3.3变压器 课后巩固（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.3变压器 课后巩固（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 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 14:11:54 | ||
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文档简介
3.3变压器 课后巩固 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，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω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．原线圈的输入功率为
B．电流表的读数为1 A
C．电压表的读数为
D．副线圈输出交流电的周期为50s
2．理想变压器原线圈串接电流表A连接在电压有效值不变的交流电源上，变压器副线圈连接的电路如图所示，各电表均为理想电表。滑动变阻器滑片P下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V示数变大 B．电流表示数变大
C．电流表示数变小 D．电阻消耗的电功率减小
3．在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2、R3均为定值电阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为100V
B．A1表的示数为15A
C．A2表的示数为1.0A
D．R1两端电压最大值为120V
4．某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100匝，线圈内阻不计，交流发电机的矩形线圈面积为，若磁体转动的角速度为，线圈外接理想变压器原线圈，若“，”的灯泡正常发光，则（ ）
A．矩形线圈中产生的电动势的有效值为 B．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1
C．原线圈的输入功率为 D．若磁体转速减半，则灯泡功率变成原来一半
5．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是（ ）
A．滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小
B．滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变
C．滑片P向b方向移动、滑片Q不动，电压表示数增大
D．滑片P不动、滑片Q上移，电压表示数变小
6．如图所示，理想变压器原线圈输入端接正弦交流电u=Umsinωt，副线圈接电阻R1、R2和二极管，图中电流表A1、A2、A3均为理想电流表（示数为电流的有效值），R1、R2阻值均为R，二极管为理想二极管，变压器原、副线圈匝数比为2：1。则电流表A1、A2、A3示数之比为（ ）
A．5：20：4 B．1：2：1 C．：2：2 D．2：4：3
7．家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=12sin100πt（V），将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．热水器每秒点火50次
B．理想交流电压表V的示数为12V
C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气
D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500
8．如图甲所示，一圆形线圈面积S＝πR02＝100cm2，匝数N＝100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图象如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1：10，与副线圈连接的电阻R＝100，下列说法中正确的是（ ）
A．t＝0.01s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流
B．t＝0.005s时，圆形线圈中有最大电流
C．变压器输入电压的最大值为10πV
D．R消耗的功率为200π2W
二、多选题
9．图示电路中，变压器为理想变压器，在变压器的原线圈接一交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变。副线圈接有灯泡L1和L2（设灯泡的电阻保持不变）和滑动变阻器R。下列说法正确的是（ ）
A．只将变阻器R的滑动触头上移，理想电流表的示数变小
B．只将变阻器R的滑动触头上移，灯L2变亮
C．只将S2从4拨向3时，理想电流表示数变大
D．只将S1从2拨向1时，理想电流表示数变小
10．如图所示，M是一小型理想变压器，变压器原、副线圈匝数比为2：1，接线柱a、b接在稳定工作的正弦交流电源上，各电表为理想电表，R2为用半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，其余电阻为定值电阻，则以下说法中正确的是（ ）
A．变压器输出电压为110V，频率50Hz
B．R2处温度升高，R消耗电功率增大
C．R2处温度升高，V1的示数不变，A1的示数增大
D．R2处温度升高，V2的示数减小，A2的示数减小
11．如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9V 12W”，当在该变压器c、d端输入交变电压u（u-t图象如图乙所示）时，四只灯泡都正常发光，各电表均为理想交流电表。以下说法正确的是（ ）
A．a、b端输入电压的瞬时值表达式为u′＝27sin100πt（V）
B．原、副线圈匝数比为3∶1
C．流过灯泡L2的电流方向每秒改变100次
D．电流表的示数为4A，ab端输入的功率Pab＝48W
12．如图甲所示，阻值均为Ω的三个相同的电阻接在原、副线圈匝数比为n1：n2＝2：1的理想变压器的输入和输出端，变压器的输入端通过一小型发电机供电，已知交流发电机线圈的匝数n＝10，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按如图乙所示的正弦规律变化，不计发电机线圈的内阻，A、V均为理想电表，则（ ）
A．发电机电压的瞬时值表达式为e＝20cos200t（V）
B．电压表的示数为V
C．电流表的示数为2A
D．三个电阻消耗的功率都相同且均为W
三、实验题
13．小睿在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，除如图所示的可拆变压器外。
①在下列器材中，还需要的是___________
A．开关 B．低压交流电源 C．低压直流电源 D．直流电压表 E．多用电表
②实验中，变压器的原线圈接“0、8”接线柱，副线圈接“0、4”接线柱，副线圈用多用表交流10V档测量电压，如图所示，则电压读数为___________V，原线圈两端电压可能为___________（从下面选项中选择）。
A．1.8V B．6.6V C．7.4V D．8.7V
14．功放内部的变压器一般为环状，简称环牛，如图所示。某同学利用环牛探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系。（环牛效率极高，可看成理想变压器）
（1）测量环牛的初级（原）、次级（副）线圈匝数n1、n2的方法是：先在闭合铁芯上紧密缠绕50匝漆包细铜线，并将理想交流电压表1接在细铜线两端；然后在初级线圈（左侧）上输入有效值为24.0V的低压交流电，再将理想交流电压表2连接在次级线圈（右侧）上。若理想交流电压表1的示数为1.5V，理想交流电压表2的示数为12.0V，则初级线圈的匝数n1=__________，次级线圈的匝数n2=___________。
（2）若在初级线圈（左侧）上接入电压瞬时值的电压，则连接在次级线圈（右侧）上理想交流电压表2的示数为__________V。（计算结果保留三位有效数字）
（3）由于变压器工作时有能量损失，实验中测得的原、副线圈的电压比__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）原、副线圈的匝数比。
四、解答题
15．某同学制作一个简易的手摇发电机，用总长为L的导线绕制成N匝正方形线圈，将线圈放入磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动．发电机（内阻可忽略）输出端和理想变压器原线圈相连，副线圈回路负载电阻为R，原、副线圈匝数比为，其简化示意图如图，求：
（1）发电机产生的电动势最大值；
（2）电阻R消耗的电功率P。
16．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光， 导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比n1:n2；
（2）通过每个灯泡的最大电流Im；
（3）电流表A的示数IA。
17．如图所示，理想变压器连接一交流发电机，产生交流电满足，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6V，0.3A”，且灯泡都正常发光，发电机内阻和导线电阻不计。求：
（1）变压器初级、次级线圈匝数之比；
（2）发电机的输出功率；
（3）若某只灯泡发生断路，其它条件不变，判断剩余灯泡发光情况将如何变化？
18．某同学想用220V交变电流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交变电流变直流的整流器。但是这个整流器需要用6V的交变电流电源。于是他又添置了一个的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。他不知道如何接法，也没有相应的说明书。
（1）请帮助该同学判断ad端是接220V还是6V。为什么？
（2）为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数匝和匝的一个变压器重新接入电源。测量结果记录如表所示，则接电源的是端还是端？为什么？
参考答案
1．B
2．B
3．D
4．B
5．A
6．C
7．D
8．D
9．AB
10．BD
11．BCD
12．AD
13．ABE 3.7V D
14．800 400 110 大于
15．（1）；（2）
16．(1) 10：1 ；(2) ； (3)0.2A
17．（1）；（2）；（3）正常工作
18．(1)由于变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故ad接6V，bc接220V。
(2)理想变压器是忽略变压器的铜损、铁损与磁损的，但一些小型的变压器的损耗常常不能忽略不计；考虑到这些损耗，则变压器副线圈两端的电压要小于理论值。即
由题意得
而表中数据
则接电源的是。
一、单选题
1．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 Ω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．原线圈的输入功率为
B．电流表的读数为1 A
C．电压表的读数为
D．副线圈输出交流电的周期为50s
2．理想变压器原线圈串接电流表A连接在电压有效值不变的交流电源上，变压器副线圈连接的电路如图所示，各电表均为理想电表。滑动变阻器滑片P下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V示数变大 B．电流表示数变大
C．电流表示数变小 D．电阻消耗的电功率减小
3．在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2、R3均为定值电阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为100V
B．A1表的示数为15A
C．A2表的示数为1.0A
D．R1两端电压最大值为120V
4．某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100匝，线圈内阻不计，交流发电机的矩形线圈面积为，若磁体转动的角速度为，线圈外接理想变压器原线圈，若“，”的灯泡正常发光，则（ ）
A．矩形线圈中产生的电动势的有效值为 B．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1
C．原线圈的输入功率为 D．若磁体转速减半，则灯泡功率变成原来一半
5．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是（ ）
A．滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小
B．滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变
C．滑片P向b方向移动、滑片Q不动，电压表示数增大
D．滑片P不动、滑片Q上移，电压表示数变小
6．如图所示，理想变压器原线圈输入端接正弦交流电u=Umsinωt，副线圈接电阻R1、R2和二极管，图中电流表A1、A2、A3均为理想电流表（示数为电流的有效值），R1、R2阻值均为R，二极管为理想二极管，变压器原、副线圈匝数比为2：1。则电流表A1、A2、A3示数之比为（ ）
A．5：20：4 B．1：2：1 C．：2：2 D．2：4：3
7．家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=12sin100πt（V），将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．热水器每秒点火50次
B．理想交流电压表V的示数为12V
C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气
D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500
8．如图甲所示，一圆形线圈面积S＝πR02＝100cm2，匝数N＝100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图象如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为1：10，与副线圈连接的电阻R＝100，下列说法中正确的是（ ）
A．t＝0.01s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流
B．t＝0.005s时，圆形线圈中有最大电流
C．变压器输入电压的最大值为10πV
D．R消耗的功率为200π2W
二、多选题
9．图示电路中，变压器为理想变压器，在变压器的原线圈接一交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变。副线圈接有灯泡L1和L2（设灯泡的电阻保持不变）和滑动变阻器R。下列说法正确的是（ ）
A．只将变阻器R的滑动触头上移，理想电流表的示数变小
B．只将变阻器R的滑动触头上移，灯L2变亮
C．只将S2从4拨向3时，理想电流表示数变大
D．只将S1从2拨向1时，理想电流表示数变小
10．如图所示，M是一小型理想变压器，变压器原、副线圈匝数比为2：1，接线柱a、b接在稳定工作的正弦交流电源上，各电表为理想电表，R2为用半导体材料制成的热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，其余电阻为定值电阻，则以下说法中正确的是（ ）
A．变压器输出电压为110V，频率50Hz
B．R2处温度升高，R消耗电功率增大
C．R2处温度升高，V1的示数不变，A1的示数增大
D．R2处温度升高，V2的示数减小，A2的示数减小
11．如图甲所示，变压器原、副线圈上有L1、L2、L3、L4四只灯泡，它们的规格均为“9V 12W”，当在该变压器c、d端输入交变电压u（u-t图象如图乙所示）时，四只灯泡都正常发光，各电表均为理想交流电表。以下说法正确的是（ ）
A．a、b端输入电压的瞬时值表达式为u′＝27sin100πt（V）
B．原、副线圈匝数比为3∶1
C．流过灯泡L2的电流方向每秒改变100次
D．电流表的示数为4A，ab端输入的功率Pab＝48W
12．如图甲所示，阻值均为Ω的三个相同的电阻接在原、副线圈匝数比为n1：n2＝2：1的理想变压器的输入和输出端，变压器的输入端通过一小型发电机供电，已知交流发电机线圈的匝数n＝10，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按如图乙所示的正弦规律变化，不计发电机线圈的内阻，A、V均为理想电表，则（ ）
A．发电机电压的瞬时值表达式为e＝20cos200t（V）
B．电压表的示数为V
C．电流表的示数为2A
D．三个电阻消耗的功率都相同且均为W
三、实验题
13．小睿在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，除如图所示的可拆变压器外。
①在下列器材中，还需要的是___________
A．开关 B．低压交流电源 C．低压直流电源 D．直流电压表 E．多用电表
②实验中，变压器的原线圈接“0、8”接线柱，副线圈接“0、4”接线柱，副线圈用多用表交流10V档测量电压，如图所示，则电压读数为___________V，原线圈两端电压可能为___________（从下面选项中选择）。
A．1.8V B．6.6V C．7.4V D．8.7V
14．功放内部的变压器一般为环状，简称环牛，如图所示。某同学利用环牛探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系。（环牛效率极高，可看成理想变压器）
（1）测量环牛的初级（原）、次级（副）线圈匝数n1、n2的方法是：先在闭合铁芯上紧密缠绕50匝漆包细铜线，并将理想交流电压表1接在细铜线两端；然后在初级线圈（左侧）上输入有效值为24.0V的低压交流电，再将理想交流电压表2连接在次级线圈（右侧）上。若理想交流电压表1的示数为1.5V，理想交流电压表2的示数为12.0V，则初级线圈的匝数n1=__________，次级线圈的匝数n2=___________。
（2）若在初级线圈（左侧）上接入电压瞬时值的电压，则连接在次级线圈（右侧）上理想交流电压表2的示数为__________V。（计算结果保留三位有效数字）
（3）由于变压器工作时有能量损失，实验中测得的原、副线圈的电压比__________（选填“大于”、“等于”或“小于”）原、副线圈的匝数比。
四、解答题
15．某同学制作一个简易的手摇发电机，用总长为L的导线绕制成N匝正方形线圈，将线圈放入磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动．发电机（内阻可忽略）输出端和理想变压器原线圈相连，副线圈回路负载电阻为R，原、副线圈匝数比为，其简化示意图如图，求：
（1）发电机产生的电动势最大值；
（2）电阻R消耗的电功率P。
16．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光， 导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比n1:n2；
（2）通过每个灯泡的最大电流Im；
（3）电流表A的示数IA。
17．如图所示，理想变压器连接一交流发电机，产生交流电满足，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6V，0.3A”，且灯泡都正常发光，发电机内阻和导线电阻不计。求：
（1）变压器初级、次级线圈匝数之比；
（2）发电机的输出功率；
（3）若某只灯泡发生断路，其它条件不变，判断剩余灯泡发光情况将如何变化？
18．某同学想用220V交变电流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交变电流变直流的整流器。但是这个整流器需要用6V的交变电流电源。于是他又添置了一个的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。他不知道如何接法，也没有相应的说明书。
（1）请帮助该同学判断ad端是接220V还是6V。为什么？
（2）为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数匝和匝的一个变压器重新接入电源。测量结果记录如表所示，则接电源的是端还是端？为什么？
参考答案
1．B
2．B
3．D
4．B
5．A
6．C
7．D
8．D
9．AB
10．BD
11．BCD
12．AD
13．ABE 3.7V D
14．800 400 110 大于
15．（1）；（2）
16．(1) 10：1 ；(2) ； (3)0.2A
17．（1）；（2）；（3）正常工作
18．(1)由于变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故ad接6V，bc接220V。
(2)理想变压器是忽略变压器的铜损、铁损与磁损的，但一些小型的变压器的损耗常常不能忽略不计；考虑到这些损耗，则变压器副线圈两端的电压要小于理论值。即
由题意得
而表中数据
则接电源的是。