3.3变压器（Word版含答案）

3.3 变压器
一、单选题
1．交流电流表有一定的量度范围，不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接.图中电流互感器H，H线圈匝数，下列说法正确的是（　　）
A．测量高压输电线路电流时，接、接
B．测量高压输电线路电流时，接、接
C．若高压输电线路的电流为交变电流，则电表A的示数为0
D．若高压输电线路的电流为恒定电流，则电表A示数恒定且不为0
2．如甲图所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和所受光照强度的关系图像。根据这一特性，某同学设计一个台灯的自动控制电路如乙图所示，T为一自耦式变压器。下列说法正确的是（　　）
A．在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度减小
B．在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度增加
C．在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则灯泡的亮度增加
D．在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R1的阻值，则灯泡的亮度增加
3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入标有“200V60W”字样的灯泡一只，且灯泡正常发光，则（）
A．电流表的示数为0.015A
B．电源输出功率为1200W
C．电流表的示数为6A
D．原线圈两端的电压为10V
4．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20V时，输出电压
A．降低2V B．增加2V C．降低200V D．增加200V
5．一台变压器的原线圈匝数为50，副线圈的匝数为100，在原线圈两端接上电动势为的蓄电池，则在副线圈两端输出的电压为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示,理想变压器的副线圈通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2,输电线的总电阻为R,开始时,开关S断开 当S接通时,以下说法中错误的是（ ）
A．通过灯泡L1的电流增大
B．电阻R上的电压增大
C．原线圈输入功率增大
D．副线圈中的电流增大
7．如图是一个理想变压器的示意图，S为单刀双掷开关，U1为加在原线圈两端的交变电压，若用I1表示通过原线圈中的电流，则下列判断不正确的是
A．若保持U1不变，K断开，S由a接触扳向与b接触，则I1将增大
B．若保持U1不变，K断开，S由b接触扳向与a接触，则L1消耗的功率将增大
C．若保持U1不变，S与b接触，将K闭合，则I1将增大
D．若K不闭合， S与a接触，将U1增大，则I1将增大
8．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
9．图1中，理想变压器的原线圈接入图2所示的随时间t变化的正弦交变电压u时，规格为“10 V 45 W”的小灯泡L正常发光．下列说法正确的是
A．电压u的瞬时值表达式为u=220sin(0.04πt)V
B．原线圈的输入电流为4.5 A
C．理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=22:1
D．理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=22:1
10．一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为，电阻和的阻值分别为和，a、b输入端输入的电压如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电阻两端电压的有效值为
B．流过电阻电流的有效值为
C．流过电阻电流的有效值为0.5A
D．0~0.04s内，电阻产生的焦耳热为0.06J
二、多选题
11．如图所示的理想变压器，其输入端接在的交流电源上，原、副线圈的匝数比为，为电阻箱，副线圈中的电阻，电表均为理想电表，导线电阻不计。下列说法正确的是（　　）
A．当时，时刻电压表的读数为
B．当时，时刻电流表的读数为0
C．当时，消耗的电功率为
D．当时，消耗的电功率为
12．如图甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有的保险丝L，原线圈匝数匝，副线圈匝数匝．当原线圈接在如图乙所示的交变电源上时，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接（ ）
A．工作频率为50Hz的家用电视机
B．耐压值为36V的电容器
C．阻值为的电阻
D．并联两盏“”的灯泡
13．无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图所示，充电基座接上220V，50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）给手机电池充电。已知手机电池的充电电压为5V，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量的损失，下列说法正确的是（　　）
A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为受电线圈发生了自感现象
B．220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化100次
C．受电线圈两端的输出电压的电压峰值为10V
D．基座线圈和受电线圈的匝数比为44：1
14．如图所示，理想变压器原副线圈的匝数之比为10：1，原线圈两端接有一正弦式交变电源，R为负载电阻电压表V和电流表A2的示数分别为200V、0.5A，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．变压器原线圈两端电压的峰值为200V
B．电流表A1的示数为0.05A
C．电源输出的电功率为1W
D．负载电阻R的阻值为40
三、实验题
15．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．
(2)如果把它看成理想变压器，现要测定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，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________
16．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它由两个外观基本相同和粗细相同的同种导线绕成的线圈A、B，线圈外部还可以绕线。
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆档先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a，b位置（a在左、b在右），由此可推断__________线圈的匝数较多（填“A”或“B”）
(2)如果把它看成理想变压器，A、B线圈的匝数比为k，则当A线圈接在电压为的蓄电池两端以后，B线圈的输出电压为__________。
(3)如果把它看成理想变压器，则线圈上的交变电流一定具有相同的_______。
A．电压 B．电流 C．功率
(4)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。实验步骤如下：
①用长导线绕一个匝数为n的线圈C作为副线圈代替A线圈
②把低压交流电源接在B线圈，测得C线圈的输出电压为U
③用A线圈换下C线圈，测得A线圈的输出电压为
则线圈A的匝数________（用物理量n、U、表示）
17．(1)某同学在做“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验时，用学生电源提供给左图所示变压器原线圈的电压为5V，用演示电表交流50V档测量副线圈电压时示数如右图所示，则变压器的原副线圈匝数之比可能是( )
A．5：8 B．5：4 C．1：8 D．1：14
(2)①“用双缝干涉测量光的波长”实验中，在甲、乙、丙三处所放置的器材依次是( )
A．单缝、双缝、滤光片
B．滤光片、双缝、单缝
C．滤光片、单缝、双缝
②如果去掉滤光片，在目镜位置________ (“能”或“不能”)观察到干涉条纹．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据
因
则接入的ab中电流较大，cd中电流较小，则测量高压输电线路电流时，接、接，选项A正确，B错误；
C．若高压输电线路的电流为交变电流，则电表A的示数为交流电的有效值，则示数不为0，选项C错误；
D．若高压输电线路的电流为恒定电流，则根据变压器的原理可知，电表A示数恒定为0，选项D错误。
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
AB．分析甲图可知，光照强度增强，流过电阻的电流增大，说明光敏电阻阻值减小。在其他条件不变的情况下，如果光照变强，光敏电阻阻值减小，灯泡两端电压减小，则灯泡的亮度减小，A正确，B错误；
C．在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则副线圈匝数减小，输出电压减小，灯泡的亮度减小，C错误；
D．在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R1的阻值，则通过灯泡的电流减小，灯泡亮度降低，D错误。
故选A。
3．A
【解析】
【详解】
AC.因为灯泡正常发光可得副线圈中的电流，由公式得原线圈中的电流即电流表示数是，A正确C错误；
B.原副线圈功率相等，故可知电源的输出功率为60W，B错误；
D.由得原线圈端电压为，D错误．
故选A
4．D
【解析】
【详解】
由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比即，得：，即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：，当输入电压增加20V时，输出电压增大200V，故D正确．
5．A
【解析】
【详解】
蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压，故在副线圈两端输出的电压为0。
故选A。
6．A
【解析】
【详解】
变压器的输出电压由输入的电压和变压器的匝数比决定，由于输入的电压和变压器的匝数比都不变，所以变压器的输出电压也不变，即副线圈两端M、N的输出电压不变．当S接通时，副线圈的电阻减小，所以总的电流变大，电阻R上的电压增大, 灯泡L1的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，选项A错误，BD正确；由于副线圈的输出电压不变，当S接通时，次级电流变大，则副线圈的输出功率增大，根据输入功率等于输出功率，知道变压器的输入功率增大，所以C正确；此题选择错误的选项，故选A．
点睛：和闭合电路中的动态分析类似，可以根据副线圈电阻的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．
7．B
【解析】
【详解】
保持U1不变，K断开，S由a合到b时，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，所以副线圈功率变大，而原线圈功率等于副线圈功率，所以原线圈功率变大，根据I1=得I1将增大，故A正确；保持U1不变，K断开，S由b接触扳向与a接触，原线圈匝数变大，副线圈电压变小，所以副线圈功率变小，则L1消耗的功率将减小，故B错误；若保持U1不变，S与b接触，将K闭合，副线圈负载增多，总电阻减小，总电流增大，根据变压器电流之比等于匝数反比可知I1将增大，故C正确；若K不闭合，S与a接触，将U1增大，副线圈电压变大，所以副线圈功率变大，而原线圈功率等于副线圈功率，所以原线圈功率变大，根据I1=得I1将增大，故D正确．本题选不正确的，故选B.
点睛：本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等．
8．B
【解析】
【详解】
110V转220V，可知该变压器原副线圈的匝数比为1:2，选项A错误；该变压器工作时原、副线圈的电流比等于匝数的倒数比，则为2:1，选项B正确；原线圈电压由供电系统决定，副线圈电压由原线圈电压决定，与次级所接电器的多少无关，选项CD错误；
9．D
【解析】
【详解】
A、由图2知交流电压的周期T=0.02 s，角速度ω==100π，电压u的瞬时值表达式为u=220sin(100πt)V，选项A错误；
B、由图2知原线圈两端的电压U1= V=220 V，原线圈的输入电流I1== A=0.2 A，选项B错误；
CD、由得，选项D正确，C错误．
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
在一个周期内，后半个周期变压器无电压输出，所以副线圈电压的有效值为
解得
则电流为
电阻两端电压的有效值为
0~0.04s内，电阻产生的焦耳热为
故选C。
11．AD
【解析】
【详解】
A．当R0=0时，原线圈直接接在交流电源上，最大值为100V，则原线圈的输入电压有效值为
U1=100V
根据变压比可知，副线圈输出电压
电压表的示数为有效值，所以t=10s时刻电压表的读数为50V，故A正确；
B．当R0=0时，副线圈输出电压：U2=50V，电流表示数为有效值，根据闭合电路欧姆定律可得
所以当R0=0时，t=10s时刻电流表的读数为5A，故B错误；
C．当R0=10Ω时，设电流表的读数为I2′，则副线圈输出电压为10I2′，则原线圈两端电压为20I2′；根据变流比可知，原线圈输入电流为0.5I2′，分析原线圈电路，根据串联电路的电压关系可知
100V=20I2′（V）+0.5I2′×10（V）
解得
I2′=4A
R消耗的电功率为
P′=I′22R=160W
故C错误；
D．当R0=10Ω时，电流表的读数为4A，则原线圈的电流
则R0消耗的电功率为
故D正确。
故选AD。
12．CD
【解析】
【详解】
由原线圈电流最大为知，副线圈允许的最大电流为
副线圈两端电压
；
A．工作频率为50Hz的家用电视机工作电压为220V，所以电视机不能工作，故A错误；
B．副线圈的最大电压为，耐压值为36V的电容器不能工作，故B错误；
C．阻值为的电阻接在副线圈上，通过电阻的电流为
故可以工作，故C正确；
D．并联两盏的“36V40W”灯泡时，电流为，故D正确．
故选CD．
【点睛】
解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等．
13．BC
【解析】
【详解】
A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递。故A错误；
B．由于交流电一个周期内电流方向改变两次，则220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化100次，故B正确；
C．由于二极管单向导电的缘故，故输出端只有一半时间有电压，根据有效电压的定义得
解得
故C正确；
D．受电线圈的有效电压为
则，基座线圈和受电线圈的匝数比为
故D错误。
故选BC。
14．BD
【解析】
【分析】
【详解】
A．变压器原线圈两端电压的有效值U1=200V，其峰值
U1m=U1=200V
A错误；
B．通过变压器副线圈的电流有效值I2=0.5A，结合
可得变压器原线圈中通过的电流有效值I1=0.05A，B正确；
C．电源输出的电功率
P1=U1I1=10W
C错误；
D．负载电阻消耗的电功率P2=P1，根据
其中I2=0.5A，解得R=40Ω，D正确。
故选BD。
15． A 见解析
【解析】
【详解】
（1）[1]欧姆表示数等于指针示数与挡位的乘积，用同一挡位测电阻，指针偏角越大，所测电阻阻值越小，指针偏角越小，电阻阻值越大，由图示可知，a位置指针偏角小，线圈A的电阻大，线圈A的匝数较多；
（2）[2]实验步骤：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，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为．
16． A C
【解析】
【详解】
（1）[1]从多用电表读数可知，指针a指的电阻数值大于指针b所指的电阻数，所以A线圈的匝数较多。
（2）[2]根据变压器电压公式可知
则。
（3）[3] 理想变压器两端功率相同，所以线圈上的交变电流一定具有相同的功率。故选C。
（4）[4]根据变压器的电压比等于匝数之比，可知
解得。
17． D C 能
【解析】
【详解】
（1）根据电压表读数的方法可知，该变压器的输出电压为40V，如果是理想变压器，则变压器的原副线圈匝数之比：．因题中所给的装置中上面的软铁芯没有闭合，故穿过次级的磁通量小于原线圈的磁通量，即次级匝数比理想情况偏多，则变压器的原副线圈匝数之比可能1:14，故D正确，ABC错误．故选D.
（2）①“用双缝干涉测量光的波长”实验中，在甲、乙、丙三处所放置的器材依次是：滤光片、单缝、双缝，故选C.
②去掉滤光片后，透过缝的将是多种颜色的光，波长不同干涉后形成的条纹间距不同，在屏上形成彩色的干涉条纹；
答案第1页，共2页
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