3.3变压器 同步训练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.3变压器 同步训练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-03 07:57:52 | ||
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文档简介
3.3变压器 同步训练 2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．如图所示，R为用于热处理的电阻炉，正常工作电压为交流220V，通电后R在升温过程中电阻值增大很多，利用自耦变压器可使R升温过程中的热功率与正常工作时基本相同，通电后刚开始的一段时间内，应将变压器的滑片P（ ）
A．从a缓慢调至b B．从b缓慢调至a
C．从b缓慢调至c D．从c缓慢调至b
2．手机无线充电技术越来越普及，其工作原理如图所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当间接上的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为，充电电流为。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．R的值为
B．快速充电时，间电压
C．快速充电时，送电线圈的输入电压
D．快速充电时，送电线圈的输入功率为
3．理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接入电阻、R，原线圈输入端a、b接在电压为的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．无线充电技术已应用于智能手机。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示（视为理想变压器）。已知发射、接收线圈匝数比为，端输入电流为，则（ ）
A．接收线圈的输出电流的有效值为
B．接收线圈的输出功率是发射线圈的输入功率的
C．接收线圈中输出电流方向每秒变化100次
D．发射线圈和接收线圈的频率不相同
5．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈由火线和零线并行绕成。当右侧线圈中产生电流时，电流经放大器放大，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断电路。下列说法正确的有（ ）
A．家庭电路正常工作时，中的磁通量不为零
B．家庭电路正常工作时，使用的电器越多，中的电流越大
C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触A点发生触电时，开关K将被电磁铁吸起
6．近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示。环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器。原线圈匝数匝，副线圈接一个“ ”的照明电灯，示意图如图乙所示，图中电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈接交流电源，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值，最大值始终保持不变，照明电灯恰好正常发光。则（ ）
A．原线圈两端电压的有效值和的电压瞬时值相等
B．若电压表为非理想电表，电压表的读数会变小
C．照明电灯正常发光时，电流表的读数为
D．在时刻，电压表的示数为零
7．如图所示，理想变压器的a、b端所接的交变电压，、是规格为“4V、3W”的灯泡，现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光，电压表、均为理想交流电压表。电阻箱R调节过程中所有元件均可安全工作，忽略灯泡电阻的变化，则（ ）
A．t=0.005s时，V1的示数为V
B．变压器原、副线圈匝数比为4∶1
C．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表V1的示数增大
D．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表V2的示数不变
8．如图所示，一交流发电机的线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原线圈接有理想电压表和电流表，副线圈接有定值电阻和灯泡，它们的阻值相等（设灯泡阻值不变），且均为R，当线圈由图示位置（磁场恰好与线圈平面垂直）以转速n匀速转动时，灯泡恰能正常发光，电流表示数为I，理想变压器原、副线圈的匝数比为k。下列选项中正确的是（ ）
A．线圈在图示位置磁通量的变化率最大
B．电压表示数为k2IR
C．灯泡的额定功率为k2I2R
D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式u＝2k2IRsin2nπt（V）
二、多选题
9．如图所示，理想变压器的原线圈接（V）的交变电压，副线圈通过电阻的导线对“110V/440W”的电器R1供电，该电器正常工作。由此可知（ ）
A．原、副线圈的匝数比为100：1
B．交变电压的频率为50Hz
C．副线圈中电流的平均值为4A
D．变压器的输入功率为472W
10．如图甲所示，包括变压器在内，所有电路元件均为理想交流元件，交流电源电压的有效值为，变压器原、副线圈的匝数比均为定值电阻，且知。己知电阻中的电流随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．所用交流电的频率为 B．的阻值为
C．电流表的示数为 D．交流电源输出的总电功率为
11．如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．发电机线圈产生的电动势最大值为
B．通过电阻的电流为
C．电阻两端的电压为
D．与的比值为
12．用ED型硅钢铁芯（图甲）绕制变压器,连成图乙所示电路，原副线圈绕制匝数分别为n1、n2，原线圈输入的交流电压为U1，副线圈的输出电压为U2。现将滑动变阻器滑片向上滑动，下列说法正确的是（ ）
A．U1：U2= n1:n2
B．灯泡亮度变暗
C．电流表示数变大
D．用相互绝缘的硅钢片叠成型铁芯有利于减小涡流
三、实验题
13．某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
（1）下列说法正确的是_______。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用
（2）一位同学实验时，观察两个线圈的导线，发现粗细不同。他选择的原线圈为800匝，副线圈为400匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端，所接电源为“”挡位，测得副线圈的电压为。则下列叙述中可能符合实际情况的一项是___________。
A．原线图导线比副线圈导线粗
B．学生电源实际输出电压大于标注的“”
C．原线圈实际匝数与标注“800”不符，应大于800匝
D．副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝
E．变压器的铁芯B没有安装在铁芯A上，导致铁芯没有闭合
（3）变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，如图所示。
①图中，硅钢片应平行于___________。
A．平面 B．平面 C．平面 D．平面
②这样设计的原因是___________。
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．减小涡流，提高变压器的效率
C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
（4）理想变压器是一种理想化模型。如图所示，心电图仪（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）与一理想变压器的原线国连接，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，当________时，R获得的功率最大。
14．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。
（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法
（2）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是_______________________________。
实验次数 /匝 /匝
1 1400 400 12.1 3.42
2 800 400 12.0 5.95
3 200 100 11.9 5.92
（3）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是__________。
A．原、副线圈的电压不同步 B．变压器线圈中有电流通过时会发热
C．铁芯在交变磁场的作用下会发热 D．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失
四、解答题
15．如图甲所示为手摇发电机的实物模型，其工作原理可简化为如图乙所示：匀强磁场的磁感应强度大小为T，矩形线圈的总电阻为0.3Ω、匝数为50匝、面积为0.1，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。将这台手摇发电机接在理想变压器的原线圈上，副线圈接有规格均为“220V，110W”的灯泡，如图丙所示，现在匀速摇动发电机，使两灯泡均正常发光，已知理想变压器的原、副线圈匝数之比为，电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：
（1）理想交流电压表的读数；
（2）手摇发电机匀速转动的角速度。
16．如图所示，一台理想变压器原、副线圈匝数之比。原线圈接在电压（V）的交流电源上，副线圈接R=5.5Ω的电阻。若电流表和电压表均可视为理想电表，求：
（1）电压表的示数；
（2）电流表的示数。
17．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1=1500、n2=500，在原、副线圈的回路中接有阻值均为10Ω的电阻R1、R2.，副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交流电源，其电压u随时间t变化的图像如图乙所示。求：
（1）电阻R2中电流的频率f；
（2）交流电压表的读数U2。
注：以上求得的结果均保留整数。
18．如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3W，电动机线圈电阻r=2Ω，电阻R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：
（1）副线圈电流的频率；
（2）副线圈两端的电压；
（3）电动机输出的机械功率。
试卷第1页，共3页
试卷第11页，共1页
参考答案
1．D
2．D
3．C
4．A
5．D
6．A
7．C
8．C
9．BD
10．BCD
11．CD
12．CD
13．CDF B D B
14．A 在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即 BCD
15．（1）；（2）10rad/s
16．（1）22V；（2）0.4A
17．（1）；（2）
18．（1）50Hz；（2）22V；（3）10W
一、单选题
1．如图所示，R为用于热处理的电阻炉，正常工作电压为交流220V，通电后R在升温过程中电阻值增大很多，利用自耦变压器可使R升温过程中的热功率与正常工作时基本相同，通电后刚开始的一段时间内，应将变压器的滑片P（ ）
A．从a缓慢调至b B．从b缓慢调至a
C．从b缓慢调至c D．从c缓慢调至b
2．手机无线充电技术越来越普及，其工作原理如图所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当间接上的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为，充电电流为。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．R的值为
B．快速充电时，间电压
C．快速充电时，送电线圈的输入电压
D．快速充电时，送电线圈的输入功率为
3．理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接入电阻、R，原线圈输入端a、b接在电压为的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．无线充电技术已应用于智能手机。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示（视为理想变压器）。已知发射、接收线圈匝数比为，端输入电流为，则（ ）
A．接收线圈的输出电流的有效值为
B．接收线圈的输出功率是发射线圈的输入功率的
C．接收线圈中输出电流方向每秒变化100次
D．发射线圈和接收线圈的频率不相同
5．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈由火线和零线并行绕成。当右侧线圈中产生电流时，电流经放大器放大，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断电路。下列说法正确的有（ ）
A．家庭电路正常工作时，中的磁通量不为零
B．家庭电路正常工作时，使用的电器越多，中的电流越大
C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触A点发生触电时，开关K将被电磁铁吸起
6．近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示。环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器。原线圈匝数匝，副线圈接一个“ ”的照明电灯，示意图如图乙所示，图中电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈接交流电源，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值，最大值始终保持不变，照明电灯恰好正常发光。则（ ）
A．原线圈两端电压的有效值和的电压瞬时值相等
B．若电压表为非理想电表，电压表的读数会变小
C．照明电灯正常发光时，电流表的读数为
D．在时刻，电压表的示数为零
7．如图所示，理想变压器的a、b端所接的交变电压，、是规格为“4V、3W”的灯泡，现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光，电压表、均为理想交流电压表。电阻箱R调节过程中所有元件均可安全工作，忽略灯泡电阻的变化，则（ ）
A．t=0.005s时，V1的示数为V
B．变压器原、副线圈匝数比为4∶1
C．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表V1的示数增大
D．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表V2的示数不变
8．如图所示，一交流发电机的线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原线圈接有理想电压表和电流表，副线圈接有定值电阻和灯泡，它们的阻值相等（设灯泡阻值不变），且均为R，当线圈由图示位置（磁场恰好与线圈平面垂直）以转速n匀速转动时，灯泡恰能正常发光，电流表示数为I，理想变压器原、副线圈的匝数比为k。下列选项中正确的是（ ）
A．线圈在图示位置磁通量的变化率最大
B．电压表示数为k2IR
C．灯泡的额定功率为k2I2R
D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式u＝2k2IRsin2nπt（V）
二、多选题
9．如图所示，理想变压器的原线圈接（V）的交变电压，副线圈通过电阻的导线对“110V/440W”的电器R1供电，该电器正常工作。由此可知（ ）
A．原、副线圈的匝数比为100：1
B．交变电压的频率为50Hz
C．副线圈中电流的平均值为4A
D．变压器的输入功率为472W
10．如图甲所示，包括变压器在内，所有电路元件均为理想交流元件，交流电源电压的有效值为，变压器原、副线圈的匝数比均为定值电阻，且知。己知电阻中的电流随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．所用交流电的频率为 B．的阻值为
C．电流表的示数为 D．交流电源输出的总电功率为
11．如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．发电机线圈产生的电动势最大值为
B．通过电阻的电流为
C．电阻两端的电压为
D．与的比值为
12．用ED型硅钢铁芯（图甲）绕制变压器,连成图乙所示电路，原副线圈绕制匝数分别为n1、n2，原线圈输入的交流电压为U1，副线圈的输出电压为U2。现将滑动变阻器滑片向上滑动，下列说法正确的是（ ）
A．U1：U2= n1:n2
B．灯泡亮度变暗
C．电流表示数变大
D．用相互绝缘的硅钢片叠成型铁芯有利于减小涡流
三、实验题
13．某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
（1）下列说法正确的是_______。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用
（2）一位同学实验时，观察两个线圈的导线，发现粗细不同。他选择的原线圈为800匝，副线圈为400匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端，所接电源为“”挡位，测得副线圈的电压为。则下列叙述中可能符合实际情况的一项是___________。
A．原线图导线比副线圈导线粗
B．学生电源实际输出电压大于标注的“”
C．原线圈实际匝数与标注“800”不符，应大于800匝
D．副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝
E．变压器的铁芯B没有安装在铁芯A上，导致铁芯没有闭合
（3）变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，如图所示。
①图中，硅钢片应平行于___________。
A．平面 B．平面 C．平面 D．平面
②这样设计的原因是___________。
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．减小涡流，提高变压器的效率
C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
（4）理想变压器是一种理想化模型。如图所示，心电图仪（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）与一理想变压器的原线国连接，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，当________时，R获得的功率最大。
14．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。
（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法
（2）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是_______________________________。
实验次数 /匝 /匝
1 1400 400 12.1 3.42
2 800 400 12.0 5.95
3 200 100 11.9 5.92
（3）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是__________。
A．原、副线圈的电压不同步 B．变压器线圈中有电流通过时会发热
C．铁芯在交变磁场的作用下会发热 D．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失
四、解答题
15．如图甲所示为手摇发电机的实物模型，其工作原理可简化为如图乙所示：匀强磁场的磁感应强度大小为T，矩形线圈的总电阻为0.3Ω、匝数为50匝、面积为0.1，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。将这台手摇发电机接在理想变压器的原线圈上，副线圈接有规格均为“220V，110W”的灯泡，如图丙所示，现在匀速摇动发电机，使两灯泡均正常发光，已知理想变压器的原、副线圈匝数之比为，电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：
（1）理想交流电压表的读数；
（2）手摇发电机匀速转动的角速度。
16．如图所示，一台理想变压器原、副线圈匝数之比。原线圈接在电压（V）的交流电源上，副线圈接R=5.5Ω的电阻。若电流表和电压表均可视为理想电表，求：
（1）电压表的示数；
（2）电流表的示数。
17．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1=1500、n2=500，在原、副线圈的回路中接有阻值均为10Ω的电阻R1、R2.，副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交流电源，其电压u随时间t变化的图像如图乙所示。求：
（1）电阻R2中电流的频率f；
（2）交流电压表的读数U2。
注：以上求得的结果均保留整数。
18．如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3W，电动机线圈电阻r=2Ω，电阻R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：
（1）副线圈电流的频率；
（2）副线圈两端的电压；
（3）电动机输出的机械功率。
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参考答案
1．D
2．D
3．C
4．A
5．D
6．A
7．C
8．C
9．BD
10．BCD
11．CD
12．CD
13．CDF B D B
14．A 在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即 BCD
15．（1）；（2）10rad/s
16．（1）22V；（2）0.4A
17．（1）；（2）
18．（1）50Hz；（2）22V；（3）10W