选修3-2 5.4 变压器 同步练习(word含答案)

选修3-2 5.4 变压器 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 一台理想降压变压器从的线路中降压并提供的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40：1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是　　
A. ，， B. 、，
C. ，， D. ，，
2. 如图所示，原、副线圈匝数比为 的理想变压器正常工作时，以下说法不正确的是
A. 原、副线圈磁通量之比为
B. 原、副线圈电流之比为
C. 输入功率和输出功率之比为
D. 原、副线圈磁通量变化率之比为
3. 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. ，
4. 某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，在实验时组装的变压器如图乙所示。在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为 匝和 匝，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为 和 ，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是
A. 原线圈的电阻过大 B. 副线圈的电阻太小
C. 副线圈的匝数太少 D. 没有将铁芯 安装在铁芯 上
5. 图 所示为可拆变压器的零部件，其中铁芯 可以安装在铁芯 的横梁上以形成闭合铁芯；原、副线圈的匝数分别为 和 ，将它们分别套在铁芯 的两臂上，则如图 所示。某同学为测量原线圈的电阻，将多用电表的欧姆挡调到合适挡位，用两表笔接触原线圈的两接线柱，等指针稳定后读数，读数完毕后将两表笔与接线柱脱开；之后使原线圈与正弦式交流电源相连，并测得原、副线圈的电压分别为 和 。下列说法正确的是
A. 两表笔与接线柱接触瞬间，有比稳定时更大的电流通过欧姆表
B. 两表笔与接线柱脱开瞬间，有比稳定时更大的电流流过原线圈
C. 若铁芯 没有安装在铁芯 上，
D. 无论铁芯 是否安装铁芯 上，
6. 某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，发现变压器两个线圈的导线粗细不同。该同学将原线圈接在学生电源上，分别测量原、副线圈的电压。下列说法中正确的是
A. 原线圈应接在学生电源直流电压输出端
B. 只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压
C. 只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压
D. 匝数较少的线圈应该使用较粗的导线
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 ， 是原线圈的中心接头，电压表 和电流表 均为理想电表，除滑动变阻器电阻 、定值电阻 以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈 、 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为 ．下列说法中正确的是
A. 时刻， 、 两点间的电压瞬时值为
B. 当单刀双掷开关与 连接时，电压表的示数为
C. 单刀双掷开关与 连接，在滑动变阻器滑片 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D. 当单刀双掷开关由 扳向 时，电压表和电流表的示数均变大
8. 如图所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数 ，接入交变电压为 的电路中，在两组副线圈上分别得到电压 、 。若在两副线圈上分别接上 、 的电阻，设此时原线圈的电流为 ，两副线圈的电流分别为 和 。下列关系中错误的有
A. 两副线圈的匝数分别为 ，
B. 、
C. 、
D.
9. 如图所示为理想变压器，原线圈的匝数为 匝，两个副线圈的匝数分别为 、 ， 是“”的小灯泡， 是“”的小灯泡，当原线圈两端接入交变电压时， 、 都正常发光，那么原线圈中的电流为
A. B. C. D.
10. 如图所示的理想变压器，变压器的输入电压 一定，原线圈匝数为 ，两个副线圈的匝数分别是 和 ，当把电热器接入 、 ，让 、 空载时，电流表读数是 ；当把同一电热器接入 、 ，而 、 空载时，电流表读数是 。则 等于
A. B. C. D.
二、填空题（共4小题；共24分）
11. 原始的电话将听筒和话筒串联成一个电路。当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，，， 为可变电阻。当 调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时 的阻值为 。
12. 一台理想变压器，其原线圈为 匝，副线圈为 匝，并接有一个 的负载电阻，如图所示。
（）当原线圈接在 直流电源上时，电压表示数为 ，电流表示数为 。
（）当原线圈接在 交流电源上时，电压表示数为 ，电流表示数为 。此时输入功率为 ，变压器效率为 。
13. 原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，，， 为可变电阻 ， 调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时 数值为
14. 如图所示为一理想自耦变压器，当它的滑片 向 方向移动时， 的位置不动，则交流电压表的示数将 ，交流电流表的示数将 ；若 的位置不动，滑动变阻器滑片 向上移动时，电压表示数将 ，电流表示数将 。（填“变大”“变小”或“不变”）
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，变压器原线圈输入电压为 ，副线圈输出电压为 ，两只灯泡的额定电压为 ， 的额定功率为 ， 的额定功率为 。试求：
（1）该变压器原、副线圈的匝数之比。
（2）两灯均正常工作时原线圈的电流以及只有 正常工作时原线圈中的电流。
16. 交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速转动。一小型发电机的线圈共 匝，线圈面积 ，线圈转动的频率为 ，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度 。如果用此发电机带动两台标有“”的电机正常工作，需在发电机的输出端 、 与电机之间接个理想变压器，电路如图所示。求：
（1）发电机的输出电压的有效值为多少
（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少
（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少
17. 图甲为一理想变压器， 为原线圈， 为副线圈， 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的 图象如图乙所示。若只在 间接一 只 的电阻，或只在 间接一只 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瞬时值 的表达式。
（2）求只在 间接 的电阻时原线圈中的电流 。
（3）求 和 间线圈的匝数比
答案
第一部分
1. A
【解析】【分析】理想变压器不消耗能量，原副线圈两端的电压之比等于匝数之比；电流之比等于匝数的反比；由可求得输出功率．
【解析】解：由题意可知，原线圈电压为；
副线圈两端的电流为；
由可得：
；
由可得：
；
输出功率；
故选：。
【点评】本题考查变压器的基本原理，注意题目出给出的电流为输出电流负载电流，而不是输入电流．
2. A
【解析】根据电磁感应原理可知，由原线圈绕组 交变电流产生的磁通量变化全部通过变压器的铁芯传给副线圈，所以原、副线圈磁通量之比为 ，故A错误。
电流与匝数成反比，所以原、副线圈电流之比为 ，故B正确。
变压器的原线圈和副线圈的功率是相同的，所以原、副线圈中功率比为 ，故C正确。
理想变压器的原线圈的磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同，所以原、副线圈磁通量变化率之比为 ，故D正确。
3. 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。
4. D
【解析】根据变压器的工作原理可知，如果把图甲中的铁芯 组装到变压器铁芯 上，则根据变压器变压比可知，，即原、副线圈两端的电压之比为 ，但实际电压差距很大，说明该同学忘记了把图甲中的铁芯 组装到变压器铁芯 上，导致“漏磁”，则副线圈两端的电压很小，故D正确，ABC错误。
故选：D。
5. C
【解析】两表笔与接线柱接触瞬间，相当于跟一个自感系数很大的线圈相连，由于线圈的自感现象可知，线圈电流增大，线圈产生电流阻碍它的增大，故此时的电流比稳定时的电流小，选项A错误；
两表笔与接线柱脱开瞬间，电路处于断路状态，故电路中没有电流，选项B错误；
若铁芯 没有安装在铁芯 上，因为 ，，而 ，即 ，所以 ，选项C正确，D错误。
6. D
【解析】原线圈应接在学生电源交流电压输出端，选项A错误；
原线圈的输入电压与电源电压有关，不随原线圈匝数而改变，选项B错误；
若只增加原线圈的匝数，根据 ，判断出会减小副线圈的输出电压，选项C错误；
匝数较少的线圈，对应的电流较大，故应该使用较粗的导线，以减小导线的电阻，减少热量的损失，选项D正确。
7. D
【解析】由 、 两点间的电压瞬时值表达式 ，当 时，，选项A错误．由 得 ，选项B错误．单刀双掷开关与 连接，滑片 向上移动时，电压表示数变大，选项C错误．
8. B
【解析】理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，即有 ，代入数据得 ，，选项A关系正确。有两组副线圈时，根据能量守恒可推导电流关系为 ；根据欧姆定律可得 、 ，故 ，选项C、D关系正确，B关系错误。
9. C
【解析】理想变压器的输出功率 ，由 得 ；又 ，所以 ，所以 。
10. C
【解析】由理想变压器的变压比公式可知 ，结合 知，当电热器接入 、 ，让 、 空载时，有 ；当把同一电热器接入 、 ，而 、 空载时，有 ；所以 ，选项A、B、D错误，C正确。
第二部分
11.
【解析】当Ⅰ、Ⅱ线圈所在回路对称时，从听筒中就听不到话筒发出的声音，即 与 并联后的总电阻与 相等，则可形成电路对称，得 ，，将 ， 代入解得 。
12. （）；；（）；；；
【解析】（）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。
（）由 得
（电压表读数），
（电流表读数），
，
变压器效率 。
13.
【解析】当Ⅰ 、Ⅱ线圈所在回路对称时，从听筒中就听不到话筒发出的声音，即 与 并联后的总电阻与 相等，即可形成电路对称，则 ，将 ， 代入解得
14. 变小；变小；不变；变大
【解析】当 向 方向滑动时，原线圈匝数增多，原线圈两端电压不变，副线圈匝数不变，则副线圈两端电压将减小，电流减小，输出功率减小，原线圈输入功率减小，电压不变，电流减小；若 不动， 上移，副线圈的总电阻减小，原、副线圈电压不变，副线圈输出的功率增大，原线圈输入功率增大，电流增大。
第三部分
15. （1）
【解析】。
（2） ；
【解析】两灯均正常工作时，由能量守恒定律得 。
解得 。
只有 灯正常工作时，由能量守恒定律得 。
解得 。
16. （1）
【解析】根据 ，
得输出电压的有效值 。
（2）
【解析】根据 ，
得变压器原、副线圈的匝数比 。
（3）
【解析】根据 ，
再根据 ，解得 。
17. （1）
【解析】由题图乙知
电压瞬时值
（2）
【解析】电压有效值
理想变压器
原线圈中的电流 ；
（3）
【解析】设 间匝数为 ，；
同理有：
由题意知
解得
代入数据得：
第1页（共1 页）