3.3变压器同步练习（Word版含答案）

3.3 变压器 同步练习
一、单选题
1．如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈两端、接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻时，电流表A的示数为1A。各电表均为理想电表，则初级和次级线圈的匝数比为( )
A．1:5 B．5:1 C．1:10 D．10:1
2．如图所示，变压器输入的交变电压，副线圈匝数可调，电阻R=100Ω，均是额定电压为20V，额定功率为20W的小灯泡，通过调节副线圈的匝数，使S闭合前后，均能正常发光，则S闭合前后副线圈的匝数之比为
A．1：11 B．2：1 C．3：5 D．6：11
3．一个电源两端的电压随时间的变化规律如图所示，则（　　）
A．用交流电压表测量电源两端的电压，其示数约为
B．电源接上一个电阻，最大电流是
C．电源接上一个电阻，在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是
D．将该电源通过匝数比为的变压器给一灯泡供电，该灯泡能正常发光，则灯泡的额定电压为
4．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为2、1和3，为理想交流电流表，U为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。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3I。该变压器原、副线圈匝数比为（　　）
A．2 B．3 C．4 D．5
5．如图所示是某正弦式交变电流的图象。下列说法正确的是（　　）
A．该交变电流的周期为0.01s
B．该交变电流的频率为100Hz
C．该交变电流电流的最大值为4A
D．该交变电流电流的有效值为4A
6．分析电流走向、找到电路中的等势点可以帮助解决复杂电路问题。在图示的电路中，已用箭头正确标出部分电阻上的电流方向。已知电路中每个电阻大小都是R，关于a、b、c、d、e点的电势，MN之间的总电阻R总，下列说法正确的是（　　）
A．b、e、d三点电势相等，R总=R B．b、e、d三点电势相等，R总=R
C．a、e、c三点电势相等，R总=R D．a、e、c三点电势相等，R总=R
7．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比，电源电压，原线圈电路中接入熔断电流的保险丝，副线圈电路中接入一可变电阻R，则（　　）
A．电压表的读数为77V
B．当可变电阻R的阻值变大时，电源的输入功率变大
C．可变电阻R的阻值低于时保险丝将熔断
D．副线圈的输出功率一定是200W
8．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时刻发电机的转动线圈位于中性面
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2200V
D．将此交流电与耐压值是220V的电容器相连，电容器不会被击穿
9．从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路输送到各个用电地方。如图所示的远距离输电示意图中的变压器均为理想变压器，发电机产生正弦交流电电压有效值不变，升压变压器原、副线圈匝数比n1：n2=1∶50，隆压变压器原、副线圈匝数比n3：n4=50∶1，已知用户两端电压的有效值U4=220V，且用户消耗的电功率为11kW，远距离输电的输电线的总电阻r=100Ω（认为输电中的能量损耗完全由电阻产生），则（　　）
A．升压变压器的副线圈两端电压的有效值为11.1kV
B．降压变压器的原线圈中的电流的有效值为2A
C．输电线上消耗的功率为1000W
D．升压变压器的输入功率为11.5kW
10．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同（额定电流不同）的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．原、副线圈匝数比为1：6
B．原、副线圈匝数比为6：1
C．此时a和b的电功率之比为6：1
D．此时a和b的电功率之比为1：1
11．关于下列器材的原理和用途，正确的是（　　）
A．变压器可以改变交变电压和频率
B．电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速
C．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
二、多选题
12．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器和额定电压为、内阻为的电动机．闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为．则

A．副线圈两端电压为
B．电动机输出的机械功率为
C．突然卡住电动机，原线圈输入功率变小
D．通过电动机的交流电频率为
13．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线圈abcd的匝数为N，电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：2，定值电阻与的阻值均为R，所用电表均为理想交流电表，当线圈abcd转动的角速度大小为时，电压表的示数为U，则　　
A．此时电流表的示数为
B．从图示位置线圈abcd与磁场方向平行开始计时，线圈abcd中产生的电动势的瞬时表达式为
C．在线圈abcd转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为
D．当线圈abcd转动的角速度大小为时，电压表的示数为4U
14．如图所示， KLMN是一个竖直的匝数为n的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S,MN边水平，线框绕竖直固定轴以角速度ω匀速转动．当MN边与磁场方向的夹角为60°时(图示位置),下列说法正确的是
A．此时刻磁通量的变化率是
B．此时刻磁通量的变化率是
C．线圈从图示位置再转动180°过程中，电流方向将改变1次
D．线圈从图示位置再转动180°过程中，电流方向将改变2次
15．如图所示，图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表。若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电，图中Rt为NTC型热敏电阻（阻值随温度升高而变小），R1为定值电阻。下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数为36V
B．变压器原、副线圈中的电流之比为4:1
C．Rt温度升高时，电压表的示数不变、电流表的示数变大
D．t=0.01s时，发电机中线圈磁通量为零
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
根据欧姆定律可得副线圈中的电压为
根据公式
A. 1:5与分析不符，故A错误；
B. 5:1与分析相符，故B正确；
C. 1:10与分析不符，故C错误；
D.10:1与分析不符，故D错误。
故选：B。
2．D
【解析】
【详解】
由变压器输入的交变电压可知有效值为；S闭合前是电阻R与L1串联，L1正常发光可知其额定电流为，故,由变压器原理可知；S闭合后L1和L2并联后再与R串联，，同样可得，故联立可得，故选D．
【点睛】本题考查理想变压器原理及应用，要注意明确电路结构，知道开关通断时电路的连接方式．
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图象可知，交流电压的最大值，所以用交流电压表测量电源两端的电压，其示数为
故A错误；
B．电源接上一个电阻，最大电流是
故B错误；
C．电源接上一个电阻，在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热
故C正确；
D．将该电源通过匝数比为 的变压器给一灯泡供电，该灯泡能正常发光，则灯泡的额定电压为
故D错误。
故选C。
【点睛】
本题主要考查了交流电、变压器、有效值、欧姆定律．是一道中等难度的题目．这类问题主要掌握交流电流的最大值与有效值的关系，知道交流电压表的读数、灯泡的额定电压、焦耳热等用的是有效值．
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
设变压器原、副线圈匝数之比为k，则可知，开关断开时，副线圈电流为kI，则根据理想变压器原理可知
当S闭合时，电流表的示数为3I．则副线圈的电流强度为3kI，
则根据理想变压器原理可知
代入数据联立解得
故选A。
5．C
【解析】
【详解】
AB．由图象得，该交变电流的周期为0.02s，该交变电流的频率
故AB错误；
CD．由图象得，该交变电流电流的最大值为，该交变电流电流的有效值
故C正确，D错误。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
根据电路中流入节点的电流等于流出节点的电流，并结合对称知识可知，在ed之间的电阻上不会有电流流过，即ed两点电势相等，可视为用导线连接的两点；同理可知be两点电势相等，可视为用导线连接的两点，则电路等效为
可计算出MN之间的总电阻为
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
A．由题意得
根据
解得
故A错误；
B．当可变电阻R的阻值变大时，电压不变，所以副线圈电流减小，根据电流之比等于匝数倒数比可知，原线圈电流减小，则原线圈功率变小，故B错误；
C．原线圈电路中电流的最大值为1A，根据电流与匝数成反比，解得
则可变电阻R的阻值最小值为
故C正确；
D．可变电阻的耗电功率根据电阻的变化而变化，故D错误。
故选C。
【点评】
本题关键明确：（1）理想变压器输入功率等于输出功率；（2）变压器变压规律。
8．B
【解析】
【详解】
根据图可知，在t=0时刻时，产生的感应电动势最大，此时线圈平面与中性面垂直，故A错误；产生的感应电动势的周期T=0.02s，故1s内发电机的线圈转动的圈数为n＝1/T＝50转，故B正确；输入电压的有效值为U1＝＝220V，根据得U2=2200V，故C错误；电容器的耐压值为电压的最大值，故电容器一定被击穿，故D错误；故选B．
【点睛】
本题考查了交流电最大值、有效值、周期等问题，抓住电容器的耐压值为电压的最大值，要学会正确分析图象，从图象获取有用信息求解．
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．降压变压器副线圈电流
根据
解得输电线中的电流
输电线上的损失电压为
根据电压与匝数成正比
得降压变压器原线圈两端的电压为
升压变压器的副线圈两端电压有效值
B错误A正确；
C．输电线上损失的功率
C错误；
D．升压变压器的原线圈输入的电功率为
D错误。
故选A。
10．B
【解析】
【详解】
AB．灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U，则说明原线圈输入电压为7U，输出电压为U；则可知，原副线圈匝数之比为6：1，故A错误，B正确；
CD．根据
由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P=U额I可得a和b上的电功率之比为1：6，故CD错误。
故选B。
11．D
【解析】
【详解】
A．变压器可以改变交变电压和电流，不改变频率，故A错误；
B．电子感应加速器是利用环形感应电场对电子进行加速，故B错误；
C．真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属导体内产生涡流使其熔化，故C错误；
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用，故D正确。
故选D。
12．BD
【解析】
【详解】
输入电压最大值为220V，则有效值：，根据变压器原理可得：，故A错误；输出的机械功率：P出=UI-I2R=12×1-12×2=10W，故B正确；卡住电动机，输出功率增加，则副线圈的电流增大，输出功率增大，则原线圈输入功率增加，故C错误．由乙图知周期为T=0.02s，则通过电动机的交流电频率为f=1/T=50Hz，则D正确．
13．AC
【解析】
【详解】
流过副线圈的电流，根据可知，流过电流表的电流，故A正确；变压器中原线圈的电压为，根据可知电压，电阻分得的电压，故线圈产生的感应电动势的有效值为，最大值，故从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为，故B错误；根据可知，故C正确；根据可知，转动角速度加倍，产生的感应电动势加倍，故电压表的示数加倍，为2U，故D错误．故选AC．
14．AC
【解析】
【详解】
从垂直中性面开始计时感应电动势的瞬时表达式为，当线圈平面与垂直中性面夹角为60°时，即 ，，此时磁通量的变化率是，故A正确．线圈再转动180°过程中，只经过一次中性面位置，则电流方向改变一次．故C正确．
15．AC
【解析】
【详解】
A．由图乙可知交流电压最大值Um=36V，电压表的示数为有效值，所以电压表的示数为
故A正确；
B．变压器原、副线圈中的电流之比
故B错误；
C． Rt温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，但不会影响输入电压值，故C正确；
D．t=0.01s时电压值为零，则发电机中线圈与磁场垂直，线圈磁通量最大，故D错误。
故选AC。
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