人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器同步测试题

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．含有理想变压器的电路如图所示图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为18Ω、1Ω、3Ω，正弦交流电源输出的电压有效值恒定，该变压器原副线圈匝数比为3︰1．开关S断开与S闭合情况下变压器的输出功率之比

A．2︰1 B．4︰1

C．1︰2 D．1：1

2．如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光。从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（　　）

A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大

B．灯泡中的电流方向每秒改变2次

C．线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSωsinωt

D．变压器原、副线圈匝数之比为nBSω：U

3．如图，理想变压器原副线圈匝数比为2:1，原线圈接交流电u=20 sin100πt（V），保险丝的电阻为1 Ω，熔断电流为2 A，电表均为理想电表．则

A．电压表V的示数为14.1V

B．电流表A1、A2的示数之比为2:1

C．为了安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为4 Ω

D．将滑动变阻器滑片向上移动，电流表A1的示数增大

4．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

5．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R1与交流电源串联，该电源输出的电压恒为U0，如图所示．心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R2)与该变压器的次级线圈相连．若R2从变压器得到的功率此时最大，下列说法错误的是(　　)

A．大电阻R1两端电压为

B．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为

C．交流电源的输出功率为

D．通过扬声器的电流为

6．如图甲所示，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻Rt(阻值随温度的升高而减小)及定值电阻R1组成闭合电路．则以下判断正确的是(          )

A．变压器原线圈中交流电压u的表达式u＝36sin 100πt V

B．Rt处温度升高时，Rt消耗的功率变大

C．Rt处温度升高时，变压器的输入功率变大

D．Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大

7．一理想变压器原、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

8．理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，三个灯泡L1、L2和L3接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（   ）

A．灯泡L1变亮，L2变暗

B．灯泡L1、L2都变亮

C．灯泡L2、L3都变亮

D．电源输出功率减小

9．钳形电流表是利用自感和互感的原理，当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，已知n2=500匝，下列说法正确的是（　　）

A．电流表G中显示交变电流的最大值

B．匝数n2越大，G表示数越大

C．若G中通过的电流为50mA，则导线中的被测电流为25A

D．导线中交流电的频率越大，G表中测量误差越大

10．生活中选保险丝时，其熔断电流(最大承受电流的有效值)是最重要参数。如图，一个理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比为5：1，初级线圈两端a、b接正弦交流电源，在原线圈前串接一个规格为“熔断电流0.25A、电阻5Ω”的保险丝，电压表V的示数稳定为220V，如果负载电阻R=44Ω，各电表均为理想电表，则（　　）

A．电流表A的示数为1.41A B．工作一段时间,保险丝会被熔断

C．ab端输入功率为44W D．ab端输入功率为44.2W

11．图甲所示电路中，三只小灯泡完全相同， 为电容器，线圈的直流电阻不计，在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在该段时间内（）

A．副线圈中电流方向不变

B．灯中的电流相等

C．灯中的电流相等

D．三只灯中的电流相等

12．如图所示，理想变压器原副线圈的匝数之比，L1是“100V，50W”的灯泡，L2和L3均为“100V，100W”的灯泡，不考虑灯泡电阻的变化，当左端所接电源电压为U时，灯泡L1恰好正常发光，则（        ）

A．L2和L3也恰好正常发光

B．n1两端的电压为100V

C．n1输入的功率为40W

D．闭合开关S，L2和L3可能烧毁

13．如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，线框电阻不计，线框绕垂直于磁场的轴以角速度=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（　　）

A．图示位置穿过线框的磁通置为零

B．线框中产生交变电压的有效值为

C．变压器原、副线圈匝数之比为25：11

D．变压器输出端最多能并联80只60瓦的灯泡

14．一含有理想变压器的电路如图所示，图中、和，是三个完全相同的定值电阻，理想变压器的原、副线圈匝数比为，、间接正弦交流电源，其输出电压的有效值恒定。当开关断开时，电路消耗的总功率为；则当闭合时，电路消耗的总功率为　　

A． B． C． D．

15．近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示。环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器。原线圈匝数匝，副线圈接一个“　”的照明电灯，示意图如图乙所示，图中电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈接交流电源，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值，最大值始终保持不变，照明电灯恰好正常发光。则（　　）

A．原线圈两端电压的有效值和的电压瞬时值相等

B．若电压表为非理想电表，电压表的读数会变小

C．照明电灯正常发光时，电流表的读数为

D．在时刻，电压表的示数为零

二、填空题（共4题）

16．理想变压器正常工作时，原、副线圈中，每匝线圈中磁通量的变化率、交变电流的频率都相同。(      )

17．电容器是储存____________装置；电荷的____________形成电流；变压器工作的基本原理是_____________。

18．原线圈中电场的能量转变成______的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了______的能量。

19．理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器．现有一个理想变压器、一个原线圈（匝数为n1）和一个副线圈（匝数为n2）。甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。

（1）甲同学的猜想是U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是U1∶U2＝n2∶n1.你认为猜想合理的同学是________，你做出上述判断所依据的物理规律是_________。

（2）为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究。为保证实验安全、有效地进行，应选用________电源。

（3）在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用________量程进行试测，大致确定被测数据后，再先用适当的量程进行测量。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为36 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W．试求：

(1)该变压器的原副线圈匝数比．

(2)两灯均工作时原线圈的电流

21．如图，变压器原线圈匝数n1＝800匝，副线圈匝数n2＝200匝，灯泡A标有“10V、2W”，电动机D的线圈电阻为1Ω，将交变电压u＝100sin100πt加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求：

（1）副线圈两端电压，

（2）电动机D输出功率，

（3）原线圈的输入功率．

22．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比1:n2=10:1．原线圈接电压为（V）的交流电源，副线圈接R=11Ω的电阻．电流表和电压表可视为理想电表．求：

（1）副线圈中电压表的示数U；

（2）原线圈中电流表的示数I．

23．如图所示，一长、宽，匝数100匝的矩形金属线圈电阻，在的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接，其中电阻，，理想变压器的原、副线圈的匝数比。求：

（1）从中性面开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬间值表达式；

（2）交流电压表、电流表的示数U、I；

（3）若不计一切摩擦及空气阻力，线圈转动一周外力做的功W。

参考答案：

1．D

2．C

3．C

4．B

5．B

6．C

7．C

8．B

9．C

10．D

11．A

12．B

13．C

14．D

15．A

16．正确

17．     电荷     定向移动     电磁感应

18．     磁场     电场

19．     甲     法拉第电磁感应定律     低压（一般低于12 V）交流     交流电压     最大

20．（1）55:9       （2）

21．（1）25V；（2）2.96W；（3）5W．

22．（1）22V（2）0.2A

23．（1）；（2）10V；2A；（3）24πJ≈75.36J