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 同步培优练习题（word版含答案）
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 同步培优练习题（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 183.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-24 11:53:06 | ||
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文档简介
3.3 变压器
一、单选题
1．利用理想变压器，给负载R供电，用下列方法可增加变压器的输出功率的是（ ）
A．减少副线圈的匝数 B．增加原线圈的匝数
C．减少负载电阻R的值 D．增加负载电阻R的值
2．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电压变为22V，已知变压器原线圈匝数为1000，则副线圈匝数为( )
A．50 B．100
C．500 D．2000
3．如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V、电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为( )
A．2.2×103W B．2.2×10－2W C．2.2×108W D．2.2×104W
4．如图是某手机的充电器，将它接到220V的市电上能给手机提供5V的充电电压，说明该充电器内的变压器能够
A．升高交流电压 B．降低交流电压 C．升高直流电压 D．降低直流电压
5．关于理想变压器工作时，下列说法不正确的是（ ）
A．原线圈的输入功率决定于副线圈的输出功率
B．原线圈中的输入电流随副线圈中输出电流的增大而增大
C．若原线圈两端接电压恒定的直流电源，则副线圈的输出电压一定为零
D．当原线圈的匝数增加时，副线圈的输出电压将增大
6．下列示意图，变压器可以将电压升高并能给电灯供电的是（ ）
A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图
7．理想变压器的原、副线圈匝数为n1和n2，电流为I1和I2,电压为U1和U2,功率为P1和P2,下面关系正确的是( )
A． B． C． D．
8．一变压器原线圈100匝,副线圈200匝,在原线圈加10 V直流电压( )
A．副线圈两端电压为20 V
B．副线圈两端电压为5 V
C．副线圈两端电压为0 V
D．以上说法都不对
9．一理想变压器原 副线圈匝数比n1：n2=11：5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10 Ω的电阻.则( )
A．流过电阻的电流是20 A
B．与电阻并联的电压表的示数是100V
C．经过1分钟电阻发出的热量是6×103J
D．变压器的输入功率是1×103W
10．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为，当输入电压增加20V时，输出电压（ ）
A．增加200V B．增加2V C．降低200V D．降低2V
二、多选题
11．某交流电电路中，有一正工作的变压器，它的原线圈匝数n1=600匝，电源电压为U1=220V，原线圈串联一个0.2A的保险丝，副线圈n2=120匝，为保证保险丝不烧断，则（ ）
A．负载功率不能超过44W B．副线圈电流最大值不能超过1A
C．副线圈电流有效值不能超过1A D．副线圈电流有效值不能超过
12．如下图所示，某变压器有两个线圈，如果把它当作降压变压器，则 （ ）
A．线圈L1接电源
B．线圈L2接电源
C．原副线圈电压之比5∶1
D．原副线圈电压之比1∶5
13．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R = 55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是
A．电流表的读数为1.00 A
B．电流表的读数为2.00A
C．电压表的读数为110V
D．电压表的读数为155V
三、填空题
14．如图是调压变压器的原理图，当变压器接入0-220V交流时，通过调压可得0-250V交流，则电源应接在变压器两个接线柱上，用电器应接在________（“ab”或“cd”）两个接线柱上，这时将变压器的旋转滑动触头向____________（“顺时针”或“逆时针”）方向旋转，输出电压将升高．
15．变压器原线圈应该与_______电源相连 (选填“直流”、“交流”).如果原线圈两端的电压为220V，匝数为110匝，副线圈的匝数为22匝，则副线圈两端的电压是______V.
四、实验题
五、解答题
16．一个理想变压器的初级线圈匝数为220匝，次级线圈匝数为36匝，初级线圈接在交流电源上，电压的瞬时值表达式为，次级线圈只接了一盏电阻恒定为36Ω的电灯，求：
（1）变压器次级线圈输出电压的有效值
（2）变压器的输出功率
（3）变压器初级线圈中的电流
17．一变压器原线圈匝数n1=1 000匝,副线圈匝数n2=20匝,原线圈所加交流电源电压U1=500 V.求副线圈两端的电压.
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
原副线圈电压之比等于匝数之比，只减小副线圈的匝数，则副线圈的电压减小，根据，所以副线圈的功率减小，则变压器输出功率减小，故A错误；原副线圈电压之比等于匝数之比，只增加原线圈的匝数，则副线圈的电压减小，根据，所以副线圈的功率减小，则变压器输出功率减小，故B错误；减小负载的电阻值，其余保持不变，副线圈的电压不变，根据，所以副线圈的功率增大，则变压器输出功率增大，故C正确；增加负载的电阻值，其余保持不变，副线圈的电压不变，根据，所以副线圈的功率减小，则变压器输出功率减小，故D错误．所以C正确，ABD错误．
2．B
【详解】
根据理想变压器原副线圈匝数比等于电压比得
变压器能将220V交变电流改变为22V，原线圈匝数n1=1000，副线圈匝数n2。则
n2=匝=100匝
故B正确，ACD错误。
故选B。
3．C
【详解】
由图可知，甲并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比，故U=220×1000=220000V；乙串联在电路中是电流互感器，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，故电流I=10×100=1000A；则输电功率P=UI=2.2×105×1000=2.2×108W，故C正确，ABD错误．
4．B
【详解】
将充电器接到220V的市电上能给手机提供5V的充电电压，则说明充电器有降低电压的作用，故选B.
5．D
【详解】
原线圈的输入功率决定于副线圈的输出功率，选项A正确； 原线圈中的输入电流随副线圈中输出电流的增大而增大，选项B正确；变压器只能改变交流电压，故若原线圈两端接电压恒定的直流电源，则副线圈的输出电压一定为零，选项C错误；根据，则当原线圈的匝数增加时，副线圈的输出电压将减小，选项D错误；此题选择错误的选项，故选D.
6．C
【详解】
A. 甲图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；
B. 乙图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B错误；
C. 丙图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C正确；
D. 丁图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故D错误；
故选C.
点睛：理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势．而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势．变压器的电压比为：原副线圈电压与匝数成正比．变压器无法改变直流电的电压．
7．A
【解析】理想变压器中原副线圈的电压满足： ；理想变压器中不考虑铜损和铁损，输出功率等于输入功率，即P1=P2，则U1I1=U2I2，即n1I1=n2I2，故选A.
8．C
【解析】在原线圈一侧加上直流电压,产生的电流的磁场是恒定不变的，即穿过副线圈的磁通量不变，不会产生感应电动势，选项C正确.
9．D
【详解】
AB．由图象可知，原线圈中电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，与电阻并联的电压表的示数是100V，流过电阻的电流
所以AB错误；
C．由
所以经过60s电阻发出的热量是60000J，所以C错误；
D.由图象可知，原线圈中电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，副线圈的电阻为10Ω，所以输出功率
输入功率等于输出功率，所以D正确．
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
根据
得
即
解得
即输出电压增加2V，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．AC
【详解】
原、副线圈的匝数分别为匝、匝，所以副线圈电压是，根据电流与匝数反比，副线圈允许的最大电流为，所以负载功率不能超过P=UI=44×1=44W，故AC正确，BD错误；故选AC．
【点睛】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，结合保险丝得额定电流计算出副线圈中允许的最大电流和功率．
12．AC
【解析】
A、如果把它当作降压器，则原线圈的匝数应比副线圈匝数多，所以L1接电源，A正确、B错误；
C、根据原副线圈电压比等于匝数比：U1/U2=n1/n2=5500/1100=5，C正确、D错误．
故选AC．
13．AC
【详解】
CD．原线圈电压有效值U1=220V，根据原副线圈匝数比为2:1可知次级电压为U2=110V，则电压表的读数为110V，选项C正确，D错误；
AB．根据变压器输入功率等于输出功率，即
解得I1=1.00A，选项A正确，B错误；
故选AC.
14．ab 顺时针
【详解】
根据变压器原理可知，原线圈电压低，应接匝数较小的cd端，用电器应接ab端；因为电压和匝数成正比，所以输出电压升高，应降低原线圈的匝数，所以应该顺时针旋转．
15．交流 44
【详解】
试题分析：变压器原线圈应该与交流电源相连，根据，得
故答案为交流，44.
16．(1)36V(2)36W (3)0.16A
【详解】
试题分析：（1）根据题意求出原线圈电压的有效值，根据求出副线圈电压的有效值；（2）根据求变压器的输出功率；（3）根据变压器输入功率等于输出功率和P=UI，求解初级线圈的电流．
（1）由题知，初级线圈电压的有效值为
根据，解得：
（2）变压器的输出功率为
（3）根据，解得：
【点睛】解决本题的关键：1、是掌握正弦式交流电有效值与最大值的关系，即；2、是掌握变压器原、副线圈电压与匝数的关系，变压器输入功率与输出功率的关系．
17．10 V
【解析】由理想变压器的变压比：可得，
点睛：理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定.答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．利用理想变压器，给负载R供电，用下列方法可增加变压器的输出功率的是（ ）
A．减少副线圈的匝数 B．增加原线圈的匝数
C．减少负载电阻R的值 D．增加负载电阻R的值
2．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电压变为22V，已知变压器原线圈匝数为1000，则副线圈匝数为( )
A．50 B．100
C．500 D．2000
3．如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V、电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为( )
A．2.2×103W B．2.2×10－2W C．2.2×108W D．2.2×104W
4．如图是某手机的充电器，将它接到220V的市电上能给手机提供5V的充电电压，说明该充电器内的变压器能够
A．升高交流电压 B．降低交流电压 C．升高直流电压 D．降低直流电压
5．关于理想变压器工作时，下列说法不正确的是（ ）
A．原线圈的输入功率决定于副线圈的输出功率
B．原线圈中的输入电流随副线圈中输出电流的增大而增大
C．若原线圈两端接电压恒定的直流电源，则副线圈的输出电压一定为零
D．当原线圈的匝数增加时，副线圈的输出电压将增大
6．下列示意图，变压器可以将电压升高并能给电灯供电的是（ ）
A．甲图 B．乙图 C．丙图 D．丁图
7．理想变压器的原、副线圈匝数为n1和n2，电流为I1和I2,电压为U1和U2,功率为P1和P2,下面关系正确的是( )
A． B． C． D．
8．一变压器原线圈100匝,副线圈200匝,在原线圈加10 V直流电压( )
A．副线圈两端电压为20 V
B．副线圈两端电压为5 V
C．副线圈两端电压为0 V
D．以上说法都不对
9．一理想变压器原 副线圈匝数比n1：n2=11：5.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示.副线圈仅接入一个10 Ω的电阻.则( )
A．流过电阻的电流是20 A
B．与电阻并联的电压表的示数是100V
C．经过1分钟电阻发出的热量是6×103J
D．变压器的输入功率是1×103W
10．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为，当输入电压增加20V时，输出电压（ ）
A．增加200V B．增加2V C．降低200V D．降低2V
二、多选题
11．某交流电电路中，有一正工作的变压器，它的原线圈匝数n1=600匝，电源电压为U1=220V，原线圈串联一个0.2A的保险丝，副线圈n2=120匝，为保证保险丝不烧断，则（ ）
A．负载功率不能超过44W B．副线圈电流最大值不能超过1A
C．副线圈电流有效值不能超过1A D．副线圈电流有效值不能超过
12．如下图所示，某变压器有两个线圈，如果把它当作降压变压器，则 （ ）
A．线圈L1接电源
B．线圈L2接电源
C．原副线圈电压之比5∶1
D．原副线圈电压之比1∶5
13．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R = 55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是
A．电流表的读数为1.00 A
B．电流表的读数为2.00A
C．电压表的读数为110V
D．电压表的读数为155V
三、填空题
14．如图是调压变压器的原理图，当变压器接入0-220V交流时，通过调压可得0-250V交流，则电源应接在变压器两个接线柱上，用电器应接在________（“ab”或“cd”）两个接线柱上，这时将变压器的旋转滑动触头向____________（“顺时针”或“逆时针”）方向旋转，输出电压将升高．
15．变压器原线圈应该与_______电源相连 (选填“直流”、“交流”).如果原线圈两端的电压为220V，匝数为110匝，副线圈的匝数为22匝，则副线圈两端的电压是______V.
四、实验题
五、解答题
16．一个理想变压器的初级线圈匝数为220匝，次级线圈匝数为36匝，初级线圈接在交流电源上，电压的瞬时值表达式为，次级线圈只接了一盏电阻恒定为36Ω的电灯，求：
（1）变压器次级线圈输出电压的有效值
（2）变压器的输出功率
（3）变压器初级线圈中的电流
17．一变压器原线圈匝数n1=1 000匝,副线圈匝数n2=20匝,原线圈所加交流电源电压U1=500 V.求副线圈两端的电压.
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
原副线圈电压之比等于匝数之比，只减小副线圈的匝数，则副线圈的电压减小，根据，所以副线圈的功率减小，则变压器输出功率减小，故A错误；原副线圈电压之比等于匝数之比，只增加原线圈的匝数，则副线圈的电压减小，根据，所以副线圈的功率减小，则变压器输出功率减小，故B错误；减小负载的电阻值，其余保持不变，副线圈的电压不变，根据，所以副线圈的功率增大，则变压器输出功率增大，故C正确；增加负载的电阻值，其余保持不变，副线圈的电压不变，根据，所以副线圈的功率减小，则变压器输出功率减小，故D错误．所以C正确，ABD错误．
2．B
【详解】
根据理想变压器原副线圈匝数比等于电压比得
变压器能将220V交变电流改变为22V，原线圈匝数n1=1000，副线圈匝数n2。则
n2=匝=100匝
故B正确，ACD错误。
故选B。
3．C
【详解】
由图可知，甲并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比，故U=220×1000=220000V；乙串联在电路中是电流互感器，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，故电流I=10×100=1000A；则输电功率P=UI=2.2×105×1000=2.2×108W，故C正确，ABD错误．
4．B
【详解】
将充电器接到220V的市电上能给手机提供5V的充电电压，则说明充电器有降低电压的作用，故选B.
5．D
【详解】
原线圈的输入功率决定于副线圈的输出功率，选项A正确； 原线圈中的输入电流随副线圈中输出电流的增大而增大，选项B正确；变压器只能改变交流电压，故若原线圈两端接电压恒定的直流电源，则副线圈的输出电压一定为零，选项C错误；根据，则当原线圈的匝数增加时，副线圈的输出电压将减小，选项D错误；此题选择错误的选项，故选D.
6．C
【详解】
A. 甲图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；
B. 乙图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B错误；
C. 丙图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C正确；
D. 丁图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故D错误；
故选C.
点睛：理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势．而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势．变压器的电压比为：原副线圈电压与匝数成正比．变压器无法改变直流电的电压．
7．A
【解析】理想变压器中原副线圈的电压满足： ；理想变压器中不考虑铜损和铁损，输出功率等于输入功率，即P1=P2，则U1I1=U2I2，即n1I1=n2I2，故选A.
8．C
【解析】在原线圈一侧加上直流电压,产生的电流的磁场是恒定不变的，即穿过副线圈的磁通量不变，不会产生感应电动势，选项C正确.
9．D
【详解】
AB．由图象可知，原线圈中电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，与电阻并联的电压表的示数是100V，流过电阻的电流
所以AB错误；
C．由
所以经过60s电阻发出的热量是60000J，所以C错误；
D.由图象可知，原线圈中电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，副线圈的电阻为10Ω，所以输出功率
输入功率等于输出功率，所以D正确．
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
根据
得
即
解得
即输出电压增加2V，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．AC
【详解】
原、副线圈的匝数分别为匝、匝，所以副线圈电压是，根据电流与匝数反比，副线圈允许的最大电流为，所以负载功率不能超过P=UI=44×1=44W，故AC正确，BD错误；故选AC．
【点睛】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，结合保险丝得额定电流计算出副线圈中允许的最大电流和功率．
12．AC
【解析】
A、如果把它当作降压器，则原线圈的匝数应比副线圈匝数多，所以L1接电源，A正确、B错误；
C、根据原副线圈电压比等于匝数比：U1/U2=n1/n2=5500/1100=5，C正确、D错误．
故选AC．
13．AC
【详解】
CD．原线圈电压有效值U1=220V，根据原副线圈匝数比为2:1可知次级电压为U2=110V，则电压表的读数为110V，选项C正确，D错误；
AB．根据变压器输入功率等于输出功率，即
解得I1=1.00A，选项A正确，B错误；
故选AC.
14．ab 顺时针
【详解】
根据变压器原理可知，原线圈电压低，应接匝数较小的cd端，用电器应接ab端；因为电压和匝数成正比，所以输出电压升高，应降低原线圈的匝数，所以应该顺时针旋转．
15．交流 44
【详解】
试题分析：变压器原线圈应该与交流电源相连，根据，得
故答案为交流，44.
16．(1)36V(2)36W (3)0.16A
【详解】
试题分析：（1）根据题意求出原线圈电压的有效值，根据求出副线圈电压的有效值；（2）根据求变压器的输出功率；（3）根据变压器输入功率等于输出功率和P=UI，求解初级线圈的电流．
（1）由题知，初级线圈电压的有效值为
根据，解得：
（2）变压器的输出功率为
（3）根据，解得：
【点睛】解决本题的关键：1、是掌握正弦式交流电有效值与最大值的关系，即；2、是掌握变压器原、副线圈电压与匝数的关系，变压器输入功率与输出功率的关系．
17．10 V
【解析】由理想变压器的变压比：可得，
点睛：理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定.答案第1页，共2页
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