高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3节 科学探究:变压器综合训练题

3.3科学探究：变压器同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。要使灯泡变暗，可以采取的方法有（　　）

A．向上滑动P

B．增大交流电源的电压

C．增大交流电源的频率

D．增大电容器C 两极板的距离

2．如图甲为理想变压器及其工作电路，n1：n2=2：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为半导体热敏电阻，R1、R2为定值电阻。下列说法正确的是(       )

A．交流电压u的表达式（V）

B．V1的示数为V，V2的示数为V

C．Rt处温度升高时， V1示不数不变，V2和A的示数均变大，Rt的功率减小

D．Rt处温度升高时，电压表V2示数变化量ΔU2和电流表A示数变化量ΔI的比值不变

3．一种可调压变压器原理图如图所示，ab为交变电压输入端，T1为自耦调压器，P为调压滑头；T2为升压变压器，cd为终端输出电压给负载R供电。忽略其他电阻与感抗等因素影响，调压器T1与变压器T2均视为理想变压器。在ab端输入电压不变的情况下，当滑头P向下移动，则（　　）

A．电流表A1示数变小 B．电流表A2示数变大

C．cd端获得的电压变大 D．cd端获得的功率不变

4．理想变压器原副线圈匝数之比为，原线圈接入一电压为的交流电源，副线圈接一个的负载电阻．若，，则下述结论正确的是

A．副线圈中电压表的读数为

B．副线圈中输出交流电的周期

C．原线圈中电流表的读数为

D．原线圈中的输入功率为

5．一含有理想变压器的电路如图所示，交流电源输出电压的有效值不变，图中三个电阻R完全相同，电压表为理想交流电压表，当开关S断开时，电压表的示数为U0；当开关S闭合时，电压表的示数为．变压器原、副线圈的匝数比为（　　）

A．5 B．6 C．7 D．8

6．理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数之比为，电阻R的阻值为1，图乙是电阻R两端的电压U随时间t变化的图像，其中.下列说法中正确的是（）

A．通过电阻R的电流随时间t变化的规律是

B．电流表A的读数为

C．电压表V的读数

D．变压器的输入功率为10W

7．如图所示，变压器为理想变压器，四个灯泡完全相同，当a、b接有正弦交变电源（V）时，四个灯泡恰好都正常发光。则灯泡的额定电压为（　　）

A．V B．36V

C．V D．72 V

8．如图所示，50匝矩形线圈ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线圈面积S=0.5m2，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′ 以角速度ω=200rad/s匀速转动，线圈中产生的感应电流通过金属滑环E。F与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，下列说法正确的是（　　）

A．图示位置穿过线圈平面的磁通量为零

B．线圈中产生交变电压的有效值为V

C．变压器原副线圈匝数之比为25︰11

D．维持线圈匀速转动输入的最小机械功率为60W

9．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=100匝，将原线圈接在的交流电压上，副线圈接有阻值R=5的定值电阻、理想电流表和理想电压表。现在A、B两点间接入不同的电子元件，下列说法正确的是（　　）

A．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.1Wb/s

B．若在A、B两点间接入一可变电阻R′，当R′=5时，定值电阻R消耗的功率最大

C．若在A、B两点间接入一理想二极管，为确保安全，二极管的反向耐压值至少为10V，1min内定值电阻R产生的热量为600J

D．若在A、B两点间接入一内阻r=5的电动机（正常工作），则电流表的示数为1A

10．一台理想变压器的原线圈接220 V正弦交流电压时，副线圈上仅接有阻值为10 Ω的电阻，电阻两端的电压为44 V。若将副线圈的匝数增加100 匝，则通过副线圈上此电阻的电流增加1.1 A。由此可知该变压器原线圈的匝数为（　　）

A．200 B．2 000 C．50 D．500

11．如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V 以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法中正确的是       (　　)

A．变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制

B．若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压

C．变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压

D．该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数

12．如图所示，理想变压器原线圈ab端输入交流电电压的瞬时表达式为，e为副线圈cd的中心抽头，D1、D2为理想二极管（具有单向导电性，正向电阻为零，反向电阻无穷大），定值电阻R=10Ω，S为开关。已知变压器原、副线圈的匝数比为20：1，下列说法正确的是（　　）

A．输入交流电的频率为100Hz

B．开关闭合时，电阻两端的电压为11V

C．开关闭合时，原线圈ab的输入功率为3.025W

D．开关断开后，副线圈cd两端的电压为0

13．如图所示，理想变压器的原线圈接有电压为U的正弦交流电源。R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小。现增大照射光强度，则（　　）

A．通过原线圈的电流减小 B．变压器的输出功率减小

C．R1两端的电压减小 D．R2消耗的功率减小

14．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（　　）

A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮

B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮

C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗

D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗

15．如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（　　）

A．电表不变、的示数增大

B．电表、的示数都不变

C．原线圈输入功率减小

D．电阻消耗的电功率增大

二、填空题（共4题）

16．如图1所示，一台理想变压器，其原线圈为2200匝，副线圈为440匝，副线圈接一个100Ω的负载电阻，当原线圈接在如图2交流电压源上时，电压表示数为______V，电流表示数为______A。

17．一理想变压器，原线圈1100匝，接在220V交流电路上．现用它对10只“36V 60W”的灯泡供电，副线圈需要______   匝，通过原线圈的电流______   ．如果其中一只灯泡突然短路，则通过原线圈的电流会______   (填增大、不变、减小，等于零)．

18．一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝。副线圈接一个100Ω的负载电阻，当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为________V，电流表的示数为___A．

19．在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材

A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）

B．条形磁铁

C．直流电源

D．多用电表

E、开关、导线若干

（1）上述器材在本实验中不必用到的是_________（填器材前的序号）；

（2）本实验中还需要用到的器材有__________．

三、综合题（共4题）

20．如图甲所示的理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为66W，求：

(1)副线圈两端电压的有效值；

(2)原线圈中电流表的示数。

21．在如图所示的理想变压器的电路中，变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，电流表和电压表均为理想电表，若电流表的示数为，电压表的示数为，则电阻的大小为多少？

22．如图所示，一台理想变压器原、副线圈匝数之比。原线圈接在电压（V）的交流电源上，副线圈接R=5.5Ω的电阻。若电流表和电压表均可视为理想电表，求：

（1）电压表的示数；

（2）电流表的示数。

23．如图所示，一小型发电机的线圈共100匝，线圈面积S=0.05m2，线圈转动的角速度ω=100π rad/s，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度，发电机的输出端接一个理想变压器，匝数比n1：n2=10:1，变压器的输出端接上阻值为50Ω的灯泡．求：

(1)发电机电动势的有效值为多少？

(2)灯泡所消耗的功率为多少？

(3)交流电流表的示数为多大？

参考答案：

1．D

2．D

3．A

4．C

5．B

6．D

7．A

8．C

9．C

10．B

11．A

12．C

13．D

14．A

15．D

16．     44     0.44

17．     180     2.73A     增大

18．     0     0

19．     BC     低压交流电源

20．(1)22V；(2)0.3A

21．

22．（1）22V；（2）0.4A

23．（1）500V（2）50W（3）0.1A