第3节科学探究：变压器 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第3节科学探究：变压器 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 15:33:42 | ||
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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
过 关 演 练
一、单选题
1． 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
2． 如图所示，接在理想变压器回路中的五个规格相同的灯泡A、B、C、D、E都恰好正常发光，则理想变压器的匝数比n1：n2：n3为（ ）
A．1：1：1 B．3：2：1 C．4：2：1 D．6：2：1
3． 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
4． 如图所示是一理想变压器，输入电压为不变，变压器的原、副线圈的匝数分别为和，移动滑动变阻器的滑片，下列说法中正确的是（ ）
A．向下移动滑片，电流表的示数将变小
B．向下移动滑片，电压表的示数将变小
C．变压器的最大输入功率为
D．当电流表的示数为时，变压器的输入功率最大
5． 工厂检验电动机的质量时，要用到能够调节的高压，利用一个自耦变压器和一个升压变压器可满足这个要求。如图所示，自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都取自该线圈，已知自耦变压器线圈总匝数为1250匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上，升压变压器的原、副线圈匝数比为1：8，则输出端可以得到最高电压的有效值是（变压器均为理想变压器）（ ）
A．1000V B．1760V C．2000V D．2500V
6． 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
7． 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．
8． 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
9． 如图所示，理想变压器有三个线圈（一个原线圈、两个副线圈和），其线圈匝数之比为，原线圈中接有效值恒定的正弦式交流电压，两副线圈电路中分别接有相同的灯泡、，灯泡的电阻均为一定值。在副线圈两端还接有开关S和一阻值与灯泡阻值相同的定值电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈两端的电压与线圈两端的电压之比为4：1
B．、两个灯泡消耗的电功率之比为1：2
C．开关S断开与闭合时线圈输出的电功率之比为1：2
D．开关S闭合时，原线圈与副线圈，中的电流之比为4：1：2
10．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
二、多选题
11．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有电阻R1和R2，已知R1=9R2，当原线圈一侧接在电压为180V的正弦交流电源上时，两电阻消耗的功率相等，则有（ ）
A．原、副线圈的匝数比为2：1
B．原、副线圈的匝数比为3：1
C．电阻R1上的电压为90V
D．电阻R2上的电压为30V
12．理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，三个相同灯泡、和接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡变亮，变暗 B．灯泡、都变亮
C．电源输出功率一定增大 D．滑动变阻器电功率一定增大
13．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．
14．如图为街头变压器通过降压给用户供电的示意图。负载变化时变压器的输入电压（市区电网的电压）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代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，各电表为理想交流电表，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ）
A．用户用电器的总电阻R减小
B．电表A2的示数变大，A1的示数变小
C．电表V2的示数不变，V3的示数变小
D．电表V1的示数与输电线损失的电压均变大
15．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，正弦交流电源电压的有效值为U=15V保持不变，电阻，，滑动变阻器R3最大阻值为。开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，则下列说法不正确的是（ ）
A．通过R1的电流为1A
B．电压表读数为12V
C．若向下移动P，电压表读数将变大
D．若向上移动P，变压器的输出功率将变大
三、解答题
16．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。
17．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB绕在一个环形的铁芯上，AB间加上正弦交流电压u，移动滑动触头P，就可调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q。
(1)保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数如何变化？为什么？
(2)保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数如何变化？为什么？
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 D C D D C C C D C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BCD BC AD AC AD
三、解答题
16．（1）；（2）
17．(1)减小，保持P的位置不动，即是保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则滑动变阻器R两端的电压不变，当将Q向下移动时，连入电路的电阻的阻值变大，因而电流减小，即电流表读数减小。
；(2)变大，保持Q的位置不动，即是保持滑动变阻器R连入电路的阻值不变，将P沿逆时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增多，滑动变阻器R两端的电压将增大，所以电流表的读数变大；
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过 关 演 练
一、单选题
1． 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
2． 如图所示，接在理想变压器回路中的五个规格相同的灯泡A、B、C、D、E都恰好正常发光，则理想变压器的匝数比n1：n2：n3为（ ）
A．1：1：1 B．3：2：1 C．4：2：1 D．6：2：1
3． 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
4． 如图所示是一理想变压器，输入电压为不变，变压器的原、副线圈的匝数分别为和，移动滑动变阻器的滑片，下列说法中正确的是（ ）
A．向下移动滑片，电流表的示数将变小
B．向下移动滑片，电压表的示数将变小
C．变压器的最大输入功率为
D．当电流表的示数为时，变压器的输入功率最大
5． 工厂检验电动机的质量时，要用到能够调节的高压，利用一个自耦变压器和一个升压变压器可满足这个要求。如图所示，自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都取自该线圈，已知自耦变压器线圈总匝数为1250匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上，升压变压器的原、副线圈匝数比为1：8，则输出端可以得到最高电压的有效值是（变压器均为理想变压器）（ ）
A．1000V B．1760V C．2000V D．2500V
6． 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
7． 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．
8． 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
9． 如图所示，理想变压器有三个线圈（一个原线圈、两个副线圈和），其线圈匝数之比为，原线圈中接有效值恒定的正弦式交流电压，两副线圈电路中分别接有相同的灯泡、，灯泡的电阻均为一定值。在副线圈两端还接有开关S和一阻值与灯泡阻值相同的定值电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈两端的电压与线圈两端的电压之比为4：1
B．、两个灯泡消耗的电功率之比为1：2
C．开关S断开与闭合时线圈输出的电功率之比为1：2
D．开关S闭合时，原线圈与副线圈，中的电流之比为4：1：2
10．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
二、多选题
11．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有电阻R1和R2，已知R1=9R2，当原线圈一侧接在电压为180V的正弦交流电源上时，两电阻消耗的功率相等，则有（ ）
A．原、副线圈的匝数比为2：1
B．原、副线圈的匝数比为3：1
C．电阻R1上的电压为90V
D．电阻R2上的电压为30V
12．理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，三个相同灯泡、和接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡变亮，变暗 B．灯泡、都变亮
C．电源输出功率一定增大 D．滑动变阻器电功率一定增大
13．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．
14．如图为街头变压器通过降压给用户供电的示意图。负载变化时变压器的输入电压（市区电网的电压）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代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，各电表为理想交流电表，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ）
A．用户用电器的总电阻R减小
B．电表A2的示数变大，A1的示数变小
C．电表V2的示数不变，V3的示数变小
D．电表V1的示数与输电线损失的电压均变大
15．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，正弦交流电源电压的有效值为U=15V保持不变，电阻，，滑动变阻器R3最大阻值为。开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，则下列说法不正确的是（ ）
A．通过R1的电流为1A
B．电压表读数为12V
C．若向下移动P，电压表读数将变大
D．若向上移动P，变压器的输出功率将变大
三、解答题
16．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。
17．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB绕在一个环形的铁芯上，AB间加上正弦交流电压u，移动滑动触头P，就可调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q。
(1)保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数如何变化？为什么？
(2)保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数如何变化？为什么？
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 D C D D C C C D C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BCD BC AD AC AD
三、解答题
16．（1）；（2）
17．(1)减小，保持P的位置不动，即是保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则滑动变阻器R两端的电压不变，当将Q向下移动时，连入电路的电阻的阻值变大，因而电流减小，即电流表读数减小。
；(2)变大，保持Q的位置不动，即是保持滑动变阻器R连入电路的阻值不变，将P沿逆时针方向移动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增多，滑动变阻器R两端的电压将增大，所以电流表的读数变大；
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