高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 变压器课后练习题

3.3变压器基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．下列各图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，规格都是“110V   40W”。当灯泡所消耗的功率都调至20W时，台灯中消耗功率最小的是（ ）

A． B． 

C． D．

2．如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接入理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是（　　）

A．A1示数不变，V1示数不变，L1变亮

B．A2示数变大，V2示数变大，L1变暗

C．A1示数变大，变压器输出功率变大，A1与A2示数的比值不变

D．V2示数变大，变压器输出功率变大，V1与V2示数的比值不变

3．关于下列器材的原理和用途，正确的是（   ）

A．变压器既可以改变交变电压也可以改变频率

B．电磁炉的面板是用金属材料制造而成的

C．真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属中产生涡流使金属熔化

D．磁电式仪表用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动作用

4．如图（甲）所示，理想变压器原副线圈的匝数比为2:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，除滑动变阻器以外其余电阻不计．从某时刻开始单刀双掷开关掷向a端，在原线圈两端加上如图（乙）所示交变电压，则下列说法中正确的是

A．该交变电压瞬时值表达式为

B．单刀双掷开关由a扳到b，电压表和电流表的示数都变小

C．t=2×10-2s时，电压表的读数为311V

D．滑动变阻器触片向上移，电压表示数不变，电流表的示数变小

5．如图所示，一个匝数为100匝内阻不计的矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁感线的转轴OO＇匀速转动，转动周期为，矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，原副线圈匝数比为1:2，副线圈所接电阻R=2Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，电阻R上消耗的功率为8W，下列说法正确的是（　　）

A．t=0时刻，电压表的示数为0

B．穿过线圈的磁通量的变化率为

C．线圈中的电流方向每秒变化50次

D．线圈中感应电动势的瞬时值表达式为

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，L1和L2是不计电阻的输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器。若已知甲的原副线圈电压比为500：1，乙的原副线圈电流比为200：1，并且已知加在电压表两端的电压为220V，通过电流表的电流为5A，则下列说法正确的是（　　）

A．输电线的输送功率为1.1×108W

B．输电线的输送功率为1.1×103W

C．电压互感器原线圈导线比副线圈导线要粗

D．电流互感器副线圈导线比原线圈导线要粗

8．如图所示，理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20V的灯泡A和B，当输入的交流电时，两灯泡均能正常发光，设灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（ 　　）

A．原、副线圈匝数比为11：1

B．原、副线圈中电流的频率比为11：1

C．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡B变亮

D．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡A变亮

9．一交流电路如图甲所示，T为理想变压器，原、副线圈的匝数比为11：1，C为电容器，灯泡L的电阻为20．变压器的输入电压u随时间t变化的图线如图乙所示，闭合开关S后，下列说法正确的是

A．变压器输入电压瞬时值的表达式为u=2

B．由于电容器C可以通过交流电，灯泡L将不发光

C．通过灯泡L电流的有效值为

D．灯沟L每分钟产生的热量为1200J

10．下列对理想变压器作出的判断正确的是（   ）

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

11．小明从旧变压器铭牌上只能看到其中一个线圈的匝数为400匝，将它作为副线圈，当原线圈接220V的交流电时，测得副线圈两端的电压为55V，则原线圈的匝数是（　　）

A．1600 B．100 C．3200 D．50

12．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝5∶1，其原线圈接一交流电源，电压u＝220sin100πt(V)，副线圈接一电动机，电阻为11Ω．若电流表A2示数为1A，电表对电路的影响忽略不计，则 (　 　)

A．交流电的频率为100Hz

B．电动机输出功率为33W

C．电流表A1示数为5A

D．变压器原线圈的输入功率为33W

13．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为（V），下列说法正确的是（　　）

A．时，ac两点间的电压瞬时值为110V

B．时，电压表的读数为22V

C．滑动变阻器触头向上移，电压表和电流表的示数均变大

D．单刀掷开关由a掷向b时，电压表和电流表的示数均变小

14．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，除R以外其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=220sin（100πt）V。下列说法中正确的是（　　）

A．t= s时，电压表的示数为220 V

B．t= s时，a、c两点间电压瞬时值为110 V

C．滑动变阻器滑片向上移，电压表的示数不变，电流表的示数减小

D．单刀双掷开关由a扳向b，电压表的示数不变，电流表的示数减小

15．理想变压器的原线圈连接交变电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，在线圈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有效值为U的交流电，则（　　）

A．若Q位置不变，将P向上滑动，U′变大

B．若Q位置不变，将P向上滑动，电流表的读数变大

C．若P位置不变，将Q向上滑动，电流表的读数变大

D．若P位置不变，将Q向上滑动，变压器的输入功率不变

二、填空题（共4题）

16．为了测定变压器的原、副线圈的匝数，可以在变压器的闭合铁芯上再临时绕一个线圈，已知临时绕的线圈是5匝，将变压器的原线圈接到电压是220V的交流电源上，测得副线圈和临时绕的线圈两端的电压分别是6．0V和0．4V．由此可知这个变压器原线圈的匝数是________匝，副线圈的匝数是________匝．

17．一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图所示。

(1)当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为___V，电流表示数为____A；

(2)当原线圈接在220V交流电源上时，电压表示数为___V，电流表示数为____A，此时输入功率为________W。

18．如图的理想变压器，原线圈匝数n1=600匝，输入电压U1=110V，副线圈L2的匝数n2=15匝，输出电流I2=0.60A，L3的输出电压U=11V，输出电流I3=0.25A．则原线圈中电流I1=___________A，变压器的输出功率P=___________W，L3的匝数n3=___________匝。

19．物理研究课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示：

(1)下列说法正确的是____；

A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”

C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响

D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量

E.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

F.变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用

(2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是____。

A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力

B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变

C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起

三、综合题（共4题）

20．如图所示，甲图为一理想变压器，其原副线圈匝数比n1∶n2＝10 ∶1.当原线圈接乙图所示的正弦交流电．副线圈接负载电阻R＝10Ω． 电压表、电流表均为理想表．求：

（1）原线圈两端电压的瞬时表达式；

（2）理想电压表及电流表读数分别是多少？

21．如图所示，MN、PQ是两条水平、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与R=20Ω电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比，导轨宽L=1m。质量m=2kg、电阻不计的导体棒ab与MN、PQ之间夹角为53°，在水平外力F作用下，从t=0时刻开始在磁场内往复运动，其速度随时间变化的规律是。垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B=2T，导轨、导线和线圈电阻均不计。已知sin53°=0.8，求：

(1)ab棒中产生的电动势的表达式；

(2)电阻R上的电热功率P；

(3)从t=0到t1=0.05s的时间内，外力F所做的功。

22．如图所示，交流发电机内阻不计，它通过一个小灯泡L连接变压器，变压器输出并联24只相同的小灯泡L，每只灯泡都是“6V 0.25W”，所有灯泡都正常发光，导线电阻不计，求：

（1）降压变压器初级、次级线圈匝数比

（2）发电机的输出功率．

23．如图所示，阻值均为R的定值电阻，分别连接在理想变压器原、副线圈两端，原线圈接交流电源，交流电源输出电压的有效值恒定。已知原、副线圈的匝数之比；闭合开关S后，电阻的功率为P。其他电阻不计，求：

（1）电阻两端的电压；

（2）该交流电源的输出功率。

参考答案：

1．C

2．C

3．C

4．D

5．B

6．A

7．A

8．D

9．D

10．D

11．A

12．B

13．B

14．C

15．C

16．     2750     75

17．     0     0     44     0.44     19.36

18．     0.04     4.4     60

19．     CDF     AC

20．（1）u=36sin（100πt）（2）0.036A.

21．(1)；(2)；(3)75J

22．（1）；（2）6.25W

23．（1） ；（2）