Переменный ток и трансформатор — 11 класс

Проверьте действующие и амплитудные значения, расчёт мощности на резисторе и отношения витков идеального трансформатора.

  • 8 вопросов
  • ≈ 8 мин
  • Средний
  • физика
  • 11 класс
  • переменный ток

Вопросы и ответы

Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.

  1. Амплитуда синусоидального напряжения равна 12√2 В. Каково действующее напряжение?

    • 12√2 В
    • 12 В
    • 24 В
    • 6 В
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 12 В

    Действующее значение синусоиды равно амплитуде, делённой на √2. Получаем 12 В.

  2. Действующее напряжение на резисторе сопротивлением 3 Ом равно 6 В. Какова средняя мощность?

    • 2 Вт
    • 12 Вт
    • 18 Вт
    • 36 Вт
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 12 Вт

    Для резистора средняя мощность равна квадрату действующего напряжения, делённому на сопротивление: 36 / 3 = 12 Вт.

  3. Два соседних положительных максимума тока наблюдаются в моменты 3 мс и 23 мс. Какова частота синусоиды?

    • 500 Гц
    • 20 Гц
    • 50 Гц
    • 100 Гц
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 50 Гц

    Между соседними максимумами проходит период 20 мс = 0,020 с. Обратная величина равна 50 Гц.

  4. Первичная обмотка идеального трансформатора имеет 600 витков, вторичная — 200. На первичной обмотке 12 В действующего напряжения. Сколько вольт на вторичной?

    • 3 В
    • 8 В
    • 36 В
    • 4 В
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 4 В

    Отношение напряжений равно отношению числа витков: U₂ = 12 × 200 / 600 = 4 В.

  5. Идеальный трансформатор с резистором на вторичной стороне понижает действующее напряжение с 24 до 6 В. Вторичный ток равен 2 А. Каков действующий первичный ток?

    • 4 А
    • 2 А
    • 8 А
    • 0,5 А
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 0,5 А

    В идеальной модели при активной нагрузке U₁I₁ = U₂I₂. Поэтому I₁ = 6 × 2 / 24 = 0,5 А.

  6. В учебной модели вместо переменного напряжения первичную обмотку питает постоянный ток. Что покажет вольтметр на вторичной после окончания переходного процесса?

    • Постоянное напряжение, равное первичному
    • Нулевое напряжение
    • Синусоиду с удвоенной частотой
    • Постоянное напряжение, пропорциональное только числу витков
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Нулевое напряжение

    Установившийся ток создаёт неизменный поток. Во вторичной обмотке ЭДС появляется при изменении потока, поэтому после переходного процесса она равна нулю.

  7. Какой постоянный ток выделит на резисторе ту же среднюю мощность, что и синусоидальный ток с амплитудой 4√2 А?

    • 4√2 А
    • 4 А
    • 2 А
    • 8 А
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 4 А

    Действующее значение и определяется по одинаковому тепловому эффекту. Для синусоиды 4√2/√2 = 4 А.

  8. В двух идеальных трансформаторах одинаковое первичное напряжение. В первом U₂ = U₁, во втором U₂ = 2U₁. Чем различаются отношения числа витков N₂/N₁?

    • Во втором оно вдвое больше
    • Во втором оно в четыре раза больше
    • Они одинаковы
    • Во втором оно вдвое меньше
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Во втором оно вдвое больше

    Для идеального трансформатора U₂/U₁ = N₂/N₁. Если отношение напряжений удваивается, то же верно для отношения витков.

Для синусоидального тока амплитуда и действующее значение различаются. В задачах о нагреве резистора используйте действующий ток или напряжение, а по условному графику определяйте период и частоту.

В задачах о трансформаторе первичная обмотка подключена к источнику переменного напряжения. Отметьте, какая обмотка первичная, затем сравните числа витков и напряжения в идеальной модели.