2020-2021学年3 变压器课时训练

3.3变压器同步练习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b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（　　）

A．原、副线圈匝数比为9∶1 B．原、副线圈匝数比为1∶9

C．此时a和b的电功率之比为9∶1 D．此时a和b的电功率之比为1∶1

2．如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想交流电表，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（V），则（　　）

A．电压表的示数为V

B．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变大

C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数变大

D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小

3．一输入电压为220V、输出电压为18V的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用表面绝缘的导线在铁芯上新绕了10匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的两端电压为1V。按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为（　　）

A．1100， 360 B．1100，180 C．2200，180 D．2200， 360

4．一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入、输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1＞n2，则（ ）

A．P1＝P2，I1＜I2 B．U1＞U2，P1＞P2

C．I1＜I2，U1<U2 D．P1＞P2，I1＞I2

5．下图为一与电源相接的理想变压器。原线圈中的电流是I1，副线圈中的电流是I2，当副线圈中的负载电阻变大时，则（　　）

A．I2变小，I1变小

B．I2变小，I1增大

C．I2增大，I1增大

D．I2增大，I1变小

6．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R表示输电线的电阻，则（ ）

A．用电器增加时，变压器输出电压增大

B．要提高用户的电压，滑动触头P应向下滑

C．用电器增加时，输电线的热损耗减少

D．用电器增加时，变压器的输入功率增加

7．如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为3：1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K闭合。以下说法正确的是（　　）

A．ab输入端输入功率Pab=20W

B．ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab=36sin100πt（V）

C．四只灯泡中除L1外，其余均能正常发光

D．流过L1的电流1A

8．如图所示，一理想变压器原线圈串联电流表后与正弦式交流电源相连，副线圈与定值电阻、及光敏电阻相连。已知当光照强度增加时，的电阻值减小，电表均为理想电表。现保持电源输出电压不变，增加光照强度，则下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数不变 B．电压表示数增大

C．定值电阻消耗的功率增大 D．定值电阻消耗的功率增大

9．如图所示，理想变压器原线圈与120V的交流电源相连，副线圈并联两个灯泡A和B，灯泡A、C的额定功率皆为30W，正常发光时电阻皆为30Ω，已知三灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为1.0A，则下列说法中正确的是

A．原副线圈匝数为3：1

B．原副线圈匝数为4：1

C．正常发光时B灯电阻为30Ω

D．流过灯泡B的电流为1A

10．如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“4 V，4 W”，灯泡L4标有“4 V，8 W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和ab间输入电压为(　　)

A．2∶1，16 V B．2∶1，20 V C．1∶2，16 V D．1∶2，20 V

11．如图示为一副线圈上有滑片P的理想变压器，原、副线圈匝数比为1：20，其原线圈与（V）的电源连接，副线圈与一额定电压为220V、额定电功率为40W的灯泡连接成闭合电路。若灯丝电阻不随温度变化，则下列说法正确的是（   ）

A．灯泡中电流方向每秒钟改变50次

B．当滑片P滑动到副线圈中间位置时，灯泡正常发光

C．当滑片P滑动到距离副线圈下端位置时，灯泡消耗的电功率为20W

D．当滑片P滑动到距离副线圈下端位置时，灯泡两端的电压为55V

12．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻R消耗的功率的比值为k，则（　　）

A．U =88V， B．U = 110V，k=

C．U=88 V，k= D．U=110V，k =

13．无线充电技术已应用于智能手机。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，分别有发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示（视为理想变压器）。已知发射、接收线圈匝数比为，端输入电流为，则（　　）

A．接收线圈的输出电流的有效值为

B．接收线圈的输出功率是发射线圈的输入功率的

C．接收线圈中输出电流方向每秒变化100次

D．发射线圈和接收线圈的频率不相同

14．如图所示，负载电阻R接在理想变压器的副线圈上，虚线部分可以用一个电阻来等效替代，称为等效电阻，这里的等效，是指输入电路的电压、电流、功率不变．若理想变压器的原、副线圈的匝数之比为，则有（ ）

A． B．

C． D．

15．如图所示的变压器中，原副线圈的匝数比为，图中定值电阻R1与原线圈串联后再与一有效值为44 V的交变电源连在一起．阻值为16 Ω的定值电阻R2与标有“12 V   6 W”的灯泡L串联后接在副线圈中，电路稳定后灯泡L恰好正常发光．则变压器原线圈的输入功率与R1消耗的功率之比为

A．1:1 B．2:1 C．10:1 D．3:5

二、填空题（共4题）

16．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。

17．当原线圈电压、原线圈匝数不变时，副线圈电压与副线圈匝数成______比。当原线圈电压、副线圈匝数不变时，副线圈电压与原线圈匝数成______比。

18．生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据____________制造的。

19．（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”某次实验中，如图甲，

①为了确保实验的安全，下列做法正确的是_____。

A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过

B．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电

C．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱

D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测

②小唐同学把交流电源接在、两端，当时，用多用电表交流电压档测量、两端电压，测量结果如图乙所示，则__________。、两端匝数与、两端匝数之比最有可能的值是__________

A．       B．       C．       D．

（2）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，

①为安全检测灵敏电流表指偏转方向与电流流向的关系，在给出的实物图（图丙）中，将正确需要的实验仪器连成完整的实验电路。__________

②电路中定值电阻的作用主要是为了__________

A．减小电路两端的电压，保护电源

B．增大电路两端的电压，保护电源

C．减小电路中的电流，保护灵敏电流表

D．减小电路中的电流，便于观察灵敏电流表的读数

③下列实验操作中说法正确的是___________

A．判断感应电流的方向时，需要先确定线圈的绕法

B．实验中需要将条形磁体的磁极快速插入或快速拔出，感应电流的产生将更加明显

C．实验中将条形磁体的磁极插入或拔出时，不管缓慢，还是迅速，对实验现象都不影响

D．将极向下插入线圈或将极向下插入线圈，电流表的偏转方向相同

三、综合题（共3题）

20．阅读教材回答下列三个问题：

（1）什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？

（2）根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系。

（3）根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系。

21．如图甲所示的理想变压器原、副线圈的匝数比为，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60W。求：

(1)副线圈两端电压的有效值；

(2)原线圈中电流表的示数。

22．如图所示匝数n=60的线圈绕在变压器的闭合铁芯上，通过A、B两端在线圈内通有随时间变化的电流．有两个互相连接的金属环，细环的电阻是粗环的3倍，将细环套在铁芯的另一端．已知某一时刻细环和粗环的连接处CD间的电压U=0.2V，并知道粗环的电阻R=1.0Ω，求此时刻线圈AB的感应电动势．（CD间距很小；可认为磁感线都集中在铁芯内）

参考答案：

1．A

2．D

3．C

4．A

5．A

6．D

7．B

8．C

9．A

10．B

11．B

12．A

13．A

14．B

15．C

16．0

17．     正比     反比

18．电磁感应

19．     BD     4.4     A          C     AB

20．

（1）理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器铁芯中涡流造成能量损耗．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．

（2）由能量守恒有P入＝P出，即U1I1＝U2I2.

所以＝＝.

（3）若有多个副线圈，则P1＝P2＋P3＋…，

即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…

将U1∶U2∶U3∶…＝n1∶n2∶n3∶…代入得

n1I1＝n2I2＋n3I3＋…

21．(1)22V；(2)0.237A

22．