3.3变压器基础巩固（word版含答案）

3.3变压器基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路接滑动变阻器R，V、A为理想电流表和电压表。若原线圈接入图乙所示的正弦交变电压，此刻电压表的示数为110V，下列表述正确的是（　　）
A．当R变大时，电压表读数变大 B．当R变小时，电流表读数变小
C．原、副线圈的匝数比为2：1 D．原线圈中交变电压的频率为100Hz
2．如图所示，理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时间变化的规律为u＝220sin100πt（V），副线圈所在电路中接有电灯L，电阻R，理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，电灯额定功率为44W，电阻阻值为22Ω，电灯以额定功率正常发光。则（　　）
A．电压表示数为62.2V
B．电流表的示数为2A
C．通过保险丝的电流为15A
D．电阻消耗的功率为88W
3．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sinπt（V）的交流电源上，原线圈上接有电流表，副线圈上接有R=50Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为22：1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．副线圈输出交流电的频率为2Hz
B．电压表的示数为10V
C．电流表的示数为11A
D．负载电阻消耗的功率为10W
4．为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1，V2，和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如下图所示。当开关S闭合后（　　）
A．A1示数变大，V1示数不变
B．A1示数不变，V1示数变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数变小，V1与V2示数的比值不变
5．图是线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流的U-t图像。将该交变电流接在如图所示的理想变压器原线圈M、N两端，副线圈接有阻值为20Ω的电阻R，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1.下列说法正确的是（　　）
A．原线圈的输入电流为0.5 A
B．副线圈输出电压为14.1 V
C．在一个周期内通过电阻R的电荷量为0.2C
D．流过灯泡的电流方向每秒钟改变100次
6．发电机的路端电压为U，经电阻为r的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为P，则（　　）
A．输电线上的电流为 B．用户得到的电压为
C．输电线上的功率损失为 D．输电线上的功率损失为
7．如图所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为u＝U0sinωt 的交流电源两端．电路中R0为定值电阻， V1、V2为理想交流电压表， A1、A2为理想交流电流表．现使滑动变阻器R 的滑动触头P 向上滑动，下列说法正确的是
A．电压表V1与V2示数的比值将变大
B．电流表A1与A2示数的比值将变小
C．电压表V1与电流表A1示数的比值变大
D．电压表V2与电流表A2示数的比值变小
8．如图是一个理想变压器的示意图，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流（　　）
A．若保持P的位置及U1不变，S由a合到b处，则I1将减小
B．若保持P的位置及U1不变，S由b合到a处，则R上消耗的功率将增大
C．若保持U1不变，S置于b处，将P向上滑动，则I1减小
D．若保持P的位置不变，S置于a处，将U1增大，则I1减小
9．如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　）
A．电流表A1示数减小 B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率先增大后减小 D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
10．如图所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时（　　）
A．原、副线圈磁通量之比为2∶1
B．原、副线圈电流之比为1∶2
C．输入功率和输出功率之比为1∶2
D．原、副线圈磁通量变化率之比为2∶1
11．如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列正确的是（　　）
A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为
B．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为
C．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大
D．若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮
12．如图所示，一矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以的角速度匀速转动，矩形线圈的匝数为N匝，面积为S，电阻为。矩形线圈通过电刷与一理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接有两只电阻均为的相同灯泡L1和L2，变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，若开关S断开时L1正常发光，此时电流表示数为0.1A，则（　　）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为NBSsint
B．若开关S闭合，则矩形线圈的输出功率将变小
C．若开关S闭合，电流表示数将变小
D．灯泡L1的额定功率为2W
13．在如图所示的变压器电路中，原线圈电路输入正弦交流电压有效值为u0，原线圈电路中还接有阻值为R0的定值电阻，副线圈电路中接有电阻箱R，变压器原副线圈的匝数比为1∶2，若要使电阻箱消耗的功率最大，则电阻箱的阻值应调为（　　）
A．R0 B．R0 C．2R0 D．R0
14．如图所示，电路中变压器为理想变压器，其原线圈接在的交流电源上，副线圈与阻值为的电阻连接成闭合电路，电流表为理想交流电流表，另有一阻值的电阻与变压器原线圈并联，电阻消耗的电功率是的2倍．则（　　）
A．电阻消耗的电功率为
B．原线圈所接交变电源的线圈转速为
C．电流表的示数为
D．变压器原、副线圈电流之比为
15．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入正弦式交流电的电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是
A．电压表的读数为31 V
B．副线圈输出电压的频率为5 Hz
C．P向右移动时，原线圈的电流变大
D．P向右移动时，变压器的输入功率变小
二、填空题（共4题）
16．如图所示，一个理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个的负载电阻。当原线圈接在直流电源上时，副线圈两端电压表示数为_________V。
17．电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的______，即 ＝ 。
18．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈电路中分别接有阻值相同的电阻、。交变电源电压为U，则电阻、两端的电压之为___________，电阻、上消耗的电功率之比为___________。
19．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）。
三、综合题（共4题）
20．晚会上装饰着120个彩色小电灯，每个小灯泡的额定电压都是4V，工作电流都是0.1A，它们并联在一起，由一台变压器供电，小彩灯正常发光。变压器的原线圈接在220V的照明电路上，求通过原线圈的电流。
21．如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三只“6V、3W”的灯泡，变压器为理想变压器。各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。试求：
(1)变压器原、副线圈的匝数比；
(2)ab端交变电压的最大值；
(3)ab端交变电压的瞬时值表达式。
22．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1∶n2＝3∶1，原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表、可变电阻R以及若干“6 V,6 W”的相同灯泡．输入端交变电压u的图象如图乙所示．
(1)求图甲中电压表的读数；
(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数；
23．变压器为什么不能改变恒定电流的电压？
参考答案
1．C
2．D
3．B
4．A
5．A
6．D
7．C
8．C
9．A
10．B
11．B
12．D
13．D
14．D
15．C
16．0
17．匝数之比
18．
19．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
20．
21．(1) ；（2）；（3）
22．(1)9 V　(2)9盏
23．
变压器是根据电磁感应原理来工作的，恒定电流的电压加在变压器的原线圈上时，通过原线圈的电流大小和方向不变，它产生的磁场通过副线圈的磁通量不变，因此在副线圈中不会产生感应电动势，副线圈两端也没有电压，所以变压器不能改变恒定电流的电压。