3.3变压器基础巩固（word 含答案）

3.3变压器基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，理想变压器初、次级线圈分别接有完全相同的灯泡A、B，且初、次级线圈的匝数之比N1: N2=2:1，交流电源电压为U，则灯B两端的电压为（　　）
A． B．2U C． D．
2．如图所示，T为理想变压器，电流表 A、电压表V均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，L为电感线圈，A、B两点间接输出电压一定的正弦交流电源.则（　　）
A．只将滑片P1下移时，电流表A示数变大
B．只将滑片P2下移时，电压表V示数变大
C．只增大交流电源的频率时，电压表V示数不变
D．只将滑片下移时，电流表A示数变大
3．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
4．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，发电机线圈内阻为r。在发电的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，理想变压器的原、副线圈的匝数比：：1，电动机线圈电阻为R，电路如图所示。理想电压表读数为U，理想电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物匀速上升。若电动机因摩擦造成的能量损失不计，下列说法正确的是（　　）
A．流经电动机的电流为
B．发电机的最大电动势
C．电动机的热功率为
D．重物匀速上升的速度
5．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，假设负载变化时输入电压保持不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表读数增大，电流表读数增大 B．电压表读数减小，电流表读数增大
C．电压表读数不变，电流表读数增大 D．电压表读数不变，电流表读数减小
6．科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为0.25m2，共50匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1：100。下列说法正确的是（　　）
A．线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花
B．线圈转速等于4r/s时，点火器可以产生电火花
C．电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花
D．电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花
7．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。在原线圈两端加上交变电压，交变电压的瞬时表达式，下列说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率是100Hz
B．电压表的读数为
C．滑动变阻器触片向上移，电流表的示数变大
D．单刀双掷开关由a扳向b，变压器的输出功率变大
8．如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使（　　）
A．原线圈匝数n1增加 B．副线圈匝数n2减少
C．负载电阻R的阻值增大 D．负载电阻R的阻值减小
9．图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1:100,其输入电如图乙所示，远距离输电线的总电阻为50Ω．降压变压器右侧部分为火灾报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小，电压表V可以显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为660kW．下列说法中正确的是
A．0.01 s时刻，电压表的示数是0V
B．未出现火警时，运距离输电线路损耗的功率为45 kW
C．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大
D．当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变小
10．如图所示，匝数的矩形闭合导线框处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈端接入三个阻值相等的电阻，当开关断开时电压表读数为。则（　　）
A．如图所示时刻，穿过线框的磁通量变化率最大
B．变压器原副线圈匝数比为
C．原线圈两端电压的有效值为
D．闭合开关后，电压表示数变小
11．如图所示，匝数为10匝的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，副线圈接有一个灯泡L（，）和滑动变阻器，已知图示状况下灯泡正常发光，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（ ）
A．此时原副线圈的匝数比为1∶2
B．此时电流表的示数为
C．若只将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变暗
D．若只将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大
12．一理想变压器的原线圈A、B两端接入电压为u = 3sin314t V的交变电流．原线圈匝数n1 =100匝，副线圈匝数n2 =200匝，则 ( )
A．将击穿电压为6V的电容器接在C、D两端，能正常工作
B．把电磁打点计时器接在C、D两端，打点周期为0.01s
C．把额定电压为6V的小灯泡接在C、D两端，小灯泡能正常工作
D．把交流电压表接在C、D两端时，电压表读数为8.48V
13．如图所示，理想变压器的原线圈接有u=311sin100πt（V）的交变电压，副线圈上接有电阻R和两个相同的灯泡L1、L2。开始时，电键S断开，下列说法正确的是（　　）
A．电流方向每秒钟改变50次 B．闭合S后，灯泡L1变亮
C．闭合S后，原线圈的输入功率增大 D．闭合S后，副线圈两端的电压减小
14．如图（甲）所示理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，其原线圈接交流发电机，负载是两个相同的用电器。交流发电机内矩形线圈内阻为1Ω，当线圈以某一转速转动时发电机输出电压如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．此时电压表V示数100V
B．闭合开关S，电流表示数为原来的2倍
C．线圈转速增为原来2倍，其他不变，则副线圈电流频率为原来的2倍
D．线圈转速增为原来2倍，其他不变，则电压表示数小于原来的2倍
15．甲、乙两个完全相同的变压器如图接在交流电路中，两负载电阻的阻值之比R甲:R乙=3:1，甲变压器原线圈上电压为U甲，副线圈上电流为I甲；乙变压器原线圈上电压为U乙，副线圈上电流为I乙，则有：（ ）
A．U甲=U乙 I甲=I乙 B．U甲=3U乙 I甲=I乙
C．U甲=U乙 I甲=3I乙 D．U甲=3U乙 I甲=3I乙
二、填空题（共4题）
16．在如图甲所示电路中，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．则电压表的示数为__________.
17．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为______________
18．如图所示为一理想变压器，n2=10 匝，n3=20 匝，L1和L2均是“220 V，15 W”的灯泡（忽略灯泡电阻变化），与单匝线圈相连的电压表，读数为11 V，那么变压器的实际输入功率为______W。
19．在用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，进行如下操作：
（1）为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，所用的电压不要超过_________V；为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最_________（选填“大”或“小”）量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
（2）变压器原、副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得原、副线圈两端的电压分别为8.2V和3.7V，据此可知电压比与匝数比不相等，主要原因是________。（写出一种即可）
三、综合题（共4题）
20．如图甲所示的理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为60W。求：
(1)副线圈两端电压的有效值；
(2)原线圈中电流表的示数。
21．加在理想变压器原线圈上的交流电源的电动势为E，内阻为r，与副线圈相连的负载电阻阻值为R，如图所示。求：
(1)原线圈中的电流为多大时，负载R上获得的功率最大，最大值是多少？
(2)负载获得最大功率时，变压器的原副线圈的匝数比为多大。
22．如图所示的理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接一个标有“12V,100W”的灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比为18：1，那么小灯泡正常工作时：
（1）图中的电压表的读数；
（2）图中的电流表的读数；
23．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压u=2200sin100tV，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，10W”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．
参考答案
1．D
2．D
3．B
4．D
5．C
6．B
7．D
8．D
9．B
10．B
11．C
12．C
13．C
14．C
15．B
16．12V
17．0
18．18.75
19．12 大 变压器线圈通过电流时会发热（铁芯在交变磁场的作用下会发热；交变电流产生的磁场不能完全局限在铁芯内）
20．(1)22V；(2)0.237A
21．(1)，；(2)
22．216 0．46
23．(1) (2) (3)