2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3变压器 同步练习
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册3.3变压器 同步练习 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 614.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-20 15:44:36 | ||
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文档简介
3.3变压器
一、单选题
1．理想变压器的原线圈接在的交流电源上，用多用电表测量副线圈两端的电压，已知原线圈与副线圈的匝数比为4：1，取，则下列说法正确的是（ ）
A．多用电表用直流电压挡，示数为 B．多用电表用直流电压挡，示数为
C．多用电表用交流电压挡，示数为 D．多用电表用交流电压挡，示数为
2．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．
3．如图所示，高铁的供电流程是将高压220kV或110kV经过牵引变电所进行变压，降至27.5kV，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得25kV的电力使高铁机车运行。若电网的电压为220kV，则牵引变电所的变压器原、副线圈的匝数比为（ ）
A．8∶1 B．4∶1 C．44∶5 D．22∶5
4．如图所示，理想变压器有三个线圈A、B、C，其中B、C的匝数分别为n2、n3，理想电压表的示数为U，理想电流表的示数为I，L1、L2是完全相同的灯泡，根据以上条件不能计算出的物理量是（忽略温度对电阻的影响）（ ）
A．线圈A的匝数
B．灯泡L2两端的电压
C．变压器的输入功率
D．通过灯泡L1的电流
5．如图所示，L1、L2、L3、L4、L5是五盏完全相同的灯泡，将它们如图接在变压器上后，均正常发光。则变压器原副线圈的匝数比n1:n2:n3为（ ）
A．1:2:1
B．2:1:2
C．4:2:1
D．4:1:2
6．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
7．如图所示，电路的输入端接入电压为220V的正弦交流电，开关S接1，当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，1min内滑动变阻器产生的热量为300J。若变压器损耗功率不计，二极管正向导能电阻不计，所有电表内阻影响不计，则下列判断正确的是（ ）
A．此时电压表的读数为5V
B．原、副线圈中的匝数之比为22∶1
C．若只将S从1拨到2，电流表示数增大
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数增大
8．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，a、b之间接输出电压有效值恒定的正弦交流电源，电路中电阻的阻值均为R。当开关S断开时，电路消耗总功率为P，则当S闭合时，电路总功率为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．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
10．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
11．如图是家电漏电触电保护器原理简图，口字形铁芯上绕有三组线圈A、B、C，A、B为火线和地线双线并绕，电器正常工作时A、B线圈中电流等大反向，线圈和铁芯中磁感应强度为零，保护器两端电压为零；负载电阻a端接火线线圈A，发生漏电或触电事故时相当于负载电阻接地，B线圈（地线）电流小于A线圈电流或为零，交变电流在A线圈及铁芯中产生磁场，使A、C相当于变压器原、副线圈工作，通过保护器的电流启动保护模式—断开火线开关S。已知人体安全电流I0≤10mA，保护器启动电流为25mA，变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．保护器启动必须设置在A、B线圈电流差值远大于10mA时启动
B．人体接触负载电阻的a端比接触b端更危险
C．线圈A、C的匝数比应该大于或等于5：2
D．负载电阻电压是保护器两端的2.5倍
12．国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220sin100πt（V），电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是（ ）
A．输入电压有效值为220V，电流频率为50Hz
B．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
13．如图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表．若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（ ）
A．电流表的示数为2A
B．原，副线圈匝数比为4：1
C．电压表的示数为电压的有效值
D．原线圈中交变电压的频率为100Hz
14．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD间加上正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。在输出端MN连接了定值电阻R1、R2，滑动变阻器R3，理想交流电流表和电压表，则下列判断正确的是（ ）
A．当P不动，滑动变阻器触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数不变
B．当P不动，滑动变阻器触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小
C．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
D．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
15．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．当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出
三、实验题
16．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中：
（1）为了确保实验的安全，下列做法正确的是________。
A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
B．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源
C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（2）某实验小组通过实验，记录的数据如下表：
原线圈匝数n1（匝） 100 200 400 400
副线圈匝数n2（匝） 400 400 200 800
原线圈两端的电压U1（V） 1.96 4.90 8.00 4.86
副线圈两端的电压U2（V） 7.80 9.76 3.90 9.64
通过分析实验数据可得出的实验结论是__________________。
（3）一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，测得的电压分别为8.00V和3.90V，电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是____________（至少说出两个原因）。
四、解答题
17．某同学想用220V交变电流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交变电流变直流的整流器。但是这个整流器需要用6V的交变电流电源。于是他又添置了一个的变压器，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。他不知道如何接法，也没有相应的说明书。
（1）请帮助该同学判断ad端是接220V还是6V。为什么？
（2）为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数匝和匝的一个变压器重新接入电源。测量结果记录如表所示，则接电源的是端还是端？为什么？
18．有一台理想变压器，其原线圈的匝数匝，接在电压为的交流电源上。现用该变压器给11盏并联的标有“”字样的灯泡供电，能使这些灯泡正常发光。
（1）该变压器副线圈的匝数和原线圈中的电流分别是多少？
（2）若关闭5盏灯泡，则原线圈中的电流是多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．D
【详解】
变压器原线圈的电压为
由变压器的电压与匝数关系式
可得
原线圈接入的是正弦交流电，且变压器只能改变交流电压，故测量副线圈两端的电压用的是多用电表用交流电压挡，示数为。
故选D。
2．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．A
【详解】
根据变压器的变压比
可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【详解】
由题意知线圈B两端的电压为U，设线圈C两端的电压为UC，则
所以
即可以求得灯泡L2两端的电压，通过L2的电流为I，则可以求出L2的电阻和灯泡L2的功率；L2与L1的电阻相同，灯L1的两端的电压为U，所以可求出通过L1的电流和灯泡L1的功率，变压器总的输出功率等于灯泡L1的功率和灯泡L2的功率，它也等于变压器的输入功率；根据题意无法求出线圈A的匝数。
故选A。
5．D
【详解】
设灯泡正常发光时两端的电压为U，根据
即
灯泡正常发光，设通过的电流为I，则原线圈电流
副线圈2的电流
副线圈3的电流
根据输入功率等于输出功率知
即
解得
所以
故选D。
6．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。
7．B
【详解】
A．当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，1min内滑动变阻器产生的热量为300J，由焦耳定律可得
代入数据解得
即此时电压表的读数为，A错误；
B．由于二极管的单向导电性，经过变压器后的交变电压有一半波形无法经过二极管，设变压器副线圈两端电压的有效值为U2，由电流的热效应可得
解得
由变压器电压与匝数关系式
可得原、副线圈中的匝数之比为22∶1，B正确；
C．若只将S从1拨到2，原线圈匝数n1增大，可知U2减小，负载不变的情况下，I2减小，由
可知，电流表示数I1减小，C错误；
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，负载电阻增大，副线圈电流I2减小，则电流表示数I1减小，电压表示数取决于变压器的输入电压及匝数比，故保持不变，D错误。
故选B。
8．D
【详解】
将变压器和右侧的两个电阻一起等效为一个电阻，则
S断开时有
S闭合时有
则有
可得
故选D。
9．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。
10．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。
11．BC
【详解】
A．因人体安全电流I0≤10mA，则保护器启动必须设置在A、B线圈电流差值小于10mA时启动，选项A错误；
B．人体接触负载电阻的a端时，人体直接接触火线，则人体接触负载电阻的a端比接触b端更危险，选项B正确；
C．当线圈A中电流为10mA时，若保护器中的电流为25mA，则线圈A、C的匝数比
则线圈A、C的匝数比应该大于或等于5：2，选项C正确；
D．若A线圈中的电流达到10mA，保护器上的电流达到25mA时，根据
此时负载电阻电压是保护器两端的2.5倍，因AC两线圈匝数关系不确定，则负载电阻电压不一定是保护器两端的2.5倍，选项D错误。
故选BC。
12．AD
【详解】
A．输入电压有效值为
U1＝V＝220V
由输入电压瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100πrad/s，电流频率为
故A正确；
BC．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由
可知U2不变，即电压表V2的示数不变，所以电流表A2的示数变大，故BC错误；
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V2的示数减小，根据
知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知
P1＝U1I1
减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确。
故选AD。
13．AC
【详解】
A．根据电路图可知，电阻R的电压为110V，电阻为55Ω，所以电阻R的电流
所以电流表的示数为2A，故A正确；
B．由图可知，输入的电压的有效值为
电压表的示数为110V，即为输出的电压，根据电压与匝数成正比可得匝数比为
2：1，故B错误；
C．电压表、电流表等的读数都是有效值，故C正确；
D．经过变压器前后电压的频率是不变的，根据图象可知，输出电压的频率为
故D错误。
故选AC。
14．BC
【详解】
A．当P不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则MN两端的电压不变，当将触头向上滑动时，连入电路的电阻的阻值变大，因而总电流变小，R1的电压变小，并联支路的电压变大，即电压表的读数变大，则通过R2的电流变大，所以流过滑动变阻器的电流变小，即电流表的读数变小，故A错误；
B．当P不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则MN两端的电压不变，当将触头向下滑动时，连入电路的电阻的阻值变小，因而总电流变大，R1的电压变大，并联支路的电压变小，即电压表的读数变小，则通过R2的电流变小，流过滑动变阻器的电流变大，即电流表的读数变大，故B正确；
C．当R3不变，即保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿顺时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数减小，则MN两端的电压减小，总电流减小，滑动变阻器两端的电压将变小，电压表的读数变小，电流表的读数变小，故C正确；
D．当R3不变，即保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿逆时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增大，则MN两端的电压增大，总电流增大，滑动变阻器两端的电压将变大，电压表的读数变大，电流表的读数变大，故D错误。
故选BC。
15．ACD
【详解】
A．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；
B．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；
C．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流电的频率相同，等于不同，故C正确；
D．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，故D正确。
故选ACD。
16．D 在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 有漏磁、铁芯发热、导线发热等
【详解】
（1）A．变压器的工作原理是电磁感应，原线圈两端应接交流电，为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压应不超过12V，A错误；
BC．连接好电路后，要先检查电路是否正确，然后再接通电源，通电时，若用手接触裸露的导线、接线柱，这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，也不符合用电安全规范，BC错误；
D．为了多用电表的安全，使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
故选D。
（2）通过分析实验数据可得出的实验结论是：在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有
＝
（3）电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。
17．(1)6V，见解析；(2)，见解析
【详解】
(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ad接6V，bc接220V。
(2)理想变压器是忽略变压器的铜损、铁损与磁损的，但一些小型的变压器的损耗常常不能忽略不计；考虑到这些损耗，则变压器副线圈两端的电压要小于理论值。即
由题意得
而表中数据
则接电源的是。
18．(1)180，3A；(2)1.64A
【详解】
(1)由11只并联的“36V，60W”的灯泡供电时，灯泡正常发光，可知
U2=36V
P2=660W
根据电压与匝数成正比得
根据输入功率等于输出功率可得
P2= P1=U1I1
代入数据解得
I1=3A
(2)当此变压器对6只并联的“36V，60W”的灯泡供电时，灯泡仍正常发光，可知：
U2=36V
P2=360W
根据输入功率等于输出功率可得
U1I1=P2
解得
I1=1.64A答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．理想变压器的原线圈接在的交流电源上，用多用电表测量副线圈两端的电压，已知原线圈与副线圈的匝数比为4：1，取，则下列说法正确的是（ ）
A．多用电表用直流电压挡，示数为 B．多用电表用直流电压挡，示数为
C．多用电表用交流电压挡，示数为 D．多用电表用交流电压挡，示数为
2．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．
3．如图所示，高铁的供电流程是将高压220kV或110kV经过牵引变电所进行变压，降至27.5kV，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得25kV的电力使高铁机车运行。若电网的电压为220kV，则牵引变电所的变压器原、副线圈的匝数比为（ ）
A．8∶1 B．4∶1 C．44∶5 D．22∶5
4．如图所示，理想变压器有三个线圈A、B、C，其中B、C的匝数分别为n2、n3，理想电压表的示数为U，理想电流表的示数为I，L1、L2是完全相同的灯泡，根据以上条件不能计算出的物理量是（忽略温度对电阻的影响）（ ）
A．线圈A的匝数
B．灯泡L2两端的电压
C．变压器的输入功率
D．通过灯泡L1的电流
5．如图所示，L1、L2、L3、L4、L5是五盏完全相同的灯泡，将它们如图接在变压器上后，均正常发光。则变压器原副线圈的匝数比n1:n2:n3为（ ）
A．1:2:1
B．2:1:2
C．4:2:1
D．4:1:2
6．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
7．如图所示，电路的输入端接入电压为220V的正弦交流电，开关S接1，当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，1min内滑动变阻器产生的热量为300J。若变压器损耗功率不计，二极管正向导能电阻不计，所有电表内阻影响不计，则下列判断正确的是（ ）
A．此时电压表的读数为5V
B．原、副线圈中的匝数之比为22∶1
C．若只将S从1拨到2，电流表示数增大
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数增大
8．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，a、b之间接输出电压有效值恒定的正弦交流电源，电路中电阻的阻值均为R。当开关S断开时，电路消耗总功率为P，则当S闭合时，电路总功率为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．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
10．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
11．如图是家电漏电触电保护器原理简图，口字形铁芯上绕有三组线圈A、B、C，A、B为火线和地线双线并绕，电器正常工作时A、B线圈中电流等大反向，线圈和铁芯中磁感应强度为零，保护器两端电压为零；负载电阻a端接火线线圈A，发生漏电或触电事故时相当于负载电阻接地，B线圈（地线）电流小于A线圈电流或为零，交变电流在A线圈及铁芯中产生磁场，使A、C相当于变压器原、副线圈工作，通过保护器的电流启动保护模式—断开火线开关S。已知人体安全电流I0≤10mA，保护器启动电流为25mA，变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．保护器启动必须设置在A、B线圈电流差值远大于10mA时启动
B．人体接触负载电阻的a端比接触b端更危险
C．线圈A、C的匝数比应该大于或等于5：2
D．负载电阻电压是保护器两端的2.5倍
12．国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220sin100πt（V），电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是（ ）
A．输入电压有效值为220V，电流频率为50Hz
B．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
13．如图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表．若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（ ）
A．电流表的示数为2A
B．原，副线圈匝数比为4：1
C．电压表的示数为电压的有效值
D．原线圈中交变电压的频率为100Hz
14．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD间加上正弦交流电压，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压。在输出端MN连接了定值电阻R1、R2，滑动变阻器R3，理想交流电流表和电压表，则下列判断正确的是（ ）
A．当P不动，滑动变阻器触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数不变
B．当P不动，滑动变阻器触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小
C．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
D．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小
15．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．当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出
三、实验题
16．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中：
（1）为了确保实验的安全，下列做法正确的是________。
A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
B．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源
C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（2）某实验小组通过实验，记录的数据如下表：
原线圈匝数n1（匝） 100 200 400 400
副线圈匝数n2（匝） 400 400 200 800
原线圈两端的电压U1（V） 1.96 4.90 8.00 4.86
副线圈两端的电压U2（V） 7.80 9.76 3.90 9.64
通过分析实验数据可得出的实验结论是__________________。
（3）一次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为400匝和200匝，测得的电压分别为8.00V和3.90V，电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是____________（至少说出两个原因）。
四、解答题
17．某同学想用220V交变电流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交变电流变直流的整流器。但是这个整流器需要用6V的交变电流电源。于是他又添置了一个的变压器，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。他不知道如何接法，也没有相应的说明书。
（1）请帮助该同学判断ad端是接220V还是6V。为什么？
（2）为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数匝和匝的一个变压器重新接入电源。测量结果记录如表所示，则接电源的是端还是端？为什么？
18．有一台理想变压器，其原线圈的匝数匝，接在电压为的交流电源上。现用该变压器给11盏并联的标有“”字样的灯泡供电，能使这些灯泡正常发光。
（1）该变压器副线圈的匝数和原线圈中的电流分别是多少？
（2）若关闭5盏灯泡，则原线圈中的电流是多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．D
【详解】
变压器原线圈的电压为
由变压器的电压与匝数关系式
可得
原线圈接入的是正弦交流电，且变压器只能改变交流电压，故测量副线圈两端的电压用的是多用电表用交流电压挡，示数为。
故选D。
2．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．A
【详解】
根据变压器的变压比
可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
4．A
【详解】
由题意知线圈B两端的电压为U，设线圈C两端的电压为UC，则
所以
即可以求得灯泡L2两端的电压，通过L2的电流为I，则可以求出L2的电阻和灯泡L2的功率；L2与L1的电阻相同，灯L1的两端的电压为U，所以可求出通过L1的电流和灯泡L1的功率，变压器总的输出功率等于灯泡L1的功率和灯泡L2的功率，它也等于变压器的输入功率；根据题意无法求出线圈A的匝数。
故选A。
5．D
【详解】
设灯泡正常发光时两端的电压为U，根据
即
灯泡正常发光，设通过的电流为I，则原线圈电流
副线圈2的电流
副线圈3的电流
根据输入功率等于输出功率知
即
解得
所以
故选D。
6．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。
7．B
【详解】
A．当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，1min内滑动变阻器产生的热量为300J，由焦耳定律可得
代入数据解得
即此时电压表的读数为，A错误；
B．由于二极管的单向导电性，经过变压器后的交变电压有一半波形无法经过二极管，设变压器副线圈两端电压的有效值为U2，由电流的热效应可得
解得
由变压器电压与匝数关系式
可得原、副线圈中的匝数之比为22∶1，B正确；
C．若只将S从1拨到2，原线圈匝数n1增大，可知U2减小，负载不变的情况下，I2减小，由
可知，电流表示数I1减小，C错误；
D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，负载电阻增大，副线圈电流I2减小，则电流表示数I1减小，电压表示数取决于变压器的输入电压及匝数比，故保持不变，D错误。
故选B。
8．D
【详解】
将变压器和右侧的两个电阻一起等效为一个电阻，则
S断开时有
S闭合时有
则有
可得
故选D。
9．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。
10．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。
11．BC
【详解】
A．因人体安全电流I0≤10mA，则保护器启动必须设置在A、B线圈电流差值小于10mA时启动，选项A错误；
B．人体接触负载电阻的a端时，人体直接接触火线，则人体接触负载电阻的a端比接触b端更危险，选项B正确；
C．当线圈A中电流为10mA时，若保护器中的电流为25mA，则线圈A、C的匝数比
则线圈A、C的匝数比应该大于或等于5：2，选项C正确；
D．若A线圈中的电流达到10mA，保护器上的电流达到25mA时，根据
此时负载电阻电压是保护器两端的2.5倍，因AC两线圈匝数关系不确定，则负载电阻电压不一定是保护器两端的2.5倍，选项D错误。
故选BC。
12．AD
【详解】
A．输入电压有效值为
U1＝V＝220V
由输入电压瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100πrad/s，电流频率为
故A正确；
BC．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由
可知U2不变，即电压表V2的示数不变，所以电流表A2的示数变大，故BC错误；
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V2的示数减小，根据
知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知
P1＝U1I1
减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确。
故选AD。
13．AC
【详解】
A．根据电路图可知，电阻R的电压为110V，电阻为55Ω，所以电阻R的电流
所以电流表的示数为2A，故A正确；
B．由图可知，输入的电压的有效值为
电压表的示数为110V，即为输出的电压，根据电压与匝数成正比可得匝数比为
2：1，故B错误；
C．电压表、电流表等的读数都是有效值，故C正确；
D．经过变压器前后电压的频率是不变的，根据图象可知，输出电压的频率为
故D错误。
故选AC。
14．BC
【详解】
A．当P不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则MN两端的电压不变，当将触头向上滑动时，连入电路的电阻的阻值变大，因而总电流变小，R1的电压变小，并联支路的电压变大，即电压表的读数变大，则通过R2的电流变大，所以流过滑动变阻器的电流变小，即电流表的读数变小，故A错误；
B．当P不动，即保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则MN两端的电压不变，当将触头向下滑动时，连入电路的电阻的阻值变小，因而总电流变大，R1的电压变大，并联支路的电压变小，即电压表的读数变小，则通过R2的电流变小，流过滑动变阻器的电流变大，即电流表的读数变大，故B正确；
C．当R3不变，即保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿顺时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数减小，则MN两端的电压减小，总电流减小，滑动变阻器两端的电压将变小，电压表的读数变小，电流表的读数变小，故C正确；
D．当R3不变，即保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将P沿逆时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增大，则MN两端的电压增大，总电流增大，滑动变阻器两端的电压将变大，电压表的读数变大，电流表的读数变大，故D错误。
故选BC。
15．ACD
【详解】
A．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；
B．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；
C．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流电的频率相同，等于不同，故C正确；
D．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，故D正确。
故选ACD。
16．D 在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比 有漏磁、铁芯发热、导线发热等
【详解】
（1）A．变压器的工作原理是电磁感应，原线圈两端应接交流电，为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压应不超过12V，A错误；
BC．连接好电路后，要先检查电路是否正确，然后再接通电源，通电时，若用手接触裸露的导线、接线柱，这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，也不符合用电安全规范，BC错误；
D．为了多用电表的安全，使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，D正确。
故选D。
（2）通过分析实验数据可得出的实验结论是：在误差允许的范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比，即有
＝
（3）电压之比与匝数之比并不相等，主要原因是变压器不是理想变压器，有漏磁、铁芯发热、导线发热等能量损耗，使副线圈两端电压偏低。
17．(1)6V，见解析；(2)，见解析
【详解】
(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ad接6V，bc接220V。
(2)理想变压器是忽略变压器的铜损、铁损与磁损的，但一些小型的变压器的损耗常常不能忽略不计；考虑到这些损耗，则变压器副线圈两端的电压要小于理论值。即
由题意得
而表中数据
则接电源的是。
18．(1)180，3A；(2)1.64A
【详解】
(1)由11只并联的“36V，60W”的灯泡供电时，灯泡正常发光，可知
U2=36V
P2=660W
根据电压与匝数成正比得
根据输入功率等于输出功率可得
P2= P1=U1I1
代入数据解得
I1=3A
(2)当此变压器对6只并联的“36V，60W”的灯泡供电时，灯泡仍正常发光，可知：
U2=36V
P2=360W
根据输入功率等于输出功率可得
U1I1=P2
解得
I1=1.64A答案第1页，共2页
答案第1页，共2页