3.3变压器 章节练习（Word版含答案）

3.3、变压器
一、选择题（共16题）
1．“新冠肺炎”席卷全球，某汽车厂决定改建生产线转产口罩，原生产线工作电压为380V，而口罩机工作电压为220V。现在需要变压器来进行降压，若变压器原线圈匝数为1900匝，则副线圈匝数为（　　）
A．110 B．220 C．1100 D．2200
2．如图所示为理想变压器及其工作电路，原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接函数表达式的交流电，为半导体热敏电阻（其电阻随温度升高而变小）．R1为定值电阻．下列判断正确的是（ ）
A．V1表的示数为220V
B．电流表A读数为零
C．副线圈输出电压为110V
D．RT处温度升高时，V1、V2表和A表的示数均变大
3．一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
4．如图所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为u=U 0sinωt的交流电源两端．电路中R0为定值电阻，V1、V2为理想交流电压表，A1、A2为理想交流电流表．现使滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，下列说法正确的是
A．电压表V1与V2示数的比值不变
B．电流表A1与A2示数的比值将变小
C．电压表V1与电流表A1示数的比值变小
D．电压表V2与电流表A2示数的比值变小
5．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4:1，电流表、电压表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的读数为0.25 A
B．电流表的读数为4.00A
C．电压表的读数为880V
D．电压表的读数为155V
6．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1:3，两端分别接有4个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L2的电流之比为
A．3：1 B．6：1
C．9：2 D．11:2
7．如图所示，理想变压器原副线圈分别接三个额定电压为U的相同白炽灯，三个灯均正常发光，下列说法正确的是（　　）
A．理想变压器原、副线圈匝数之比为3：1
B．理想变压器原、副线圈电流之比为2：1
C．电源电压的有效值为
D．断开开关，灯泡可能会被烧毁
8．如图所示，理想变压器匝数比，输入电压为。当开关S闭合时，灯泡A、B、C均能发光。则S断开时（　　）
A．交流电压表的示数为10V
B．理想变压器的输入功率变大
C．灯泡A变暗、灯泡B变亮
D．理想变压器的输入电压变大
9．用理想变压器给负载所有负载都是并联的供电，下列措施哪些可以增大变压器的输入功率
A．只增加原线圈的匝数 B．只增加负载电阻值
C．只减少负载的个数 D．只增加副线圈的匝数
10．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．t＝0时刻发电机的线圈平面和磁场平行，磁通量为0
B．在1s内发电机的线圈绕轴转动50圈
C．将此交流电接到匝数比是1:10的升压变压器上，副线圈的电压为V
D．将此交流电与耐压值是220V的电容器相连，电容器会被击穿
11．近年来，手机无线充电技术越来越普及。图甲是某款手机的无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当a、b间接上220V的正弦交变电压后，受电线圈中产生交变电流以给手机充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。设送电线圈端输入电压为，受电线圈cd端输出电压为，若把装置线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　）
A．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加
B．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5:1
C．充电时，电压大小为42.5V
D．电阻R阻值为18.75Ω
12．如图所示.面积为，匝数为的矩形金属线框在磁感应强度大小为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡均正常发光，理想电流表的示数为.已知的额定功率均为，额定电流均为，线框及导线电阻不计，则（）
A．图示位置时，穿过线框的磁通量变化率为零
B．线框转动的角速度为
C．理想变压器原、副线圈的阻数之比为1:2
D．若灯丝烧断，电流表示数增大
13．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈接交变电源，电压．副线圈接电动机，电动机内阻为5Ω，电流表A2示数为2A，电表对电路的影响忽略不计．则（ ）
A．此交流电的频率为100Hz B．此电动机输出功率为68W
C．电流表A1示数为10A D．电压表示数为
14．如图，发电机的电动势e＝678sin 100πt V，变压器的副线圈匝数可调，触头P置于a处时，用户的用电器恰好得到220 V的电压，R表示输电线的电阻．下列说法正确的是(　　)
A．电流的频率为50 Hz
B．电压表V2的示数为220 V
C．电压表V1的示数为678 V
D．当用户的用电器功率增加时，要保持用户仍得到220 V的电压，触头P应向上滑
15．如图所示，一理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连，副线圈与定值电阻R0和均匀密绕的滑线变阻器R串联。若不考虑温度对R0、R阻值的影响。在将滑动头P自a匀速滑到b的过程中（　　）
A．原线圈输入功率变大 B．原线圈两端电压变大
C．R两端的电压变小 D．R0消耗的电功率变小
16．如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为1∶n，原线圈接正弦交流电，电压为U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，重力加速度为g．下列判断正确的是
A．原线圈中的电流的有效值为nI
B．电动机消耗的功率为I2R
C．变压器的输入功率为
D．物体匀速上升的速度为
二、填空题
17．如果把一个可拆变压器看成理想变压器，两个线圈分别为A、B，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验步骤（写出要测的物理量，并用字母表示）：____________，A线圈的匝数为nA＝____________。（用所测物理量符号表示）
18．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和。当输入电压为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。则原、副线圈匝数之比______，此时a、b两灯泡功率之比______。
19．为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图所示．两变压器匝数分别为、和、，a和b是交流电表．则_____为交流电流表，____为交流电压表(填“a”或“b”)；____，____(填“”或“”)．
20．如图所示，理想变压器的原线圈接在220V、50Hz的正弦交流电源上线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为10Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为2:1．则二极管的耐压值至少为______V， 电阻R上1s内产生的焦耳热为_________J，电阻R上电流的有效值为__________A．（结果保留三位有效数字）
三、综合题
21．一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数匝接入电压的电路中若两副线圈上分别接上“6V，20W”“110V，60W”的两个用电器，并同时正常工作，原线圈的输入电流为多少？
22．如图所示，一匝数为10匝、内阻不计的矩形线框处于水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴以转速匀速转动。当线框平面位于中性面位置时，其磁通量大小为，线框中产生的感应电流通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只规格为“”的灯泡，且灯泡正常发光。求：
（1）线框中感应电动势的有效值；
（2）理想变压器原副线圈匝数比。
23．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3300V，副线圈两端电压U2＝220V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的理想交流电压表V的示数U＝2V。求：
（1）原线圈的匝数n1；
（2）当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5A，电流表A1的示数I1；
（3）在（2）情况下，当开关S闭合时，电流表A1的示数I1'。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
根据 解得
匝
故选C。
2．C
【详解】
V1表的示数为输入电压的有效值是，故A正确；因是交流电，电流可通过电电流表，所以电流表A读数不为零，故B错误；根据理想变压器电压比：，代入数据可得副线圈输出电压为，故C正确；RT处温度升高时，电阻减小，电流变大，则V1表示数不变，但R1的分压变大则V2表示数减小，A表的示数变大，故D错误．所以C正确，ABD错误．
3．C
【详解】
本题考查理想变压器．由题意知原线圈电压有效值，由得，副线圈最大值为,将击穿电压为6V的电容器接在C、D两端将会被击穿，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，A错C对；，，B错；把交流电压表接在C、D两端时，电压表读数为6V，D错；选C．
4．A
【详解】
由于只有一个副线圈，因此电压之比一定等于线圈匝数的正比，故两电压表的比值不变，故A正确；由于只有一个副线圈，因此电流之比一定等于线圈匝数的反比，故两电流表的比值不变，故B错误；滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律可知A2电流减小，故A1电流减小，由于U1不变，故电压表V1与电流表A1示数的比值变大，故C错误；滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，由欧姆定律可知，电压表V2与电流表A2示数的比值变大，故D错误；故选A．
5．A
【详解】
CD．原线圈电压有效值U1=220V，根据原副线圈匝数比为4:1，可知次级电压为
则电压表的读数为55V，选项C D错误；
AB．根据变压器输入功率等于输出功率，即
解得
I1=0.25A
选项A正确，B错误；
故选A。
6．D
【详解】
设通过L1的电流为I1，L2的电流为I2，每盏灯泡的电阻为R，则原线圈的电流为I1-I2，则次级电流为；则次级电压为：，初级电压；因初级电压等于L2两端的电压，即，解得I1：I2=11:2，故D正确，ABC错误．故选D．
7．C
【详解】
B．由于三个灯均正常发光，理想变压器原线圈电流为
理想变压器副线圈电流为
所以理想变压器原、副线圈电流之比为1：2，是B错误；
A．由理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，则理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，则A错误；
C．理想变压器副线圈电压的有效值为
由理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比，则理想变压器原线圈电压的有效值为
电源电压的有效值为
所以C正确；
D．断开开关，副线圈的电流减小，则原线圈电流也将减小，所以原线圈电压将增大，副线圈电压增大，则灯泡可能会被烧毁，但灯泡不会被烧毁，所以D错误；
故选C。
8．C
【详解】
A．理想变压器的电压与匝数成正比，由于理想变压器的匝数比
n1：n2=2：1
由瞬时值的表达式可知，输入的电压的有效值为20V，所以输出的电压为10V，由于灯泡A的分压，电压表的示数要小于10V，故A错误；
B．S断开时，副线圈中的电阻变大，副线圈两端电压不变，则副线圈中的电流变小，变压器的输出功率变小，理想变压器的输入功率变小，故B错误；
C．S断开时，副线圈中的电阻变大，副线圈两端电压不变，则副线圈中的电流变小，A灯变暗，灯B两端电压变大，灯B变亮，故C正确。
D．由于输入电压不变，则理想变压器的输入电压不变，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A、增加原线圈的匝数，副线圈的电压减小，输出功率减小，副线圈输出功率等于输入功率，变压器的输入功率减小，故A错误；
B、增加负载的电阻值，其余保持不变，副线圈的电压不变，但导致副线圈的电流减小，所以副线圈的功率减小，则变压器输入功率减小，故B错误；
C、只减少负载的个数，负载电阻增大，其余保持不变，副线圈的电压不变，但导致副线圈的电流减小，所以副线圈的功率减小，则变压器输入功率减小，故C错误；
D、增加副线圈的匝数，其余保持不变，则副线圈的电压增大，所以副线圈的功率增大，则变压器输入功率增大，故D正确；
故选D.
10．D
【详解】
A. t＝0时感应电动势为0，说明此时刻线圈平面位于中性面，发电机的线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，故A错误；
B. 产生的感应电动势的周期T=0.04s，故1s内发电机的线圈转动的圈数为
n＝1/T＝25转
故B错误；
C. 输入电压的有效值为
U1＝＝220V
根据，解得：
U2=2200V
故C错误；
D.电容器的耐压值为电容器两端允许电压的最大值，则电容器会被击穿，故D正确．
11．D
【详解】
A．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流为恒定电流，所以A错误；
B．根据理想变压器的工作原理，原副线圈的电流与匝数成反比，则流过送电线圈与受电线圈的电流之比为1:5，所以B错误；
CD．根据理想变压器电压与匝数关系有
整理可得
联立解得
所以C错误，D正确。
故选D。
12．B
【详解】
图示位置穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化量最大，故A错误；负载消耗的功率为2P，即，得，所以B正确；副线圈的电流为2I，根据变流规律可知：，所以C错误；若灯烧断，负载的电阻增大，电流减小，所以原线圈电流跟着减小，故电流表示数减小，D错误．
13．B
【详解】
试题分析：此交流电的频率为，选项A错误；变压器次级电压：，此电动机输出功率为，选项B正确；电流表A1示数为，选项C错误；电压表示数为，选项D错误；故选B.
14．AD
【详解】
变压器只改变电压，不会改变频率，故频率为f=50Hz，故A正确；电压表的示数为用户和输电线路上损失的电压值和大于220V，故B错误；电压表测量的是有效值，故示数为U=V，故C错误；当用户功率增大时，由P=UI可知，输电线路上的电流增大，故损失电压增大，用户得到的电压将减小，要保持用户仍得到220V的电压，必须使变压器副线圈两端电压增大，故由可知触头P应向上滑，故D正确；故选AD．
15．AC
【详解】
AB．原线圈与稳定的正弦交流电源相连，则原线圈两端电压不变，由于匝数比不变，则副线圈两端电压不变，将滑动头P自a匀速滑到b的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，副线圈中电流变大，由公式可知，副线圈功率增大，则原线圈输入功率变大，故A正确，B错误；
C．由于副线圈中电流变大，则R0两端电压变大，副线圈两端电压不变，则R两端电压变小，故C正确；
D．将副线圈与R0看成电源，由于不知道滑动变阻器的最大阻值与R0的关系，则无法确定R0消耗的电功率的变化情况，故D错误。
故选AC。
16．AD
【详解】
因为原副线圈的匝数比为1：n，且电流表读数为I，则由理想变压器的原副线圈的电流与匝数成反比得，原线圈的电流为nI，故A正确；理想变压器的原线圈的电压为U，而电流为nI，则变压器的输入功率为nIU，选项C错误；根据电压与匝数成正比，得副线圈两端的电压U2=nU，输入给电动机的总功率为P总=nIU，选项B错误；电动机线圈发热功率P热=I2R，所以电动机输出的总功率 ，则物体匀速上升的速度 ，选项D正确；故选AD.
17． 见解析 nA＝n
【详解】
①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈．
②把低压交流电源接B线圈，用多用电表交流电压挡测得绕制的线圈的输出电压U.
③用A线圈换下绕制的线圈，用多用电表交流电压挡测得A线圈的输出电压UA.
根据电磁感应原理可知
可得
nA＝n
18． 9:1 1:9
【详解】
当输入电压为灯泡额定电压的10倍，两灯泡均能正常发光。说明灯泡a的电压为额定电压，原线圈电压为额定电压的9倍；副线圈电压即为灯泡b的电压，为1倍的额定电压。根据变压器电压之比等于匝数之比，可知原、副线圈匝数之比为9:1，
a和额定电压相同，再根据变压器电流之比等于匝数反比，可知原、副线圈电流之比为1:9，由功率
可知a、b两灯泡功率之比为为1:9。
19． b a > <
【详解】
由电路连接方式可知，左图是电压互感器，把高电压经过变压器降压后测量，所以n1＞n2，a为交流电压表.右图为电流互感器，把大电流经过变压器减为小电流再测量，所以n3＜n4,b为交流电流表．
20． 605J 7.78A
【详解】
试题分析：有变压器的工作原理可知原副线圈电压之比等于匝数之比，所以副线圈输出电压的有效值为110V，有效值和最大值关系可知，副线圈最大值为，二极管的耐压值至少为,用有效值计算焦耳热，由于二极管的单向导电性，所以只有一半时间产生热量，所以有：，
21．0.36A
【详解】
根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可得：，即：，
所以有：
22．（1）；（2）6：1
【详解】
线圈的角速度为
通过线圈的磁通量最大值
感应电动势的最大值
感应电动势的有效值为
解得
（2）原线圈两端的电压
副线圈两端电压
由公式
解得
23．(1)1650匝；(2) (3)
【详解】
（1）由电压与变压器匝数的关系可得：
匝
（2）当开关S断开时，由输入功率等于输出功率
可得
（3）当开关S断开时，有：
当开关S闭合时，设副线圈总电阻为，则有
副线圈中的总电流为，则
由
得
答案第1页，共2页