人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流3 变压器一等奖ppt课件

3.3变压器 同步练习

一、单选题

1．（2021·全国·高二专题练习）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器为理想变压器，则U2和I1分别约为（　　）

A．380V和5.3A                         B．380V和9.1A

C．240V和5.3A D．240V和9.1A

【答案】B

【详解】

对理想变压器，输入功率等于输出功率，故通过原线圈的电流

负载两端电压即为副线圈电压，由

即＝

可得

故选B。

2．（2021·河北沧州·高三阶段练习）如图所示，理想变压器原线圈与交流电源相连，理想电流表读数为，副线圈一侧电阻，理想电压表的读数为，则变压器原副线圈匝数比为（　　）

A． B． C． D．

【答案】C

【详解】

通过R3的电流为

由于R2=R3，所以变压器副线圈两端电压为20V，流过R1的电流为

流过副线圈的总电流为0.6A

根据得，故C正确。故选C。

3．（2021·浙江·温州市瓯海区第一高级中学高三阶段练习）如图所示，降压变压器的输入端接一正弦式交流电源，输出端向用户供电。已知输出端到用户的输电线电阻不可忽略。若用户的每盏灯的规格都相同，当用户开一盏灯时，电流表示数为I1，电压表示数为U1，当用户开两盏灯时，电流表示数为I2，电压表示数为U2。设交流电源输出电压恒定，电流表、电压表可视为理想电表。则下列关系正确的是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

【答案】B

【详解】

因为交流电源输出电压恒定，所以电压表示数不变，即；设变压器原、副线圈匝数比为k，则

所以。

故选B。

4．（2021·重庆市江津第五中学校高二期中）理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈所接的负载电阻是11Ω，则副线圈中电流大小是（　　）

A．5A     B．10A      C．20A D．55A

【答案】B

【详解】

由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为V，所以原线圈电压的有效值为

根据电压与匝数成正比得

可得U2=110V

则副线圈电流为

故选B。

5．（2021·山东东营市·广饶一中高三月考）如图甲所示，理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，为光敏电阻（光照越强电阻越小），为电阻不变的灯泡，电流表和电压表均为理想交流电表，变压器的原线圈两端接有图乙所示的交变电压u，则（　　）

A．图乙交变电压的表达式为

B．在时，示数为，示数为

C．电键S闭合后，电流表示数减小

D．电键S闭合后，用强光照射灯泡亮度变暗

【答案】D

【解析】A．由图乙可得交变电压的电压的峰值为，周期为T=0.02s，则其角速度为

rad/s

所以图乙交变电压的表达式为,A错误；

B．电压表的读数为有效值，则示数为

根据变压器原副线圈电压与匝数关系则副线圈的有效电压为

测量的是灯泡的电压，所以示数小于，则B错误；

C．电键S闭合后，副线圈的总电阻减小，由于原副线圈匝数不变所以原副线圈的电压不变，则副线圈的电流增大，输出功率增大，所以原线圈的输入功率也增大，则电流表的示数也增大，C错误；

D．电键S闭合后，用强光照射其电阻减小，由于副线圈的电压不变所以副线圈的总电流增大，定值电阻R1的电压增大，灯泡两端的电压减小，灯泡亮度变暗，D正确。故选D。

6．（2021·浙江宁波市·高二期末）如图所示的调压器，滑动触头P和Q均可调节，在输入交变电压U恒定的条件下，电压表、电流表均是理想的，要使电压表示数增大，电流表示数减小，下列做法可以实现的是（　　）

A．P向上移动，Q向下移动 B．P向下移动，Q向下移

C．P向下移动，Q不动 D．P不动，Q向下移动

【答案】B

【解析】A．P向上移动，则原线圈匝数增大，由

知副线圈电压即电压表示数减小，故A错误；

B．P向下移动，原线圈匝数减小，根据

可知，输出电压U2增大，由

知Q向下移动R增大P才能减小，由

输入功率才能减小输入电流才能减小，故B正确；

C．P向下移动，Q不动，原线圈匝数减小，输出电压增大，输出功率增大，输入电流增大，故 C错误；

D．若P不动，根据变压器的变压规律，可知输出电压不变，故D错误。故选B。

7．（2021·江苏·泰州中学高二阶段练习）如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图像如图乙所示，经原、副线圈匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，灯泡上标有“220V22W”字样，如图丙所示，则（　　）

A．灯泡中的电流方向每秒钟改变100次

B．t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零

C．灯泡不能正常发光

D．电流表示数为1.4A

【答案】A

【详解】

A．由图可知，交流电的周期为0.02s，频率为

所以灯泡中的电流方向每秒钟改变100次，A正确；

B．由图乙可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，B错误；

C．由于交变电流电压的有交值为

由公式

解得

所以灯泡正常发光，C错误；

D．原线圈输入电压为有效值为22V，则副线圈的电压为22×10=220V

由P=UI

可知，副线圈电流为

则由公式

解得I1=1A，D错误。故选A。

二、多选题

8．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学高三阶段练习）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，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻串联，如图所示。心电图仪与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原副线圈的匝数分别为、。在交流电源的电压有效值不变的情况下，将可变电阻R的阻值调大的过程中（　　）

A．原线圈两端的电压不变，副线圈两端的电压不变

B．通过原线圈的电流变小，通过副线圈的电流变小

C．当时，R获得的功率最大

D．当时，R获得的功率最大

【答案】BD

【详解】

AB．在原、副线圈匝数比一定的情况下，R增大，副线圈电流I2减小，设原线圈电流为I1，根据

知I1减小，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，满足U0=I1R0+U1

I1减小，所以U1增大，根据

得U2增大，故A错误，B正确；

CD．把变压器和R等效为一个电阻R′，R0当作电源内阻，当内外电阻相等即R0=R′时，输出功率最大，根据

得

解得，故C错误，D正确。故选BD。

9．（2021·湖北·高三阶段练习）如图甲所示是交流发电机供电模型示意图，发电机产生如图乙所示的正弦交流电，并将它接在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=5：2：两个不同灯泡L1、L2的额定功率之比为1：1，恒定的电阻之比为1：9，电路稳定后两灯泡均正常发光，电压表和电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A．原线圈接交变电压的表达式为

B．理想交流电压表的示数为33V

C．若将变阻器的滑片P向上滑动，灯泡L1将变暗

D．若将变阻器的滑片P向下滑动，电流表读数将减小

【答案】ABD

【详解】

A．根据题图乙可知，原线圈电压的最大值为

则原线圈接交变电压u的表达式

选项A正确；

B．根据公式

及题设条件，可得两灯泡L1、L2的额定电压之比为1：3，根据理想变压器电压规律

可得变压器输出电压

由于两灯泡正常发光，所以理想电压表的示数为

选项B正确；

C．若将变阻器的滑片P向上滑动，滑动变阻器阻值减小，滑动变阻器和灯泡L2构成的并联电路部分分压减小，而变压器输出电压不变，所以灯泡L1的分压增大，灯泡L1变亮，选项C错误；

D．若将变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器阻值增大，副线圈接入电路的总电阻增大，电流减小，根据理想变压器的电流规律

可知原线圈中电流减小，则电流表示数减小，选项D正确。

故选ABD。

10．（2021·湖南·高三阶段练习）在如图所示的理想变压器电路中，L为灯泡，为滑动变阻器，为定值电阻，电路中电键S闭合，在变压器的原线圈输入有效值恒定的正弦交流电，发现灯泡较暗，为了使灯泡变亮些，下列举措可行的是（　　）

A．仅将滑片向上移 B．仅将滑片向上移

C．仅将滑片P向右移 D．仅将电键S断开

【答案】BD

【详解】

A．仅将滑片向上移，原线圈匝数变多，根据变压比可知，副线圈输出电压变小，灯泡变暗，不符合要求，故A错误；

B．仅将滑片向上移，副线圈匝数变多，根据变压比，副线圈两端的电压增大，灯泡分到的电压增大，灯泡变亮，故B正确；

C．仅将滑片P向右移，接入电路的电阻变大，副线圈电路中的电流变小，灯泡变暗，故C错误；

D．仅将电键S断开，副线圈电路中的电阻变大，电路中的电流变小，滑动变阻器两端的电压变小，则灯泡两端的电压增大，灯泡变亮，故D正确。

故选BD。

11．（2021·湖北·高二阶段练习）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表为理想电表．原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为．则下列判断正确的是（　　）

A．副线圈两端输出电压的有效值为

B．原线圈中电流表的示数约为

C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为

D．变压器的输入功率、输出功率之比为

【答案】AD

【详解】

A．变压器原线圈的电压有效值为

由变压器的原副线圈的电压与匝数成正比可得，A正确；   

B．副线圈中的电流由电功率公式可得

由理想变压器的原副线圈电流比与匝数成反比，可得原线圈中的电流，B错误；

C．由图乙可知交流电的周期为T=0.02s，角速度为

原线圈两端电压的瞬时值表达式为，C错误；

D．变压器的输入功率

所以变压器的输入功率、输出功率之比为P1:P2=，D正确。故选AD。

12．（2021·浙江绍兴市·高二期末）某实验小组自制了一台交流发电机，并用自制的变压器（可视为理想变压器）对标有“”的小灯泡供电，其原理如图甲所示，两磁极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，矩形线圈匝数，电阻不计，从图示位置开始计时，线圈产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，小灯泡正常发光，则（　　）

A．电流表的示数为

B．时线圈位于中性面

C．线圈转动的角速度为

D．中性面位置时磁通量为

【答案】ACD

【解析】A．电流表的示数是有效值，则,A正确；

B．时，电流最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，垂直中性面上，B错误；

C．线圈转动的角速度,C正确；

D．小灯泡“”正常发光，根据

解得交流电的有效值

根据

则

D正确。故选ACD。

13．（2021·河北·石家庄二中实验学校高二阶段练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，且，定值电阻R1、R2的阻值相等，图中电流表、电压表均为理想电表。在a、b端输入交变电，当滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，电压表示数变化量为，电流表示数变化量为，下列说法正确的是（　　）

A．电流表示数一定变小

B．一定不变

C．交变电压的周期为5s

D．变压器副线圈的输出功率可能先增加后减少

【答案】ABD

【详解】

C．交变电压的周期为

故C错误；

AB．设电压表和电流表的示数分别为U、I，根据理想变压器原、副线圈电压、电流规律可得

对照闭合电路欧姆定律的表达式

可将交流电源、变压器原、副线圈整体视为一个等效电源，则该等效电源的电动势和内阻分别为

当滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，R3接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，即I减小；根据前面分析可知

所以一定不变，故AB正确；

D．设变压器副线圈所接电路的总电阻为R，副线圈的输出功率为

根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。开始时有

滑动变阻器R3滑片由P向Q端滑动时，R增大，若R3的滑片到达Q端时有

则P先增加后减少，故D正确。

故选ABD。

14．（2021·安徽·高三阶段练习）如图所示，理想变压器原线圈两端电压为U0，副线圈两端接的电动机M的内阻为r，其热功率与电功率分别为P1、P2，R0为定值电阻，光敏电阻R（阻值随着光照的增强而减小）与小灯泡并联，在改变光敏电阻的光照强度时，所接的元件都不会烧毁，下列说法正确的是（　　）

A．在增大光敏电阻的光照强度时，灯泡变亮，流过电动机的电流变大

B．电动机的机械效率为×100%

C．变压器原、副线圈的匝数之比为

D．若副线圈两端的电压为U，光敏电阻的阻值为R，则经过R0的电流大于

【答案】CD

【详解】

A．设原线圈的匝数比为n，副线圈两端电压记为U2则

所以

由于原线圈电压不变，故副线圈两端电压始终不变，那么电动机两端电压保持不变，流过电动机的电流是不变的，故A错误；

B．电动机的机械功率为，则电动机的机械效率为

故B错误；

C．电动机的电功率为P2，热功率为P1，则有    

解得    

所以匝数比

故C正确；

D．由于光敏电阻阻值为R，与灯泡L并联，二者并联后电阻为

流过R0的电流

由于，所以

故D正确。故选CD。