高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.4 变压器为什么能改变电压一课一练

3.4变压器为什么能改变电压基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共12题）

1．如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，，电流表A1的示数为0.2 A，电流表A2的示数为1.0A．下列判断不正确的是(　　)

A．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1

B．负载电阻消耗的功率是88W

C．负载电阻R＝44 Ω

D．负载电阻R两端的电压是44V

2．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R = 55 Ω的电阻，电流表读数为1A，则（　　）

A．原副线圈匝数比为2 ∶ 1

B．原线圈的输入功率为

C．电阻两端电压为

D．副线圈输出交流电的周期为50s

3．在探究变压器的两个线圈的电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示。线圈 a 作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈 b 接小灯泡。他所用的线圈电阻忽略不计。当闭合学生电源的开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。如果仅从解决电源过载问题的角度考虑，下列采取的措施中， 最可能有效的是（　　）

A．增大电源电压 B．换一个电阻更小的灯泡

C．增加原线圈 a 的匝数 D．将线圈 a 改接在学生电源直流输出端

4．在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为200V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）

A．所用交流电的频率为100Hz

B．电压表的示数为100V

C．电流表的示数为1.0A

D．R1的阻值可求得为20Ω

5．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为22:1，b是原线圈的中心抽头，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原线圈c、d两端加上的交变电压，则（　　）

A．开关与a连接时，电压表的示数为10V

B．开关与a连接时，滑动变阻器触头P向上移动，电流表示数变小

C．开关与b连接时，滑动变阻器触头P向下移动，电流表示数变小

D．变阻器R不变，当单刀双掷开关由a扳向b时，输入功率不变

6．如图甲是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器的输出电压如图乙所示．输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻为，变阻器代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于的值减小．假设负载变化时输入电压不会发生变化，变压器上的能量损失可以忽略．则下列说法中正确的是（       ）

A．在时刻，电流表的示数为0

B．当用户增加时，电流表的示数减小

C．当用户增加时，电压表的示数始终为

D．当用户增加时，输电线上损耗的功率增大

7．将图甲所示的正弦交流电压输入理想变压器的原线圈，变压器副线圈上接入阻值为10Ω的白炽灯（认为其电阻恒定），如图乙所示．若变压器原副线圈匝数比为10:1，则下列说法正确的是（　　）

A．该交流电的频率为50Hz

B．灯泡消耗的功率为250W

C．变压器原线圈中电流表的读数为0.5A

D．流过灯泡的电流方向每秒钟改变50次

8．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数与副线圈匝数之比为10：1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦交流电，电阻，与电容器连接成如图所示的电路，其中电容器的击穿电压为8V，电表均为理想交流电表，开关S处于断电状态，则（　　）

A．电压表的读数为10V

B．电流表的读数为0.05A

C．电阻上消耗的功率为2.5W

D．若闭合开关S，电容器会被击穿

9．如图（a）所示，一理想变压器原副线圈匝数比为1:2，原线圈接某正弦交流电源，副线圈接“220,100W”的灯泡，灯泡恰好正常发光，灯泡的伏安特性曲线如图（b）所示，若将副线圈接上述电源，灯泡接原线圈，再串联一个阻值为110Ω的定值电阻，则灯泡的实际功率约为

A．7W B．12W C．25W D．50W

10．如图所示，理想变压器原线圈接在电压为U的交流电源上，原线圈电路中接有定值电阻，副线圈上接有定值电阻，且。变压器原副线圈电压分别为、，匝数分别为、。已知、消耗的功率相等，则下列说法正确的是（　　）

A． B． C． D．

11．如图所示，一矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以的角速度匀速转动，矩形线圈的匝数为N匝，面积为S，电阻为。矩形线圈通过电刷与一理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接有两只电阻均为的相同灯泡L1和L2，变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，若开关S断开时L1正常发光，此时电流表示数为0.1A，则（　　）

A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为NBSsint

B．若开关S闭合，则矩形线圈的输出功率将变小

C．若开关S闭合，电流表示数将变小

D．灯泡L1的额定功率为2W

12．如图甲所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为n1：n2＝44：1，变压器原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，副线圈两端接两个串联在一起的阻值大小分别为R1＝3Ω，R2＝2Ω的定值电阻，理想二极管与电阻R1并联，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A．副线圈中交流电频率为100Hz

B．电压表的示数为2V

C．R1消耗的功率为3W

D．变压器输入功率为8.75W

二、填空题（共4题）

13．我国大陆地区居民用电的电压是220V，频率是________Hz；变压器根据电磁感应原理工作，所以变压器只能改变________（选填“交变电流”或“恒定电流”）的电压；远距离输电中，可采用______（选填“提高”或“降低”）输送电压的方式来减少电能输送时的损失。

14．如图所示，一个理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个的负载电阻。当原线圈接在直流电源上时，副线圈两端电压表示数为_________V。

15.如图所示，理想变压器的原线圈接在的正弦交流电源上，副线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为R=10Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为10:1.则二极管的耐压值为_______V，变压器的输入功率为_________W.(结果都取整数)

16．某同学为测定一可拆变压器原副线圈匝数，设计了如下实验：

（1）先用匝数为50的线圈C替换副线圈B，并在线圈C两端接上交流电压表，在原线圈A两端接交流电源，调节交流电源电压为12V．闭合开关，交流电压表读数为2V，记录读数并断开电源；

（2）再用拆下的副线圈B替换原线圈A，并在线圈B两端接交流电源，调节交流电源电压为10V．闭合开关，交流电压表读数为5V，记录读数并断开电源。

（3）由上述数据可知原线圈A匝数为_____匝；线圈A、B匝数比为_____。

三、综合题（共4题）

17．电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，若发电机发电功率为1.2×105 W，输出电压是240V，升压器原副线圈的匝数之比为1:25，输电线的总电阻为10Ω，用户需要电压为220 V．求：

（1）输电线上损失的电功率为多少？

（2）降压变压器的匝数比为多少？

18．“绿水青山就是金山银山”，开发和利用清洁型新能源将成为未来的趋势。某校利用太阳 能光伏发电系统为学校提供日常生活用电，如图所示，有一台内阻为 1 Ω的太阳能发电机，通过 短距离输电线路给学校提供照明用电，已知其升压变压器匝数比为 1∶20，降压变压器匝数比为10∶1，输电线的总电阻为 R=50 Ω，全校共 22 个班，每班有“220 V   40W”日光灯 10 盏，若 全部日光灯都正常发光，试求：

（1）发电机输出功率为多大；

（2）发电机产生的电动势为多大。

19．某水电站发电机的输出功率为98 kW，发电机的电压为350 V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为4 Ω，允许输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。 =35。

(1)画出远距离输电模型图；

(2)输电线上通过的电流是多少？

(3)两个变压器的匝数比各等于多少？

20．图（a）是一理想变压器的电路连接图，图（b）是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图像，已知电压表的示数为20V，两个定值电阻的阻值R均为10Ω，则：

（1）将开关S闭合，求原线圈的输入功率；

（2）若将电流表A2换成一只具有单向导电性的二极管，求电压表示数．

参考答案：

1．B

2．A

3．C

4．B

5．B

6．D

7．A

8．C

9．A

10．D

11．D

12．D

13．     50     交变电流     提高

14．0

15．     31      24

16．     300     3:1

17．(1)4000W；(2)290：11

18．（1）9600W；（2）200V

19．

(1)如图   

(2)输电线损耗的功率为

输电线电流为

(3)对于理想变压器，电流与匝数成反比，则升压变压器中原线圈的电流为

则升压变压器的匝数比为

对于升压变压器的输出电压为

则降压变压器的输入电压为

U3=U2-△U=2660V

由题意可知，降压变压器的输出电压为U4=220V

则降压变压器的匝数比为

20．（1）80W

（2）14.14V