沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.4 变压器为什么能改变电压综合训练题

这是一份沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.4 变压器为什么能改变电压综合训练题，共14页。试卷主要包含了利用图，如图所示，L1，8接线柱，副线图接0，在如图甲所示电路中，L1等内容，欢迎下载使用。
【精选】第4节变压器为什么能改变电压-1课时练习一．填空题1．利用图（a）所示的装置可以定性研究产生感应电流的条件及其规律。线圈A．B套在绝缘的闭合环形铁芯C上，线圈B与电流传感器连接。先将电键S闭合，再断开，电流传感器中的电流随时间变化如图（b）所示，则电流传感器的正接线柱应在__________端（选填“a”或“b”）。依据t1~t2过程中的电流变化情况，可以得出结论：________。2．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A．B（内部导线电阻率．横截面积相同），线圈外部还可以绕线。（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A．B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a．b位置，由此可推断______（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多；（2）如果把它看做理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线．一只多用电表和低压交流电源，请完成实验步骤的填空：①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；②将______（选填“A”或“B”）线圈与低压交流电源相连接；③用多用电表的______挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U；④则A线圈的匝数为______。3．如图所示，L1．L2是输电线，甲是________互感器，乙是________互感器，若甲图中原副线圈匝数比为100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，且电压表示数220V，电流表示数10A，则线路输送电压为________V，电流为________A4．如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a．b表示电压表和电流表，已知电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，n1：n2=100∶1，n3：n4=1∶10，输电线路的电压是___________V，电流是___________A。5．一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图所示。(1)当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为___V，电流表示数为____A；(2)当原线圈接在220V交流电源上时，电压表示数为___V，电流表示数为____A，此时输入功率为________W。6．（1）如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是（______）
 A．用可拆变压器，能方便地从不同接连柱上选取不同匝数的线圈B．测量原．副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表C．原线圈接0．8接线柱，副线图接0．4接线柱。副线圈电压大于原线圈电压D．为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响（2）变压器原．副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得的电压分别为和。据此可知电压比与匝数比不相等，主要原因是___________。 7．如图所示，理想变压器的原线图接在的正弦交流电源上，副线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为R=10Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为10:1.则二极管的耐压值为_______V，变压器的输入功率为_________W.(结果都取整数)8．图是一种触电保安器的电路图，变压器A处用火线和零线双股平行绕制成线圈，然后接上用电器处.B处有一个输出线圈一旦线圈中有电流，经放大后便能推动保安器开关J切断电源，试说明：（1）多开灯不会使保安器切断电源的原因是_____________.（2）有人“手一地”触电时，触电保安器会切断电源的原因是________；（3）该保安器________（选填“能”或“不能”）为双手“火线一零线”触电时提供保安，因为    .9．在如图甲所示电路中，L1．L2．L3为三只“6V,3W”的灯泡，变压器为理想变压器，各电表均为理想电表，当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光．则电压表的示数为__________.10．如图甲所示的电路中，理想变器原．副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾 报警系统(报警器来面出)，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，R为半导体热敏电阻，则图乙中电压的有效值为__________V，电压表的示数为_________V.R处出现火警时电流表示数________(选填“增大”．“减小”或“不变")11．如图所示的理想变压器，原副线圈的匝数比匝，则穿过原．副线圈磁通量的变化率之比为______，穿过原．副线圈磁通量的变化率的最大值相等，均为______V，原．副线圈每一匝产生的电动势的有效值相等，均为______V。
 12．某变压器原．副线圈匝数比为11：2，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载．（1）变压器输入．输出功率之比为________    （2）副线圈两端电压的有效值为________伏13．（1）如图为一正弦交变电流的图象，由图可知电流的有效值I=______，电流瞬时值表达式i=______；（2）如图所示，和是输电线，在图中空圈内填入所用的电表的符号______，若已知变压比为100︰1，变流比为100︰1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为1000A，则输电线路中的功率为______W。14．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机内阻可忽略通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A．理想交流电压表V的读数分别为I．U若发电机线圈的转速变为原来的，则电压表V的读数变为_______，电流表A的读数变为_______。15．上高二中理科班同学想用220V交流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a．b．c．d四个引出线头，且a．d引线比b．c引线粗。(1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是ad端接______（填“220V”或“6V”）。 (2)这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是_____匝16．如图所示，理想变压器原．副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和。当输入电压为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。则原．副线圈匝数之比______，此时a．b两灯泡功率之比______。17．理想变压器的原．副线圈匝数比n1:n2=1:10，副线圈与阻值R=20的电阻相连。原线圈接在以速度v40m/s向右匀速运动的金属棒两端，金属棒的电阻可忽略不计，棒所切割磁场的边界变化规律为y，副线圈输出交流电的频率为_________；匀强磁场的磁感应强度B=0.25T，则交流电压表的示数为_________；电阻R上消耗的电功率为_________。18．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A．B，线圈外部还可以绕线． (1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A．B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A．B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线．一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________;A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示). 
参考答案与试题解析1．【答案】a    磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同    【解析】【来源】2020届上海市虹口区高三（下)二模物理试题 【分析】【详解】[1]．当电键S闭合的瞬间，根据楞次定律可知，线圈B中的电流a→B→b，而由图（b）可知此电流为负向电流，可知电流传感器的正接线柱应在a端。[2]．依据t1~t2过程中的电流变化情况，可以得出结论：磁通量变化时才能产生感应电流；磁通量减小的过程中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。2．【答案】    (1). A    (2). A    (3). 交流电压    (4). 【解析】【分析】【详解】（1）[1]根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为A的电阻比B大，所以A线圈匝数多；（2）[2]因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接；[3][4]变压器输入输出电压都是交流电，所以要用交流电压档测输入和输出电压,根据变压器电压比等于匝数比，有所以 3．【答案】电压    电流    22000    100    【解析】【来源】吉林省白城市通榆县第一中学2018-2019学年高二下学期第一次月考物理试题 【详解】根据图象可知，甲与输电线并联，所以甲是电压互感器，乙与输电线串联，所以乙为电流互感器，根据变压器电压表等于匝数比，有；乙互感器原线圈的匝数比副线圈匝数1：10，电流表的示数为10A，根据电流与线圈匝数成反比可知，线路输送的电流。4．【答案】22000V    100A    【解析】【来源】甘肃省金昌市第一中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题 [1]由变压器原理可得[2]由变压器原副线圈的电流关系，已知n3：n4=1∶10所以5．【答案】0    0    44    0.44    19.36    【解析】【来源】山西省古县第一中学2019-2020学年高二（下）期中考试物理试题 (1)[1][2]原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原．副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零(2)[3]当原线圈接在220V交流电源上时，根据变压器的变压比公式，有解得[4]电流为[5]理想变压器输出功率与输入功率相等，故输入功率 6．【答案】AD    漏磁．铁芯发热．导线发热    【解析】（1）[1] A．变压器的输出电压跟输入电压以及原副线圈匝数之比都有关，因此需要用可拆卸的变压器研究。故A正确；B．变压器只能对交流电流的电压有作用，不能改变直流电变压，故B错误；C．根据原副线圈匝数之比等于输入输出电压之比可知，原线圈08，副线圈04，那么副线圈的电压小于原线圈，所以C错误；D．探究副线圈电压与匝数的关系，采用控制变量法，即为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响，故D正确。故选AD。（2）[2] 漏磁．铁芯发热．导线发热。7．【答案】    (1). 31     (2). 24【解析】 点睛：此题关键是知道二极管的特性：单向导电性，电阻只有一半时间中有电流流过，所以消耗的功率也等于没有二极管时功率的一半；二极管的耐压值等于交流电的最大值.8．【答案】见解析；    见解析；    见解析；    【解析】【来源】人教版 高二 选修3-2 第五章 章末知识测评五 【详解】（1）变压器A处的线圈因双股绕制，正向电流与反向电流产生的磁场相互抵消，多开灯．少开灯都如此，所以B处的线圈中无感应电流，保安器的控制开关J不工作，不会自动切断电源.（2）当人“手一地”触电时，火线中的电流有一部分直接通过人体流入大地，不从A处的线圈中回流，保安器铁芯中的磁通量.发生变化，B处的线圈有电流输出，保安器开关J工作，自动切断电源.（3）“火线一零线”触电时，与多开九盏电灯的情况相似，A处的线圈中正．反向电流总是相等，不引起磁通量的变化，保安器不能自动切断电源，不起保安作用.【点睛】由于原线圈中导线是双股绕制，所以正向电流与反向电流产生的磁场相互抵消，在B中不能产生变化的磁场，那么要让B中产生电流则需要原线圈设计成只有单股线流过电流。9．【答案】12V【解析】【详解】电压表的示数为变压器输入电压，交流电的有效值为Uab=18V；则有：U=Uab-UL1=18V-6V=12V。10．【答案】    (1). 110；    (2). 22；    (3). 增大【解析】根据电流的热效应，，得图乙中电压的有效值为；变压器原．副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原．副线圈中的电压之比是5：l，所以电压表的示数为；R出现火警时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大。 11．【答案】1：1        0.2    【解析】【来源】陕西省咸阳市武功县2020-2021学年度高二（下）期中检测物理试题 [1]理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过两个线圈的磁通量相同，则原副线圈磁通量的变化率之比为1:1。[2]根据可知，磁通量的变化率的最大值即为每一匝产生的电动势的最大值，则有[3]原．副线圈每一匝产生的电动势的有效值相等，均为12．【答案】  1:1；  40；【解析】【来源】人教版高中物理选修2-1 第四章 交变电流 电机 单元检测 【分析】（1）根据理想变压器的特点输入功率等于输出功率，即可求解；
（2）根据原副线圈电压与匝数成正比即可求出副线圈两端的电压；【详解】（1）根据理想变压器的特点，输入功率等于输出功率，所以P入：P出=1：1
（2）原线圈两端电压的有效值为：根据电压与匝数成正比，有：
代入数据：，解得：U2＝40V【点睛】解决本题关键是知道理想变压器的特点，没有能量损失，输入功率等于输出功率，以及变压比规律和变流比规律即可求解．13．【答案】    20sin100πt（A）            【解析】【来源】四川省内江市威远中学2020-2021学年高二（下）期中理综物理试题 （1）[1]由题图可知电流的有效值为[2]由题图可知交变电流峰值为角频率为所以电流瞬时值表达式为（2）[3]由题图可知电表1所接变压器原线圈并联在两根输电线上，所以该变压器为电压互感器，电表1应是电压表V。电表2所接变压器原线圈串联在一根输电线上，所以该变压器为电流互感器，电表2应是电流表A。[4]根据理想变压器变压规律可知输电电压为根据理想变压器变流规律可知输电电流为所以输电线路中的功率为14．【答案】        【解析】【来源】四川省绵阳市江油中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题 【详解】线圈在匀强磁速转动，设线圈的最大横截面积为S，磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，则产生的最大电动势为：Em=nBSω，原线圈两端的电压等于电动势的有效值，为，设原副线圈的匝数比为k，则副线圈两端的电压为：，当发电机线圈的转速变为原来的时，有，副线圈两端的电压为，联立①③可知，，即电压表的读数变为；由，R消耗的功率: ，即R消耗的功率变为，由变压器的特点可知，副线圈消耗的功率为原来的，则发电机产生的电功率变成原来的，线圈产生的电动势是原来的，由可知，电流表的读数变成原来的；15．【答案】    (1). 6；    (2). 11000【解析】（1）由于变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P=UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故a．d接6V，b．d接220V．
（2）根据变压比等于匝数比可得：＝11000匝 16．【答案】9:1    1:9    【解析】【来源】新疆乌鲁木齐市第四中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题 [1]当输入电压为灯泡额定电压的10倍，两灯泡均能正常发光。说明灯泡a的电压为额定电压，原线圈电压为额定电压的9倍；副线圈电压即为灯泡b的电压，为1倍的额定电压。根据变压器电压之比等于匝数之比，可知原．副线圈匝数之比为9:1，[2]a和额定电压相同，再根据变压器电流之比等于匝数反比，可知原．副线圈电流之比为1:9，由功率可知a．b两灯泡功率之比为为1:9。17．【答案】10Hz    20V    2kW    【解析】【来源】天津市第一中学2019-2020学年高二上学期期末考试物理试题 【详解】[1]．原线圈产生的交流电的周期则频率为；[2]．产生交流电的最大值则交流电压表的示数为  [3]．变压器次级电压值电阻R上消耗的电功率为18．【答案】(1)A(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA； 【解析】【详解】(1)由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接．变压器输入输出电压都是交流电，所以要用交流电压档测输入和输出电压．根据变压器电压比等于匝数比，有: ,所以.【点睛】此题既要对多用表能正确使用，又要对变压器的原理熟练掌握，综合要求较高．