高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器优秀同步练习题

3.3 变压器 课后练

1. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12mA，则副线圈中电流表的示数是(　　)

A. 3mA          B. 48mA            C. 零 D. 与R阻值有关

2. 在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的高电压，所用的器材叫电压互感器。如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是（　　）

A.  B.

C.  D.

3. 变压器上的原、副线圈之间并没有导线直接连接，却将电能从原线圈的电路输送到副线圈的电路。在无线充电技术中，其中一种就是基于变压器的原理产生的，只不过变压器场的回路是铁芯，而无线充电装置磁场的回路是空气。如图所示是无线充电器正在对手机进行无线充电。下列说法合理的是（　　）

A. 在变压器原、副线圈上不存在能量的转化

B. 在变压器原线圈上电场能转化成磁场能

C. 手机必须与无线充电器贴合才能进行无线充电

D. 用无线充电器给手机充电的过程中是没有能量损耗的

4. 下列关于理想变压器的说法中，正确的是 (　　)

A. 输入功率等于输出功率

B. 输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能

C. 输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能

D. 输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去

5. 精密仪器要求稳压供电，当输入电压变化时，可以使用交流稳压器调节，使输出电压稳定在220V上．稳压器的结构如图所示，原、副线圈分别带有滑动头、．现发现输出电压低于220V，下列说法不正确的是（　　）

A. 保持不动，将向上移   B. 保持不动，将向下移

C. 将向下移，同时向上移   D. 将向上移，同时向下移

6. 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2； 副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则

A. U=110V，I=0.05A    B. U=110V，I=0.2A

C. U=440V，I=0.2A    D. U=440V，I=0.05A

7. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是（　　）

A. 120V，0.10A B. 240V，0.025A

C. 120V，0.05A D. 240V，0.05A

8. 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220V，负载电阻R=44Ω，电流表A1的示数为0.20A．下列判断中正确的是（　　）

A. 原线圈和副线圈的匝数比为2：1   B. 原线圈和副线圈的匝数比为5：1

C. 电流表A2的示数为0.8A     D. 电流表A2的示数为0.4A

9. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin100πt（V），则下列说法正确的是（　　）

A. 当t＝s时，c、d间的电压瞬时值为110V

B. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V

C. 当单刀双掷开关与a连接时，滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均减小

D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均减小

10. 如图所示，Q是熔断电流为1A的保险丝，R为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1：n2=2：1.原线圈的电压为。要使保险丝不熔断，则（　　）

A. 副线圈电流最大值不超过2A   B. 副线圈中电流有效值不超过2A

C. R的阻值一定不能小于55   D. R的阻值一定不能小于77

11. 如图所示，一只原、副线圈分别是200匝和100匝的理想变压器．副线圈的两端连接两个阻值均为20Ω的电阻，原线圈接频率为50Hz的正弦交流电源，电压表的示数为5V．电流表、电压表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　）

A. 电流表的读数为0.5A

B. 流过电阻的交流电频率为100Hz

C. 交流电源的输出电压的最大值为20V

D. 交流电源的输出功率为5W

12. 如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，接在副线圈上的三只灯泡正常发光，则对于串联在原线圈上的灯泡L(　　)

A. 比正常发光时的亮度更亮   B. 也能正常发光

C. 比正常发光时的亮度更暗   D. 无法判断其亮度情况

13. 如图所示，两个相同的灯泡，分别接在理想变压器的原、副线圈上，灯泡电阻不随温度变化。已知原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，电源交变电压为U，题中U、I均表示有效值，则（　　）

A. 灯泡A、B两端的电压之比UA∶UB＝2∶1

B. 通过A、B的电流之比IA∶IB＝2∶1

C. 灯泡A、B消耗的功率之比PA∶PB＝4∶1

D. 灯泡A、B两端的电压分别是UA＝U，UB＝U

参考答案

1. C

【解析】

当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量发生变化，因而副线圈中无感应电流，故C正确，ABD错误。

故选C。

2. B

【解析】

由电压互感器的工作原理可知，电压互感器应跨接在火线与零线之间，且由于电压与匝数成正比，故电压互感器应使高压电线并联接入匝数较多的线圈上，故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

3.B

【解析】

AB．无线充电技术与变压器都是利用电磁感应原理，在变压器原线圈上把电场能转化为磁场能，在副线圈上把磁场能转化为电场能，故A错误，B正确；

C．当受电线圈没有对准供电线圈（二者没有完全重合）时，也有变化的磁场通过受电线圈引起磁通量变化，也可以进行无线充电，故C错误；

D．用无线充电器给手机充电的过程中是有能量损耗的，有一小部分磁场能在空间中耗散，故D错误。

故选B。

4. AB

【解析】

变压器传输的是交变电流，当电流经过原线圈时，在铁芯中产生变化的磁场，即电能转化为磁场能．此变化的磁场经过副线圈在副线圈中产生感应电动势．若线圈闭合，则产生感应电流，磁场能又转化为电能．AB正确，CD错误

故选AB

5. D

【解析】

当不动，将向上移时，副线圈的匝数增加，输出的电压将会增加，故A正确．当不动，将向下移时，原线圈的匝数减小，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会增加，故B正确．当将向下移，同时向上移时，原线圈的匝数减小，副线圈的匝数增加，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会增大，故C正确．将向上移动，同时向下移动，原线圈的匝数增大，副线圈的匝数减小，根据电压与匝数成正比可知，此时输出的电压将会减小，故D错误，本题选不正确的，故选D.

6. B

【解析】

灯泡正常发光，故输出端电压为220V，电流

I2=A=0.1A

根据电压之比等于匝数之比可得：输入电压

U1==110V

根据电流之比等于匝数的反比可知：输入电流

I1=2I2=2×0.1=0.2A

故B正确，ACD错误；

故选B。

点睛：本题考查变压器的基本原理，要明确变压器输入功率等于输出功率，电压之比等于匝数之比，电流之比等于匝数的反比．

7. D

【解析】

灯泡正常工作，所以副线圈电压U2=12V，电流

根据

得

U1=240V

根据

解得

I1=0.05A

所以电压表和电流表的示数分别为：240V，0.05A

故选D。

8. B

【解析】

变压器的输出功率等于输入功率，则：，解得：，由于原副线圈电流与匝数成反比，所以初级线圈和次级线圈的匝数比，故B正确，ACD错误．

9. B

【解析】

A．将t＝s代入c、d间电压的瞬时值表达式得，c、d间的电压瞬时值为110V，故A错误；

B．当单刀双掷开关与a连接时，匝数之比为10：1，原线圈两端电压的有效值为220V，所以副线圈电压的有效值为22V，电压表示数为22V，故B正确；

C．滑动变阻器滑片向上移动的过程中，电阻增大，电压表示数不变，电流表的示数减小，故C错误；

D．当单刀双掷开关由a扳向b时，匝数之比变为5:1，副线圈电压增大，电压表和电流表的示数均增大，故D错误。

故选B。

10. BC

【解析】

AB．根据变压器原副线圈的电流与匝数的关系可知副线圈中电流有效值不超过

选项A错误，B正确；

CD．原线圈的输入电压的最大值为220V，所以输入电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为110V，所以副线圈的电阻最小值

所以R的阻值一定不能小于55Ω，所以C正确，D错误。

故选BC。

11. C

【解析】

副线圈的电流为，则原线圈的电流为，由得，故A错误；流过电阻的交流电的频率为，故B错误；副线圈的电压为，由得，，则其最大值为，故C正确；，故D错误．

12. B

【解析】

设每只灯的额定电流为I 0 ，因并联在副线圈两端的三只灯泡正常发光，所以副线圈中的电流I 2 =3I 0 ，由

得原线圈的电流

恰为灯泡L的额定电流，因此灯泡L也正常发光．

故B正确．

13. D

【解析】

B．通过灯泡A、B的电流分别为变压器原、副线圈的电流，则

IA：IB=n2：n1=1：2

选项B错误；

A．因为A、B是两只相同的灯泡，所以灯泡A、B两端的电压之比等于电流之比，故

UA：UB=1：2

选项A错误；

C．因为是两只相同的灯泡，消耗的功率之比等于电流的平方之比，即

PA：PB=1：4

选项C错误；

D．因为灯泡B两端的电压为副线圈两端电压，则原线圈两端电压

U1=UB=2UB

而

UA=UB

由于灯泡A跟原线圈串联，故

UB+2UB=U

可得

UA=U，UB=U

选项D正确。

故选D。