第三章 第3节科学探究 ：变压器（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 第3节科学探究 ：变压器（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 925.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-31 11:28:08 | ||
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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
挑战学霸
一、单选题
1． 如图所示电路中，a、b、c、d为四个完全相同的电阻，端接电压恒定的正弦交流电，滑片P处于变压器右侧线圈的中点时，通过a、b、c、d四个电阻的电流都为I，当滑片P处于变压器右侧线圈的最下端时，通过电阻a的电流为（ ）
A． B． C． D．
2． 如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行，下列回答正确的是（ ）
A．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
B．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
C．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
3． 如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，原线圈与一理想交流电流表串联后，接入一正弦交流电源（电压的有效值不变）；副线圈电路中定值电阻的阻值为5Ω，当电阻箱的阻值为25Ω时，理想电压表示数为5.0V；现将电阻箱的阻值调为5Ω，此时（ ）
A．电压表的示数为4.5V
B．电流表的示数为0.6A
C．原线圈的输入功率为2.4W
D．原线圈的输入功率为3.6W
4． 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为V氖泡在两端电压达到110V时开始发光，下列说法中正确的有（ ）
A．开关接通后，氖泡不发光
B．开关接通后，电压表的示数为100V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
5． 近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示。环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器。如图乙所示的环形变压器原线圈匝数匝，副线圈接一个“，”的照明电灯L，电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈所接正弦式交流电源的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值。此时，照明电灯恰好正常发光。则（ ）
A．该交流电的方向每秒改变50次
B．副线圈匝数约为34匝
C．此时电流表的读数为
D．若副线圈两端再并联多个规格与L完全相同的照明电灯，则每个电灯都不能正常工作
6． 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．
7． 如图所示，为理想变压器，原线圈直接接在电压的正弦交流电源上，负线圈直接接上滑动变阻器作为负载。图中的电表均可视为理想电表。当滑动变阻器的滑片向上滑动时，示数发生变化的电表是（ ）
A．、 B．、
C．、、 D．、、、
8． 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
9． 理想变压器的原线圈接家庭用交流电，副线圈接一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）和一额定电压为的灯泡。灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈和副线圈的匝数比为
B．原线圈和副线圈的匝数比为
C．副线圈两端电压的最大值为
D．副线圈两端电压的最大值为
10．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
二、多选题
11．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
12．如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原、副线圈匝数比为n1∶n2，电压表和电流表均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当滑片向左滑动时，电压表V1、V2、电流表A1、A2的示数变化分别为、、、表示，则下列关系一定正确的是（ ）
A． B．
C． D．
13．如图所示为某型号电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。该电吹风吹热风时输入功率为500W，吹冷风时输入功率为60W。小风扇额定电压为60V，正常工作时小风扇输出功率为50W。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。则（ ）
A．吹冷风时触片P位于ab之间
B．变压器原、副线圈的匝数比
C．小风扇的内阻是72Ω
D．吹热风时通过电热丝的电流为2A
14．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有四个完全相同的灯泡。当输入电压U＝200sin100πt时，四个灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．输入电压的频率为100Hz
B．原、副线圈匝数比为3：1
C．灯泡的额定电压为50V
D．副线圈中磁通量的最大变化率为50Wb/s
15．如图甲是线圈线垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的、两端。已知变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻，其他各处电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．在和时，穿过线圈的磁通量最大
B．线圈转动的角速度为
C．电压表的示数为
D．电流表的示数为
三、解答题
16．如图所示是一理想变压器示意图，原线圈匝，其中一副线圈匝，两端接阻值的电阻；另一副线圈匝，两端接有额定值为“30V15W”的灯泡L。原线圈接入交变电压后，灯泡L恰能正常发光。求电阻R的电功率和原线圈中的电流。
17．在如图甲所示电路中，变压器原线圈输入如图乙所示的正弦式交变电压；副线圈所接两只灯泡L1、L2的额定电压均为36 V，其中L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W。开关S闭合时，两灯泡均恰好正常发光。求∶
（1）该变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2。
（2）开关S闭合前、后通过原线圈的电流之比。
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 C D D B C C B D C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BC AD BD BC BD
三、解答题
16．40W，0.25A
17．（1）；（2）
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挑战学霸
一、单选题
1． 如图所示电路中，a、b、c、d为四个完全相同的电阻，端接电压恒定的正弦交流电，滑片P处于变压器右侧线圈的中点时，通过a、b、c、d四个电阻的电流都为I，当滑片P处于变压器右侧线圈的最下端时，通过电阻a的电流为（ ）
A． B． C． D．
2． 如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行，下列回答正确的是（ ）
A．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
B．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
C．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
3． 如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，原线圈与一理想交流电流表串联后，接入一正弦交流电源（电压的有效值不变）；副线圈电路中定值电阻的阻值为5Ω，当电阻箱的阻值为25Ω时，理想电压表示数为5.0V；现将电阻箱的阻值调为5Ω，此时（ ）
A．电压表的示数为4.5V
B．电流表的示数为0.6A
C．原线圈的输入功率为2.4W
D．原线圈的输入功率为3.6W
4． 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为V氖泡在两端电压达到110V时开始发光，下列说法中正确的有（ ）
A．开关接通后，氖泡不发光
B．开关接通后，电压表的示数为100V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
5． 近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示。环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器。如图乙所示的环形变压器原线圈匝数匝，副线圈接一个“，”的照明电灯L，电压表与电流表均为理想交流电表。原线圈所接正弦式交流电源的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值。此时，照明电灯恰好正常发光。则（ ）
A．该交流电的方向每秒改变50次
B．副线圈匝数约为34匝
C．此时电流表的读数为
D．若副线圈两端再并联多个规格与L完全相同的照明电灯，则每个电灯都不能正常工作
6． 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．
7． 如图所示，为理想变压器，原线圈直接接在电压的正弦交流电源上，负线圈直接接上滑动变阻器作为负载。图中的电表均可视为理想电表。当滑动变阻器的滑片向上滑动时，示数发生变化的电表是（ ）
A．、 B．、
C．、、 D．、、、
8． 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
9． 理想变压器的原线圈接家庭用交流电，副线圈接一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）和一额定电压为的灯泡。灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈和副线圈的匝数比为
B．原线圈和副线圈的匝数比为
C．副线圈两端电压的最大值为
D．副线圈两端电压的最大值为
10．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
二、多选题
11．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
12．如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原、副线圈匝数比为n1∶n2，电压表和电流表均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当滑片向左滑动时，电压表V1、V2、电流表A1、A2的示数变化分别为、、、表示，则下列关系一定正确的是（ ）
A． B．
C． D．
13．如图所示为某型号电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。该电吹风吹热风时输入功率为500W，吹冷风时输入功率为60W。小风扇额定电压为60V，正常工作时小风扇输出功率为50W。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。则（ ）
A．吹冷风时触片P位于ab之间
B．变压器原、副线圈的匝数比
C．小风扇的内阻是72Ω
D．吹热风时通过电热丝的电流为2A
14．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有四个完全相同的灯泡。当输入电压U＝200sin100πt时，四个灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．输入电压的频率为100Hz
B．原、副线圈匝数比为3：1
C．灯泡的额定电压为50V
D．副线圈中磁通量的最大变化率为50Wb/s
15．如图甲是线圈线垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的、两端。已知变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻，其他各处电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．在和时，穿过线圈的磁通量最大
B．线圈转动的角速度为
C．电压表的示数为
D．电流表的示数为
三、解答题
16．如图所示是一理想变压器示意图，原线圈匝，其中一副线圈匝，两端接阻值的电阻；另一副线圈匝，两端接有额定值为“30V15W”的灯泡L。原线圈接入交变电压后，灯泡L恰能正常发光。求电阻R的电功率和原线圈中的电流。
17．在如图甲所示电路中，变压器原线圈输入如图乙所示的正弦式交变电压；副线圈所接两只灯泡L1、L2的额定电压均为36 V，其中L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W。开关S闭合时，两灯泡均恰好正常发光。求∶
（1）该变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2。
（2）开关S闭合前、后通过原线圈的电流之比。
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 C D D B C C B D C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BC AD BD BC BD
三、解答题
16．40W，0.25A
17．（1）；（2）
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