第三章第3节科学探究 ：变压器堂堂练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章第3节科学探究 ：变压器堂堂练（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-28 23:15:56 | ||
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文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第三章第3节科学探究 ：变压器
堂堂练
一、单选题
1． 如图所示，矩形线框的匝数为N，面积为S，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，定值电阻R1、R2的阻值均为R，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，现让线框由图示位置开始绕轴OO'以恒定的角速度沿逆时针方向转动，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．图示位置，线框的输出电压为
B．流过定值电阻R2的电流为
C．矩形线框的输出功率为
D．定值电阻R1消耗的电功率与理想变压器的输出功率之比为1∶1
2． 某小组探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系：可拆变压器如图所示，铁芯B可以安装在铁芯A上形成闭合铁芯。将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，匝数分别选择n1=800匝，n2=100匝，原线圈与16V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压U2=1V，输出电压测量值明显小于理论值，可能的原因是（ ）
A．原线圈匝数n1少于800匝
B．副线圈匝数n2多于100匝
C．副线圈阻值较大
D．铁芯B没有安装在铁芯A上
3． 如图所示，理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）D1与电阻R1串联、理想二极管D2和电阻R2串联，然后并联接入理想变压器的副线圈中，电阻R1＝R2＝R。变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接入电压为U0的正弦交流电，图中的电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（ ）
A．若电阻R1上的电流有效值为I1，则电流表的示数为I1
B．若R1两端的电压有效值为U1，电压表示数为U1
C．副线圈上的电流有效值是电阻R1上电流的两倍
D．原线圈的输入电压是电阻R1两端电压的4倍
4． 为力争2060年前实现碳中和的目标，中国将大力发展风力发电．风力驱动风叶，最终带动发电机中一面积为S、匝数为N的矩形线框，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的中心轴线匀速转动．矩形线圈与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一个额定电压为U的灯泡．已知原副线圈匝数比为，线框的电阻和导线电阻可不计，若灯泡正常发光，则矩形线框的转动周期应该为（ ）
A． B．
C． D．
5． 如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将直流电压通过转换器转换为正弦交变电压，再将其加在匝数比的理想变压器的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端所接交流电压表的读数为
B．原线圈两端所接交流电压表的读数为
C．放电针之间电压最高可达
D．放电针之间电压最高可达
6． 某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶50，当输出电流增加0.2A，则输入电流（ ）
A．增加0.2A B．降低1A C．增加10A D．降低2A
7． 如图所示的“日”字形理想变压器，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个线圈，另一半通过中间的臂．理想变压器原线圈中输入电压U1＝3 300 V，副线圈两端电压U2为220 V，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电压表V的示数U＝2 V，当开关S断开时，理想电流表A2的示数I2＝5 A，则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈1的匝数为3 300匝
B．副线圈2的匝数为440匝
C．S闭合时电流表A2的示数为2.5 A
D．S闭合时理想电流表A1的示数为0.67 A
8． 在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈两端电压有效值为10V
B．电压表的示数为100V
C．电流表的示数为1.0A
D．电源的输出功率为33W
9． 某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100匝，线圈内阻不计，交流发电机的矩形线圈面积为，若磁体转动的角速度为，线圈外接理想变压器原线圈，若“，”的灯泡正常发光，则（ ）
A．矩形线圈中产生的电动势的有效值为 B．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1
C．原线圈的输入功率为 D．若磁体转速减半，则灯泡功率变成原来一半
10．如图所示，ab为理想自耦变压器输入端，接入正弦交流电，为线圈的滑动触头，调节位置可以改变cd输出端匝数，输出端的指示灯L与一小段线圈并联，cd端接入滑动变阻器R，调节位置可以改变R的接入阻值，开关处于闭合状态，两表为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）
A．若断开开关S，指示灯将熄灭
B．仅向下滑动，ab端输入功率变小
C．仅向下滑动，ab端输入功率变小
D．仅向下滑动，电压表示数不变，电流表示数变大
二、多选题
11．图中理想变压器的原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，两电表均为理想交流电表。若R1两端电压瞬时值表达式为u1=10sin100πtV，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为0.5A B．电压表示数为14.14V
C．R2消耗的功率为20W D．原线圈输入交流电频率为100Hz
12．如图所示是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，不会有很大的波动（可视为不变）；输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法正确的是（ ）
A．V1表的示数不变
B．相当于在增加用电器的数目
C．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大
D．用户得到的电压，即R两端电压不断增大
13．图甲是某燃气炉点火装置的原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，图中电压表为理想交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．图示交变电流的变化规律是
C．燃气炉实现点火的条件
D．在时副线圈中的磁通量变化率最大
14．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（ ）
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
15．如图所示为远距离输电示意图，其中、为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻，灯、相同且阻值不变现保持变压器的输入电压不变，滑片位置不变，当开关断开时，灯正常发光则下列说法正确的是（ ）
A．仅闭合开关，灯会变亮
B．仅闭合开关，消耗的功率会变大
C．仅将滑片下移，电流表的示数会变大
D．仅将滑片下移，消耗的功率会变小
三、解答题
16．如图所示，理想变压器连接一交流发电机，产生交流电满足，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6V，0.3A”，且灯泡都正常发光，发电机内阻和导线电阻不计。求：
（1）变压器初级、次级线圈匝数之比；
（2）发电机的输出功率；
（3）若某只灯泡发生断路，其它条件不变，判断剩余灯泡发光情况将如何变化？
17．在图a、b所示的两个电路中，当a、b两端与e、f两端分别加的交变电流电压时，测得c、d间和g、h间的电压均为。
（1）若分别在c、d两端和g、h两端加的交变电流电压，则a、b间和e、f间的电压各是多少？
（2）若分别在c、d两端和g、h两端加的直流电压，则a、b间和e、f间的电压各是多少？
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第三章第3节科学探究 ：变压器（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B C C C D D B C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC ABC BC AC BC
三、解答题
16．（1）；（2）；（3）正常工作
17．（1）220V，110V；（2）0，110V
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堂堂练
一、单选题
1． 如图所示，矩形线框的匝数为N，面积为S，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，定值电阻R1、R2的阻值均为R，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，现让线框由图示位置开始绕轴OO'以恒定的角速度沿逆时针方向转动，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．图示位置，线框的输出电压为
B．流过定值电阻R2的电流为
C．矩形线框的输出功率为
D．定值电阻R1消耗的电功率与理想变压器的输出功率之比为1∶1
2． 某小组探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系：可拆变压器如图所示，铁芯B可以安装在铁芯A上形成闭合铁芯。将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，匝数分别选择n1=800匝，n2=100匝，原线圈与16V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压U2=1V，输出电压测量值明显小于理论值，可能的原因是（ ）
A．原线圈匝数n1少于800匝
B．副线圈匝数n2多于100匝
C．副线圈阻值较大
D．铁芯B没有安装在铁芯A上
3． 如图所示，理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）D1与电阻R1串联、理想二极管D2和电阻R2串联，然后并联接入理想变压器的副线圈中，电阻R1＝R2＝R。变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接入电压为U0的正弦交流电，图中的电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（ ）
A．若电阻R1上的电流有效值为I1，则电流表的示数为I1
B．若R1两端的电压有效值为U1，电压表示数为U1
C．副线圈上的电流有效值是电阻R1上电流的两倍
D．原线圈的输入电压是电阻R1两端电压的4倍
4． 为力争2060年前实现碳中和的目标，中国将大力发展风力发电．风力驱动风叶，最终带动发电机中一面积为S、匝数为N的矩形线框，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的中心轴线匀速转动．矩形线圈与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一个额定电压为U的灯泡．已知原副线圈匝数比为，线框的电阻和导线电阻可不计，若灯泡正常发光，则矩形线框的转动周期应该为（ ）
A． B．
C． D．
5． 如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将直流电压通过转换器转换为正弦交变电压，再将其加在匝数比的理想变压器的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端所接交流电压表的读数为
B．原线圈两端所接交流电压表的读数为
C．放电针之间电压最高可达
D．放电针之间电压最高可达
6． 某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶50，当输出电流增加0.2A，则输入电流（ ）
A．增加0.2A B．降低1A C．增加10A D．降低2A
7． 如图所示的“日”字形理想变压器，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个线圈，另一半通过中间的臂．理想变压器原线圈中输入电压U1＝3 300 V，副线圈两端电压U2为220 V，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电压表V的示数U＝2 V，当开关S断开时，理想电流表A2的示数I2＝5 A，则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈1的匝数为3 300匝
B．副线圈2的匝数为440匝
C．S闭合时电流表A2的示数为2.5 A
D．S闭合时理想电流表A1的示数为0.67 A
8． 在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈两端电压有效值为10V
B．电压表的示数为100V
C．电流表的示数为1.0A
D．电源的输出功率为33W
9． 某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100匝，线圈内阻不计，交流发电机的矩形线圈面积为，若磁体转动的角速度为，线圈外接理想变压器原线圈，若“，”的灯泡正常发光，则（ ）
A．矩形线圈中产生的电动势的有效值为 B．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1
C．原线圈的输入功率为 D．若磁体转速减半，则灯泡功率变成原来一半
10．如图所示，ab为理想自耦变压器输入端，接入正弦交流电，为线圈的滑动触头，调节位置可以改变cd输出端匝数，输出端的指示灯L与一小段线圈并联，cd端接入滑动变阻器R，调节位置可以改变R的接入阻值，开关处于闭合状态，两表为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）
A．若断开开关S，指示灯将熄灭
B．仅向下滑动，ab端输入功率变小
C．仅向下滑动，ab端输入功率变小
D．仅向下滑动，电压表示数不变，电流表示数变大
二、多选题
11．图中理想变压器的原、副线圈的匝数之比为2∶1，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，两电表均为理想交流电表。若R1两端电压瞬时值表达式为u1=10sin100πtV，则下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为0.5A B．电压表示数为14.14V
C．R2消耗的功率为20W D．原线圈输入交流电频率为100Hz
12．如图所示是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，不会有很大的波动（可视为不变）；输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法正确的是（ ）
A．V1表的示数不变
B．相当于在增加用电器的数目
C．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大
D．用户得到的电压，即R两端电压不断增大
13．图甲是某燃气炉点火装置的原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，图中电压表为理想交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．图示交变电流的变化规律是
C．燃气炉实现点火的条件
D．在时副线圈中的磁通量变化率最大
14．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（ ）
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
15．如图所示为远距离输电示意图，其中、为理想变压器，输电线总电阻可等效为电阻，灯、相同且阻值不变现保持变压器的输入电压不变，滑片位置不变，当开关断开时，灯正常发光则下列说法正确的是（ ）
A．仅闭合开关，灯会变亮
B．仅闭合开关，消耗的功率会变大
C．仅将滑片下移，电流表的示数会变大
D．仅将滑片下移，消耗的功率会变小
三、解答题
16．如图所示，理想变压器连接一交流发电机，产生交流电满足，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6V，0.3A”，且灯泡都正常发光，发电机内阻和导线电阻不计。求：
（1）变压器初级、次级线圈匝数之比；
（2）发电机的输出功率；
（3）若某只灯泡发生断路，其它条件不变，判断剩余灯泡发光情况将如何变化？
17．在图a、b所示的两个电路中，当a、b两端与e、f两端分别加的交变电流电压时，测得c、d间和g、h间的电压均为。
（1）若分别在c、d两端和g、h两端加的交变电流电压，则a、b间和e、f间的电压各是多少？
（2）若分别在c、d两端和g、h两端加的直流电压，则a、b间和e、f间的电压各是多少？
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第三章第3节科学探究 ：变压器（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B C C C D D B C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC ABC BC AC BC
三、解答题
16．（1）；（2）；（3）正常工作
17．（1）220V，110V；（2）0，110V
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