3.3变压器能力提升——2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(Word版含答案)

能力提升——变压器
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．在图示交流电路中，电表均为理想电表。已知电源电压的有效值为，电压表的示数为，电流表的示数为，、、均为定值电阻，。该变压器原、副线圈的匝数之比为（　　）
A． B． C． D．
2．如图甲所示，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，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（　　）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1V
B．当单刀双掷开关与a连接且t=0.01s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
D．当单刀双掷开关由a拔向b时，原线圈的输入功率变大
3．如图所示，在铁芯P上绕着上下两个线圈a和b，匝数分别为n1=800和n2=200，上线圈a两端与u=100sin314tV的交流电源相连，将下线圈b两端接交流电压表，考虑到漏磁，则（　　）
A．若上线圈输入正弦交变电流，下线圈可输出恒定电流
B．若上线圈输入恒定电流，穿过下线圈的磁通量为零
C．电压表读数不可能为25V
D．电压表读数可能为25V
4．图甲中、是规格为“6V，3W”的灯泡，其中L1串联在原线圈电路中，L2接在副线圈电路中。a、b端接图乙所示的交变电压。现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光。则（　　）
A．电压表示数为18V
B．变压器原副线圈匝数比为3:1
C．电阻箱消耗的电功率为3W
D．增大电阻箱R连入电路的电阻值，电压表的示数将减小
5．为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图如图甲所示，矩形交流发电机匝数为n=50，线圈、导线的电阻均不计，在匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化图像如图乙所示，。并与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，变压器为理想变压器，假设额定电压为220V的医疗设备恰能正常工作。下列说法正确的有（　　）
A．电压表的示数为50V
B．假如给变压器输入端接入电压V的直流电，医疗设备能正常工作
C．变压器的匝数比为5：22
D．从t=0开始计时，变压器的原线圈两端的电压（V）
6．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．若闭合开关S，则电压表V示数变大，电流表A1示数变大
B．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大
D．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
7．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并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，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于50V时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体，开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为5V
B．若没有转换器则变压器副线圈输出的是直流电
C．若则可以实现燃气灶点火
D．穿过原、副线圈的磁通量之比等于n1:n2
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．如图所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接交流电压u＝220sin（100πt）V，如压表和电流表为理想电表，R1为负温度系数的热敏电阻（当温度升高时阻值减小），则下列说法正确的是（　　）
A．交流电的周期为0.02s
B．电压表的示数为55V
C．当R1处温度升高时，此变压器的输入功率将变大
D．当R1处温度降低时，电压表的示数变大
9．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈中心的抽头，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，则（　　）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表V1的示数为22V
B．当时，电压表V0的读数为220V
C．单刀双掷开关与a连接，当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表V1的示数不变，电流表示数变小
D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表V1和电流表的示数均变小
10．如图所示，图甲是一理想变压器，原、副线圈的匝数比为10∶1，现向原线圈输入图乙所示的正弦交变电压，图中Rt为热敏电阻（阻值随温度升高而变小），R1为可变电阻，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的是（　　）
A．在t=0.005s时，电压表的示数约为50.9V
B．Rt温度升高时，电压表的示数不变，电流表的示数变大
C．Rt温度降低时，适当增大R1可保持Rt两端的电压不变
D．变压器原、副线圈中的电流之比为10∶1
11．如图为一理想变压器，其中所接的4盏灯泡规格均为“10V，5W”。当接入电压u=U0sin（100πt）的电源时，4盏灯均正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．原、副线圈的匝数比n1∶n2∶n3=3∶1∶2
B．电流在1s时间内改变50次方向
C．U0=40V
D．电源的输出功率为20W
12．关于理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．变压器只能改变交变电流的电压，不能改变直流电的电压
B．实际生活中，不存在原线圈与副线圈匝数相等的变压器
C．理想变压器不仅可以改变交变电流的电压和电流，还可以改变交变电流的频率
D．穿过原、副线圈的磁通量在任何时刻都相等
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．自耦变压器是只有1个绕组的变压器，它的低压线圈是高压线圈的一部分。请观察图中的两种自耦变压器，哪种起升压作用，哪种起降压作用？为什么？与同学交流你的看法。
14．如图所示，矩形线圈abcd，匝数N=100匝，面积，内阻不计，绕垂直于磁场的轴勾速转动，转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度B=1T，矩形线圈通过滑环E、F与理想变压器相连，变压器原、副线圈的匝数之比为1：2，副线圈所接电阻R=50Ω，电压表为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，求：
(1)线圈中感应电动势的瞬时表达式：
(2)线圈由图示位置转过磁通量变化量的大小；
(3)电压表示数；
(4)电阻R上消耗的功率。
15．图甲为一理想变压器，为原线圈，原线圈输入正弦式交变电压的图像如图乙所示，为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。若只在间接一个的电阻，或只在间接一个的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为。
(1)请写出原线圈输入电压u的瞬时值表达式；
(2)求只在间接电阻时，原线圈中的电流；
(3)求和间线圈的匝数比。
16．如图所示矩形线圈面积为0.2m2，匝数为100，绕轴在磁感强度为T的匀强磁场中以角速度10πrad/s匀速转动。理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，两电表均为理想电表，电阻R=50Ω，其它电阻不计。
(1)线圈转到与磁场垂直时开始计时，求从计时开始线圈转过时感应电动势的瞬时值e。
(2)若，求变压器的输入功率及电流表的示数。
参考答案
1．A
2．D
3．C
4．C
5．C
6．C
7．C
8．AC
9．BC
10．BC
11．AD
12．ABD
13．略
14．(1)（V）；(2)；(3)；(4)
15．(1)；(2)0.4A；(3)
16．(1)；(2)P=800W，I1=20A