物理：选修3-2人教版高二物理同步训练：5章末综合

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**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/sC．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．1100,360 B．1100,180C．2200,180 D．2200,3604.如图2所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.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(I R、I C均为有效值)( )图2A．若ab棒匀速运动，则I R≠ 0，I C=0B．若ab棒匀速运动，则I R=0，I C=0C．若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则I R≠ 0，I C≠ 0D．若ab棒做匀加速运动，则I R≠ 0，I C=05.(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3√2220AB．电源输出功率为1200 WC．电流表的示数为3220AD．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R0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n1∶n2和电源电压U1分别为( )图5A．1∶2 2U B．1∶2 4UC．2∶1 4U D．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n1<n2，n3<n4B．线圈匝数n1>n2，n3<n4C．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，R1=20 Ω，R2=30 Ω，C为电容器．已知通过R1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200√2 VC．电阻R2的电功率约为6.67 WD．通过R3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( )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L1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U AB=100 V，R0=40 Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值U CD为________V，通过电阻R0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18∶1,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1.80×104 V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U1=220 V，有两组副线圈，其中n2=36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n1和另一副线圈的匝数n3；(2)原线圈中电流I1.4 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U1U2=n1n2知高压线圈匝数多，由变流规律I1I2=n2n1，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E=nΔΦΔt 知ΔΦΔt=1nE m=1100×10√2 Wb/s=0.14 Wb/s.3.B 解析：对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n1=n3U1U3=5×2201=1100，同理，变压器烧坏前，n2=n1U2 U1=1100×36220=180，B正确．4.BCD 解析：ab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ab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ab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U2=220 V，电流I2=PU2=311A，则原线圈两端电压U1=201×U2=4 400 V，电流I1=1 20×I2=3220A，所以电流表示数为3220A，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=U2R0+R知I2增大，故I1增大，C正确，D错误．7.C 解析：设灯泡正常发光时的电流为I，则I1=I，I2=2I.由n1n2=I2I1得n1n2=21.由U1′U2=n1n2得U1′=n1n2U2=2U.故U1=4U，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，n1>n2，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，n3<n4，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20×1 V=20 V，所以变压器原线圈电压的最大值为20×10 V=200 V，B错误；R2的功率P2=U2R2=(√2)230W=6.67 W，C正确；因为电容器可以通过交流电，所以电阻R3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L2，总电阻变小，由欧姆定律知，流过R的电流增大，电阻上的电压U R=IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1=I2U2得，I2增大，原线圈输入电流I1也增大．U MN不变，U R变大，所以U L1变小，流过灯泡L1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，U CD=2U AB=200 V，通过R0的电流I=U CDR0=5 A.12.216 0.46三、计算题13.（1）0.98 A（2）180 W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，有U1I1=U2I2，当I2=12 mA时，I1即为熔断电流，代入数据得I1=0.98 A.（2）设副线圈中的电流为I2′=10 mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1=I2′U2，代入数据，得P1=180 W.14.10∶1解析：电网两极间电场可看做匀强电场U m=E m d由题意，空气被击穿时E m=6220 V/cm由理想变压器电压关系U1mU2m =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∶1.15.（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U2=6 V，U3=12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U1U2=n1n2，U2U3=n2n3得n1=U1U2n2=2206×36=1320(匝)，n3=U3U2n2=126×36=72(匝)．（2）由于P入=P出，P出=P2+P3，所以P入=P2+P3，即I1U1=P2+P3，则I1=P2+P3U1=9+12220A≈0.095 A.。

章末过关检测(时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分,1～6小题为单项选择题,7～10小题为多项选择题) 1．小型手摇发电机线圈共N 匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图所示．矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0,不计线圈电阻,则发电机输出电压( )A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22Ne 0 D ．有效值是2Ne 0解析:由题意可知,线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0,因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e 0,又因为发电机线圈共N 匝,所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne 0,根据闭合电路欧姆定律可知,在不计线圈内阻时,输出电压的峰值等于感应电动势的最大值,即其峰值为2Ne 0,故A 、B 错误；又由题意可知,若从图示位置开始计时,发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流,由其有效值与峰值的关系可知,U ＝U m2,即U ＝2Ne 0,故C 错误,D 正确． 答案:D2．将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是 ( )A ．电路中交变电流的频率为0.25 HzB ．通过电阻的电流为 2 AC ．电阻消耗的电功率为2.5 WD ．用交流电压表测得电阻两端电压为5 V解析:由题意可知此交变电流为正弦式交变电流,其有效电动势E ＝U m2＝52V,电阻消耗的功率P ＝E2R ＝2.5 W,故C 正确；通过R 的电流I ＝E R ＝22A,故B 错误；此刻交变电流的频率f ＝25 Hz,故A 错误；电压表所测电压为有效电压,应为52V,故D 错误．答案:C3．如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶3,次级回路中接入三个均标有“36 V 40 W”的灯泡,且均正常发光,那么,标有“36 V 40 W”的灯泡A( )A ．也正常发光B ．将被烧毁C ．比另三个灯泡暗D ．无法确定解析:理想变压器的电压之比等于匝数之比,由次级回路中三个均标有“36 V 40 W”的灯泡能正常发光,可知副线圈两端电压U 2＝36×3 V＝108 V,所以原线圈两端电压U 1＝n 1n 2U 2＝36 V,灯泡A 与原线圈并联,两端电压也为36 V,能正常发光．答案:A4．采用220 kV 高压向远方的城市输电．当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14,输电电压应变为( )A ．55 kVB ．110 kVC ．440 kVD ．880 kV解析:输电功率P ＝UI,U 为输电电压,I 为输电线路中的电流,输电线路损失的功率为P 损＝I 2R,R 为输电线路的电阻,即P 损＝(P U )2R.当输电功率一定时,输电线路损失的功率为原来的14,则输电电压为原来的2倍,即440 kV,故选项C 正确．答案:C5.如图所示,矩形线圈的面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路的电阻为R.在线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法中正确的是( )A ．磁通量的变化量ΔΦ＝NBSB ．通过电阻R 的电荷量q ＝BSωR ＋rC ．电阻R 上产生的焦耳热Q ＝(NBSω)22RD ．电阻R 上产生的焦耳热Q ＝(NBS )2ωRπ4(R ＋r )2解析:线圈由图示位置转过90°,磁通量变化量ΔΦ＝BS,故选项A 错误；通过电阻R 的电荷量q ＝NΔΦR ＋r ,故选项B 错误；感应电动势最大值E m ＝NBSω,转动时间t ＝T 4＝π2ω,所以Q ＝I 2Rt ＝[E m 2(R ＋r )]2·Rt＝(NBS )2ωRπ4(R ＋r )2,故选项C 错误,选项D 正确．答案:D6．某住宅区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S,匝数为N,电阻不计．它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器,滑动触头P 上下移动时可改变输出电压,R 0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点,下列判断正确的是( )A ．若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值最小B ．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωcos ωtC ．当用户数目增多时,为使用户电压保持不变,滑动触头P 应向下滑动D ．当滑动触头P 向下移动时,变压器原线圈两端的电压将升高解析:若发电机线圈某时刻处于图示位置,磁通量变化最快,感应电动势最大,最大值为NBSω,变压器原线圈的电流瞬时值最大,发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωcos ωt ,选项B 正确,A 错误；当用户数目增多时,总电流增大,输电线上的电势降落得多,为使用户电压保持不变,滑动触头P 应向上滑动才能增大变压器的输出电压,选项C 错误；滑动触头P 向下或向上移动,变压器原线圈两端的电压都不变,选项D 错误．答案:B7．如图所示,变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节,在某一频率时,A 1、A 2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是( )A ．如果将频率增大,A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强B ．如果将频率增大,A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱C ．如果将频率减小,A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强D ．如果将频率减小,A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱解析:某一频率时,两只灯泡炽热程度相同,可知两灯泡消耗的功率相同,频率增大时,感抗增大,而容抗减小,故通过A 1的电流增大,通过A 2的电流减小,故B 项正确；同理可得C 项正确,故选B 、C.答案:BC8．如图所示的电路中,有一自耦变压器,左侧并联一个理想交流电压表V 1后接在稳定的交流电源上,右侧串联灯泡L 和滑动变阻器R,R 上并联一个理想交流电压表V 2.下列说法正确的是( )A ．若F 不动,滑片P 向上滑动时,V 1示数不变,V 2示数变小B ．若F 不动,滑片P 向上滑动时,灯泡L 消耗的功率变小C ．若P 不动,滑片F 向上移动时,V 1、V 2的示数均变大D ．若P 不动,滑片F 向上移动时,灯泡L 消耗的功率变大解析:V 1测的是原线圈的输入电压,其示数始终不变,C 错误；若F 不动,副线圈的输出电压不变,滑片P 向上滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,又因为灯泡L 与滑动变阻器串联,故V 2示数变小,灯泡L 两端的电压变大,灯泡L 消耗的功率变大,A 正确,B 错误；若P 不动,滑片F 向上移动时,副线圈的输出电压增大,加在灯泡L 和滑动变阻器两端的电压均增大,故灯泡L 消耗的功率变大,V 2的示数变大,D 正确．答案:AD9．图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )A ．电流表的示数为10 AB ．线圈转动的角速度为50π rad/sC ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左解析:本题考查了交变电流的产生和变化规律．解题的关键是要把图象和运动过程结合起来．由图象可知,电流的有效值为 10 A,转动的角速度ω＝2πT＝100π rad/s ,A 正确,B 错误；t ＝0.01 s 时,产生的感应电流最大,故线圈平面与磁场方向平行,C 正确；由右手定则可知0.02 s 时电流的方向由左向右流过电阻,D 错误．答案:AC10．在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有( )A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析:由题意可知升压变压器的输入电压不变,则输出电压不变,A 错误；在电能输出过程中有I ＝PU ,U 线＝IR 线,U 3＝U 2－U 线,因P 变大,I 变大,所以U 线变大,降压变压器原线圈电压U 3变小,则降压变压器的输出电压变小,B 错误；由P 损＝(P U )2R 线,因P 变大,所以P 损变大,C 正确；根据P 损P ＝(P U )2R 线P ＝PR 线U 2,因P 变大,所以比值变大,D 正确．答案:CD二、非选择题(本题共3小题,共40分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11．(12分)发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm 的正方形线圈,将它置于磁感应强度B ＝0.05 T 的匀强磁场中,绕着垂直于磁感线方向的轴以ω＝100π rad/s 的角速度转动,当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时,线圈和外电路的总电阻R ＝10 Ω.(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)线圈从计时开始,转过π3过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？解析:(1)感应电动势的最大值为 E m ＝nBSω＝20π V ,I m ＝E mR＝2π A ,由于从线圈平面与磁场方向垂直位置开始计时,因此瞬时值用正弦表示,i ＝2πsin 100πt A. (2)线圈从计时开始,转过π3的过程中,通过某一截面的电荷量应该用平均值来计算q ＝It ＝n ΔΦΔtR Δt＝nΔΦR,ΔΦ＝BS －BScos π3＝12BS,代入电荷量方程得q ＝nBS 2R ＝1×10－2C.答案:(1)i ＝2πsin 100πt A (2)1×10－2C12．(14分)如图所示,理想变压器原线圈中输入电压U 1＝3 300 V,副线圈两端电压U 2为220 V,输出端连有完全相同的两个灯泡L 1和L 2,绕过铁芯的导线所接的电压表V 的示数U ＝2 V ．问:(1)原线圈n 1等于多少匝？(2)当开关S 断开时,电流表A 2的示数I 2＝5 A ．则电流表A 1的示数I 1为多少？ (3)当开关S 闭合时,电流表A 1的示数I 1′等于多少？ 解析:(1)由电压与变压器匝数的关系可得: U 1n 1＝U 2n 2＝U,则n 1＝1 650 匝． (2)当开关S 断开时,有: U 1I 1＝U 2I 2,I 1＝U 2I 2U 1＝13A(3)当开关S 断开时,有:R 1＝U 2I 2＝44 Ω.当开关S 闭合时,设副线圈总电阻为R′,有R′＝R 12＝22 Ω,副线圈中的总电流为I 2′＝U 2R′＝10 A ．由U 1I 1′＝U 2I 2′可知,I 1′＝U 2I 2′U 1＝23A. 答案:(1)1 650 匝 (2)13 A (3)23A13．(14分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW, 输出电压恒为500 V, 现用电阻率为 1.8× 10－8Ω·m ,横截面积为10－5m 2的输电线向4×103m 远处的用电单位输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率为发电机总功率的4%.问:(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？ 解析:(1)导线电阻R 线＝ρ2lS 得R 线＝14.4 Ω.升压变压器原线圈电流I 1满足 P ＝U 1I 1,解得I 1＝200 A, 升压变压器副线圈电流I 2＝I 线,又I 2线R 线＝4%P, 解得I 2＝503 A,由I 1I 2＝n 2n 1,得n 1n 2＝112. (2)降压变压器的输入电压U 3满足 P －4%P ＝U 3I 线, 解得U 3＝5 760 V,因为输出电压U 4＝220 V,由U 3U 4＝n 3n 4得n 3n 4＝28811.答案:(1)1∶12 (2)288∶11。

高二物理同步训练试题解析第5章第5节1．对于电能输送的以下说法，正确的是()A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积D．实际输电时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等答案：AD解析：减小输电线上功率损失的两个途径：一是减小电阻，可以采用电阻率较小的导线或增大导线横截面积；二是减小电流，可以降低输送功率或提高输送电压，由上可知，B、C均错．2．远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330 kV高很多的电压进行输电，采用高压输电的优点是()A．可节省电线的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度答案：AC解析：当输入电功率一定时，设为P，P＝IU，I是输电电流，U是输电电压，设输电导线电阻为R，则输电线上的损耗为P耗＝I2R＝P2U2R，要减小损耗有两条途径：增大输电电压U和减小输电线电阻，输电距离是一定的，要减小输电线电阻只能靠增大电线横截面积，这样就多用材料．如果采用更高的电压输电，就不用加粗导线，亦可换用铝等电阻率稍大、但价格低廉的材料了．原、副线圈中电流的频率总是相等的，变压器不改变交流电的频率，故A、C正确．3．用电压U和KU分别输送相同电功率，且在输电线上损失的功率相同，导线长度和材料也相同，此两种情况下导线的横截面积之比为()A．K1B．1KC．K2 1 D．1K2答案：C解析：由R ＝ρl S ，P ＝UI ，ΔP ＝I 2R ，得ΔP ＝P 2ρl U 2S，可见在其他物理量一定时，S 与U 2成反比，故C 正确．4．在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么( )A ．输电线路上损失的电压与输送的电流成正比B ．输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C ．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D ．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比答案：AC解析：输电线路上损失电压ΔU ＝IR ，在R 一定时，ΔU 和I 成正比．若U 越高，I ＝P U，I 越小，那么ΔU 越小．输电线路上损失的功率ΔP ＝I 2R ，当P 一定时，I ＝P U ，所以ΔP ＝(P U)2R ，即ΔP 和U 的平方成反比，跟I 的平方成正比．故A 、C 正确．5．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105AB ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻答案：B解析：输电线上输送的电流为I 输＝P 输U 输＝3×106 kW 500 kV ＝6000 A ，A 选项错误．输电线上由电阻造成的损失电压U 损＝I 输×R 线＝6000A ×2.5 Ω＝1.5×104V ，B 选项正确．若输电电压为5 kV ，则输电线上损失的功率不可能大于输电总功率3×106 kW ，C 选项错误，ΔP ＝U 2r 中，U 应当为输电线上损失的电压，D 选项错误．6．下图为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是( )A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好答案：ABD解析：依据输电原理，电路中的功率损耗ΔP ＝I 2R 线，而R 线＝ρL S，增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A 正确；由P ＝UI 来看在输送功率一定的情况下，输送电压U 越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B 正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，C 错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，D 正确．7．水电站向小山村输电，输送的电功率为50 kW ，若以1100 V 送电，则线路损失为10 kW ，若以3300 V 送电，则线路损失可降为( )A ．3.3 kWB ．1.1 kWC ．30 kWD ．11 kW答案：B解析：由P ＝UI ，ΔP ＝I 2R 可得：ΔP ＝P 2U 2R ，所以当输送电压增大为原来的3倍时，线路损失功率变为原来的19，即ΔP ＝1.1 kW. 8．远距离输电线路的示意图如图所示．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压答案：C解析：变压器的输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，选项A 、B 错误．用户用电器总电阻减少，据P ＝U 2R，消耗功率增大，输电线中电流增大，线路损失功率增大，C 项正确．升压变压器的输出电压等于输电线路电阻上损失电压加上降压变压器输入电压，D 项错误．9．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1：n 2＝41，原线圈输入电压u ＝1410sin100πt V ，副线圈通过电阻R ＝1 Ω的输电线对用户供电，则用户处最多接________盏“220 V40 W”电灯可保证正常发光．答案：165解析：由题意知原线圈的输入电压为U 1＝U m 2＝1410 V 2＝1000 V ．根据原、副线圈的匝数比得出副线圈两端的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝14×1000 V ＝250 V ．电灯正常工作电压U 用＝220 V ，则线路损失电压为ΔU ＝U 2－U 用＝250 V －220 V ＝30 V ．输电线上的电流为I ＝ΔU R ＝301A ＝30A.每只灯泡的正常工作电流为I 额＝P 额U 额＝40220A ＝211A.用户处最多可接电灯的盏数为n ＝I I 额＝30×112盏＝165盏． 10．发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，每条输电线电阻为0.2 Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果发电站先用变压比为110的升压变压器将电压升高，经同样输电线路后经过101的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？答案：140 V,2.8×104 W 219.2 V ,43840 W解析：在用220 V 低压直接供电时，电路如图(左)所示，则有I ＝P 0/U 0＝44×103/220 A ＝200 AU ′线＝Ir 线＝200×(2×0.2) V ＝80 VU ′用＝U 0－U ′线＝(220－80) V ＝140 VP ′线＝IU ′线＝200×80 W ＝16×103 WP ′用＝P 0－P ′线＝(44×103－16×103) W＝2.8×104 W在采用高压供电时，电路如图(右)所示：U 1＝n 1/n 0·U 0＝10U 0＝2200 VI 1＝P 0/U 1＝44×103/2200 A ＝20 AU ″线＝I 1r 线＝20×(2×0.2) V ＝8 V∴U 2＝U 1－U ″线＝(2200－8) V ＝2192 V∴U 用＝U 2·n 4/n 3＝2192×1/10 V＝219.2 VP ″用＝P 0－P ″线＝(44×103－160) W ＝43840 W.11．某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电，当发电厂输出的功率为P 0时，额定电压为U 的用电设备消耗的功率为P 1，若发电厂用一台升压变压器T 1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T 2把电压降到用电设备的额定电压供用电设备使用．这样改变后，当发电厂输出的功率仍为P 0，用电设备的数量可增加，其总功率增加P 2，试求所用升压变压器T 1的原线圈与副线圈的匝数比N 1N 2以及降压变压器T 2的原线圈与副线圈的匝数比N 3N 4各为多少？ 解析：设输电线的电阻为R ，当发电厂直接向用电设备供电时，输电线中的电流为I 1，则有P 1＝I 1U ，P 0－P 1＝I 12R ，解得I 1＝P 1U ，R ＝P 0－P 1P 12·U 2. 设降压变压器T 2的输入电流I 2′，输出电流I 2，则有P 2＝I 2U ，P 0－P 2＝I 2′2R ，由此得I 2＝P 2U ，I 2′＝P 0－P 2R ＝P 1U P 0－P 2P 0－P 1. 故降压变压器T 2原线圈匝数N 3与副线圈匝数N 4之比N 3N 4＝I 2I 2′＝P 2P 1P 0－P 1P 0－P 2.升压变压器T 1的原线圈匝数N 1与副线圈匝数N 2之比N 1N 2＝I 2′I 1＝P 0－P 2P 0－P 1. 12．中国已投产运行的1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A.P 4B.P 2 C ．2PD ．4P 答案：A 解析：由P ＝IU 知，若输送功率不变，当输送电压增大一倍时，输电电流减为原来的12，输电线电阻不变，由P 损＝I 2r 知损失的电功率变为原来的14，故正确选项为A. 13．一台发电机最大输出功率为4000 kW ，电压为4000 V ，经变压器T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻R ＝1 kΩ.到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W)．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则A ．T 1原、副线圈电流分别为103 A 和20 AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 VC ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220 V ,60 W)正常发光答案：ABD解析：输电线上消耗的功率P 线＝I 22R ＝400 kW ，则I 2＝P 线R＝20 A ，又P 1＝U 1I 1，则I 1＝P 1U 1＝103 A ，故A 正确；T 1的变压比U 1U 2＝I 2I 1＝150，又P ＝U 1I 1＝U 2I 2，得U 2＝2×105 V ，输电线上损失电压U 线＝I 2R ＝2×104 V ，则T 2原线圈的输入电压U 3＝U 2－U 线＝1.8×105 V ，又灯泡正常发光，T 2的副线圈的电压为220 V ，B 正确；T 2的变压比U 3U 4＝1.8×105220＝900011，C 错误；根据U 3I 2＝60n ，解得n ＝6×104，D 正确．。

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.。

A组1.在电能输送过程中,若输送的电功率一定、输电线电阻一定,则在输电线上损耗的电功率()A.和输送电线上电压的二次方成正比B.和输送电流的二次方成反比C.和输送电线上的电压降的二次方成正比D.和输送电流成正比解析:输电线上的功率损失ΔP=R,电压损失ΔU=U-U'=I线R线,输电电流I线=,所以ΔP=R线==()2R线,可见在输送功率P一定和输电线电阻一定时,ΔP与成正比,ΔP与ΔU2成正比,ΔP与U2成反比。

答案:C2.发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电导线的总电阻为R,通过导线的电流为I,学校得到的电压为U2,则输电线上损耗的电压可表示为()A.U1B.U1-IRC.IRD.U2解析:输电线的电压损失ΔU=U1-U2=IR,故B错误,C正确;U1为输出电压,U2为用户得到的电压,A、D错误。

答案:C3.中国已投产运行的1 000 kV特高压输电工程是目前世界上输送电压最高的输电工程。

假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P。

在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV 特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为()A. B. C.2P D.4P解析:由P=UI可知,输电电压提高到原来的2倍,由于输电功率不变,所以输电电流变为原来的,由P损=I2R线可知输电线上的损耗电功率将变为原来的,选项A正确。

答案:A4.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些,这是因为此时()A.总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小B.总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小C.总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失的电压大D.干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电压解析:此时用电器多,电阻小(因为用电器都是并联的),而变压器输出电压U不变,由I=可知,干路电流大,输电线上损失电压大,电灯两端电压小,故比深夜时暗,故C正确。

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。

2018 人教版高中物理同步选修3-2 课时作业第五章章末检测一、选择题 (本题共 10 个小题，每小题 7 分，共 70 分.1～6 题为单项选择题， 7～10 题为多项选择题 )1．下列说法正确的是 ()A．正弦式交变电流在一个周期内电流方向改变两次2B．交变电流的有效值与最大值的比值总是2C．因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同D．若正弦式交变电流的最大值是 10 A，则它的最小值是－ 10 A 解析：对正弦式交变电流来说，线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过中性面，故A2正确；对于正弦式交变电流有效值与最大值的比值总是 2 ，对其他的交变电流不一定有这样的关系，B 错；交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同，C 错；交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，交变电流的最小值为零， D 错．答案： A2．(烟台高二检测 )一闭合矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间 t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小ΔΦ解析： t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ最大，磁通量变化率＝Δt 0，此时感应电动势、感应电流为零，线圈中感应电流方向改变， A 错误、 B 正确； t2、t4时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大， C、 D 错误．答案： B3．(广州高二检测 )如图所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中分别绕垂直于磁场方向的轴 P1和 P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A ．线圈绕 P1转动时产生的感应电流等于绕 P2转动时产生的感应电流B．线圈绕 P1转动时产生的感应电动势小于绕 P2转动时产生的感应电动势C．线圈绕 P1和 P2转动时产生的感应电流的方向相同，都是a→b→c→dD．线圈绕 P1转动时 dc 边受到的安培力大于绕P2转动时 dc 边受到的安培力解析：线圈转动产生的感应电动势的大小与转动轴的位置无关，选项 A 正确、B 错误；绕两个轴转动产生的感应电流的大小相等，从上向下看，线圈逆时针旋转，电流的方向应为a→d→c→b，选项 C 错误；电流相等， cd 受到的安培力也相等，选项 D 错误．答案： A4．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为 1 900 匝；原线圈为 1 100 匝，接在有效值为 220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载 R 上的功率为 2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为 U2，且变压器是理想的，则U2和 I1分别约为 ()A ．380 V 和 5.3 A B．380 V 和 9.1 AC．240 V 和 5.3 A D．240 V 和 9.1 A解析：根据理想变压器电压比关系U1＝n1，代入数据解得副线圈U2n2两端的电压有效值U2＝380 V，因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等，即 p入＝P出＝U1I 1，解得 I 1＝2×103A≈9.1 A，选项 B220正确；选项 A、C、D 错误．答案： B5．(甘肃高二联考 )图中 B 为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上．指示灯 L 1和 L 2完全相同 (其阻值均恒定不变 )，R是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表．开始时开关 S 是闭合的，当 S 断开后，下列说法正确的是()A ．电流表 A2的示数变大B．电压表的示数变大C．电流表 A1的示数变小D．灯 L 1的亮度变暗S 断开后输入解析：变压器输出电压由输入电压和匝数比决定，电压和匝数比不变，所以电压表的示数不变；但负载电阻变大，则输出电流变小， A2的示数变小；输出、输入功率变小，则A1的示数变小；因 R 上电压变小，则 L 1上电压变大，亮度变亮．故只有 C 对．答案： C6．用 220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是 110 V，通过负载的电流图象如图所示，则()A ．变压器输入功率约为 3.9 WB．输出电压的最大值是110 VC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2πD．负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100 t＋π2) A解析：由题图可知通过负载的电流最大值为I m＝0.05 A ，周期 T2π＝0.02 s，故电流的函数表达式i＝I m sin T t＝0.05sin100 t(A)π，D 错误；理想变压器匝数比等于电压比，即n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，C 错误；输出电压 U2＝110 V ，其最大值 U2m＝ 2U2＝110 2 V ，B 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率 P＝I 2U2＝0.052×110 W＝3.9 W， A 正确．答案： A7．小型发电机产生的交变电动势为 e＝50sin100 πt(V) ．对此电动势，下列表述正确的有 ( )A ．最大值是 50 2 VB ．频率是 100 HzC ．有效值是 25 2 VD ．周期是 0.02 s解析： 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e ＝E m sin ωt，因 e ＝50sin100 πt(V) ，所以最大值 E m ＝50 V ，A 错误．由 ω＝2πf ＝ 100πHz 得 ＝ 50 Hz ， B 错误．有效值 E ＝ E m ＝25 2 V ，C 正确． T ＝ 1 ＝f 2 f0.02 s ，D 项正确．答案： CD8．在远距离输电电路中，输电导线的总电阻为 R ，升压变压器输出的电压为 U 1，输出功率为 P ，用户降压变压器得到的电压为 U 2， 则下面表示导线上的功率损失正确的式子是 ( )U 12P2RA. RB.U 1U 1－U 2 2U 12U 22C. RD. R － R 解析： 升压变压器的输出电压为 U 1，降压变压器的输入电压为U 2，则输电线上的电压损失 ΔU＝U 1－U 2，输电线上损失的功率 P 损2 U 1－U 2 2＝ UI ＝(U 1－U 2)I 或 P 损＝ ΔU.因为输电线上的电流为 I ， R ＝R则输电线上损失的功率 P ＝ I 2 ＝ P 2 故 、 正确， 、 错误．R.BCAD损 RU 1答案： BC9．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断 ( )A ．在 A 和 C 时刻线圈处于中性面位置B ．在 B 和 D 时刻穿过线圈的磁通量为零3C ．从 A →D 时刻线圈转过的角度为 2πD ．若从 O →D 时刻历时 0.02 s ，则在 1 s 内交变电流的方向改变100 次解析：从图中可知，在 O、B、D 时刻感应电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大， B 项错误；在A、C 时刻感应电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时穿过3线圈的磁通量为零， A 项错误；从 A 到 D 时刻，线圈旋转4周，转过3的角度为2π，C 项正确；如果从O 到D 时刻历时0.02 s，恰好为一个周期，所以 1 s 内线圈运动 50 个周期，经过中性面 100 次，交变电流的方向改变 100 次， D 项正确．答案： CD10.如图所示，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，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．输电线等效电阻R 两端的电压增大C．通过灯泡 L 1的电流减小D．原线圈中的电流增大解析：由于输入电压不变，所以S 接通时，理想变压器副线圈两端M、N 的输出电压不变．并联灯泡L 2后，副线圈所在回路的总电阻变小，由欧姆定律知，通过 R 的电流增大， R 两端的电压 U R＝IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率得 I1U1＝ I 2U2，故原线圈输入电流 I 1也增大． U MN不变， U R增大，所以 UL 1减小，通过灯 L 1的电流减小．答案： BCD二、非选择题 (本题 2 个小题，共 30 分)11.如图所示，交流发电机电动势的有效值 E＝30 V，内阻不计，它通过一个 R＝6 Ω的指示灯连接降压变压器．变压器输出端并联 96 只彩色小灯泡，每只灯泡都是“ 6 V ，0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)指示灯上的电压；(2)发电机的输出功率．解析： (1)彩色小灯泡额定电流 I L ＝ P ＝0.25A ＝ 1 AU624 次级线圈总电流 I 2＝ 96I L ＝4 A变压器输入功率等于输出功率，有 I 1U 1＝ I 2U 2＝24 W24变压器原线圈电路中，由闭合电路欧姆定律可得 E ＝U 1＋I 1R ＝ I 1＋ 6I 1，又 E ＝30 V ，解得 I 1＝1 A(I 1＝4 A 应舍去，据题意知是降压变压器，应 I 1<I 2＝4 A)所以指示灯上的电压 U ＝I 1R ＝6 V (2)发电机输出功率 P ＝I 1E ＝30 W 答案： (1)6 V (2)30 W12．如图所示是交流发电机模型示意图， n ＝100 匝的矩形闭合2导线框 ABCD 处于磁感应强度大小为 B ＝10πT 的水平匀强磁场中，线框面积 S ＝0.48 m 2.线框绕垂直于磁场的轴 OO ′以角速度 ω＝ 100π rad/s 匀速转动，并与理想升压变压器相连，升压变压器的原、副线圈匝数比为 2∶5，理想降压变压器副线圈接入一只“ 12 V 30 Ω” 的灯泡，且灯泡正常发光，线框、输电线路的电阻都不计．(1)将图示时刻记为 t ＝0，指出此刻线圈中的电流方向，并写出该正弦交流电的瞬时表达式；(2)求降压变压器的原、副线圈匝数比； (3)求灯泡正常发光时，电流表的读数．解析： (1)利用右手定则判断得到，电流方向为 DCBAD 该正弦交流电的瞬时表达式为 e ＝nBS ωsin(ωt＋φ)π代入相关数据得 e ＝480 2sin(100 πt ＋2) V.(2)发电机的电动势有效值是 480 V ，升压变压器的原、副线圈匝数比为 2∶5n 1 U 1 U 2＝1 200 V 由 n 2＝U 2，得升压变压器副线圈的电压 由于灯泡正常发光，则通过降压变压器电压降为12 V n 3 U 3n 4 ＝U 42018 人教版高中物理同步选修 3-2 课时作业线路电阻不计， U 2＝U 3n 3 100得n 4＝1.(3)灯泡正常发光时， P ＝4.8 WP ＝4.8 W利用理想变压器功率不变原理得发电机输出功率 P ＝U 1I 1，解得电流表的读数， I 1＝0.01 A.π 答案： (1)e ＝480 2sin(100 πt ＋2) V (2)100∶1 (3)0.01 A。

高中物理学习材料桑水制作10-11学年高二上学期同步测试物理：选修3-2（教科版）命题范围：选修3-2全卷满分100分，用时90分钟。

第Ⅰ卷（共40分）一、选择题（10个小题，共40分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确选对的得4分，选错的得0分）1．一矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转，所产生的交流电电动势瞬时值的表达式e=220sin10πtV，则下列说法正确的是（）A．该交流电的频率是10πHzB．该交流电动势的有效值是220VC．当t=1/20s时，线圈的磁力矩最大D．当t=0时，穿过线圈的磁通量为零2．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴作匀速转动时，则（）A．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，感应电动势最大B．当线圈平面处于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大,感应电动势为零C．当线圈平面与磁感线平行瞬间，穿过线圈平面的磁通量为零，感应电动势为零D．线圈转动一周，感应电流的方向改变一次3．如图所示，正方形线框abcd的边长为d，向右通过宽为L的匀强磁场，且d<L，则在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流（）A．一直为顺时针方向B．一直为逆时针方向C．先为逆时针方向，中间无感应电流，后为顺时针方向D．先为顺时针方向，中间无感应电流，后为逆时针方向RL 1 L 2S~第6题图NR Ca b第7题图 a d c b第8题图4．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一根水平放置的金属棒沿水平方向抛出，初速度方向和棒垂直，则棒两端产生的 感应电动势将 （ ） A ．随时间增大 B ．随时间减小 C ．不随时间变化 D ．难以确定5．如图所示，矩形线框abcd 可以在两根平行的金属导轨MN ．PQ 上滑动，把它们放在磁场中，当线框向右滑动时，下列说法哪个正确？ （ ） A ．因为ac 、bd 切割磁感线，所以MP 中有方向向下的感应电流B ．因为ac 、bd 切割磁感线，所以MP 中有方向向上的感应电流C ．因为ac 、bd 切割磁感线产生的感应电流相互抵消，所以MP 中没有感应电流D ．虽然ac 、bd 切割磁感线，但通过abcd 闭合回路的磁通量不变，所以MP 中没有感应电流 6．用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题．如图所示，理想变压器的副线圈上，通过 输电线连接两只相同的灯泡L 1和L 2 ，输电线的等效电阻为R ，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开 关S 闭合时，以下说法中正确的是 （ ）A ．原线圈中电流减小B ．原线圈输入功率减小C ．副线圈输出电压减小D ．R 两端的电压增大7．电阻R ．电容C 与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N 极朝下，如图所示．现使磁铁开 始自由下落，在N 极接近线圈上端的过程中，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8．如图所示，下列情况下线圈中不能产生感应电流的是（ ）A ．导线中的电流增加B ．线圈向右平动C ．线圈向下平动D ．线圈以ab 边为轴转动9．绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上，铁芯上套着一个铝环，线圈与电源．电键相连，如图所示．线圈上端与电源正极相连，闭合电键的瞬间，铝环向上跳起．若保持电键闭合，则 （ ） 线圈铁芯铝电源+-2A34 B1 A．铝环不断升高B．铝环停留在某一高度C．铝环跳起到某一高度后将回落D．如果电源的正．负极对调，闭合电键，观察到的现象改变10．在图所示的电路中，两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“-”接线柱流入时，指针向左摆，在电路接通后在断开的瞬间，下面哪个说法符合实际？（）A．G1指针向左摆，G2指针向右摆B．G1指针向右摆，G2指针向左摆C．G1、G2指针都向左摆D．G1、G2指针都向右摆第Ⅱ卷（共60分）二、本题共2小题，共14分。