人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器练习

3.3变压器专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数n1=350匝，副线圈匝数n2=70匝，电阻R=20Ω，V是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的是（　　）

A．加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u=20sin5πtV

B．原线圈电流的有效值为0.04A

C．在t=0.01s时，电压表的示数为0

D．电阻R上消耗的电功率为0.8W

2．如图所示，L1和L2是电网输电线，甲是电压互感器，变压比为1000∶1；乙是电流互感器，变流比为100∶1；并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A．则输电线的输送功率为 (　 　)

A．2.2×102 W B．2.2×103 W

C．2.2×104 W D．2.2×108 W

3．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

4．如图甲为一感温式火灾报警器，当警戒范围内发生火灾，温度升高达到预设值时，报警器报警。其简化工作原理图如图乙所示，其中R0为滑动变阻器，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，报警器连入电路中的部分可看作定值电阻R1。图乙中理想变压器原、副线圈匝数比为55：6，副线圈输出电压如图丙所示，则下列说法正确的是（　　）

A．原线圈输入电压的瞬时值表达式

B．警戒范围内出现火情时，原线圈电流减小

C．若要调低预设的报警温度，可减小滑动变阻器R0的阻值

D．警戒范围内出现火情时，热敏电阻R功率变大

5．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题。经检查，电源总开关中漏电保护器动作切断了电源。漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中的电流经放大器放大后便推动断电器切断电源。造成漏电保护器动作切断电源的原因判断为磁卡机用电端（　　）

A．零线与火线之间漏电

B．火线与地之间漏电或零线直接接地

C．只有火线与地之间漏电才会产生

D．刷卡机装得过多，造成电流太大

6．某同学想用220V交流作为小型收录机的电源．他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示．他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗．他不知道如何接法，也没有相应的说明书．你能帮他判断一下吗？下列几种接法正确的是（   ）

A．a、d接220V，b、c接6V B．a、d接6V，b、c接220V

C．a、c接220V，b、d接6V D．a、c接6V，b、d接220V

7．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10,当输入电压增加10V时,输出电压(       )

A．降低1V B．增加1V C．降低100V D．增加100V

8．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin（100πt）（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）        

A．原线圈中电流表的读数为2 A

B．副线圈中电压表的读数为110V

C．副线圈输出功率为220W

D．将负载电阻的阻值增大，则负载电阻消耗的功率增大

9．如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，保险丝的电阻为，熔断电流为2A。若原线圈接入如图2所示的正弦交流电，则下列说法正确的是（　　）

A．副线圈中交变电流的频率为5Hz

B．为了安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为

C．电压表的示数为10V

D．将滑动变阻器的滑片向下移动，电压表和电流表A1的示数均增大

10．一理想变压器与电阻R、交流电压表V、电流表A按图甲所示方式连接，R=10 Ω，变压器的匝数比为n1：n2=10：1。图乙是R两端电压U随时间变化的图像，。下列说法中正确的是（　　）

A．通过R的电流 B．电流表A的读数为0.1 A

C．电流表A的读数为 D．电压表V的读数为

11．如图甲所示，变压器为理想变压器，其原线圈接到U1＝220V的交流电源上，副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路；图乙中阻值为R2的电阻直接接到电压为U1＝220V的交流电源上，结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为(　　)

A． B． C． D．

12．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约为424V

B．断开开关K后，通过电阻R1的瞬时电流还是如图乙所示

C．交流电源的功率162W

D．R1和R2消耗的功率之比为1:3

13．无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图所示，充电基座接上220V，50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）给手机电池充电。已知手机电池的充电电压为5V，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量的损失，下列说法正确的是（　　）

A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为受电线圈发生了自感现象

B．220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化50次

C．受电线圈两端的输出电压的电压峰值为10V

D．基座线圈和受电线圈的匝数比为44:1

14．一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，如图所示。输电线的总电阻为R，T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2，T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，下列说法正确的是（　　）

A．当用户使用的电器增加时，I2、I3、I4均变小

B．降压变压器T2原、副线圈的电压U3、U4随用户使用电器的增加而减小

C．输电线上损失的功率为，且随用户使用的电器增加而减小

D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应减小降压变压器的匝数比

15．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。该变压器原、副线圈匝数比为2：1，当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流表的示数为（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．构造：由______和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作______，与负载连接的线圈叫作______。

17．我国居民生活用电的电压是220V交流电，它的有效值是_________，峰值_________，如果要将此电压转换为某品牌的电动摩托车充电，已知该品牌电动车的蓄电池电压为22V，请你设计一个变压器，则变压器原线圈与副线圈的匝数之比为：_________．

18．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和。当输入电压为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。则原、副线圈匝数之比______，此时a、b两灯泡功率之比______。

19．（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材需要的有___________。

A．干电池组       B．滑动变阻器       C．直流电压表       D．多用电表       E．学生电源

（2）如图，当左侧线圈“0”“16”间接入9V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是___________。

A．3.1V

B．2.25V

C．1.7V

三、综合题（共4题）

20．如图所示，理想变压器的原线圈与两个阻值相同的定值电阻、连接，副线圈接一个小灯泡，两定值电阻的阻值是灯泡电阻的2倍，当灯泡正常发光时，消耗的功率是灯泡功率的8倍。

(1)求理想变压器原副线圈的匝数比。

(2)小灯泡正常发光时，A、B端输入的电压是小灯泡两端电压的多少倍？

21．某发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，经过原、副线圈的匝数比为1:8的理想升压变压器升压后输送．输电线电阻为2Ω，用户需要的电压是220 V．试求：

(1)在输电过程中线路上损耗的电功率；

(2) 降压变压器原、副线圈的匝数比．

22．某同学想用220V交变电流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交变电流变直流的整流器。但是这个整流器需要用6V的交变电流电源。于是他又添置了一个的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。他不知道如何接法，也没有相应的说明书。

（1）请帮助该同学判断ad端是接220V还是6V。为什么？

（2）为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数匝和匝的一个变压器重新接入电源。测量结果记录如表所示，则接电源的是端还是端？为什么？

23．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有12V，远远达不到火花塞产生火花所需要的10000V电压。为此，有人设计了如图所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它的初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自动控制。试分析该设计是否可行，若要实现点火，变压器需满足什么条件？

参考答案：

1．D

2．D

3．D

4．C

5．B

6．B

7．D

8．C

9．C

10．B

11．C

12．A

13．C

14．B

15．B

16．     闭合铁芯     原线圈     副线圈

17．     220V     311V     10：1

18．     9:1     1:9

19．     DE     B

20．(1)；(2)

21．（1）5000W；（2）

22．

(1)由于变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故ad接6V，bc接220V。

(2)理想变压器是忽略变压器的铜损、铁损与磁损的，但一些小型的变压器的损耗常常不能忽略不计；考虑到这些损耗，则变压器副线圈两端的电压要小于理论值。即

由题意得

而表中数据

则接电源的是。

23．

虽然蓄电池只能输出直流电，但在开关闭合的一瞬间，变压器原、副线圈中的磁通量会发生变化，在这一瞬间可以起到变压的作用，而火花塞点火不需要持续的高压，只需要一瞬间的高压即可点火，综上所述可知该设计可行。

设变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，则根据理想变压器变压规律可得变压器需满足的匝数比为