高中教科版 (2019)3 变压器第2课时随堂练习题

第三章分层作业20　变压器

A级 必备知识基础练

1.(多选)关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是 (　　)

A.原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上,是为了减少磁场能的损失,有效地传送电能

B.铁芯不用整块金属做成,是为了防止原、副线圈短路,造成危险

C.变压器不改变交变电流的频率,只改变电压大小

D.当原线圈接入恒定电流时,副线圈也有电压输出

2.法拉第发现电磁感应现象的装置示意图如图所示,软铁环上绕有M、N两个线圈,匝数比为2∶3,线圈M与直流电源、开关S1相连,线圈N与电阻R、开关S2相连。忽略一切损耗,将S1、S2闭合稳定后,下列说法正确的是(　　)

A.M、N线圈两端电压之比为3∶2

B.M、N线圈两端电压之比为2∶3

C.R中电流由a→b

D.R中电流为0

3.在中学生科技展上,某同学呈现了如图所示的自制实验装置:两个线圈A、B之间没有导线相连,其中线圈A与手机的音频输出端相连,线圈B与音响输入端相连,把线圈A插入线圈B时,音响响起了手机上播放的歌曲。下列说法错误的是(　　)

A.该装置的工作原理与变压器相同

B.线圈A中的电流是恒定电流

C.将线圈A、B互换,音响播放效果会变

D.线圈A中插入铁芯,音响播放效果会更好

4.如图所示的自耦变压器为理想变压器,R为定值电阻,在ab两端输入正弦式交变电流,将滑片向下移动,使原线圈的匝数减少为原来的80%,则变压器副线圈输出电压将会是原来的(　　)

A.1.2倍 B.1.25倍

C.0.8 D.0.75

5.(2023广东清远部分名校模拟)某款手摇点火器的结构如图所示,其工作原理为手摇转把使线圈中产生交变电动势,经变压器升压后接在钢针和金属板上,当钢针和金属板间的电压达到临界值时便可击穿空气而火花放电。下列说法正确的是(　　)

A.只要转动转把就能产生电火花

B.只要转把转动的时间够长就可以产生电火花

C.只要转把转动得够快就能产生电火花

D.产生电火花后,手摇转把会更省力

6.(2023广东佛山高二期末)某种燃气灶点火装置原理图如图所示。转换器把直流电压转换为最大值为5 V的正弦式交流电压,加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,当钢针与金属板间的电压大于5 000 V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。对此,下列说法正确的是(　　)

A.图中电压表的示数为5 V

B.图中的变压器为降压变压器

C.该理想变压器的匝数比应小于

D.要使点火装置正常工作,转换器输出的一定为正弦式交变电流

7.(2023浙江宁波北仑中学高二开学考试)如图所示,一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上,输入端AB间加一正弦式交流电压,在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器,移动滑动触头P的位置,可改变副线圈的匝数,滑动变阻器的滑动触头标记为Q,则(　　)

A.只将Q向下移动时,灯泡的亮度变大

B.只将Q向下移动时,电流表的读数变大

C.只将P沿顺时针方向移动时,电流表的读数变大

D.只提高输入端的电压U时,电流表的读数变大

B级 关键能力提升练

8.(多选)如图所示的元件为可将220 V降为11 V的变压器,该变压器可视为理想变压器,有a、b、c、d四个引线,b、c引线明显比a、d引线粗。已知引线越粗能承载的电流越大,下列说法正确的是(　　)

A.a、d端应接入220 V交变电流

B.该变压器可以用于直流电变压

C.a、d端和b、c端线圈的匝数比为1∶20

D.a、d端和b、c端电流大小之比为1∶20

9.(多选)(2023北京海淀高二期末)无线充电给我们生活带来了很大的方便。手机无线充电器的示意图如图甲所示,其原理如图乙所示,当送电线圈接上220 V的正弦式交变电流后,会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生交变电流,该电流经过其他装置转化为直流电给手机充电,该装置实际上可等效为一个无漏磁的理想变压器。设送电线圈的匝数为N1,受电线圈匝数为N2,N1∶N2=44∶1,若手机电阻为5 Ω,当该装置给手机充电时,下列说法正确的是(　　)

A.流过送电线圈和受电线圈的电流之比为1∶44

B.受电线圈两端cd的输出电压为4 V

C.充电时流过手机的电流为1 A

D.保持ab端输入电压不变,若在充电时玩大型游戏(即增大手机用电功率),则受电线圈的输出电流将变小

10.(多选)(2023河北邯郸期末)如图所示,左侧一单匝导电圆环半径r=1.0 cm,导电圆环与一个理想变压器的原线圈相连,导电圆环的电阻不计,圆环中有垂直于圆环平面向里的磁场,磁感应强度B的变化率为sin(10πt) T/s,变压器的副线圈两端与一个规格为“3 V　1.5 W”的小灯泡相连,小灯泡正常发光,则下列说法正确的是(　　)

A.变压器原线圈上电压的最大值为0.01 V

B.副线圈上交变电流的频率为50 Hz

C.原、副线圈的匝数比为1∶300

D.导电圆环中电流的最大值为150 A

11.(多选)某变压器对称铁芯的示意图如图所示,已知原线圈匝数n1=40,副线圈匝数n2=20,电阻R1=40 Ω,电阻R2=25 Ω,下列说法正确的是(　　)

A.当原线圈接入正弦式交变电流时,R1、R2消耗的电功率之比为2∶5

B.当原线圈接入正弦式交变电流时,R1、R2消耗的电功率之比为1∶10

C.原线圈接入交流电压“u=220sin ωt(V)”时,R1上的电压为20 V

D.原线圈接入交流电压“u=220sin ωt(V)”时,R2上的电压为50 V

12.(2023重庆一中高二期末)如图所示,发电机的矩形线圈长为 2L、宽为L,匝数为N,电阻不计,放置在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,理想变压器的原、副线圈匝数比为k,副线圈接有电阻R,当发电机线圈以角速度ω匀速转动时,求:

(1)电阻R 两端电压的有效值;

(2)发电机的输出功率。

参考答案

分层作业20　变压器

1.AC　解析 原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上,原线圈产生的磁场几乎全部沿铁芯通过副线圈,漏磁很少,因此可以减少能量损失,故A正确;铁芯不用整块金属做成是为了防止涡流产生较多的热量从而烧坏变压器,故B错误;变压器原、副线圈中的磁通量的变化率相同,变化周期相同,匝数不同,所以原、副线圈中的交变电流的频率相同,电压不同,故C正确;由电磁感应定律可知,只要输入原线圈的电流发生变化,副线圈中就会产生感应电动势,当原线圈接入恒定电流时,副线圈没有电压输出,故D错误。

2.D　解析 根据题意可知,线圈M与直流电源相连,将S1、S2闭合稳定后,线圈M产生恒定的磁场,穿过线圈N的磁通量不变,则线圈N中无感应电动势,无感应电流。故选D。

3.B　解析 该装置的工作原理是电磁感应,与变压器的工作原理相同,故A正确;线圈A中的电流是变化的电流,变化的电流激发了变化的磁场,变化的磁场在线圈B中激发了变化的电流,故B错误;将线圈A、B互换,会改变磁通量,从而改变音响播放效果,故C正确;线圈A中插入铁芯,能增强磁场强度,音响播放效果会更好,故D正确。本题要求选择错误的,故选B。

4.B　解析 由知U2=U1,所以当n1'=n1时,变压器副线圈输出电压U2'=U2,即变压器副线圈输出电压将会是原来的1.25倍,故B正确。

5.C　解析 只有钢针和金属板间的电压达到临界值,才能火花放电,所以转把必须达到一定的速度,A、B错误,C正确;产生电火花后线圈中存在电流,安培力会阻碍线圈的转动,所以手摇转把会更吃力,D错误。

6.C　解析 图中电压表的示数为U1=V,故A错误;由题意可知变压器副线圈的输出电压大于原线圈的输入电压,则变压器为升压变压器,故B错误;根据理想变压器电压比等于匝数比可得,故C正确;只要转换器输出变化的电流,点火装置就可能正常工作,故转换器输出的不一定为正弦式交变电流,故D错误。

7.D　解析 根据变压器原理有,只将Q向下移动时,原、副线圈匝数,原线圈输入电压U不变,则副线圈输出电压U2不变,灯泡的亮度保持不变,故A错误;只将Q向下移动时, 副线圈输出电压U2不变,滑动变阻器接入电路的阻值增大,根据I=可知通过滑动变阻器的电流减小,通过灯泡的电流不变,则电流表的读数变小,故B错误;只将P沿顺时针方向移动时,副线圈匝数减少,则副线圈输出电压减小,通过灯泡和滑动变阻器的电流均减小,故电流表的读数变小,故C错误;只提高输入端的电压U时,原、副线圈匝数不变,则副线圈输出电压增大,通过灯泡和滑动变阻器的电流均增大,故电流表的读数变大,故D正确。

8.AD　解析 根据输入功率和输出功率相等,由P=UI得,接220V的线圈电流小,接11V的线圈电流大,b、c引线明显比a、d引线粗,已知引线越粗能承载的电流越大。b、c引线能承载的电流大,接11V的线圈,所以a、d端应接入220V交变电流,A正确;变压器工作原理是互感现象,不可以用于直流电变压,B错误;a、d端和b、c端线圈的匝数比,C错误;根据I1U1=I2U2,a、d端和b、c端电流大小之比,D正确。

9.AC　解析 流过送电线圈和受电线圈的电流之比等于送电线圈和受电线圈的匝数的反比,即,解得流过送电线圈和受电线圈的电流之比为,故A正确;根据,代入数据解得受电线圈两端cd的输出电压为U2=5V,故B错误;充电时流过手机的电流为I2=A=1A,故C正确;保持ab端输入电压不变,受电线圈的输出电压不变,则若在充电时玩大型游戏(即增大手机用电功率),则受电线圈的输出电流将变大,故D错误。

10.CD　解析 变压器原线圈上电压的最大值为U1m=Em=S=×π×(10-2)2V=0.01V,A错误;副线圈上交变电流的频率为f==5Hz,B错误;原线圈电压有效值为U1=V=0.01V,原、副线圈的匝数比为,C正确;输出电流有效值为I2=A=0.5A,则输入电流有效值I1=I2=150A,则导电圆环中电流的最大值为I1m=150A,D正确。

11.BCD　解析 因该变压器通过副线圈的磁通量是通过原线圈磁通量的一半,则,故,根据P=I2R得,故A错误,B正确;原线圈接入交流电压u=220sinωt(V)时,U=220V,设R1两端电压为U1',R2两端电压为U2',则有,解得U1'=20V,U2'=50V,故C、D正确。

12.答案 (1)　(2)

解析 (1)交变电动势的最大值为Em=NBSω=N·B·L·2L·ω=2NBL2ω

交变电动势的有效值U1=NBL2ω

由变压器的变压比得=k

解得U2=。

(2)发电机的输出功率等于副线圈中电阻R产生的热功率,则有P=

代入数据解得P=。