2021学年3 变压器同步训练题

3.3变压器专题复习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．目前我国远距离输电已采用和的超高电压，到达用电区后经过“一次高压变电站”和“二次变电站”降到，最后通过街头降压变压器给普通用户供电。如图所示，街头降压变压器输入电压为市区电网电压，用户变化时波动不大，输出电压通过输电线输送给用户，表示两条输电线的总电阻，表示用户用电器总电阻，用户的用电器增加时，相当于减小。若变压器的能量损失可忽略，电压表、电流表均为理想电表，当用户用电器增加，下列关于说法正确的是（　　）

A．的读数变大，的读数变小

B．的读数变大，的读数变小

C．的读数变大，的读数变大

D．的读数变小，的读数变大

2．随着电动汽车的普及，汽车无线充电受到越来越多的关注，其原理如图所示。将受电线圈安装在汽车的底盘上，将供电线圈安装在地面上，当电动汽车行驶到供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充电；关于无线充电，下列说法正确的是（　　）

A．供电线圈接直流电源也可以实现无线充电

B．无线充电技术与变压器的工作原理相同

C．若供电线圈和受电线圈均采用超导材料则能量的传输效率可达到100%

D．车身受电线圈中感应电流的磁场总是与地面供电线圈中电流的磁场方向相反

3．关于变压器，下列说法正确的是（     ）

A．变压器可以改变直流电压

B．变压器是根据电磁感应原理工作的

C．变压器可以把其它形式的能转化为电能

D．降压变压器的次级线圈的匝数比初级多

4．如图所示，甲图左侧的调压装置可视为理想变压器，已知原、副线圈匝数比为2：1，负载电路中R1=55Ω，R2=110Ω．A、V为理想交流电流表和电压表，若流过负载R1的正弦交变电流如图乙所示，下列表述正确的是（　　）

A．原线圈中交变电流的频率为100Hz B．电压表的示数为

C．电流表的示数为2A D．变压器的输入功率330W

5．一理想变压器原、副线圈的匝数比为100：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。则下列说法正确的是（　　）

A．副线圈输出电压的频率为50Hz B．副线圈输出电压的有效值为3.1V

C．P向左移动时，原、副线圈的电流比减小 D．P向左移动时，变压器的输出功率增加

6．一个接在交流电路中的理想变压器，原线圈中的交流电与副线圈中的交流电，保持相同数值的物理量是(          )

A．电功率 B．电压 C．电流 D．电量

7．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为，原线圈接电压为U的正弦交流电源，D为理想二极管，电阻、阻值相同，若 消耗的功率为P、则电流表的示数为（　　）

A． B． C． D．

8．如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，以50r/s的转速绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为T．矩形线圈通过滑环和电刷与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，原、副线圈匝数比为2：1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．下列说法正确的是（ ）

A．副线圈两端交变电压的频率为25 Hz

B．P上移时，电流表示数减小

C．电压表示数为100V

D．电阻上消耗的功率为200w

9．如图，理想变压器原线圈的输入电压，照明灯的规格为“20V，40W”，电动机M的内阻为5Ω，电动机正常工作时，质量为2kg的物体恰好以1m/s的速度匀速上升，照明灯正常工作，电表均为理想电表，取。下列说法正确的是（　　）

A．原、副线圈匝数比为1:11

B．电压表的示数为

C．电动机正常工作时，电动机的总功率为50W

D．电动机正常工作时，电流表的示数为4A

10．如图所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列说法中正确的是（　　）

A．该变压器起升压作用

B．电压表V2示数增大

C．电压表V3示数减小

D．变阻器滑片是沿d→c的方向滑动

11．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表，下列说法错误的是（　　）

A．副线圈输出交流电的周期为 B．如果仅将电源的频率加倍，不会改变R的功率

C．电压表的读数为 D．电流表的读数为

12．如图所示，矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，矩形线框面积为S、匝数为N，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1、L2、L3均正常发光。已知L1、L2、L3的额定功率均为P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则（　　）

A．图示位置时穿过线框的磁通量为零，产生的感应电动势为零

B．理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1

C．若灯L1烧断，灯泡L3将变亮

D．线框转动的角速度为

13．采用一稳压交流电源给如图所示电路供电，是三个完全相同的定值电阻，理想变压器的匝数比为2：1，开关断开时电路消耗的总功率为P，则开关闭合时电路消耗的总功率为（　　）

A．P B． C． D．

14．如图所示，一交流发电机的线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原线圈接有理想电压表和电流表，副线圈接有定值电阻和灯泡，它们的阻值相等（设灯泡阻值不变），且均为R。当线圈由图示位置（磁场恰好与线圈平面垂直）以转速n匀速转动时，灯泡恰能正常发光，电压表示数为U，已知灯泡的额定功率为P。下列选项正确的是（　　）

A．线圈在图示位置磁通量的变化率最大

B．电流表的示数为

C．变压器原、副线圈匝数比为

D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式。

15．如图1所示，理想变压器的副线圈接有三个电阻均为的定值电阻、、，当原线圈两端所接电压按图2所示正弦规律变化时，变压器副线圈理想交流电压表示数为，则理想变压器原线圈中的电流是（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．互感现象应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到______，如变压器就是利用______制成的．

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44 V直流电源上时，电压表示数______V，电流表示数______A。

（2）当原线圈接在输出电压U=311sin100πtV的交变电源上时，电压表示数______V，电流表示数______A。

18．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=55Ω的负载电阻；原、副线圈匝数之比为2：1；电流表、电压表均为理想电表,原线圈中电流表的读数为_______,原线圈中的输入功率为_________,副线圈中电压表的读数为___________,副线圈中输出交流电的周期为_________。

19．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的实验中：

(1)下列器材在实验中必须用到的有______；

A．干电池       B．变压器       C．变阻器       D．多用电表

(2)如图所示，电源输出端与变压器原线圈的连接方式正确的是______；（选填“甲”或“乙”）

(3)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．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源

C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、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

(4)变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得的电压分别为和，据此可知电压比与匝数比不相等，主要原因是_______。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光， 导线电阻不计。求：

（1）变压器原、副线圈匝数比n1:n2；

（2）通过每个灯泡的最大电流Im；

（3）电流表A的示数IA。

21．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积，线圈转动的频率为，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度（T）。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“，”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示。求：

（1）变压器原、副线圈的匝数比；

（2）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。

22．水力发电的基本原理就是将水流的机械能（主要指重力势能）转化为电能．某小型水力发电站水流量为Q＝5m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横截面的体积），落差为h＝10m，发电机（内阻不计）的输出电压为U1＝250V，输电线总电阻为r＝4Ω，为了减小损耗采用了高压输电．在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中，用户获得电压U4＝220V，用户获得的功率W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度、重力加速度g取10m/s2．求：

（1）高压输电线中的电流强度I2；

（2）升压变压器原、副线圈的匝数比；

（3）该电站将水能转化为电能的效率有多大？

23．如图所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，副线圈上接一只“220V 40W的灯泡。原线圈所接电源电压随时间的变化规律如图所示。若灯泡的灯丝电阻保持不变，灯泡的实际功率是多少？

参考答案：

1．B

2．B

3．B

4．D

5．A

6．A

7．D

8．C

9．D

10．C

11．C

12．D

13．C

14．B

15．B

16．     另一个线圈     互感现象

17．     0V     0A     44V     0.44A

18．     1A     220W     110V     0.02s

19．     BD     乙     D     不是理想变压器

20．(1) 10：1 ；(2) ； (3)0.2A

21．（1）；（2）10A

22．（1）50A             （2）1：16             （3）40%

23．10W