物理第三章 交变电流第三节 变压器课堂检测

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）

1．一理想变压器原､副线圈匝数比n1：n2=11：5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10 Ω的电阻.则(       )

A．流过电阻的电流是20 A

B．与电阻并联的电压表的示数是100V

C．经过1分钟电阻发出的热量是6×103J

D．变压器的输入功率是1×103W

2．电磁感应现象揭示了“由磁生电”的内在规律，根据这一发现，发明了许多电器设备．以下电器中没有利用电磁感应原理的是 ( )

A．变压器 B．汽车防抱死制动系统（ＡＢＳ）

C．电磁灶 D．电吹风

3．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sinπt（V）的交流电源上，原线圈上接有电流表，副线圈上接有R=50Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为22：1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A．副线圈输出交流电的频率为2Hz

B．电压表的示数为10V

C．电流表的示数为11A

D．负载电阻消耗的功率为10W

4．如图所示，有一矩形线框的面积为S,匝数为N,内阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线框通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线框接有可调电阻R，下列判断正确的是(        )

A．矩形线框产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωt

B．图示位置线框产生的电动势最大，通过的磁通量也最大

C．当P位置不动、R减小时，电压表的示数增大

D．当P位置向上移动、R不变时，电流表的示数增大

5．如图为某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1：n2=1：1000，电压表为交流电表。当变压器副线圈两端电压的瞬时值大于7070V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。此时，电压表的示数至少为（　　）

A．5 B．5000 C．10 D．7070

6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11：1，在原线圈输入u=110sin100πt（V）的电压，副线圈接入的两只不同规格灯泡均恰能正常发光。则（　　）

A．灯泡L1的额定电压是

B．灯泡L1中电流的方向每秒钟改变50次

C．若将滑片向下移动，灯泡L1亮度不变

D．若将滑片向下移动，灯泡L2亮度变亮

7．交流发电机的简化结构如图所示，两磁极间产生的磁场可近似为匀强磁场。已知水平匀强磁场的磁感应强度大小，矩形线框共100匝，面积，电阻不计。线框绕垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动，通过熔断电流（有效值）为10A的保险丝与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V   20W”的灯泡，下列说法正确的是（　　）

A．若灯泡正常发光，通过保险丝的电流为0.2A

B．为使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数之比为20：11

C．线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框的磁通量为

D．线框中产生的感应电动势的有效值为

8．调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图甲所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压。图甲中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器。现在CD两端输入图乙所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么（     ）

A．由乙图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u = 36sin(100t)（V）

B．当动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大

C．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小

D．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大

9．如图为某款电吹风的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。n1和n2分别是理想变压器的两个线圈的匝数，该电吹风的各项参数如表所示。下列说法正确的有（　　）

A．吹热风时触片P与触点b、c接触

B．可由表格中数据计算出小风扇的内阻为100

C．变压器两线圈的匝数比

D．换用更长的电热丝（材料、粗细均不变），则吹的热风温度更高

10．如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9 V　12 W”，当在该变压器cd端输入交变电压u（u－t图像如图乙所示）时，四只灯泡都正常发光，各电表均为理想交流电表。以下说法正确的是（　 　）

A．原、副线圈匝数比为1∶3

B．流过灯泡L2的电流方向每秒改变50次

C．电流表的示数为4 A，ab端输入的功率Pab＝48W

D．a、b端输入电压的瞬时值表达式为u＝27sin 100πt（V）

11．图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，现在原线圈两端加上交变电压u="311sin(100πt+π)" V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表．则下列说法中正确的是

A．该交流电的频率为100Hz

B．电压表的示数为155.5V

C．若将变阻器的滑片P向上滑动，则L1将变暗、L2将变亮

D．若将变阻器的滑片P向上滑动，则电流表读数变大

12．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

13．如图甲所示，一圆形线圈面积S＝πR02＝100cm2，匝数N＝100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图象如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1：10，与副线圈连接的电阻R＝100，下列说法中正确的是（　　）

A．t＝0.01s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流

B．t＝0.005s时，圆形线圈中有最大电流

C．变压器输入电压的最大值为10πV

D．R消耗的功率为200π2W

14．一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

15．如图为模拟市区用户供电的示意图。U0是电网电压，可视为不变。R1为电网至变压器的电缆电阻，R2是变压器至用户间电缆电阻，R是用电器的等效电阻。变压器为理想变压器。当用户端的用电器增加时，则下列说法正确的是（　　）

A．R1电功率减小 B．R2电功率减小

C．电压表示数不变 D．电流表示数增大

二、填空题（共4题）

16．当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其它线圈的匝数，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数，已知副线圈有800匝，把原线圈接到220V的线路中，测得副线圈的电压是55V，则原线圈的匝数______

17．判断下列说法的正误．

（1）理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。(    )

（2）输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。(    )

（3）变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压。(    )

（4）理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率．(    )

（5）理想变压器的输入和输出功率相等。(    )

18．如图所示。L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器，通过观测接在甲、乙中的电表读数，可以间接得到输电线两端电压和通过输电线的电流。若已知图中，，V表示数为220V，A表示数为10A，则甲是__________，输电线两端电压是________；乙是______，输电线两端电流是__________。

19．做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______（填“增大”、“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______（填“增大”、“减小”或“不变”）。上述探究过程采用的实验方法是______。

三、综合题（共4题）

20．如图所示，理想变压器铁芯上绕有A、B、C三个线圈，其匝数之比为n1∶n2∶n3＝4∶2∶1.在线圈B和C两端各接一个相同的电阻R.当原线圈A与交流电源相接时，已知交流电流表A2的示数为I0，求交流电流表A1的示数I1和变压器的输出功率P出

．

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OO′匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“220V，11kW”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）发电机的输出电压；

（2）变压器原、副线圈的匝数比；

（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。

22．大型交流发电机采用的是旋转磁极式发电机，其原理图简化后如图甲所示，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为1000匝，内阻不可忽略．产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴OO′（O′O沿水平方向）匀速转动，线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化．线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝10:1，电阻R1＝R2＝10Ω，电流表示数为16A．求：

(1)发电机产生的电动势的最大值；

(2)交流电压表的示数；

(3)发电机线圈的电阻.

23．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压，副线圈两端电压为，输出端连有完全相同的两个灯泡和，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数求：

(1)原线圈等于多少匝？

(2)当开关S断开时，电流表的示数则电流表的示数为多少？

(3)当开关S闭合时，电流表的示数等于多少？

参考答案：

1．D

2．D

3．B

4．D

5．A

6．C

7．A

8．C

9．C

10．C

11．D

12．C

13．D

14．B

15．D

16．3200

17．     正确     错误     错误     错误     正确

18．     电压互感器     2.2×104V     电流互感器     100A

19．     增大     减小     控制变量法

20．(1)0.625I0　(2)

21．（1）2200V；（2）10：1；（3）10A

22．(1)   (2) U1=800V     (3) 125Ω

23．(1)1100匝；(2)1A；(3)2A