3.3科学探究：变压器同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.3科学探究：变压器同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1012.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-26 06:53:31 | ||
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文档简介
3.3科学探究：变压器同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共14题）
1．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入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．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率减小
2．某同学利用实验室的器材组装了甲乙两种电路，两种电刷接触良好且电阻均忽略不计。甲电路使用互感变压器，匝数比为1：2，乙电路使用自耦变压器，两变压器均看做理想变压器。甲乙电路的线框、二极管、灯泡均相同。两线框以相同角速度匀速转动，下列说法正确是（ ）
A．仅闭合，甲乙两电路均能实现二极管交替闪烁
B．仅闭合，，和两灯泡亮度相同
C．仅闭合，由于变压器匝数比为1：2，所以甲电路三个灯泡亮度相同
D．仅闭合，将原线圈划片向上移动，灯泡变亮
3．如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，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，电路中分别接入理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．A1示数不变，V1示数不变，L1变亮
B．A2示数变大，V2示数变大，L1变暗
C．A1示数变大，变压器输出功率变大，A1与A2示数的比值不变
D．V2示数变大，变压器输出功率变大，V1与V2示数的比值不变
4．如图所示，10匝矩形金属线框在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′以角速度100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2，且开关S断开时灯泡L1正常发光，电流表示数为0.01A，则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为e＝200sin100t（V）
B．灯泡L1的额定功率为2W
C．若开关S闭合，灯泡L1将更亮
D．若开关S闭合，电流表示数将增大
5．出国旅游成为新时尚，但是一些国家的电源电压与我国不同，“国内电器去日美使用”这是淘宝上某品牌的一款电源变压器广告语，产品如图（甲）所示．设此变压器为理想变压器，如图（乙）所示，根据图中数据有110V转220V字样，下列说法正确的是（ ）
A．该变压器原、副线圈的匝数比为21
B．该变压器工作时原、副线圈的电流比为21
C．cd端并联用电器增加，原线圈电压变大
D．cd端并联用电器增加，副线圈电压变小
6．我国家庭电路所接交变电压的有效值为220V，其他一些国家采取110V市电标准。一变压器可视为理想变压器，它将110V交变电压改变为220V，已知变压器原线圈的匝数为400，则副线圈的匝数为（ ）
A．100 B．200 C．800 D．1600
7．将输入电压为220V，输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增绕的匝数为 ( )
A．120匝 B．150匝 C．180匝 D．220匝
8．如图，将手摇交流发电机与一理想变压器的原线圈相连，副线圈电路中接有三个定值电阻、开关、灯泡和一个压敏电阻．压敏电阻具有这样的特点：只有加在它两端的电压大于某一值时，才会有电流通过．现将手摇发电机的手柄匀速转动，小灯泡周期性的闪亮，闭合开关后，小灯泡不再闪亮．下列说法正确的是( )
A．将滑动头P向下滑动，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变小
B．将滑动头P向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，且闪亮频率不变
C．将滑动头P向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大
D．增大发电机手柄的转速，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率不变
9．图甲所示的理想变压器原、副线圈匝数比为55:6，图乙是该变压器原线圈两端输入的交变电压u的图像，副线圈中L是规格为“24V,12W"的灯泡，Ro是定值电阻，R是滑动变阻器，导线电阻不计，图中各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是
A．流过灯泡L的电流每秒钟方向改变50次
B．原线圈两端输入电压的瞬时值表达式为u=311sin（50 π t）（V）．
C．滑片P向下滑动的过程中，变压器的输入功率变小，V1表示数不变
D．滑片P向下滑动的过程中，灯泡L仍能正常发光，A1表示数变大，A2表示数变大
10．有一台理想变压器及所接负载如下图所示，在原线圈c、d两端加上正弦交流电，已知b是原线圈的抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大，下列说法正确的是（ ）
A．开关接a，当滑片P向下滑动时，电压表示数不变，电压表示数变小
B．开关接a，当滑片P向下滑动时，电流表示数不变，电流表示数变小
C．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，电容器所带电荷量的最大值将变小
D．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，电容器所带电荷量的最大值将变大
11．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0＝24Ω和R1＝5Ω、R2＝4Ω的定值电阻，原线圈左侧接一正弦交流电源，开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则原、副线圈的匝数的比值为（ ）
A．2 B．4 C．6 D．8
12．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，电压表和电流表可视为理想电表，灯泡L1、L2均正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．副线圈输出电压的频率为5Hz
B．电压表的读数为31V
C．当热敏电阻的温度升高时，则原线圈输入功率变大
D．当热敏电阻的温度降低时，则L1将变亮、L2将变暗
13．如图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压随时间按正弦规律变化，如图(b)所示。下列说法正确的是（ ）
A．变压器输入、输出功率之比为
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为
C．随变化的规律为
D．若热敏电阻的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
14．如图所示，理想变压器原线圈接交流电源和理想交流电流表，副线圈接热水器和抽油烟机，原副线圈的匝数比为4:1，副线圈上电源的瞬时值，开关S断开时，电流表示数是1A，开关S闭合时，电流表示数是1.25A，下列说法正确的是
A．交流电源输出电压的最大值是55V
B．交流电源输出电压的最大值是880V
C．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是1100W
D．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是220V
二、填空题（共4题）
15．线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给______，储存在______中．
16．判断下列说法的正误．
（1）理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。( )
（2）输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。( )
（3）变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压。( )
（4）理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率．( )
（5）理想变压器的输入和输出功率相等。( )
17．如图所示甲理想变压器的原线圈匝数n1＝350匝，副线圈匝数n2＝70匝，电阻R＝20 Ω，原线圈加上如图乙所示的交流电，则加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为__________________，电阻R上消耗的电功率为________________．
18．各种功放内部存在环状变压器，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的低压交流电压，再将理想电压表2连接在次级线圈（右侧）上。若理想交流电压表1的示数为2.0V，理想交流电压表2的示数为12.0V，则初级线圈的匝数n1=___________匝，次级线圈的匝数n2=___________匝。
（2）若在初级线圈（左侧）上接入电压瞬时值u=220sin100πt（V）的交变电压，则理想交流电压表1的示数为___________V（计算结果保留三位有效数字）。
三、综合题（共4题）
19．如图所示，在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
20．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。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积，线圈转动的频率为，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度。为用此发电机所发出的交流电带动两个标有“，”的灯泡正常工作，需在发电机的输出端a，b与灯泡之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：
（1）发电机的输出电压的有效值为多少；
（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少；
（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大。
21．如图所示为一理想变压器，原副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，原线圈接入电压u=3110sin100πt（V）的正弦交流电，副线圈接有一个电热器，工作时的电阻为R=55Ω，求该电热器消耗的功率是为多少瓦特．
22．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=10:1，定值电阻R1、R2均为．在原线圈接电压随时间变化规律为u＝的交流电源，开关S保持闭合．试求：
(1)原线圈两端交流电压的最大值和频率f
(2)理想电压表的示数U和变压器的输入功率P入
(3)当S由闭合变为断开后，电流表的示数变为原来的几倍？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．D
5．B
6．C
7．A
8．B
9．D
10．D
11．A
12．C
13．D
14．D
15． 磁场 磁场
16． 正确 错误 错误 错误 正确
17． 0.8 W
18． 600 300 18.3
19．
两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会使穿过另一个线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势．
20．（1）1100V；（2）5：1；（3）0.2A
21．W
22．(1) 原线圈两端交流电压的最大值Um= 频率f=50Hz
(2)理想电压表的示数U=5V 变压器的输入功率P入=5W
(3) 电流的示数变为原来的倍
答案第1页，共2页
一、选择题（共14题）
1．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入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．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率减小
2．某同学利用实验室的器材组装了甲乙两种电路，两种电刷接触良好且电阻均忽略不计。甲电路使用互感变压器，匝数比为1：2，乙电路使用自耦变压器，两变压器均看做理想变压器。甲乙电路的线框、二极管、灯泡均相同。两线框以相同角速度匀速转动，下列说法正确是（ ）
A．仅闭合，甲乙两电路均能实现二极管交替闪烁
B．仅闭合，，和两灯泡亮度相同
C．仅闭合，由于变压器匝数比为1：2，所以甲电路三个灯泡亮度相同
D．仅闭合，将原线圈划片向上移动，灯泡变亮
3．如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，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，电路中分别接入理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．A1示数不变，V1示数不变，L1变亮
B．A2示数变大，V2示数变大，L1变暗
C．A1示数变大，变压器输出功率变大，A1与A2示数的比值不变
D．V2示数变大，变压器输出功率变大，V1与V2示数的比值不变
4．如图所示，10匝矩形金属线框在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′以角速度100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1和L2，且开关S断开时灯泡L1正常发光，电流表示数为0.01A，则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为e＝200sin100t（V）
B．灯泡L1的额定功率为2W
C．若开关S闭合，灯泡L1将更亮
D．若开关S闭合，电流表示数将增大
5．出国旅游成为新时尚，但是一些国家的电源电压与我国不同，“国内电器去日美使用”这是淘宝上某品牌的一款电源变压器广告语，产品如图（甲）所示．设此变压器为理想变压器，如图（乙）所示，根据图中数据有110V转220V字样，下列说法正确的是（ ）
A．该变压器原、副线圈的匝数比为21
B．该变压器工作时原、副线圈的电流比为21
C．cd端并联用电器增加，原线圈电压变大
D．cd端并联用电器增加，副线圈电压变小
6．我国家庭电路所接交变电压的有效值为220V，其他一些国家采取110V市电标准。一变压器可视为理想变压器，它将110V交变电压改变为220V，已知变压器原线圈的匝数为400，则副线圈的匝数为（ ）
A．100 B．200 C．800 D．1600
7．将输入电压为220V，输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的变压器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增绕的匝数为 ( )
A．120匝 B．150匝 C．180匝 D．220匝
8．如图，将手摇交流发电机与一理想变压器的原线圈相连，副线圈电路中接有三个定值电阻、开关、灯泡和一个压敏电阻．压敏电阻具有这样的特点：只有加在它两端的电压大于某一值时，才会有电流通过．现将手摇发电机的手柄匀速转动，小灯泡周期性的闪亮，闭合开关后，小灯泡不再闪亮．下列说法正确的是( )
A．将滑动头P向下滑动，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变小
B．将滑动头P向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，且闪亮频率不变
C．将滑动头P向上滑动，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率变大
D．增大发电机手柄的转速，可能使灯泡继续闪亮，但闪亮频率不变
9．图甲所示的理想变压器原、副线圈匝数比为55:6，图乙是该变压器原线圈两端输入的交变电压u的图像，副线圈中L是规格为“24V,12W"的灯泡，Ro是定值电阻，R是滑动变阻器，导线电阻不计，图中各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是
A．流过灯泡L的电流每秒钟方向改变50次
B．原线圈两端输入电压的瞬时值表达式为u=311sin（50 π t）（V）．
C．滑片P向下滑动的过程中，变压器的输入功率变小，V1表示数不变
D．滑片P向下滑动的过程中，灯泡L仍能正常发光，A1表示数变大，A2表示数变大
10．有一台理想变压器及所接负载如下图所示，在原线圈c、d两端加上正弦交流电，已知b是原线圈的抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大，下列说法正确的是（ ）
A．开关接a，当滑片P向下滑动时，电压表示数不变，电压表示数变小
B．开关接a，当滑片P向下滑动时，电流表示数不变，电流表示数变小
C．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，电容器所带电荷量的最大值将变小
D．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，电容器所带电荷量的最大值将变大
11．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0＝24Ω和R1＝5Ω、R2＝4Ω的定值电阻，原线圈左侧接一正弦交流电源，开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则原、副线圈的匝数的比值为（ ）
A．2 B．4 C．6 D．8
12．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，电压表和电流表可视为理想电表，灯泡L1、L2均正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．副线圈输出电压的频率为5Hz
B．电压表的读数为31V
C．当热敏电阻的温度升高时，则原线圈输入功率变大
D．当热敏电阻的温度降低时，则L1将变亮、L2将变暗
13．如图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压随时间按正弦规律变化，如图(b)所示。下列说法正确的是（ ）
A．变压器输入、输出功率之比为
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为
C．随变化的规律为
D．若热敏电阻的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
14．如图所示，理想变压器原线圈接交流电源和理想交流电流表，副线圈接热水器和抽油烟机，原副线圈的匝数比为4:1，副线圈上电源的瞬时值，开关S断开时，电流表示数是1A，开关S闭合时，电流表示数是1.25A，下列说法正确的是
A．交流电源输出电压的最大值是55V
B．交流电源输出电压的最大值是880V
C．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是1100W
D．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是220V
二、填空题（共4题）
15．线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给______，储存在______中．
16．判断下列说法的正误．
（1）理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。( )
（2）输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。( )
（3）变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压。( )
（4）理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率．( )
（5）理想变压器的输入和输出功率相等。( )
17．如图所示甲理想变压器的原线圈匝数n1＝350匝，副线圈匝数n2＝70匝，电阻R＝20 Ω，原线圈加上如图乙所示的交流电，则加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为__________________，电阻R上消耗的电功率为________________．
18．各种功放内部存在环状变压器，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的低压交流电压，再将理想电压表2连接在次级线圈（右侧）上。若理想交流电压表1的示数为2.0V，理想交流电压表2的示数为12.0V，则初级线圈的匝数n1=___________匝，次级线圈的匝数n2=___________匝。
（2）若在初级线圈（左侧）上接入电压瞬时值u=220sin100πt（V）的交变电压，则理想交流电压表1的示数为___________V（计算结果保留三位有效数字）。
三、综合题（共4题）
19．如图所示，在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
20．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。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积，线圈转动的频率为，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度。为用此发电机所发出的交流电带动两个标有“，”的灯泡正常工作，需在发电机的输出端a，b与灯泡之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：
（1）发电机的输出电压的有效值为多少；
（2）变压器原、副线圈的匝数比为多少；
（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大。
21．如图所示为一理想变压器，原副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，原线圈接入电压u=3110sin100πt（V）的正弦交流电，副线圈接有一个电热器，工作时的电阻为R=55Ω，求该电热器消耗的功率是为多少瓦特．
22．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=10:1，定值电阻R1、R2均为．在原线圈接电压随时间变化规律为u＝的交流电源，开关S保持闭合．试求：
(1)原线圈两端交流电压的最大值和频率f
(2)理想电压表的示数U和变压器的输入功率P入
(3)当S由闭合变为断开后，电流表的示数变为原来的几倍？
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参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．D
5．B
6．C
7．A
8．B
9．D
10．D
11．A
12．C
13．D
14．D
15． 磁场 磁场
16． 正确 错误 错误 错误 正确
17． 0.8 W
18． 600 300 18.3
19．
两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会使穿过另一个线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势．
20．（1）1100V；（2）5：1；（3）0.2A
21．W
22．(1) 原线圈两端交流电压的最大值Um= 频率f=50Hz
(2)理想电压表的示数U=5V 变压器的输入功率P入=5W
(3) 电流的示数变为原来的倍
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