3.3变压器 同步练习 （Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 3.3变压器 同步练习 （Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-17 07:09:03 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 3.3 变压器 同步练习
一、单选题
1．如图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连,变压器原、副线圈匝数分别为500匝和1000匝,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁体转动,转速与风速成正比,某一风速时,变压器原线圈两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示,则（ ）
A．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B．电压表V1的示数是100 V
C．断开开关K,电压表V2的示数是0
D．风速加倍时,变压器原线圈的瞬时值表达式为
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．在工业用电的线路中常常有很大的交流电流，交流电流表的量程小于待测的电流，为了测量大电流可以使用电流互感器。电流互感器的工作原理与变压器是一致的，则下列说法正确的是（ ）
A．电流互感器的原线圈匝数小于副线圈的匝数，原线圈要串联在交流电路中
B．电流互感器的原线圈匝数大于副线圈的匝数，原线圈要串联在交流电路中
C．电流互感器的原线圈匝数小于副线圈的匝数，原线圈要并联在交流电路中
D．电流互感器的原线圈匝数大于副线圈的匝数，原线圈要并联在交流电路中
4．无线充电技术能实现能量的无线传输，如图是无线充电设备给手机充电，下列关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．充电的原理主要利用了自感
B．充电设备与手机不接触也能充电，利用了互感
C．充电设备与手机的充电电流一定相等
D．充电设备中的线圈通恒定电流也可以对手机无线充电
5．如图所示，理想变压器输入电压u = Umsinωt。电压表V、电流表A均为理想电表。接通开关S，则（ ）
A．灯泡L变亮 B．A、V示数均减小
C．V示数不变，A示数减小 D．原线圈输入功率增大
6．黑光灯是利用变压原理来灭蛾杀虫的一种环保型设备。如图是黑光灯高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将U1＝220V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5cm。已知空气在常温常压下将被超过6220V/cm的电场击穿。为防止空气被击穿而造成短路，变压器的副线圈匝数与原线圈匝数比最大为（ ）
A．10∶1 B．1∶10 C．22∶311 D．311∶22
7．如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。要使灯泡变亮，下列方法不可行的有（ ）
A．向上滑动P B．增大交流电源的电压
C．增大交流电源的频率 D．减小电容器C的电容
8．如图所示的变压器为理想变压器，所有电表均为理想电表，原线圈接一发电机。如果发电机内的磁感应强度B变为原来的一半，发电机线圈内阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．两电表的读数均变为原来的一半 B．变压器的输入功率变为原来的一半
C．R消耗的电功率变为原来的八分之一 D．交变电流的频率变为原来的一半
9．用变压器向电阻箱供电的电路如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为10∶1.理想交流电流表、理想交流电压表的读数分别为I、U。保持变压器输入电压不变，则下列选项正确的是（ ）
A．变压器输入电压为U
B．电阻箱阻值为
C．R消耗的功率为10UI
D．若电阻箱阻值变为原来两倍则电压表读数变为2U
10．家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=12sin100πt（V），将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．热水器每秒点火50次
B．理想交流电压表V的示数为12V
C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气
D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500
11．如图甲所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为n1：n2＝44：1，变压器原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，副线圈两端接两个串联在一起的阻值大小分别为R1＝3Ω，R2＝2Ω的定值电阻，理想二极管与电阻R1并联，电压表为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为2V
C．R1消耗的功率为3W
D．变压器输入功率为8.75W
12．手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。当ab间接入如图丙所示的正弦交变电流后，受电线圈中产生电流实现给手机充电。这时手机两端的ef间电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，二极管视为理想元件，则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s时电流表示数为0
B．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=44:1
C．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=22:1
D．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中也将产生恒定电流
13．如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1,电路中灯泡电阻R=10 Ω,其余电阻均不计,在原线圈两端加上如图乙所示的正弦式交变电压。下列说法中正确的是 （ ）
A．小灯泡两端电压为10 V
B．原线圈中的电流为2 A
C．原线圈输入功率为10 W
D．若将一个相同的小灯泡串联接入副线圈电路中,则原线圈输入功率为200 W
14．某种手机的无线充电原理如图所示。已知发射线圈的两端电压为，电流的频率为，接收线圈的两端电压为。充电时效率大约。下列说法正确的是（ ）
A．无线充电工作原理是“电流的磁效应”
B．接收线圈中电流的频率为
C．无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为
D．充电时接收线圈始终有收缩的趋势
15．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（ ）
A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势也为零
B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大
C．电压表V2示数
D．若可变电阻接入的阻值为R0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为
二、填空题
16．如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2:1，V和A均为理想电表，灯泡电阻R1=6 Ω，原线圈的输入电压u1=sin100πt（V）．则的读数为 _________
17．互感现象应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到______，如变压器就是利用______制成的．
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．如图所示，一个理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个的负载电阻。当原线圈接在直流电源上时，副线圈两端电压表示数为_________V。
三、解答题
20．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积，线圈转动的频率为，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度（T）。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“，”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示。求：
（1）变压器原、副线圈的匝数比；
（2）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。
21．如图，一台理想变压器给两个相同“、”的小灯泡供电，已知两小灯泡均正常工作，输入端接的交流电源，经过进入原线圈。（两灯泡正常发光，且要求消耗的功率最小）求：变压器原、副线圈的匝数比
22．如图a所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55 Ω，A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图b所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，试求：
（1）原、副线圈匝数比；
（2）电流表的示数。
23．某同学制作一个简易的手摇发电机，用总长为L的导线绕制成N匝正方形线圈，将线圈放入磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动．发电机（内阻可忽略）输出端和理想变压器原线圈相连，副线圈回路负载电阻为R，原、副线圈匝数比为，其简化示意图如图，求：
（1）发电机产生的电动势最大值；
（2）电阻R消耗的电功率P。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．通过题图乙可知变压器原线圈两端电压的最大值为,周期,永磁体转动的角速度
则电压的瞬时值表达式为
,
故A错误;
B．电压表V1测量的是变压器原线圈两端电压的有效值
故B错误;
C．电压表V2测量的是理想变压器副线圈的输出电压,与有无负载无关,根据
得电压表V2的示数
故C错误;
D．风速加倍时,角速度ω加倍,根据
可知产生的感应电动势加倍,变压器原线圈两端电压加倍,变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
灯泡都正常发光，可得
所以
由理想变压器的电压关系得
可得
同理，灯泡都正常发光，功率相等，即
由得
即
由功率关系可得
即
所以
故选C。
3．A
【详解】
由题意知，副线圈的电流应小于原线圈的电流，根据
可得
知副线圈匝数应大于大于原线圈匝数，电流互感器应串联接入电路中，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．充电的原理主要利用了电磁感应的互感原理，故A错误；
B．充电的原理主要利用了电磁感应的互感原理，所以充电设备与手机不接触也能充电，故B正确；
C．充电设备与手机的充电电流不一定相等，就像变压器工作原理一样，原副线圈匝数不一样，故C错误；
D．充电设备中的线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电路，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．开关闭合，输入电压不变，副线圈总电阻减小，根据
，
可知，副线圈电压U2不变，输出电流增大，再根据闭合电路的欧姆定律
U2= I2r + I2R并
可得，串联电阻r分压增大，并联部分电压减小，灯泡L变暗，A错误；
BC．开关闭合，副线圈总电阻减小，输入电压不变，则输出电压不变，V示数不变，输出电流增大，根据
则输入电流增大，A示数增大，BC错误；
D．开关闭合，副线圈总电阻减小，副线圈电压不变，副线圈总电流增大，副线圈输出功率变大，则原线圈输入功率增大，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
由题意可知，高压电网部分的电压不能超过
即副线圈电压的最大值为
有效值为
根据变压器的原、副线圈电压与匝数比的关系可得
故选A。
7．D
【详解】
A．P向上滑动增大，增大，灯泡变亮，A正确；
B．根据题意，要使灯泡变亮，就得使灯泡上的电压增加，所以
可知可以增加交流电源的电压，B错误；
C．又根据
可知，增加交流电的频率可以使增加，导致电动势增大，同时电容器的容抗减小，C错误；
D．电容器C的电容减小，根据
可知，容抗增大，灯泡变暗，D正确。
故选D。
8．A
【详解】
磁场的磁感应强度变为原来的一半，由
知，原线圈中输入电压变为原来的，根据
知，副线圈输出电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，由电功率公式
可知，消耗的功率变为原来的，由欧姆定律可知通过的电流变为原来的，根据
知，原线圈中的电流也变为原来的，由于发电机的转速没发生变化，故交流电的频率不变。故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．根据
得变压器输入电压
故A错误；
B．根据
得副线圈电流
电阻箱阻值
故B错误；
C．R消耗的功率
故C正确；
D．若电阻箱阻值变为原来两倍，因为原线圈电压不变，匝数比不变，则副线圈电压不变，电压表读数不变，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．由u=12sin100πt可知，由得Hz，一个周期内交变电流两次达到最大值，所以每秒会点火100次，故A错误；
B．理想交流电压表V的示数是正弦式交流电压的有效值，为最大值的，所以示数为伏，故B错误；
C．转换器损坏，可能无法将直流电压转换成正弦式交变电压，变压器不能变压，故C错误；
D．根据理想变压器工作原理
， U1=，U2=kV
解得
U1:U2=1:1500
则要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1:1500，故D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．由变压器的工作原理知，副线圈中交流电的频率跟原线圈中交流电的频率相同，为
A错误；
B．由图可知，原线圈两端的电压的有效值为U1=220V，根据电压与匝数的关系有
U1：U2＝n1：n2＝44：1
解得
U2＝5V
则电阻R1和R2两端电压的波形分别如图1、图2所示
设电压的有效值分别为E1和E2，根据有效值的定义有
解得
E1＝V
E2＝V
则电压表的示数为
E2＝V≈3.8V
B错误；
C．R1消耗的功率为
P1＝
代入数据得
P1＝1.5W
C错误；
D．R2消耗的功率为
P2＝
代入数据得
P2＝7.25W
则副线圈消耗的功率为8.75W，根据变压器的功率关系知，变压器的输入功率也为8.75W，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．由丙图可知t=0.01s时送电线圈中电压变化率最大，由法拉第电磁感应定律知：受电线圈中感应电动势达到最大值，电流表有示数，故A错误；
BC．由丙图知，送电线圈电压有效值为220V，因为有二极管在受电线圈电路中阻止反向电流通过，所以受电线圈电压有效值为
根据法拉第电磁感应定律知
故B错误，C正确；
D．若充电器线圈中通以恒定电流，则受电线圈中不会有感应电流出现，故D错误。
故选C。
13．C
【详解】
A．由题图乙可知，原线圈输入电压的最大值Um=220V，有效值U=220 V，由
可知副线圈电压的有效值为
U'=10 V
A错误；
B．副线圈中的电流
由
代入数据解得原线圈中的电流
I=A
B错误；
C．原线圈输入功率
P1=UI=220×W=10 W
C正确；
D．若将一个相同的小灯泡串联接入副线圈电路中,副线圈输出电压不变,负载电阻变为20 Ω，电流变为0.5 A，则原线圈中的电流为 A，原线圈输入功率为
P=×220 W=5 W
D错误。
故选C。
14．B
【详解】
A．无线充电工作原理是：变化的电流流过发射线圈会产生变化的磁场，当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电，利用的是电磁感应现象，故A错误；
B．接收线圈中电流的频率与发射线圈中电流的频率相等，均为，B正确；
C．若充电时不漏磁，两线圈可视为理想变压器，功率无损耗，匝数比为
但是本题中充电时效率大约，功率有损耗，所以匝数比不是，故C错误；
D．发射线圈接的是交流电，当发射线圈的电流减小时，由楞次定律可知接收线圈有扩大的趋势，当发射线圈的电流增大时，由楞次定律可知接收线圈有收缩的趋势，故D错误。
故选B。
15．C
【详解】
A．在图示所示的位置，线框中磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，A错误；
B．电压表V2的示数是由原线圈电压和匝数比决定，与滑动变阻器接入电路的阻值无关，电压表V2示数不变，B错误；
C．交流电压的最大值
电压表V1示数为有效值
根据
则
C正确；
D．矩形线圈转一周的时间
在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热
D错误。
故选C。
16．1A
【详解】
原线圈的输入电压u1=12 sin 100πt（V）可知，输入电压最大值为12V，则有效值U1=12V，根据得：；电流表示数.
点睛：考查交流电的表达式中各量的物理意义，明确电表的示数为有效值，最大值是有效值的倍．
17． 另一个线圈 互感现象
【详解】
略
18． 100V
由图象可知，交变电流的周期，根据图象可以知电压最大值，求得输出电压的有效值，再根据电压与匝数成正比结合欧姆定律的知识即可求副线圈的有效值和电流最大值．
【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．
【点睛】
掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
19．0
【详解】
[1]由于理想变化器的工作原理是利用了电磁感应规律，则原线圈只能接交变电流，所以当原线圈接在直流电源上时，副线圈两端电压表示数为0。
20．（1）；（2）10A
【详解】
（1）线圈产生的感应电动势最大值
变压器初级电压有效值
变压器的匝数比
（2）由得副线圈的总电流为
由
得
21．5︰1
【详解】
两灯泡正常发光，则副线圈中电流为
副线圈两端电压为
U2=6V
由原、副线圈电流、电压关系可得
由欧姆定律可得
联立解得
或
要求消耗的功率最小，则原线圈中电流较小，变压器为降压变压器，故。
22．（1）2∶1；（2）2 A
【详解】
（1）由题图b可知原线圈两端电压的有效值
U1==220 V
由
可得原、副线圈匝数之比
==2∶1
（2）电流表示数为有效值
I=＝A=2 A
23．（1）；（2）
【详解】
（1）线框的面积为
则感应电动势为
解得
（2）感应电动势的有效值
由
电阻的功率为
解以上式得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连,变压器原、副线圈匝数分别为500匝和1000匝,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁体转动,转速与风速成正比,某一风速时,变压器原线圈两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示,则（ ）
A．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B．电压表V1的示数是100 V
C．断开开关K,电压表V2的示数是0
D．风速加倍时,变压器原线圈的瞬时值表达式为
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．在工业用电的线路中常常有很大的交流电流，交流电流表的量程小于待测的电流，为了测量大电流可以使用电流互感器。电流互感器的工作原理与变压器是一致的，则下列说法正确的是（ ）
A．电流互感器的原线圈匝数小于副线圈的匝数，原线圈要串联在交流电路中
B．电流互感器的原线圈匝数大于副线圈的匝数，原线圈要串联在交流电路中
C．电流互感器的原线圈匝数小于副线圈的匝数，原线圈要并联在交流电路中
D．电流互感器的原线圈匝数大于副线圈的匝数，原线圈要并联在交流电路中
4．无线充电技术能实现能量的无线传输，如图是无线充电设备给手机充电，下列关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．充电的原理主要利用了自感
B．充电设备与手机不接触也能充电，利用了互感
C．充电设备与手机的充电电流一定相等
D．充电设备中的线圈通恒定电流也可以对手机无线充电
5．如图所示，理想变压器输入电压u = Umsinωt。电压表V、电流表A均为理想电表。接通开关S，则（ ）
A．灯泡L变亮 B．A、V示数均减小
C．V示数不变，A示数减小 D．原线圈输入功率增大
6．黑光灯是利用变压原理来灭蛾杀虫的一种环保型设备。如图是黑光灯高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将U1＝220V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5cm。已知空气在常温常压下将被超过6220V/cm的电场击穿。为防止空气被击穿而造成短路，变压器的副线圈匝数与原线圈匝数比最大为（ ）
A．10∶1 B．1∶10 C．22∶311 D．311∶22
7．如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。要使灯泡变亮，下列方法不可行的有（ ）
A．向上滑动P B．增大交流电源的电压
C．增大交流电源的频率 D．减小电容器C的电容
8．如图所示的变压器为理想变压器，所有电表均为理想电表，原线圈接一发电机。如果发电机内的磁感应强度B变为原来的一半，发电机线圈内阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A．两电表的读数均变为原来的一半 B．变压器的输入功率变为原来的一半
C．R消耗的电功率变为原来的八分之一 D．交变电流的频率变为原来的一半
9．用变压器向电阻箱供电的电路如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为10∶1.理想交流电流表、理想交流电压表的读数分别为I、U。保持变压器输入电压不变，则下列选项正确的是（ ）
A．变压器输入电压为U
B．电阻箱阻值为
C．R消耗的功率为10UI
D．若电阻箱阻值变为原来两倍则电压表读数变为2U
10．家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=12sin100πt（V），将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A．热水器每秒点火50次
B．理想交流电压表V的示数为12V
C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气
D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500
11．如图甲所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为n1：n2＝44：1，变压器原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，副线圈两端接两个串联在一起的阻值大小分别为R1＝3Ω，R2＝2Ω的定值电阻，理想二极管与电阻R1并联，电压表为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈中交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为2V
C．R1消耗的功率为3W
D．变压器输入功率为8.75W
12．手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。当ab间接入如图丙所示的正弦交变电流后，受电线圈中产生电流实现给手机充电。这时手机两端的ef间电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，二极管视为理想元件，则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s时电流表示数为0
B．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=44:1
C．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=22:1
D．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中也将产生恒定电流
13．如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为22∶1,电路中灯泡电阻R=10 Ω,其余电阻均不计,在原线圈两端加上如图乙所示的正弦式交变电压。下列说法中正确的是 （ ）
A．小灯泡两端电压为10 V
B．原线圈中的电流为2 A
C．原线圈输入功率为10 W
D．若将一个相同的小灯泡串联接入副线圈电路中,则原线圈输入功率为200 W
14．某种手机的无线充电原理如图所示。已知发射线圈的两端电压为，电流的频率为，接收线圈的两端电压为。充电时效率大约。下列说法正确的是（ ）
A．无线充电工作原理是“电流的磁效应”
B．接收线圈中电流的频率为
C．无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为
D．充电时接收线圈始终有收缩的趋势
15．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（ ）
A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势也为零
B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大
C．电压表V2示数
D．若可变电阻接入的阻值为R0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为
二、填空题
16．如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2:1，V和A均为理想电表，灯泡电阻R1=6 Ω，原线圈的输入电压u1=sin100πt（V）．则的读数为 _________
17．互感现象应用：利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到______，如变压器就是利用______制成的．
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．如图所示，一个理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个的负载电阻。当原线圈接在直流电源上时，副线圈两端电压表示数为_________V。
三、解答题
20．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积，线圈转动的频率为，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度（T）。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“，”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示。求：
（1）变压器原、副线圈的匝数比；
（2）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。
21．如图，一台理想变压器给两个相同“、”的小灯泡供电，已知两小灯泡均正常工作，输入端接的交流电源，经过进入原线圈。（两灯泡正常发光，且要求消耗的功率最小）求：变压器原、副线圈的匝数比
22．如图a所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55 Ω，A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图b所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，试求：
（1）原、副线圈匝数比；
（2）电流表的示数。
23．某同学制作一个简易的手摇发电机，用总长为L的导线绕制成N匝正方形线圈，将线圈放入磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动．发电机（内阻可忽略）输出端和理想变压器原线圈相连，副线圈回路负载电阻为R，原、副线圈匝数比为，其简化示意图如图，求：
（1）发电机产生的电动势最大值；
（2）电阻R消耗的电功率P。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．通过题图乙可知变压器原线圈两端电压的最大值为,周期,永磁体转动的角速度
则电压的瞬时值表达式为
,
故A错误;
B．电压表V1测量的是变压器原线圈两端电压的有效值
故B错误;
C．电压表V2测量的是理想变压器副线圈的输出电压,与有无负载无关,根据
得电压表V2的示数
故C错误;
D．风速加倍时,角速度ω加倍,根据
可知产生的感应电动势加倍,变压器原线圈两端电压加倍,变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
灯泡都正常发光，可得
所以
由理想变压器的电压关系得
可得
同理，灯泡都正常发光，功率相等，即
由得
即
由功率关系可得
即
所以
故选C。
3．A
【详解】
由题意知，副线圈的电流应小于原线圈的电流，根据
可得
知副线圈匝数应大于大于原线圈匝数，电流互感器应串联接入电路中，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．充电的原理主要利用了电磁感应的互感原理，故A错误；
B．充电的原理主要利用了电磁感应的互感原理，所以充电设备与手机不接触也能充电，故B正确；
C．充电设备与手机的充电电流不一定相等，就像变压器工作原理一样，原副线圈匝数不一样，故C错误；
D．充电设备中的线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电路，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．开关闭合，输入电压不变，副线圈总电阻减小，根据
，
可知，副线圈电压U2不变，输出电流增大，再根据闭合电路的欧姆定律
U2= I2r + I2R并
可得，串联电阻r分压增大，并联部分电压减小，灯泡L变暗，A错误；
BC．开关闭合，副线圈总电阻减小，输入电压不变，则输出电压不变，V示数不变，输出电流增大，根据
则输入电流增大，A示数增大，BC错误；
D．开关闭合，副线圈总电阻减小，副线圈电压不变，副线圈总电流增大，副线圈输出功率变大，则原线圈输入功率增大，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
由题意可知，高压电网部分的电压不能超过
即副线圈电压的最大值为
有效值为
根据变压器的原、副线圈电压与匝数比的关系可得
故选A。
7．D
【详解】
A．P向上滑动增大，增大，灯泡变亮，A正确；
B．根据题意，要使灯泡变亮，就得使灯泡上的电压增加，所以
可知可以增加交流电源的电压，B错误；
C．又根据
可知，增加交流电的频率可以使增加，导致电动势增大，同时电容器的容抗减小，C错误；
D．电容器C的电容减小，根据
可知，容抗增大，灯泡变暗，D正确。
故选D。
8．A
【详解】
磁场的磁感应强度变为原来的一半，由
知，原线圈中输入电压变为原来的，根据
知，副线圈输出电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，由电功率公式
可知，消耗的功率变为原来的，由欧姆定律可知通过的电流变为原来的，根据
知，原线圈中的电流也变为原来的，由于发电机的转速没发生变化，故交流电的频率不变。故A正确，BCD错误。
故选A。
9．C
【详解】
A．根据
得变压器输入电压
故A错误；
B．根据
得副线圈电流
电阻箱阻值
故B错误；
C．R消耗的功率
故C正确；
D．若电阻箱阻值变为原来两倍，因为原线圈电压不变，匝数比不变，则副线圈电压不变，电压表读数不变，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．由u=12sin100πt可知，由得Hz，一个周期内交变电流两次达到最大值，所以每秒会点火100次，故A错误；
B．理想交流电压表V的示数是正弦式交流电压的有效值，为最大值的，所以示数为伏，故B错误；
C．转换器损坏，可能无法将直流电压转换成正弦式交变电压，变压器不能变压，故C错误；
D．根据理想变压器工作原理
， U1=，U2=kV
解得
U1:U2=1:1500
则要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1:1500，故D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．由变压器的工作原理知，副线圈中交流电的频率跟原线圈中交流电的频率相同，为
A错误；
B．由图可知，原线圈两端的电压的有效值为U1=220V，根据电压与匝数的关系有
U1：U2＝n1：n2＝44：1
解得
U2＝5V
则电阻R1和R2两端电压的波形分别如图1、图2所示
设电压的有效值分别为E1和E2，根据有效值的定义有
解得
E1＝V
E2＝V
则电压表的示数为
E2＝V≈3.8V
B错误；
C．R1消耗的功率为
P1＝
代入数据得
P1＝1.5W
C错误；
D．R2消耗的功率为
P2＝
代入数据得
P2＝7.25W
则副线圈消耗的功率为8.75W，根据变压器的功率关系知，变压器的输入功率也为8.75W，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．由丙图可知t=0.01s时送电线圈中电压变化率最大，由法拉第电磁感应定律知：受电线圈中感应电动势达到最大值，电流表有示数，故A错误；
BC．由丙图知，送电线圈电压有效值为220V，因为有二极管在受电线圈电路中阻止反向电流通过，所以受电线圈电压有效值为
根据法拉第电磁感应定律知
故B错误，C正确；
D．若充电器线圈中通以恒定电流，则受电线圈中不会有感应电流出现，故D错误。
故选C。
13．C
【详解】
A．由题图乙可知，原线圈输入电压的最大值Um=220V，有效值U=220 V，由
可知副线圈电压的有效值为
U'=10 V
A错误；
B．副线圈中的电流
由
代入数据解得原线圈中的电流
I=A
B错误；
C．原线圈输入功率
P1=UI=220×W=10 W
C正确；
D．若将一个相同的小灯泡串联接入副线圈电路中,副线圈输出电压不变,负载电阻变为20 Ω，电流变为0.5 A，则原线圈中的电流为 A，原线圈输入功率为
P=×220 W=5 W
D错误。
故选C。
14．B
【详解】
A．无线充电工作原理是：变化的电流流过发射线圈会产生变化的磁场，当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电，利用的是电磁感应现象，故A错误；
B．接收线圈中电流的频率与发射线圈中电流的频率相等，均为，B正确；
C．若充电时不漏磁，两线圈可视为理想变压器，功率无损耗，匝数比为
但是本题中充电时效率大约，功率有损耗，所以匝数比不是，故C错误；
D．发射线圈接的是交流电，当发射线圈的电流减小时，由楞次定律可知接收线圈有扩大的趋势，当发射线圈的电流增大时，由楞次定律可知接收线圈有收缩的趋势，故D错误。
故选B。
15．C
【详解】
A．在图示所示的位置，线框中磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，A错误；
B．电压表V2的示数是由原线圈电压和匝数比决定，与滑动变阻器接入电路的阻值无关，电压表V2示数不变，B错误；
C．交流电压的最大值
电压表V1示数为有效值
根据
则
C正确；
D．矩形线圈转一周的时间
在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热
D错误。
故选C。
16．1A
【详解】
原线圈的输入电压u1=12 sin 100πt（V）可知，输入电压最大值为12V，则有效值U1=12V，根据得：；电流表示数.
点睛：考查交流电的表达式中各量的物理意义，明确电表的示数为有效值，最大值是有效值的倍．
17． 另一个线圈 互感现象
【详解】
略
18． 100V
由图象可知，交变电流的周期，根据图象可以知电压最大值，求得输出电压的有效值，再根据电压与匝数成正比结合欧姆定律的知识即可求副线圈的有效值和电流最大值．
【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．
【点睛】
掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
19．0
【详解】
[1]由于理想变化器的工作原理是利用了电磁感应规律，则原线圈只能接交变电流，所以当原线圈接在直流电源上时，副线圈两端电压表示数为0。
20．（1）；（2）10A
【详解】
（1）线圈产生的感应电动势最大值
变压器初级电压有效值
变压器的匝数比
（2）由得副线圈的总电流为
由
得
21．5︰1
【详解】
两灯泡正常发光，则副线圈中电流为
副线圈两端电压为
U2=6V
由原、副线圈电流、电压关系可得
由欧姆定律可得
联立解得
或
要求消耗的功率最小，则原线圈中电流较小，变压器为降压变压器，故。
22．（1）2∶1；（2）2 A
【详解】
（1）由题图b可知原线圈两端电压的有效值
U1==220 V
由
可得原、副线圈匝数之比
==2∶1
（2）电流表示数为有效值
I=＝A=2 A
23．（1）；（2）
【详解】
（1）线框的面积为
则感应电动势为
解得
（2）感应电动势的有效值
由
电阻的功率为
解以上式得
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