变电流输入理想变压器的原线圈,发电机取两种不同的转速,使其电动势随时间的变化规律如图乙中a、b所示,则下列说法正确的是( )
A.曲线b表示的交变电流的电动势有效值为10V
B.曲线a、b对应的线圈角速度之比为3∶2
C.线圈转速不变,将原线圈滑片P向上滑动时,灯泡变亮
D.P位置不变,滑动变阻器连入电路阻值变大时,变压器的输入功率变大
【答案】B
【详解】
B.由图乙可知a的周期为
,b的周期为,根据
角速度比为
B正确;
A.由图乙可知曲线a表示的交变电流的电动势最大值为15V,根据
可得
所以可得曲线b表示的交变电流的电动势的最大值为10V,则有效值为
A错误;
C.仅将原线圈抽头P向上滑动时,原线圈的匝数变大,根据变压器的电压与匝数的关系
输出电压减小,故灯泡会变暗,C错误;
D.P位置不变,副线圈电压不变,滑动变阻器连入电路阻值变大时,输出功率
变小,输入功率也变小,D错误。
故选B。
22.如图所示,一理想变压器,其原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端接一正弦交流电。为了使变压器输入功率增大,可以( )
A.其它条件不变,使原线圈的匝数n1增加
B.其它条件不变,使副线圈的匝数n2减少
C.其它条件不变,使负载电阻R的阻值减小
D.其它条件不变,使负载电阻R的阻值增大
【答案】C
【详解】
A.要使变压器的输入功率增大,则其输出功率,即电阻R上消耗的电功率需要增大,而负载电阻R是不变的,故需要通过增加其两端电压的方法增大它的电功率;由
可知,其它条件不变,使原线圈的匝数n1增加,会使U2减少,减小电阻R消耗的电功率,
A错误;
B.其它条件不变,使副线圈的匝数n2减少,也会使U2减少,减小电阻R消耗的电功率,B错误;
CD.其它条件不变,使负载电阻R的阻值减小,电流增大,由
可得,负载的电功率增大,则输入的电功率也增大,同理,其它条件不变,使负载电阻R的阻值增大,则输入的电功率也减小,D错误C正确。
故选C。
23.如图所示,变压器初级、次级线圈匝数之比为5:1,输入正弦交变电压有效值为220V,滑动变阻器的最大阻值为24Ω。灯泡电阻视为定值12Ω,灯泡的正常工作电压为8V,电流表为交流电表,现调节变阻器直到灯泡在额定电压下工作。则有(
)
A.变阻器上部分电阻为
B.变阻器上部分电阻为
C.电流表读数为0.5A
D.电流表读数为0.4A
【答案】D
【详解】
AB.根据变压器电压与匝数的关系有
=
由于灯泡与滑动变阻器的上部分并联,且有灯泡在额定电压下工作,结合上式计算则
U2=
44V,U上
=
I2=
8V,U下
=
I2R下
=
36V,R
=
R上
+
R下
=
24Ω,R灯
=
12Ω
经过计算有
R上
=
6Ω,I2=
2A
AB错误;
CD.由于电流表测的电流是原线圈的电流,根据变压器电流与匝数的关系有
=
计算得
I1=
0.4A
则电流表读数为0.4A,C错误、D正确。
故选D。
24.在如图所示的电路中,三个定值电阻的阻值分别为,,在a,b两端输入正弦式交变电流,电压的表达式为,已知理想变压器原、副线圈的匝数比为3:1,当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.通过R3的电流为0.5A
B.电阻
R1、R2消耗的功率之比为1:6
C.电路消耗的总功率为9W
D.流过电阻R2的电流的频率为150Hz
【答案】A
【详解】
A.R2和R3并联后的总阻值为
变压器原、副线圈电流之比为
则副线圈两端电压
原线圈两端电压
电阻R1两端的电压为
电源电压有效值为
且
代入数据解得
流过R3的电流
A对;
B.根据变压器原、副线圈电流关系得原线圈电流
电阻R1消耗的功率
电阻R2消耗的功率为
电阻
R1、R2消耗的功率之比为
B错;
C.电阻R3消耗的功率
电路消耗的总功率为
C错;
D.变压器不改变电源的频率,交流电源的频率为50Hz,流过电阻R2的电流的频率也为50Hz,D错。
故选A。
25.如图,一理想变压器原线圈与交变电源相连,副线圈中接有阻值为3Ω的定值电阻与理想电流表。当理想电压表的读数为12
V时,电流表读数为2A,下面说法正确的是( )
A.变压器原、副线圈匝数比为1:2
B.原线圈电流的有效值为1A
C.副线圈电流的有效值为A
D.变压器的输入功率为24
W
【答案】B
【详解】
A.副线圈输出电压为
根据理想变压器的电压关系,可得
故A错误;
B.根据理想变压器的电流关系有,解得
故B正确。
C.副线圈电流的有效值为2A,故C错误;
D.变压器的输入功率为
故D错误。
故选B。
26.如图所示,导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电动势。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电,理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为,降压变压器副线圈接入一台电动机,电动机恰好正常工作,且电动机两端的电压为,输入功率为,输电线路总电阻,电动机内阻,导线框及其余导线电阻不计,电表均为理想电表,则( )
A.该发电机的电流方向每秒钟改变100次,图示位置线圈的磁通量变化率为零
B.电动机的机械功率为
C.输电线路损失的电功率为
D.升压变压器原、副线圈匝数之比为
【答案】C
【详解】
A.交变电动势表达式为
所以原线圈中交变电压的频率为
又因为电流在一个周期T内改变两次,故发电机的电流方向每秒钟改变100次,但此时图示位置线圈处于平衡位置,磁通量为零,磁通量变化率最大,故A错误;
B.因为输入电压为1100W,则此时通过电动机的电流为
则此时电动机的机械功率为
故B错误;
C.因为理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为,故此时通过输电电路的电流为
则输电线路损失的电功率为
故C正确;
D.输电线路损耗电压为
降压变压器两端的电压为
则升压后的电压为
升压变压器两边的电压为有效电压,为
故升压变压器原、副线圈匝数之比为
故D错误;
故选C。
27.有一理想变压器如图甲所示,原副线圈匝数比为11∶4,原线圈接入如图乙所示的交流电压,回路中的灯泡L的额定电压为。灯泡正常工作时的电阻为,定值电阻,,滑动变阻器最大阻值,为保证灯泡正常工作,则滑动变阻器接入电路的电阻为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】
根据题意可知,正弦式交流电的有效值为
根据变压器原理可知,副线圈两端电压为
灯泡正常工作,则灯泡两端电压为,根据串联电压特点可知,电阻两端电压
则流经副线圈电流
灯泡的电流
故流经的电流为
故滑动变阻器接入电路的电阻为
故选B。
28.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1:
n2=2:1,分别接有额定电压为U的相同的两只灯泡A、B且灯泡电阻不随电流变化。若B灯恰能正常发光,则电源输出电压为( )
A.3U
B.1.5U
C.2U
D.2.5U
【答案】D
【详解】
设灯泡电阻为R,B灯恰能正常发光,则次级电压为U,则初级电压为
初级电流
则电源输出电压为
故选D。
29.如图所示,左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55
Ω,A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压,电压表的示数为110
V,下列表述正确的是( )
A.电流表的示数为3
A
B.原、副线圈匝数比为1∶2
C.电压表的示数为电压的有效值
D.原线圈中交变电压的频率为100
Hz
【答案】C
【详解】
A.电流表示数
故A错误。
B.由题图(b)可知原线圈两端电压的有效值U1=220
V,由
可得原、副线圈匝数之比
故B错误。
C.电流表示数与电压表示数都为有效值,故C正确。
D.由题图(b)可知T=0.02
s,所以交变电压的频率为
选项D错误。
故选C。
30.教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R0供电,电路如图甲所示,所产生的交变电压随时间变化规律如图乙所示,C是耐压值为2.5V的电容器,R是滑动变阻器,所有电表均为理想电表。则( )
A.无论滑动变阻器滑片P向上移动还是向下移动时,电压表V示数均不变
B.若原副线圈的匝数比为,则电容器不会被击穿
C.副线圈输出的电流频率为0.5Hz
D.滑动变阻器滑片P向下移动时,电流表A1示数减小,A2示数增大
【答案】A
【详解】
A.无论滑动变阻器滑片P向上移动还是向下移动时,原线圈的电压不变,电压表V示数均不变,故A正确;
B.由题意知,原线圈的最大电压为31.1V,则副线圈两端的电压
而电容器的耐压值为2.5V,则电容器会被击穿,故B错误;
C.根据图乙可知交流电周期为0.02s,原、副线圈输出的电流频率为
故C错误;
D.滑动变阻器的触头向下滑动,电阻减小,而副线圈电压不变,变压器的输入功率等于输出功率增大,两个电流表的示数都增大,故D错误。
故选A。
31.如图所示,某旋转磁极式发电机的转子有两对磁极,将定子线圈的输出端接在一理想变压器的原线圈上,不计定子线圈的电阻。当转子以25r/s的转速匀速转动时,在定子绕组中产生频率为50Hz的正弦交流电。若使转子以50r/s的转速转动,则( )
A.电流表A的示数变为原来两倍
B.电压表V的示数不变
C.电阻R上交流电的频率为25Hz
D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来4倍
【答案】A
【详解】
AB.转速加倍,根据
则角速度加倍,根据
变压器原线圈两端电压加倍,根据变压器电压与匝数成正比,则副线圈两端电压加倍,则电流加倍,由根据电流与匝数关系可知电流表的示数也加倍,故A正确,B错误;
C.转速加倍,则原线圈输入电压频率加倍,为,变压器不改变电流频率,所以电阻上交流电的频率为,故C错误;
D.根据法拉第电磁感应定律可知,电动势与磁通量变化率的成之比,因为电动势加倍,变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的2倍,故D错误。
故选A。
32.如图所示,电源输入端AB之间接一正弦交流电,Em恒定。变压器和电源输入端之间的等效电阻为R。副线圈接有如图所示的电路,C为电容器,交流电压表和交流电流表都是理想电表,副线圈匝数可以通过调节滑片P来调节。S断开时,灯泡L1正常发光,S闭合后,以下说法中正确的是( )
A.若电源频率和滑片P位置不变,电压表读数增大
B.若电源频率和滑片P位置不变,电流表读数增大
C.若电源频率不变,为使灯泡L1正常发光,滑片P应向滑动
D.若滑片位置P不变,增大电源频率,灯泡L1变亮
【答案】B
【详解】
AB.合上开关,副线圈总阻抗减小总电流增大,电流表读数增大,变压器输入端电压减小,电压表读数减小,故A错误,B正确;
C.灯泡L1亮度减小,要使灯泡亮度增加,可以使副线圈匝数增加,P上移,故C错误。
D.电源频率增大,电容的容抗减小,总电流增大,变压器输入端电压减小,输出端电压也减小,灯泡L1亮度减小,故D错误。
故选B。
33.如图所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上,下列说法正确的是( )
A.原、副线圈中的电流之比为
B.副线圈回路中电阻两端的电压为66V
C.原线圈回路中电阻两端的电压为55V
D.原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比
【答案】B
【详解】
A.原、副线圈中的电流之比为原、副线圈的匝数比的反比,为1:3,故A错误;
BC.设原线圈两端的电压为U,则副线圈两端的电压为,此时通过副线圈的电流为
则此时通过原线圈的电流为,故此时原线圈的总电压为
故可得原线圈两端的电压为
电阻两端的电压为22V;
副线圈回路中电阻两端的电压为
故B正确,C错误;
D.原、副线圈回路中电阻两端的电压之比为1:3,通过电阻的电流之比为1:3,故消耗的电功率之比为1:9,D错误;
故选B。
34.如图所示的理想变压器电路中,变压器原、副线圈的匝数比为1∶2,在a、b端输入正弦交流电压U,甲、乙、丙三个灯泡均能正常发光,且三个灯泡的额定功率相等,则下列说法正确的是( )
A.乙灯泡的额定电流最大
B.甲灯泡的额定电压为U
C.丙灯泡的电阻最小
D.乙灯泡的额定电压最小
【答案】B
【详解】
A.设原线圈中电流为I1,根据电流比与变压器匝数成反比可知,副线圈中的电流为,即丙灯泡的额定电流为,设原线圈两端的电压为U1,则副线圈两端的电压为2U1,由于三个灯泡的额定功率相等,则
U甲(I乙+I1)=U1I乙=U1I1
可见乙灯的额定电流为I1,甲灯的额定电流为
I甲=I乙+I1=2I1
即甲灯泡的额定电流最大,A错误;
BD.三个灯泡的额定功率相等可知
即甲灯泡的额定电压为U且甲灯的额定电压最小,故B正确,D错误;
C.由电阻定义式
即有,丙灯泡的电阻最大,C错误;
故选B。
35.如图,理想变压器的输入电压恒定,原副线圈匝数之比为2:1,副线圈的电阻阻值均为R,电流表为理想电流表,则闭合开关后( )
A.原、副线圈电流的比值变大
B.副线圈输出电压变大
C.副线圈输出电压频率变大
D.电流表的示数变大
【答案】D
【详解】
A.由于原副线圈匝数比没有变化,则原、副线圈电流的比值不变,A错误;
B.因为理想变压器的输入电压恒定,原副线圈匝数之比为2:1不变,则副线圈输出电压不变,B错误;
C.变压器不改变交流电的频率,C错误;
D.副线圈输出电压不变,闭合开关后,负载减小,则副线圈的电流变大,根据
则原线圈的电流变大,电流表的示数变大,D正确。
故选D。
36.如图所示,矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的电动势随时间的变化关系为,图中矩形金属线框的电阻为4Ω,灯泡的额定电压为9V,理想变压器原、副线圈的匝数之比为4:1,开关闭合时灯泡恰好正常发光则下列说法中正确的是( )
A.理想电压表的示数为40V
B.t=0.01s时,矩形金属线框平面与磁场方向垂直
C.灯泡的额定功率为36W
D.若金属线框转动的角速度减小,则灯泡亮度会变亮
【答案】C
【详解】
A.由于变压器原、副线圈的匝数之比为4:1,灯泡的额定电压为9V,开关闭合时灯泡恰好正常发光则
所以
故A错误;
B.由
可知,当t=0.01s时
此时矩形金属线框平面与磁场方向平行,故B错误;
C.由电动势随时间的变化关系为
可知,电动势的有效值为40V,由于原线圈两端的电压是36V,所以矩形线框的内压为
可得线框及原线圈中电流
由于是理想变压器,故
故C正确;
D.若金属线框转动的角速度减小,则电动势的最大值
就会减小,灯泡两端的电压就会减小,灯泡就会变暗,故D错误。
故选C。
37.交流发电机输出电压随时间的变化图像如图甲所示,发电机输出端与理想变压器原线圈相连,变压器与用电器电路如图乙所示。已知电流表、电压表均为理想电表,通过滑动触头Q可以调节副线圈的匝数,则下列说法正确的是( )
A.发电机的转速为100π
转/秒
B.在t=0.005s时,电压表的示数为
C.仅将滑动变阻器的滑动触头P向下滑动,定值电阻R0的功率减小。
D.仅将滑动触头Q向上滑动,电流表的示数变大
【答案】D
【详解】
A.由图甲可知,周期为0.02s,所以发电机的转速为50转/秒。故A错误;
B.由图甲可知,交流电压的最大值为,则电压表的示数即有效值为36V。故B错误;
C.当滑动触头Q位置不变时,输出电压不变,此时滑动触头P向下滑动,负载电阻减小,输出电流增加,定值电阻的功率增大。故C错误;
D.滑动触头P不变,将滑动触头Q向上滑动,则输出电压变大,易知输出功率变大,而输入功率与输出功率相等,则变压器输入功率变大,原线圈中电流表的示数变大。故D正确。
故选D。
38.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1,当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时,电流表的示数是12mA,则副线圈中电流表的示数是( )
A.3mA
B.48mA
C.零
D.与R阻值有关
【答案】C
【详解】
当导线在平行导轨上匀速运动时,产生的电流是恒定的电流,不会使副线圈的磁通量发生变化,因而副线圈中无感应电流,故C正确,ABD错误。
故选C。
39.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10:1
B.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10:1
D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为10:1
【答案】B
【详解】
AB.理想变压器无漏磁,故穿过原、副线圈每一匝磁通量相等,磁通量变化率也相同,故A错误,B正确;
C.理想变压器无漏磁,故穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是1:1,故穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等,在每匝的线圈中,原、副线圈产生的电动势瞬时值是相等的,故C错误;
D.正常工作时变压器的输入、输出功率之比为1:1,故D错误。
故选B。
40.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,图中电表均为理想电表,R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小),L1和L2是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图所示的正弦交流电压,下列说法正确的是( )
A.若L1的灯丝烧断后,电压表的示数会变小
B.电压表的示数为11V
C.交流电压的频率为100Hz
D.当照射R的光强增大时,电流表的示数变大
【答案】D
【详解】
A.当Ll的灯丝烧断后,变压器的输入电压不变,根据变压比公式,输出电压也不变,故电压表读数不变,故A错误;
B.原线圈接入电压的最大值是220V,所以原线圈接入电压的有效值是U=220V,理想变压器原、副线圈匝数比为20:1,所以副线圈电压是11V,所以V的示数为11V,故B错误;
C.原线圈接入如图乙所示,T=0.02s,所以频率为
故C错误;
D.R阻值随光强增大而减小,根据
知副线圈电流增加,副线圈输出功率增加,根据能量关系,原线圈输入功率也增加,原线圈电流增加,所以A的示数变大,故D正确;
故选D。
41.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,电流表的读数不变
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】C
【详解】
AB.保持Q的位置不动,副线圈匝数不变,由
知U2不变,当P向上滑动时,R变大,由
I2=
知I2减小,I1减小,故电流表的读数变小,选项AB错误;
CD.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U2增大,由
I2=
知I2增大,I1增大,故电流表的读数变大,选项C正确,D错误。
故选C。
42.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为4︰1,灯泡a和b额定电压相同,当原线圈输入u=220sin10πt(V)的交变电压时,两灯泡均能正常发光,且滑动变阻器调节过程中灯泡不会被烧坏,下列说法正确的是( )
A.灯泡的额定电压是44V
B.副线圈中交变电流的频率为12.5Hz
C.当滑动变阻器的滑片向下滑动时,灯泡a变暗
D.当滑动变阻器的滑片向下滑动时,变压器输入功率变小
【答案】A
【详解】
A.灯泡a和b额定电压相同均为U,则变压器原线圈两端电压为4U,原线圈回路
解得:
故A正确;
B.副线圈中交变电流的频率为
故B错误;
CD.当滑动变阻器的滑片向下滑动时,副线圈电阻减小,电流变大,副线圈消耗功率变大,则原线圈电流变大,灯泡a变亮,灯泡a分压变大,原线圈输入功率变大,故CD错误。
故选A。
43.心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器,其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻串联,如图所示。心电图仪与一理想变压器的原线圈连接,一可变电阻R与该变压器的副线圈连接,原副线圈的匝数分别为、。在交流电源的电压有效值不变的情况下,将可变电阻R的阻值调大的过程中( )
A.原线圈两端的电压不变,副线圈两端的电压不变
B.通过原线圈的电流不变,通过副线圈的电流变小
C.当时,R获得的功率最大
D.当时,R获得的功率最大
【答案】D
【详解】
A.将R等效在原线圈电阻R1中,由于功率不变,则有
又因为
则有
则有
可知,当R变大时,变大,即原线圈两端的电压变大,副线圈两端的电压变大,故A错误;
B.原线圈中的电流为
当R变大时,I1变小,由可知,I2也变小,故B错误;
CD.由于
由图象可知,当时,PR最大,即
解得
故C错误,D正确。
故选D。
第II卷(非选择题)
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三、解答题
44.当变压器一个线圈的匝数已知时,可以用下面的方法测量其他线圈的匝数∶把被测线圈作为原线圈,用匝数已知的线圈作为副线圈,通入交流,测出两线圈的电压,就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400匝,把原线圈接到220V的线路中,测得副线圈的电压是55V,求原线圈的匝数。
【答案】1600匝
【详解】
由变压器的匝数之比等于电压之比则有
可得
解得
45.如图所示,理想变压器原线圈中输入电压,副线圈两端电压为,输出端连有完全相同的两个灯泡和,绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数求:
(1)原线圈等于多少匝?
(2)当开关S断开时,电流表的示数则电流表的示数为多少?
(3)当开关S闭合时,电流表的示数等于多少?
【答案】(1)1100匝;(2)1A;(3)2A
【详解】
(1)由电压与变压器匝数的关系可得
(2)当开关S断开时,由输入功率等于输出功率
可知:
(3)设当开关S闭合时,副线圈中的总电流为,则
由可知
46.如图所示,交流发电机电动势的有效值E=20
V,内阻不计,它通过一个彩色小灯泡连接在降压变压器的输入端,变压器输出端并联3只彩色小灯泡,每只灯泡都标有“5
V
0.25
W”,灯泡都能正常发光,导线电阻不计。求:
(1)降压变压器初、次级线圈匝数之比;
(2)发电机的输出功率。
【答案】(1)3:1;(2)1W
【详解】
(1)由于是相同的小灯泡,它们都正常发光,设每个小灯泡的电流为,则原线圈的电流
次级线圈的电流为
由理想变压器的公式可得
=
(2)根据能量守恒,发电机的输出功率为
四、实验题
47.(1)①小王同学做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,实验装置如下图。
学生电源输出端与原线圈A的0与4接线柱相连,选择开关打在电压4V处。交流电压表与副线圈B的0与8接线柱相连,接通开关后,发现电压表中示数为0。小王检查学生电源与电表正常,电路中导线无故障,请你帮他诊断其原因_____________________________。
②小王并以此变压器继续进行探究电磁感应现象,副线圈B的0与2接线柱接灵敏电流表G,如下图所示,在学生电源接通瞬间,发现灵敏电流表指针向左偏,当电流表稳定后,若断开电源开关,则灵敏电流表指针______________(选填“向左偏”、“向右偏”或“不动”),此时原、副线圈中电流的绕行方向______________(选填“相同”或“相反”)。
(2)小明同学在家里探究单摆周期与摆长的关系,他设计的实验步骤的是:
A.选择体积小、密度大的球
B.用刻度尺测量细线的长度l作为摆长
C.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角,然后由静止释放
D.从摆球摆到最低点时开始计时,测出摆球经过最低点30次的总时间t,由得出周期
则以上实验步骤中有错误的是______________。
【答案】原线圈接直流电源,副线圈中磁通量不变,不产生感应电动势
向右偏
相反
BCD
【详解】
(1)①[1]原线圈接直流电源,副线圈中磁通量不变,不产生感应电动势;
②[2]在学生电源接通瞬间,副线圈中的磁通量增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,此时电流表指针向左偏,当断开电源开关的瞬间,副线圈中的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,则电流表指针向右偏;
[3]由图可知原线圈与副线圈中原磁场磁感线方向相反,即副线圈中感应电流的磁感线方向与原线圈中的磁感线方向相反,根据安培定则可知,此时原、副线圈中电流的绕行方向相反。
(2)[4]A.为减小摆球运动过程中受到的空气阻力,应选择体积小、密度大的球,故A正确,不符合题意;
B.摆长应是摆线长与小球半径之和,故B错误,符合题意;
C.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(一般不超过10°),由静止释放,故C错误,符合题意;
D.从摆球摆到最低点时开始计时,测出摆球经过最低点30次的总时间t,则有15次全振动,由得出周期,故D错误,符合题意。
故选BCD。
48.做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压______(填“增大”、“减小”或“不变”);然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压______(填“增大”、“减小”或“不变”)。上述探究过程采用的实验方法是______。
【答案】增大
减小
控制变量法
【详解】
[1]根据变压比公式
保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压增大;
[2][3]根据变压比公式
保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压减小;采用的实验方法是控制变量法。
49.(1)在“测定电池的电动势和内阻”实验中,
①用如图所示的电路图测量,得到的一条实验数据拟合线如图所示,则该电池的电动势E=______V(保留3位有效数字);内阻r=______(保留2位有效数字);
②现有如图所示的实验器材,照片中电阻箱阻值可调范围为0~9999Ω,滑动变阻器阻值变化范围为0~10Ω,电流表G的量程为0~3mA、内阻为200Ω,电压表的量程有0~3V和0~15V。请在图3中选择合适的器材,在答题纸相应方框中画出两种测定一节干电池的电动势和内阻的电路图。______
(2)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量,铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于______。
A.平面abcd
B.平面abfe
C.平面abgh
D.平面aehd
【答案】1.46(1.45~1.47均可)
0.64(0.63~0.67均可)
D
【详解】
(1)①[1]根据闭合电路欧姆定律可得
将题干中得图线延长与横纵轴分别相交,如图
可知图像与纵轴交点即为电动势,即
[2]图像斜率的绝对值为电源内阻,即
②[3]电流表量程太小,使用电阻箱和电压表代替电流表进行测量,电路图如图
根据闭合电路欧姆定律
变形得
绘制图像,可知图像斜率为,与纵轴截距为,从而求解电动势和内阻;
也可以通过电阻箱改装电流表,扩大电流表得量程,实现电流得测量,电路图如图
根据闭合电路欧姆定律可以绘制图像求解电动势和内阻。
(2)[4]变压器的正视图如图
所以硅钢片应平行于平面aehd,即选D。
50.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,
(1)下列仪器中不必用到的是(________)
(2)实验时,原线圈接在电源上,用多用电表测量副线圈的电压,下列操作正确的是(________)
A.原线圈接直流电压,电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压,电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压,电表用交流电压挡
D.原线圈接交流电压,电表用直流电压挡
(3)若某次实验中用匝数N1=400匝和N2=800匝的变压器,测得的电压分别为U1=3.6V和U2=8.2V,据此可知___________(填“N1”或“N2”)是原线圈,电压比与匝数比不相等,可能的原因是___________。
(4)某同学在完成上述实验后,采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻(阻值较小),为保证电路中各元件安全,实验结束时,首先应断开____________(填选项前的字母)
A.导线A
B.导线B
C.开关C
D.导线D
【答案】AB
C
N2
漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等
A
【详解】
(1)[1]“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,需要器材是学生电源,提供低压交流电,同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线,结合题目给定的器材,图A是干电池,B是条形磁铁,C学生电源,提供低压交流电,D是多用电表,用来测交流电流和电压,结合器材需求可知,不必用到的是AB;
(2)[2]根据实验原理可知,原线圈应接交流电压,副线圈接电压表,应接入交流电压档,故C正确,ABD错误。
(3)[3][4]匝数之比近似等于电压之比即
结合变压器不是理想的,存在有漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等电能损耗,即副线圈电压小于原线圈电压的一半,则N2一定是原线圈,N1为副线圈;
(4)[5]实验结束时,应先把电表从电路中断开,否则在断开开关瞬间会产生大电压烧毁电表,故应先断开导线A,故A正确,BCD错误。
故选A。
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