3.3 变压器 基础（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.3 变压器 基础（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 300.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-22 07:58:51 | ||
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文档简介
3.3 变压器 基础
一、单项选择题（共8小题；共32分）
1. 如图所示理想变压器原、副线圈匝数比 ，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻 相连组成闭合回路，当直导线 在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表 的读数是 ，那么电流表 的读数为
A. B.
C. D. 与 值大小有关
2. 一输入电压为 ，输出电压为 的变压器副线圈烧坏。为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了 匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为 ，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为
A. ， B. ， C. ， D. ，
3. 图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头 ，使输出电压有效值由 降至 。调节前后
A. 副线圈中的电流比为 B. 副线圈输出功率比为
C. 副线圈的接入匝数比为 D. 原线圈输入功率比为
4. 一理想变压器原、副线圈匝数比为 ，加在原线圈两端电压的变化规律是 ，副线圈所接的负载电阻 ，所接电流表、电压表均为理想电表。则
A. 电压表示数为
B. 电流表示数为
C. 副线圈中交流电的频率为
D. 变压器输入、输出功率之比为
5. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 ， 是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，从某时刻开始在原线圈 、 两端加上 的交变电压，开始时单刀双掷开关与 连接，下列说法中正确的是
A. 时， 间电压的瞬时值为
B. 时，电压表的示数为
C. 若将滑动变阻器的滑片向上移，电压表和电流表的示数都变大
D. 当单刀双掷开关由 拨向 后，电压表示数变大电流表示数变小
6. 如图所示，一交变电流通过理想变压器变压后对用电器 供电，该用电器正常工作。已知交变电流的电压随时间变化关系为 （），副线圈与用电器之间导线的总电阻 ，用电器铭牌上标有“，”字样。下列说法正确的是
A. 交变电压的频率为 B. 变压器的输入功率为
C. 原线圈中电流的有效值为 D. 原、副线圈的匝数比为
7. 理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为 ，如图乙所示，定值电阻 ，滑动变阻器 的阻值变化范围为 ，下列说法中正确的是
A. 变压器输出电压的频率为
B. 电压表的示数为
C. 当滑动变阻器阻值减小时，变压器输入功率变大
D. 当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为
8. 如图所示， 是一小型理想变压器，接线柱 、 接在电压 的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 为用半导体热敏材料制成的传感器（当温度升高时， 的阻值变小 ），电流表 为值班室的显示器，显示通过 的电流，电压表 显示加在报警器上的电压（报警器未画出）， 为一定值电阻。当传感器 所在处出现火警时，以下说法中正确的是
A. 的示数不变， 的示数增大 B. 的示数不变， 的示数减小
C. 的示数增大， 的示数增大 D. 消耗的电功率变小
二、双项选择题（共2小题；共8分）
9. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头 来调节，在副线圈两端连接了定值电阻 和滑动变阻器 ， 为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为 的正弦交流电，则
A. 保持 的位置不动，将 向上滑动时，电流表读数变大
B. 保持 的位置不动，将 向上滑动时，电流表读数变小
C. 保持 的位置不动，将 向上滑动时，电流表读数变大
D. 保持 的位置不动，将 向上滑动时，电流表读数变小
10. 如图所示为某款电吹风的电路图，图中理想变压器的两线圈匝数分别为 和 ， 、 、 、 为四个固定触点，可动的扇形金属片 可同时接触两个触点。触片 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态，其各项参数如下表所示。关于该款电吹风，下列说法中正确的是
A. 小风扇线圈电阻为
B. 电热丝正常工作时电流为
C. 变压器两线圈的匝数比
D. 触片 与触点 、 接触时，电吹风吹热风
三、多项选择题（共1小题；共4分）
11. 对于理想变压器，下列说法中正确的是 .
A. 原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大
B. 原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大
C. 原线圈的电压，不随副线圈的输出电流变化而变化
D. 当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零
四、解答题（共2小题；共26分）
12. 如图所示，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在 的市电上，向额定电压为 的霓虹灯供电，使它正常发光。为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过 时，熔丝就熔断。
（1）熔丝的熔断电流是多大
（2）当副线圈电路中电流为 时，变压器的输入功率是多大
13. 如图所示是电饭堡的电路图， 是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（）时会自动断开， 是一个自动温控开关，当温度低于约 时会自动闭合，温度高 时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，限流电阻 ，加热电阻丝 ，两灯电阻不计。
（1）据电路分析，叙述电饭堡煮饭的全过程（包括加热和保温过程）。
（2）简要回答，如果不闭合开关 ，电饭堡能将饭煮熟吗
（3）计算加热和保温两种状态下，电饭堡的消耗功率之比。
五、实验题（共1小题；共6分）
14. 在探究变压器原、副线圈电压与匝数关系实验中：
（1）用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是 。
A.原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡
D.原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡
（2）实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压：再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压。并将相应数据记入表格中。上述探究中采用的实验方法是 （选填“控制变量法”或“理想化实验法”）
（3）一位同学实验时，选择的原线圈为 匝，副线圈为 匝，原线圈所接学生电源为“”挡位，测得副线圈的电压为 ，则下列叙述中最有可能符合实际情况的一项是 。
A.变压器铁芯没有闭合
B.原线圈实际匝数与标注“”不符，应大于 匝
C.副线圈实际匝数与标注“”不符，应小于 匝
D.学生电源实际输出电压大于标注的“”
答案
第一部分
1. A
【解析】导线 匀速运动切割磁感线，只能产生恒定大小和方向的电流，铁芯中的磁通量没有改变，因此次级线圈上的电压为零。
2. B
【解析】对新绕线的理想变压器分析，根据变压比公式得 。对变压器烧坏前分析，，B 正确。
3. C
【解析】电阻丝的阻值 可认为不变，由欧姆定律 可知副线圈中的电流取决于副线圈的输出电压，故调节前后副线圈中电流之比为 ，A 错误；
再由 或 可知副线的输出功率之比应为 ，B 错误；
而理想变压器输入功率的总是等于输出功率，故原线圈的输入功率之比也为 ，D 错误；
因原线圈的输入电压 ，匝数 恒定，故由电压关系 可知副线圈的接入匝数比为 ，C 正确。
4. A
5. B
【解析】当 时， ，A 错误；原线圈两端电压有效值为 ，由 得 ，故B正确；滑片上移，电阻变小，副线圈的电压有匝数和输入电压决定，故电压表示数不变，电流表变大，C错误；当单刀双掷开关由 拨向 ， 变小，电流表和电压表示数都变大，故D错误.
6. D
【解析】A．由表达式知交变电压的频率
故A错误；
B．副线圈中电流的有效值为
变压器的输入功率等于输出功率，即为
故B错误；
CD．原线圈电压有效值为
用电器的额定电压为 ，电阻 两端的电压
所以变压器的输出电压
根据电压与匝数成正比得原副线圈的匝数比为
根据电流与匝数成反比得
代入得
故C错误D正确。
7. C
【解析】变压器不改变交变电流的频率，由图象可知，交流电的周期为 ，所以交流电的频率为 ，错误；电压表的示数为副线圈输出电压的有效值，由图甲可知，原线圈输入电压的有效值为 ，由 可得 ，错误；当滑动变阻器的阻值减小时，副线圈的电压不变，所以电路消耗的功率将变大，变压器的输出功率增加，输入功率增加，正确；当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为 ，错误。
8. B
第二部分
9. C， B
【解析】保持 位置不动，则副线圈两端电压 不变， 向上滑动，则 增大，副线圈电流 减小，由 ，可知 减小，电流表读数减小，A 错误，B 正确。
保持 位置不动，则 不变， 向上滑动， 变大，根据 ，得， 增大，由 ，知 增大，由 ， 不变，知 增大，电流表读数变大，所以 C 正确， D 错误。
故选 B、C。
10. A， B
【解析】小风扇自然风时只有电扇工作，功率为 ，额定电压为 ，由 得 ，而机械功率是 ，则热功率为 ，由热功率 得 ，A正确；
只接小风扇时（ 、 连接），额定电压为 ，而输入电压为 ，则变压器匝数之比为 ，C错误；
电热丝工作时输入功率为 ，而自然风功率为 ，则 为热功率，电压为 ，则由 得电流为 ，B正确；
触点与 、 接触时，电热丝未接入，只有 、 接入时电热丝与风扇同时工作吹热风，D错误。
第三部分
11. A， B， C
第四部分
12. （1）
【解析】设原、副线圈上的电压、电流分别为 、 、 、
根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有
当 时， 即为熔断电流，代入数据，得 。
（2）
【解析】设副线圈中电流为 时，变压器的输入功率为 ，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有
，代入数据，得 。
13. （1） 略（提示： 或 闭合时，黄灯、 支路短路， 、红灯、 工作，电饭堡加热，红灯灯亮，黄灯不亮； 、 都断开时，红灯、 串联后和 并联再和黄灯、 串联，都处于工作状态，但红灯的实际功率比黄灯小得多，黄灯亮红灯几乎不亮，电饭堡处于保温过程）
（2） 不能，因为只能将食物加热至
（3）
第五部分
14. （1） D
（2） 控制变量法
（3） D
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共8小题；共32分）
1. 如图所示理想变压器原、副线圈匝数比 ，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻 相连组成闭合回路，当直导线 在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，电流表 的读数是 ，那么电流表 的读数为
A. B.
C. D. 与 值大小有关
2. 一输入电压为 ，输出电压为 的变压器副线圈烧坏。为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了 匝线圈，如图所示，然后将原线圈接到 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为 ，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为
A. ， B. ， C. ， D. ，
3. 图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头 ，使输出电压有效值由 降至 。调节前后
A. 副线圈中的电流比为 B. 副线圈输出功率比为
C. 副线圈的接入匝数比为 D. 原线圈输入功率比为
4. 一理想变压器原、副线圈匝数比为 ，加在原线圈两端电压的变化规律是 ，副线圈所接的负载电阻 ，所接电流表、电压表均为理想电表。则
A. 电压表示数为
B. 电流表示数为
C. 副线圈中交流电的频率为
D. 变压器输入、输出功率之比为
5. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 ， 是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，从某时刻开始在原线圈 、 两端加上 的交变电压，开始时单刀双掷开关与 连接，下列说法中正确的是
A. 时， 间电压的瞬时值为
B. 时，电压表的示数为
C. 若将滑动变阻器的滑片向上移，电压表和电流表的示数都变大
D. 当单刀双掷开关由 拨向 后，电压表示数变大电流表示数变小
6. 如图所示，一交变电流通过理想变压器变压后对用电器 供电，该用电器正常工作。已知交变电流的电压随时间变化关系为 （），副线圈与用电器之间导线的总电阻 ，用电器铭牌上标有“，”字样。下列说法正确的是
A. 交变电压的频率为 B. 变压器的输入功率为
C. 原线圈中电流的有效值为 D. 原、副线圈的匝数比为
7. 理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为 ，如图乙所示，定值电阻 ，滑动变阻器 的阻值变化范围为 ，下列说法中正确的是
A. 变压器输出电压的频率为
B. 电压表的示数为
C. 当滑动变阻器阻值减小时，变压器输入功率变大
D. 当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为
8. 如图所示， 是一小型理想变压器，接线柱 、 接在电压 的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中 为用半导体热敏材料制成的传感器（当温度升高时， 的阻值变小 ），电流表 为值班室的显示器，显示通过 的电流，电压表 显示加在报警器上的电压（报警器未画出）， 为一定值电阻。当传感器 所在处出现火警时，以下说法中正确的是
A. 的示数不变， 的示数增大 B. 的示数不变， 的示数减小
C. 的示数增大， 的示数增大 D. 消耗的电功率变小
二、双项选择题（共2小题；共8分）
9. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头 来调节，在副线圈两端连接了定值电阻 和滑动变阻器 ， 为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为 的正弦交流电，则
A. 保持 的位置不动，将 向上滑动时，电流表读数变大
B. 保持 的位置不动，将 向上滑动时，电流表读数变小
C. 保持 的位置不动，将 向上滑动时，电流表读数变大
D. 保持 的位置不动，将 向上滑动时，电流表读数变小
10. 如图所示为某款电吹风的电路图，图中理想变压器的两线圈匝数分别为 和 ， 、 、 、 为四个固定触点，可动的扇形金属片 可同时接触两个触点。触片 处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹自然风三种不同的工作状态，其各项参数如下表所示。关于该款电吹风，下列说法中正确的是
A. 小风扇线圈电阻为
B. 电热丝正常工作时电流为
C. 变压器两线圈的匝数比
D. 触片 与触点 、 接触时，电吹风吹热风
三、多项选择题（共1小题；共4分）
11. 对于理想变压器，下列说法中正确的是 .
A. 原线圈的输入功率，随着副线圈的输出功率增大而增大
B. 原线圈的输入电流，随着副线圈的输出电流增大而增大
C. 原线圈的电压，不随副线圈的输出电流变化而变化
D. 当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零
四、解答题（共2小题；共26分）
12. 如图所示，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在 的市电上，向额定电压为 的霓虹灯供电，使它正常发光。为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过 时，熔丝就熔断。
（1）熔丝的熔断电流是多大
（2）当副线圈电路中电流为 时，变压器的输入功率是多大
13. 如图所示是电饭堡的电路图， 是一个限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点（）时会自动断开， 是一个自动温控开关，当温度低于约 时会自动闭合，温度高 时会自动断开，红灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯，限流电阻 ，加热电阻丝 ，两灯电阻不计。
（1）据电路分析，叙述电饭堡煮饭的全过程（包括加热和保温过程）。
（2）简要回答，如果不闭合开关 ，电饭堡能将饭煮熟吗
（3）计算加热和保温两种状态下，电饭堡的消耗功率之比。
五、实验题（共1小题；共6分）
14. 在探究变压器原、副线圈电压与匝数关系实验中：
（1）用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是 。
A.原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡
D.原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡
（2）实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压：再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压。并将相应数据记入表格中。上述探究中采用的实验方法是 （选填“控制变量法”或“理想化实验法”）
（3）一位同学实验时，选择的原线圈为 匝，副线圈为 匝，原线圈所接学生电源为“”挡位，测得副线圈的电压为 ，则下列叙述中最有可能符合实际情况的一项是 。
A.变压器铁芯没有闭合
B.原线圈实际匝数与标注“”不符，应大于 匝
C.副线圈实际匝数与标注“”不符，应小于 匝
D.学生电源实际输出电压大于标注的“”
答案
第一部分
1. A
【解析】导线 匀速运动切割磁感线，只能产生恒定大小和方向的电流，铁芯中的磁通量没有改变，因此次级线圈上的电压为零。
2. B
【解析】对新绕线的理想变压器分析，根据变压比公式得 。对变压器烧坏前分析，，B 正确。
3. C
【解析】电阻丝的阻值 可认为不变，由欧姆定律 可知副线圈中的电流取决于副线圈的输出电压，故调节前后副线圈中电流之比为 ，A 错误；
再由 或 可知副线的输出功率之比应为 ，B 错误；
而理想变压器输入功率的总是等于输出功率，故原线圈的输入功率之比也为 ，D 错误；
因原线圈的输入电压 ，匝数 恒定，故由电压关系 可知副线圈的接入匝数比为 ，C 正确。
4. A
5. B
【解析】当 时， ，A 错误；原线圈两端电压有效值为 ，由 得 ，故B正确；滑片上移，电阻变小，副线圈的电压有匝数和输入电压决定，故电压表示数不变，电流表变大，C错误；当单刀双掷开关由 拨向 ， 变小，电流表和电压表示数都变大，故D错误.
6. D
【解析】A．由表达式知交变电压的频率
故A错误；
B．副线圈中电流的有效值为
变压器的输入功率等于输出功率，即为
故B错误；
CD．原线圈电压有效值为
用电器的额定电压为 ，电阻 两端的电压
所以变压器的输出电压
根据电压与匝数成正比得原副线圈的匝数比为
根据电流与匝数成反比得
代入得
故C错误D正确。
7. C
【解析】变压器不改变交变电流的频率，由图象可知，交流电的周期为 ，所以交流电的频率为 ，错误；电压表的示数为副线圈输出电压的有效值，由图甲可知，原线圈输入电压的有效值为 ，由 可得 ，错误；当滑动变阻器的阻值减小时，副线圈的电压不变，所以电路消耗的功率将变大，变压器的输出功率增加，输入功率增加，正确；当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为 ，错误。
8. B
第二部分
9. C， B
【解析】保持 位置不动，则副线圈两端电压 不变， 向上滑动，则 增大，副线圈电流 减小，由 ，可知 减小，电流表读数减小，A 错误，B 正确。
保持 位置不动，则 不变， 向上滑动， 变大，根据 ，得， 增大，由 ，知 增大，由 ， 不变，知 增大，电流表读数变大，所以 C 正确， D 错误。
故选 B、C。
10. A， B
【解析】小风扇自然风时只有电扇工作，功率为 ，额定电压为 ，由 得 ，而机械功率是 ，则热功率为 ，由热功率 得 ，A正确；
只接小风扇时（ 、 连接），额定电压为 ，而输入电压为 ，则变压器匝数之比为 ，C错误；
电热丝工作时输入功率为 ，而自然风功率为 ，则 为热功率，电压为 ，则由 得电流为 ，B正确；
触点与 、 接触时，电热丝未接入，只有 、 接入时电热丝与风扇同时工作吹热风，D错误。
第三部分
11. A， B， C
第四部分
12. （1）
【解析】设原、副线圈上的电压、电流分别为 、 、 、
根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有
当 时， 即为熔断电流，代入数据，得 。
（2）
【解析】设副线圈中电流为 时，变压器的输入功率为 ，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有
，代入数据，得 。
13. （1） 略（提示： 或 闭合时，黄灯、 支路短路， 、红灯、 工作，电饭堡加热，红灯灯亮，黄灯不亮； 、 都断开时，红灯、 串联后和 并联再和黄灯、 串联，都处于工作状态，但红灯的实际功率比黄灯小得多，黄灯亮红灯几乎不亮，电饭堡处于保温过程）
（2） 不能，因为只能将食物加热至
（3）
第五部分
14. （1） D
（2） 控制变量法
（3） D
第1页（共1 页）