3.3变压器综合训练（Word版含答案）

3.3变压器
一、选择题（共15题）
1．如图所示为一理想变压器，其原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，负线圈接有一阻值可调的负载电阻。开始时原、副线圈的匝数关系为n1>n2，现为了减小变压器的输入功率，下列做法中可行的是（　　）
A．其他条件不变，使原线圈的匝数n1增加
B．其他条件不变，使副线圈的匝数n2增加
C．其他条件不变，负载电阻R的阻值减小
D．其他条件不变，使原、副线圈增加相同的匝数
2．如图所示，有四个完全相同的灯泡，其中一个串联在理想变压器的输入端，另外三个并联在输出端。四个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，电阻为R、长度为L的导体棒两个端点分别搭在两个竖直放置、电阻不计、直径也为L且相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c和d相接。c、d两个端点接在匝数比为的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下。当导体棒绕与平行的水平轴以角速度匀速转动时，下列说法正确的是（　　）
A．在环的最低点开始计时，产生的瞬时电动势的表达式是
B．当图中的交流电流表的示数为I时，滑动变阻器上的电流为
C．当滑动变阻器的滑片向f移动时，原线圈两端的输入功率变小
D．当滑动变阻器的滑片向f移动时，交流电流表A示数变大
4．如图所示是一种变压器的铭牌，根据上面标示的信息，以下判断正确的是（　　）
型号：PKT-12-3000 输入参数：220V 50Hz 输出参数：12V 3.0A
A．这是一个升压变压器
B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多
C．当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12V
D．当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小
5．如图所示为某变压器对称铁芯的示意图，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一线圈，另一半通过中间的臂．已知此时原线圈ab两端输入交流电压u=220sin 100πt (V)，原线圈匝数n1=44匝，副线圈匝数n2=12匝，若副线圈cd端接入一电阻R，且R=10 Ω，则副线圈cd端输出电压的有效值和原线圈中的电流分别为(　　)
A．30V B．60V C．A D．A
6．将如图甲所示的不完整正弦交流电接在图乙理想变压器的a、b端．理想变压器的原副线圈匝数之比为5：l，所接电表均为理想表，副线圈回路中两个电阻阻值均为R=11Ω，开关处于断开状态．下列说法正确的是
A．电流表的示数为0．4A
B．电压表的示数为22V
C．a、b端的输入功率为88W
D．闭合开关K后，电压表示数将变为11V
7．如图，频率为50Hz的正弦交流电源与理想变压器原线圈相连，两个阻值均为20Ω的电阻串联后与副线圈相连．图中的电流表、电压表均为理想电表，原副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5V，则
A．电流表的读数为0.5A
B．流过电阻的交流电的频率为50Hz
C．交流电源的输出电压的最大值为20V
D．交流电源的输出功率为1.25W
8．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示，现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光，下列说法正确的是（　　）
A．输入电压u的表达式u＝20sin（50πt）V
B．只断开S1后，L1、L2均正常发光
C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大
D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W
9．如图所示，理想变压器原线圈串联一个定值电阻之后接到交流电源上，电压表的示数恒定不变，电压表和的示数分别用和表示，电流表A的示数用Ⅰ表示，所有电表都可视为理想电表。当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．和的比值不变
B．电流表A的示数Ⅰ增大
C．电压表的示数减小
D．电阻和滑动变阻器R消耗的功率的比值总是等于
10．如图所示为原、副线圈的匝数均可调节的理想变压器，原线圈两端接一正弦交变电流，一小灯泡L和滑动变阻器串联接于副线圈两端，滑动头P置于中间，小灯泡正常发光．为了使小灯泡亮度变暗，可以采取的措施有
A．仅减少原线圈的匝数n1
B．仅增加副线圈的匝数n2
C．仅改变R的电阻，将滑动头P向B端滑动
D．仅增大原线圈交流电电压
11．如图为远距离输电的示意图，T1为升压变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，T2为降压变压器，原、副线圈匝数分别为n3、n4，输电线的等效电阻为R。若发电机的输出电压不变，则下列叙述正确的是（　　）
A．只增大变压器T1的原线圈匝数n1，则T1输出电压增大
B．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
C．当用户总电阻减小时，R消耗的功率增大
D．当用户总电阻减小时，电压表V1和V2的示数都变小
12．如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻R1=6Ω，AB端电压u1=12sin100πt（V）。下列说法正确的是（　　）
A．电流频率为100Hz
B．电压表的读数为24V
C．电流表的读数为0.5A
D．变压器输入功率为6W
13．如图所示，一理想变压器的原线圈匝数匝，副线圈匝数匝。交流电源的电压，电阻，电压表电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中交变电流的频率为50Hz B．电压表的示数为44V
C．电流表的示数为 D．电流表的示数为
14．在如图所示的含有理想变压器的电路中，变压器原、副线圈匝数比为20：1，图中电表均为理想交流电表，R为光敏电阻（其阻值随光强增大而减小），和是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是
A．交流电的频率为50Hz
B．电压表的示数为22V
C．当照射R的光强增大时，电流表的示数变大
D．若的灯丝烧断后，电压表的示数会变大
15．如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光。从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（　　）
A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大
B．灯泡中的电流方向每秒改变次
C．变压器原、副线圈匝数之比为
D．线框中产生感应电动势的表达式为
二、填空题
16．构造：由______和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作______，与负载连接的线圈叫作______。
17．一理想变压器，原线圈1100匝，接在220V交流电路上．现用它对10只“36V 60W”的灯泡供电，副线圈需要______ 匝，通过原线圈的电流______ ．如果其中一只灯泡突然短路，则通过原线圈的电流会______ (填增大、不变、减小，等于零)．
18．一理想变压器原、副线圈匝数比：：原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u．如图所示，副线圈仅接入一个的电阻．则
该交变电压的周期是______；
副线圈输出电压的有效值为______；
流过电阻的最大电流为______．
19．一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流。已知两个线圈的匝数比为40∶1，则副线圈中的输出电压为________，输出功率为________，变压器原线圈中的电流为________。
三、综合题
20．如图所示,有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为 ，原线圈接一电压为交流电，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R,当开关S接通后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的物块以速度v匀速上升，电动机内部摩擦均可忽略，求电动机的效率
21．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，发电机输出的电功率为，当使用的电压输电时，测得安装在输电线起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差。
(1)求输电线上的电流I、输电线的总电阻r和输电线上损失的电压。
(2)若想把损失功率控制为输送功率的，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？输电线上损失的电压是多少？
22．当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其他线圈的匝数∶把被测线圈作为原线圈，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数。已知副线圈有400匝，把原线圈接到220V的线路中，测得副线圈的电压是55V，求原线圈的匝数。
23．如图，理想变压器原线圈与一个的交流电源相连，副线圈并联两个不同的小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为，正常发光时电阻为，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为，试计算：
（1）原、副线圈的匝数比；
（2）流过灯泡b的电流。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
要减小变压器的输入功率，即减小原线圈的电流。
AB．原线圈的匝数n1增加，由
可知副线圈电压减小，即副线圈电流减小，由
知原线圈电流减小，故A项确，B项错误；
C．负载电阻R的阻值减小，副线圈电流增大，则原线圈电流增大，故C项错误；
D．由数学知识
可知
故副线圈电流增大，原线圈电流增大，故D项错误。
故选A。
2．B
【详解】
四只灯泡完全相同，均正常发光，则变压器输入电流和输出电流之比为1：3，根据理想变压器原、副线圈电流之比等于匝数的反比有
故选B。
3．D
【详解】
A．ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，此时电动势的顺时针表达式为：
故A错误；
B．由于变压器
，，
又
所以当图中的交流电流表的示数为I时，滑动变阻器上的电流为
故B错误；
C．当滑动变阻器的滑片向f移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值变小。由U1不变，则U2不变，由
可知，副线圈的输出功率变大，所以原线圈的输入功率也变大，故C错误；
D．当滑动变阻器的滑片向f移动时，原线圈的输入功率变大，由
可知，交流电流表A示数变大，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
AC．根据铭牌可知，输入电压为时，输出电压
这是一个降压变压器。原线圈输入交流电，副线圈只能输出交流电，不会是直流电，故AC错误；
B．根据变压比公式
则
故B正确；
D．根据知电流与匝数成反比，故副线圈中电流比原线圈中电流大，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
因为理想变压器原、副线圈电压之比等于线圈中产生的感应电动势之比，所以当从线圈1输入电压U1=220 V时，由得，AB错误；功率,输入功率，原线圈中的电流，C正确D错误．
6．C
【详解】
B．输入电压的有效值，
根据原副线圈的电压比等于匝数比，得U2=，故B错误；
C．负载消耗的功率：；对于理想变压器，输入功率等于输出功率，所以a、b端的输入功率为88W，故C正确；
A．输入功率P1=U1I1，I1= ，故A错误；
D．闭合开关K后，由于匝数比不变，电压表示数不变，故D错误．
故选：C．
7．B
【详解】
试题分析：电压表的示数为5V，所以副线圈两端的电压是10V，通过副线圈的电流是0.25A，原副线圈匝数之比是2：1，所以，原线圈两端的电压是20V，通过原线圈的电流也就是电流表的示数是0.125A，输出功率是P=UI=20V×0.125A=2.5W，交流电源输出电压的最大值是，所以ACD错误，交流电通过变压器后频率不变，B正确．
8．D
【详解】
A．由图乙可知，周期是0.02s，则得
ω＝＝＝100π
所以输入电压u的表达式应为
u＝20sin（100πt）V
A错误；
B．断开S1，L1、L2的电路都被断开，则L1、L2均不能正常发光，B错误；
C．只断开S2后，负载电阻变大，原副线圈电流变小，原线圈的输入功率减小，C错误；
D．若S1换接到2后，因原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，所以电阻R电压有效值为4V，R消耗的电功率为
=0.8W
D正确。
故选D。
9．D
【详解】
ABC．当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，副线圈回路中电阻增大，副线圈回路中电流减小，则原线圈电流减小，即电流表示数减小，两端电压减小，恒定不变，则增大，则和的比值变小，故ABC错误；
D．因为是理想变压器，滑动变阻器R消耗的功率等于原线圈输入功率，则
故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
仅减少原线圈的匝数或者仅增加副线圈的匝数，则根据可知副线圈两端电压都增大，即通过小灯泡的电流增大，都变亮，AB错误；仅改变R的电阻，将滑动头P向B端滑动，滑动变阻器连入电路电阻增大，由于副线圈两端电压不变，所以副线圈中电流减小，灯泡变暗，C正确；仅增大原线圈交流电电压，则原线圈输入电压增大，故也增大，通过灯泡的电流变大，变亮，D错误．
11．C
【详解】
A．只增大变压器T1的原线圈匝数n1，U1不变，根据判断可知，U2减小，故A错误；
B．变压器只改变电压和电流大小，不改变交变电流的频率，故B错误；
C．用户总电阻减小，则电流增大，可知输电线上的电流也增大，根据知，输电线上消耗的功率增大，故C正确；
D．当用户总电阻减小时，电流增大，输电线上的电流也增大，则输电线上电压损失增大，升压变压器的输入电压和输出电压不变，而降压变压器的输入电压和输出电压减小，则电压表V1示数不变，V2示数减小，故D错误。
故选C。
12．D
【详解】
A． AB端电压，其角速度，所以其频率
故A错误；
B．电源电压有效值为12 V，由电压之比等于匝数之比可得，副线圈两端电压有效值为6 V，电压表测量的是有效值，示数也为6V，故B错误；
C．电压表的示数为6V，灯泡电阻，电流表的读数，根据欧姆定律
故C错误；
D．变压器输出功率
根据输入功率等于输出功率，所以变压器输入功率为6 W，故D正确。
故选D。
13．ABC
【详解】
A．根据交流电源的电压可知，该交流电源的电压的最大值为，电压的有效值为220V，频率为50Hz。变压器可以改变交变电压和交变电流的大小，但不改变交变电流的频率，故副线圈中交变电流的频率为50Hz，A正确；
BCD．交流电表的示数为有效值，根据变压器原、副线圈的电压关系
得，即电压表的示数为44V，由欧姆定律得
根据变压器原、副线圈的电流关系
得
即电流表的示数为，的示数为1A，BC正确，D错误。
故选ABC。
14．AC
【详解】
A. 原线圈接入如图乙所示，T=0.02s，所以频率为：
，
故A正确；
B. 原线圈接入电压的最大值是V，所以原线圈接入电压的有效值是220V，理想变压器原、副线圈匝数比为20:1，所以副线圈电压是11V，所以V的示数为11V，故B错误；
C. R阻值随光强增大而减小，根据：
知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，所以原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以A的示数变大，故C正确；
D. 当L1的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D错误。
故选：AC。
15．BD
【详解】
A.图示位置线框位于中性面，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为0，故A错误；
B.交流电的周期，1s内完成周期性变化的次数，1个周期电流方向改变2次，所以灯泡中电流方向每秒改变，故B正确；
C.原线圈电压的有效值，副线圈电压的有效值U2＝U，所以原副线圈的匝数比为，故C错误；
D.线框中感应电动势的峰值Em＝nBSω，线框是从中性面开始计时，所以线框中产生感应电动势的表达式为，故D正确。
故选BD。
16． 闭合铁芯 原线圈 副线圈
17． 180 2.73A 增大
【详解】
根据，代入数据得
匝；
输出功率
P2＝10×60＝600W
输入电流
其中的一只灯泡突然短路，相当于电阻减为0，则副线圈电阻减小，输出功率增大，输出功率等于输入功率，由P1=U1I1知通过原线圈的电流会增大；
18． 100V
【详解】
由图象可知，交变电流的周期是，原线圈中电压的最大值为，所以电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，最大值为，副线圈的电阻为，所以流过电阻的电流的有效值是．
19． 250 V 50 kW 5 A
【详解】
由＝，得U2＝＝V＝250 V；由理想变压器功率关系，得P入＝
P出＝U1I1＝U2I2＝250×200 W＝50 kW，同时得I1＝＝A＝5 A.
20．
【详解】
理想变压器原线圈电压的有效值为，根据
可知，变压器副线圈电压有效值为
电动机的效率
21．(1)100A，，2000V；(2)25kV，400V
【详解】
（1）输电线上损失的功率
输电线上的电流
由输电线上损失的功率，得输电线的总电阻，输电线上损失的电压
（2）由题意知损失功率
，
由，得输电线上的电流，输送电压
输电线上损失的电压
22．1600匝
【详解】
由变压器的匝数之比等于电压之比则有
可得
解得
23．(1)n1﹕n2=5﹕1；(2)
【详解】
解；(1)设原、副线圈两端电压分别为U1、U2，流经原副线圈的电流分别为，灯a正常发光 时，由公式
解得
由题意知 U1=20V，由公式
解得
n1﹕n2=5﹕1
(2)由公式
解得
I2=0.6A
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