3.4变压器为什么能改变电压基础巩固（word版含答案）

3.4变压器为什么能改变电压基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示,理想降压变压器的副线圈电路中为定值电阻, 是光敏电阻(光照强增大,电阻减小).原线圈输入功率为,副线圈输出功率为;和是理想交流电压表,示数分别用和表示: 和是理想交流电流表,示数分别用和表示.下列说法正确的是（ ）
A．大于
B．大于
C．光照强度增大, 不变、变大
D．光照强度增大, 变小、变小
2．远距离高压输电时，已知升压变压器的输出电压为U，输出功率为P，降压变压器的输入电压为U′，输电线的电阻为R。下列计算输电线功率损耗P损的公式中，正确的是（　　）
A．P损 B．P损= C．P损= D．P损=
3．小型发电厂输出电压为u=220sin 100πt（V）的交流电，经过升压变压器输送到较远的地区后，再经过降压变压器输给用户使用，如图所示。已知变压器都是理想变压器，升压变压器和降压变压器的匝数比分别为1∶n和n∶1，下列说法中正确的是（　　）
A．降压变压器中原线圈的导线比副线圈的要粗
B．升压变压器原线圈中的电流小于输电线中的电流
C．若用户增加，则输电线上损失的电压将减少
D．若要用户得到的电压（有效值）为220 V，则降压变压器的匝数比要小于n∶1
4．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压，副线圈接入电阻的阻值，则
A．通过电阻的电流是22A
B．交流电的频率是100Hz
C．与电阻并联的电压表的示数是100V
D．变压器的输入功率是484W
5．用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则（ ）
A．变压器输入功率为5．5W
B．输出电压的最大值是110V
C．变压器原、副线圈匝数比是1∶2
D．负载电流的函数表达式i＝0．05 sin（100πt）A
6．某单位一小型交流发电机由匝数为50、面积为S＝0.5 m2的矩形闭合导线框组成，线框可绕垂直于匀强磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，磁场的磁感应强度大小为B＝T，线框电阻不计．发电机正常工作时，从线框经过中性面开始计时，产生的交流电经一理想变压器给一个小灯泡供电，如图所示，发电机没有画出．小灯泡上标有“220 V　60 W”字样，且灯泡正常发光，图中电压表为理想交流电表，则下列说法不正确的是(　　)
A．变压器输入电压的瞬时值为u＝500sin 200t (V)
B．电压表的示数为500 V
C．变压器原、副线圈匝数比为25∶11
D．线框在中性面位置时穿过线框的磁通量为零
7．图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上，指示灯L1和L2完全相同（其阻值均恒定不变），R 是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表．开始时开关S是断开的，当S闭合后，下列说法正确的是
A．灯L1的亮度变亮
B．理想变压器的输入功率变大
C．电流表A1的示数不变
D．电压表的示数不变，电流表A2的示数示数变小
8．如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，两定值电阻的阻值分别为，，电压表、电流表均为理想电表，当a、b两端接入交流电源，交流电的电压随时间变化的规律如图乙所示，电阻和消耗的功率相等，则下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为27V B．电流表的示数为1.8A
C．变压器原副线圈的匝数比为7∶1 D．电源的输出功率为64.8W
9．如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器的原、副线圈匝数比为，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为．降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中为一定值电阻，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．电压表显示加在报警器上的电压（报警器未画出）．未出现火警时，升压变压器的输入功率为．下列说法中正确的有（ ）
A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为
B．远距离输电线路损耗功率为
C．当传感器所在处出现火警时，电压表的示数变大
D．当传感器所在处出现火警时，输电线上的电流变大
10．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．电压表的读数为
C．电流表的读数为
D．副线圈输出交流电的周期为
11．某理想变压器输入电压为220V，输出电压为27V，原、副线圈匝数分别为n1和n2，则（　　）
A．n1B．输入的电流大于输出的电流
C．n1>n2
D．输出端连接的用电器数量增加，输入端功率不变
12．如图所示，一理想变压器接在电压为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P来改变．副线圈连接了交流电流表、定值电阻R0和可变电阻R，则（ ）
A．保持P的位置不动，将R的阻值增大，则电流表的读数变小
B．保持P的位置不动，将R的阻值增大，则R0的电功率变大
C．保持R的阻值不变，将P向上滑动，则电流表的读数变大
D．保持R的阻值不变，将P向上滑动，则R0的电功率变大
13．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B，M和N是两个集流环，通过导线与变压器原线圈相连，变压器副线圈接入电阻为R0的灯泡（电阻不变），线圈、电流表和连接导线的电阻不计。则（　　）
A．线圈产生感应电动势的最大值是2π2Bnr2
B．线圈转速不变，当线圈转到图示位置时，电流表A示数为零
C．若变压器接入电路中变压比为1：2，则电流表A的示数为
D．若变压器接入电路中变压比为1：2，线圈从图示位置起转过转的时间内，灯泡L消耗的电能为
14．如图所示为远距离输电示意图，T1、T2分别为理想升压变压器和理想降压变压器，图中的电表V1、V2、A1、A2均为理想电表，电表的示数分别为U1、U2、I1、I2输电线上有一定的电阻，则下列说法正确的
A．U1I1=U2I2
B．保持输送功率不变增大U1，则U2、I1、12均增大
C．保持U1不变，输送功率增大，则U2、I1、12均增大
D．保持U1不变，用户增多，用户消耗功率与发电厂输出功率的比值减小
15．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R为光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），L1和L2是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图所示的正弦交流电压，下列说法正确的是（　　）
A．若L1的灯丝烧断后，电压表的示数会变小
B．电压表的示数为11V
C．交流电压的频率为100Hz
D．当照射R的光强增大时，电流表的示数变大
二、填空题（共4题）
16．如图所示，理想变压器原线圈接在交变电流两端，经变压器降压后，使小灯泡正常发光．原线圈匝数________（填“多”或“少”）于副线圈匝数，原线圈电压U1与副线圈电压U2的大小关系是U1________U2（填“＞”、“＜”或“=”）．
17．如图所示，一个变压器原副线圈的匝数比为3∶1，原线圈两端与平行导轨相接，今把原线圈的导轨置于垂直纸面向里、磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，并在导轨上垂直放一根长为L=30cm的导线ab，当导线以速度v=5m/s做切割磁感线的匀速运动时（平动），副线圈cd两端的电压为________V．
18．我们的生产和生活中离不开交变电流。
(1)如图甲所示，KLMN是一个单匝竖直的矩形导线框，KL边水平，线框面积为S，全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的逆时针方向以角速度ω匀速转动。在KL边与磁场方向夹角为（图示位置）时：
①线框产生的瞬时电动势的大小为____________；
②导线框中的电流方向是___________（选填“KNMLK”或“KLMNK”）；
(2)交变电流可以从发电站输送到用户，但输电线的电阻不可忽略，因此在输电线上会损失一部分功率。某发电厂利用总电阻R=100Ω的线路向外输送电能，输送功率P=300kW，输电电压U=10kV，请你求出导线上损失的功率___________；
(3)如图乙所示电路中，L是标有“12V 12W”字样的小灯泡，R是标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器。交流电源的电压瞬时值表达式u=28sin100πt（V）。请你通过计算说明，能否通过调节滑动变阻器使小灯泡正常工作。_________。
19．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，
(1)下列仪器中不必用到的是（________）
(2)实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是（________）
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
(3)若某次实验中用匝数N1=400匝和N2=800匝的变压器，测得的电压分别为U1=3.6V和U2=8.2V，据此可知___________（填“N1”或“N2”）是原线圈，电压比与匝数比不相等，可能的原因是___________。
(4)某同学在完成上述实验后，采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻（阻值较小），为保证电路中各元件安全，实验结束时，首先应断开____________（填选项前的字母）
A．导线A B．导线B
C．开关C D．导线D
三、综合题（共4题）
20．一台 的发电机发出的电，如果采用的超高压输电，假如两条输电线每千米的电阻是，那么电流在的距离上将损耗多少热功率？输电距离为时，输电线路上损耗的热功率占发电机输出功率的百分之几？
21．某发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，经过原、副线圈的匝数比为1:8的理想升压变压器升压后输送．输电线电阻为2Ω，用户需要的电压是220 V．试求：
(1)在输电过程中线路上损耗的电功率；
(2) 降压变压器原、副线圈的匝数比．
22．如图所示，变压器原线圈1000匝，副线圈n2＝400匝，灯泡A标有“10V 2W”，电动机D的线圈电阻为1，将交变电流加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求：
（1）副线圈两端电压（有效值）；
（2）电动机D的电功率．
23．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．发电厂的输出电压为220V，输出功率为44kW，输电线的总电阻为0.2Ω，用原副线圈的匝数比为1:10的升压变压器升压，经输电线后，再用原副线圈匝数比为10:1的降压变压器降压后供给用户．
（1）用户得到的电压和功率；
（2）若不经过变压器直接将电送到用户，求用户得到的电压和功率．
参考答案
1．C
2．D
3．D
4．C
5．D
6．D
7．B
8．B
9．D
10．D
11．C
12．A
13．D
14．D
15．D
16．多 ＞
17．0
18． 能
19．AB C N2 漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等 A
20．31250W；2.5%
21．（1）5000W；（2）
22．（1）40V（2）6W
23．（1）219.6V；4.392×104W（2）180V；3.6×104W