粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 变压器复习练习题

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．有一种调压变压器的构造如图所示，线圈绕在一个圆环形的铁芯上C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压，图中为交流电流表和交流电压表，、为定值电阻，为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）

A．当不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大

B．当不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大

C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小

D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表的读数变大，电压表的读数变大

2．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶5，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin（100πt）V的交流电，则（　　）

A．交流电的频率为100 Hz

B．通过R2的电流为1 A

C．通过R2的电流为A

D．变压器的输入功率为200 W

3．如图所示，理想变压器原线圈的匝数匝，副线圈的匝数匝，均为定值电阻，原线圈接如图所示的交变电压.开始开关S处于断开状态，下列说法中正确的是 （　　）

A．电压表示数为22V

B．当开关S闭合后，电压表示数变大

C．当开关S闭合后，电流表示数变大

D．当开关S闭合后，变压器的输入功率减小

4．理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈所接的负载电阻是11Ω，则副线圈中电流大小是（　　）

A．5A        B．10A         C．20A D．55A

5．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、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为。若发电机线圈的转速变为原来的，则（　　）

A．R消耗的功率变为 B．电压表V的读数变为

C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变

6．如图所示，理想自耦变压器，副线圈接有滑动变阻器R和定值电阻R1，Q是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压有效值恒定的交变电流，所有电表均为理想电表，则（　　）

A．保持P的位置不变，Q向右滑动两表示数都变小

B．保持P的位置不变，Q向右滑动R1消耗功率变大

C．保持Q的位置不变，P向下滑动R1消耗功率变大

D．保持Q的位置不变，P向上滑动两表示数都变大

7．如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1，与电阻R1并联后接入正弦式交变电流，副线圈匝数为n2，接入定值电阻R2、R3、R4，R1的功率为P1，R3的功率为P3，已知R1=R3=3，R2=R4=1.5，P1=100P3，则原、副线圈匝数比n1:n2为(       )

A．10:1

B．4:1

C．2:1

D．10:3

8．一理想变压器原、副线圈匝数比．原线圈两端接一正弦式交变电流，其电压随时间变化的规律如图所示．当副线圈仅接入一个100的纯电阻用电器时，用电器恰能正常工作．则（　　）

A．该用电器的额定电压为100V

B．该用电器的额定电压为60V

C．变压器的输入功率是36W

D．原线圈中的电流是0. 60A

9．人们在生产、生活中经常使用变压器，用它来改变交流电的电压，满足各种实际需要。如图所示，变压器是理想变压器，原线圈的输入电压、匝数、输入电功率、电流和交流电的频率分别为U1、n1、P1、I1和f1；副线圈的输出电压、匝数、输出电功率、电流和交流电的频率分别为U2、n2、P2、I2和f2。已知U1＞U2，下列说法中正确的是（　　）

A．n1＜n2 B．f1＜f2 C．I1=I2 D．P1=P2

10．如图甲所示电路，理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，C为耐压值为22 V的电容器，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是 （　　）

A．原、副线圈中磁通量之比等于原、副线圈匝数比

B．原副线圈匝数比大于10∶1时，可保证电容器C不被击穿

C．滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大

D．滑动片P向下移时，电压表V1示数不变，变压器的输出功率也不变

11．如图所示，为了浴室用电安全，某同学用理想变压器给浴室降压供电，理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，原线圈输入交变电压u=311sin（）V。已知照明灯额定功率为44W，排气扇电动机内阻为1，电流表示数为2A，各用电器均正常工作，电表均为理想表。则（　　）

A．电压表示数为62V

B．变压器的输入功率为88W

C．排气扇输出功率为44W

D．保险丝熔断电流不得低于1A

12．如图所示理想变压器的原线圈和副线圈的匝数比，原线圈上串联有理想电流表A，副线圈上串联有二极管和电阻箱．二极管可认为正向电阻为0，反向电阻为无穷大．当原线圈输入电压为时，下列说法正确的是（   ）

A．当t=0.005s时，副线圈的输出电压为

B．当t=0.005s时，副线圈的输出电压为

C．如果将二极管短路，A表的示数扩大倍

D．如果将R阻值调为2，则A表示数为0.25A

13．如图甲所示的电路中，二极管具有单向导电性，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），u为图乙所示的正弦交流电，则（     ）

A．变压器原线圈中交流电压的有效值为55V

B．S接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

C．S接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变大

D．S由a切换到b，Rt消耗的功率变大

14．如图甲所示的变压器电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为1:2，a、b输入端输入如图乙所示的交变电流，副线圈电路中电阻R=1 Ω，电路中的电流表、电压表都是理想电表，下列说法正确的是

A．电压表的示数为2 V

B．电流表的示数为 A

C．电阻R的功率为10 W

D．电路中的电流在1 s内方向改变50次

15．理想变压器原、副线圈的匝数比为，线路上分别接有三个阻值相同的定值电阻、、，如图所示，在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（　　）

A．、、两端的电压之比为

B．、、通过的电流之比为

C．、、的功率之比为

D．a、b间输入功率与变压器输入功率之比为

二、填空题（共4题）

16．某发电厂输出的功率为200kW，输出电压为11kV．若采用220kV的高压输电，那么，升压变压器(不计变压器能量损失)的原线圈和副线圈的匝数比为____；输电电流为______A

17．如图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比nA：nB：nC=4：2：1，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A2的示数为I0，B、C线圈两端电压之比为________交变电流表A1的示数为_______A．   

18．如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1:n2＝1000:1，n3:n4＝1:100，图中电压表示数为220V，电流表示数为10A，则高压输电线的输电电压U＝_________ V，输送电功率P＝_________ W.

19．（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中．原线圈和副线圈中接入的_______

A．原线圈中接入220V交流电

B．原线圈中接入学生电源12V以下直流输出

C．副线圈接直流电流表

D．副线圈接交流电压表

（2）同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，先用米尺测得摆线长，再用游标卡尺测得摆球直径，测得结果如左图所示，他测得摆球直径为_______cm；他通过多次实验后以摆长L为横坐标，T2为纵坐标，作出T2－L图线，若该同学计算摆长时候加的是小球直径，则所画图线在下图中是______（填“A”或者“B”）

三、综合题（共4题）

20．如下图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器。已知 R1=R3=20Ω，R2=40Ω，原、副线圈的匝数比为 10:1，原线圈的输入功率为 P=35W，已知通过R1的正弦交流电如下图乙所示。求：

（1）原线圈输入电压；

（2）电阻R2 的电功率；

（3）电容器C流过的电流。

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，变压器的副线圈与电阻R＝20Ω组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1∶n2＝1∶10，导轨宽L＝5m．质量m＝2kg、电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力F作用下，从t＝0时刻开始在图示的两虚线范围内做简谐运动，其速度随时间变化的规律是v＝2sin20πt(m/s)。垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度B＝4T。导轨、导线和线圈电阻不计。求：

(1)在ab棒中产生的电动势的表达式，ab棒中产生的是什么电流？

(2)电阻R上的热功率P；

(3)从t＝0到t1＝0.025s的时间内，通过外力F做功需要外界提供给该装置的能量E

22．如图所示，100匝矩形导线框处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5m2，线框电阻不计，线框绕垂直干磁场的轴OO′以角速度ω＝100πrad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈中接一只“220V，60W”的灯泡，电流表为理想交流电表．求：

（1）线圈从图示位置开始计时，产生感应电动势瞬时值的表达式：

（2）为使灯泡正常发光，理想变压器的匝数比：

（3）理想交流电流表的示数．

23．华为手机Mat20 Pro具有无线充电功能，所配电池铭牌上标有“3.7V，4000mAh”字样。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有一发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示。已知发射、接收线圈匝数比n1∶n2=5∶1，发射端输入电流为。求：

（1）接收线圈输出电流的有效值I2；

（2）电池充满电时最大储存电能E。

参考答案：

1．B

2．C

3．C

4．B

5．B

6．D

7．B

8．C

9．D

10．C

11．B

12．D

13．C

14．C

15．C

16．     1：20     0.90

17．     2:1                  I1=5I0／8

18．     2.2×105     2.2×108

19．     D     2.00     A

20．（1）200V；（2）10W；（3）0.25A

21．(1) e＝BLv＝40sin 20πt(V) ，正弦交流电　(2)4×103 W　(3)104 J

22．(1) e＝500cos100πtV (2) (3)0.12A

23．（1）1A；（2）53280J