高中物理教科版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器练习

3.3变压器同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，是通过变压器给用户供电的示意图，变压器的输入电压是电网电压，基本稳定，输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用表示，用变阻器的电阻R表示用户用电器的总电阻，当变阻器的滑动触头P向上移动时，以下说法正确的是（       ）

A．相当于增加用电器的个数 B．的示数随示数的增大而增大

C．的示数随示数的增大而增大 D．变压器的输入功率减小

2．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈匝数都变为原来的2倍，其他条件不变，则（　　）

A．小灯泡亮度不变 B．小灯泡变亮 C．小灯泡变暗 D．不能确定

3．如图所示为一理想变压器，完整原、副线圈匝数相等．原、副线圈都有4个接线柱，正好三等分原、副线圈匝数，其中D、H分别为原、副线圈公共接线柱；变压器原线圈两端接入如图2所示的交流电，副线圈接额定电压为120 V的用电器．改变原、副线圈的接法，在保证安全的情况下,用电器的最大工作电压接近

A．147V

B．110V

C．84V

D．73V

4．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，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220 V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻R消耗的功率的比值为k，则（　　）

A．U =88V， B．U = 110V，k=

C．U=88 V，k= D．U=110V，k =

5．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生正弦交变电流，线圈电阻不计．理想变压器的原、副线圈匝数之比为20:1,C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，R1、R2均为定值电阻，其中R1=10， 开关S开始是新断开的，则以下说法中错误的是

A．线圈的转速为

B．交流电压表的示数为11V

C．电阻R1的功率小于12.1W

D．闭合开关S后，变压器副线圈中的电流没有发生变化

6．随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是（交流变频器可视为交流发电机）（　　）

A．理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍

B．若没有交流变频器，则电压表的示数为

C．穿过原、副线圈的磁通量之比为

D．穿过原、副线圈的磁通量之比为

7．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比5:1，原线圈通以交流电后，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载灯泡B的电压之比为1:2，则下列说法正确的是（　　）

A．电阻A与负载灯泡B的电功率之比，电阻A与负载灯泡B的电阻之比为

B．电阻A与负载灯泡B的电功率之比，电阻A与负载灯泡B的电阻之比为

C．电阻A与负载灯泡B的电功率之比，电阻A与负载灯泡B的电阻之比为

D．电阻A与负载灯泡B的电功率之比，电阻A与负载灯泡B的电阻之比为

8．如图，理想变压器副线圈匝数为2000匝，原线圈匝数为1000匝。副线圈接有一个阻值为的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想交流电压表，示数为。则交流电流表的示数为（　　）

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A． B． C． D．

9．如图所示，理想变压器的原线圈A、B两端接入电压为u=220sin(100πt)V的交变电流．原线圈匝数n=1100，副线圈匝数n1=60匝，副线圈匝数n2=50匝，C、D之间接入电容器，E、F之间接入内阻为10Ω电动机M，它们都能正常工作．则

A．该交流电的频率为100Hz

B．副线圈中磁通量变化率的最大值为0.2Wb/s

C．该电容器的耐压值为12V

D．该电动机的输入功率为10W

10．如图所示，在一理想变压器的副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一正弦交变电压，下列说法正确的是（　　）

A．保持Q位置不变，将P向上滑动，变压器的输出电压变小

B．保持Q位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变小

C．保持P位置不变，将Q向上滑动，电流表的读数变小

D．保持P位置不变，将Q向上滑动，变压器输出功率变小

11．如图所示为一自耦变压器，保持输入电压不变，以下说法正确的是（     ）

A．滑键P不动，滑键Q上移，电流表示数不变

B．滑键P不动，滑键Q上移，电压表示数变小

C．滑键P向b方向移动，滑键Q下移，电流表示数减小

D．滑键P向b方向移动，滑键Q不动，电流表示数增大

12．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:3，R1=10 Ω，R2=5 Ω，电容器的电容C=150 μF．若电容器下极板所带电荷量q=0.003sin100πt C，则

A．电阻R2的电功率为160 W

B．原线圈两端电压的有效值为200 V

C．原线圈中电流的有效值大于1.2 A

D．原线圈两端电压的频率大于50 Hz

13．近年来，手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机的无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比n1：n2=5：1，送电、受电线圈中所接电阻的阻值分别为R1=25Ω，R2=18Ω。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生电流给手机充电；充电时，受电线圈中的电流为2A．设送电线圈端输入电压为U1，受电线圈cd端输出电压为U2，把装置线圈视为理想变压器、手机充电时，下列说法正确的是（　　）

A．cd间电压为U2=44V

B．手机两端的电压为5V

C．手机充电时，送电线圈的输入功率为84W

D．若送电线圈中的电流均匀增加，则受电线圈中的电流也一定均匀增加

14．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R供电，电路如图所示．理想交流电流表A和交流电压表V的读数分别为I、U , R 消耗的功率为P．若将发电机线圈的匝数变为原来的4倍，其它条件均不变，下列说法正确的是

A．R消耗的功率变为2P

B．电压表的读数为4U

C．电流表的读数为2I

D．通过R的交变电流频率变大

15．如图，理想变压器原线圈匝数为，接有一阻值为的电阻和理想交流电流表A．副线圈匝数为，接有阻值和的两个电阻。为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定，频率为50Hz。该变压器原、副线圈匝数比，当开关S断开时，电流表的示数为，则（　　）

A．流经的交变电流的频率为100Hz

B．当开关S断开时，的电功率为

C．当开关S闭合时，原线圈两端的电压增大

D．当开关S闭合时，的电功率变为原来的16倍

二、填空题（共4题）

16．理想变压器的输入功率_____（填“大于”、“等于”或“小于”）输出功率，输入、输出电压与线圈的_____成正比，利用变压器将220V的交流电压变为55V，如果原线圈为2000匝，则副线圈应为______ 匝 ．

17．如图所示，理想变压器的输入电压表达式u＝311sin314t(V)，变压器的变压比是10：1，次级负载电阻R为20Ω,，则负载两端的电压为______V，初级线圈的输入功率为_____W．

18．如图用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变．当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中电表的示数和输入功率P变化情况是A1______，V2______，P______．（填变大、变小或不变）

19．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。

（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______；

A．控制变量法       B．等效替代法       C．整体隔离法

（2）为了减少涡流的影响，铁芯应该选择______；

A．整块硅钢铁芯       B．整块不锈钢铁芯             C．绝缘的铜片叠成             D．绝缘的硅钢片叠成

（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的有哪些______；

A．B．       C．       D．

（4）下列做法正确的是______。

A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过

B．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多

C．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈

D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测

三、综合题（共4题）

20．在某些需要带电工作的情况下测量交变电流时，电工需要使用钳形电流表，其结构如图所示，试说明钳形电流表测量交变电流大小的原理。（提示：被测导线相当于变压器的初级线圈，二次绕组相当于变压器的次级线圈。）

21．如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)通过开关可以连接到交流电源或直流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上．连接电路，接通电源，小灯泡能发光．

(1)两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？

(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？

22．大型交流发电机采用的是旋转磁极式发电机，其原理图简化后如图甲所示，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为1000匝，内阻不可忽略．产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴OO′（O′O沿水平方向）匀速转动，线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化．线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝10:1，电阻R1＝R2＝10Ω，电流表示数为16A．求：

(1)发电机产生的电动势的最大值；

(2)交流电压表的示数；

(3)发电机线圈的电阻.

23．如图所示，一台理想变压器有两个副线圈。已知12V的副线圈输出电流是4.17A，匝数是30匝；127V的副线圈输出电流是。

（1）127V的副线圈匝数是多少？原线圈的匝数是多少？

（2）原线圈的输入功率是多少？原线圈的输入电流是多少？

参考答案：

1．D

2．A

3．B

4．A

5．D

6．A

7．C

8．A

9．B

10．B

11．C

12．C

13．C

14．C

15．D

16．     等于     匝数     500

17．     22V     24.2W

18．     变小     不变     变小

19．     A     D     BD     D

20．钳形电流表实际上是升压变压器，其工作原理时电磁感应

21．(1)当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光．

(2)只要n1≠n2，小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等．

22．(1)   (2) U1=800V     (3) 125Ω

23．(1)317，550；(2) 130.05W，0.59A