高二物理选择性必修二3.3 变压器 课时同步练习（含答案）

高二物理选择性必修二3.3《变压器》课时同步练习
一、选择题：
1、如题图所示，阻值相同的定值电阻R1与R2连接在理想变压器副线圈两端，原线圈接输出电压有效值恒定的交流电源，原、副线圈匝数比n1：n2：n3=2：2：1，闭合开关S后，若电阻R2功率为P，则该交流电源输出功率为（　　）
A．5P B．4P C．3P D．2P
2、一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω 、1 Ω 和4 Ω,A为理想交流电流表,U为正弦式交流电压,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为(　　)
A.2 B.3 C.4 D.5
3、如图所示的理想变压器，变压器的输入电压U1一定，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别是n2和n3，当把电热器接入a、b，让c、d空载时，电流表读数是I1；当把同一电热器接入c、d，而a、b空载时，电流表读数是I1'。则I1∶I1'等于 (　　)
A.n1∶n2 B.n2∶n3 C.∶ D.∶
4、电流互感器可以将大电流转换为小电流来测量，下列测量示意图正确的是（　　）
A．B．C． D．
5、张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　）
A．发电机输出的电压为
B．发电机输出交变电流的频率为
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．发电机产生的瞬时电动势
6、一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中(　　)
A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高
C．U27、如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,现在原线圈两端加上交变电压u=311 sin (100πt)V时,灯泡L1、L2均正常发光,电压表和电流表可视为理想电表.则下列说法中正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.该交流电的频率为100 Hz B.电压表的示数为155.5 V
C.若将变阻器的滑片P向上滑动,则电流表读数变大
D.若将变阻器的滑片P向上滑动,则L1将变暗、L2将变亮
8、如图所示，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器(均视为理想变压器)，T1的原、副线圈匝数比为1∶1 000，、是交流电压表或交流电流表，其中交流电压表两端的电压为10 V，高压线路输送的电功率是2.2×103 kW、电压是22 kV，则(　　)
A.是交流电压表 B.T2的原、副线圈匝数比为1 000∶1
C.通过交流电流表的电流为0. 1 A D.绕制T1原线圈的导线应比副线圈的细
9、如图所示，理想自耦变压器线圈均匀绕在圆环型铁芯上，a、b为线圈的始端和末端。P1为线圈的滑动触头，调节P1可以改变b、c间线圈的匝数。a、b两端接电压稳定的交流电源，指示灯L与一小段线圈并联，b、c间接入滑动变阻器R，调节P2可以改变R接入电路的阻值。开关S处于闭合状态，电压表为理想交流电表，下列说法正确的是(　 )
A．仅向下滑动P2，a、b端输入功率变小 B．仅顺时针滑动P1，a、b端输入功率变小
C．仅顺时针滑动P1，电压表示数变大 D．若断开开关S，指示灯L将熄灭
10、（多选）如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法（　　）
A．将R上的滑片向上移动 B．将R上的滑片向下移动
C．将开关S掷向1 D．将开关S掷向2
11、(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=10∶1,电阻R=10 Ω,两只小灯泡L1、L2的规格均为“3 V,1.5 W”,S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交流电源.当S1接1、S2闭合时,L2正常发光.设小灯泡的电阻值恒定.下列说法不正确的是 (　　)
A.原线圈所接正弦交流电源的电动势最大值为30 V
B.只断开S2后,变压器的输出功率为0.75 W
C.将S1换接到2后,原线圈的输入功率为90 W
D.将S1换接到2后,R的电功率为0.9 W
12、(多选)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,定值电阻R=10 Ω,其余电阻均不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交流电压,则下列说法正确的是(　　)
A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为55 V
B.当单刀双掷开关与a连接且t=0.01 s时,电流表示数为零
C.单刀双掷开关由a拨向b后,原线圈的输入功率增大
D.单刀双掷开关由a拨向b后,副线圈输出电压的频率为25 Hz
二、解答题：
13、实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看作理想变压器。某同学欲测量它的原、副线圈匝数，先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。
（1）在副线圈左、右两端的接线柱上输入12V的交流电压，理想交流电压表示数为6.0V，则副线圈的匝数为_______匝；在原线圈左、右两端的接线柱上输入12V的交流电压，理想交流电压表示数为3.0V，则原线圈的匝数为_______匝。
（2）若原线圈左、右两端接线柱接入的交变电压瞬时值表达式为u=311sin100πt（V），则与副线圈左、右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为_______V。
14、如图所示,一台有两个副线圈的变压器,原线圈匝数 n1=1 100,接入电压U1=220 V的电路中。
(1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2=6 V,U3=110 V,它们的匝数n2、n3分别为多少
(2)若在两副线圈上分别接上“6 V 20 W”“110 V 60 W”的两个用电器,原线圈的输入电流为多少
15、如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶5，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin（100πt）V的交流电， 求
（1）交流电的频率；
（2）通过R2的电流；
（3）变压器的输入功率.
16、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，各电表均为理想交流电表。原线圈输入电压的变化规律如图乙所示。求：
（1）副线圈输出电压的频率. （2）电压表的示数.
（3）电阻R消耗的电功率. （4）电流表的示数.
17、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，一个二极管和阻值为的负载电阻串联后接到副线圈的两端。现在a、b两端接入如图乙所示的电压，c、d间接入理想电压表。已知二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，求：
（1）电压表读数 （2）R的功率
（3）若将二极管短路，电压表示数
（4）若将二极管短路，变压器的输入功率
参考答案
一、选择题：
1、A 2、B 3、 C 4、 D 5、C 6、C
7、C 8、C 9、 B 10、AD 11、AC 12、AC
二、解答题：
13、200 400 110
14、 (1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系,由 n2100=30 n3100=550。
(2)设原线圈输入电流为I1,由P入=P出,即 I1U1=I2U2+I3U3=P2+P3
所以I1A≈0.36 A。
15、（1）由原线圈交流电瞬时值表达式可知，交变电流的频率
（2）由理想变压器变压规律。可知，输出电压U2=50 V
由交变电流每个周期只有一半时间有电流通过R2，由交变电流的热效应可知
解得U=U2=25V 由欧姆定律可知，通过R2的电流为；
（3）电阻R2的功率P2=UI=50 W 而电阻R1的电功率P1==100 W
由理想变压器输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为P=P1＋P2=150 W
16、（1）由乙图可知原线圈的周期为T=0.02s，原副线圈的频率一样为；
（2）电压表的示数为有效值，由变压器电压与匝数成正比的规律，可知电压表的示数为
（3）电阻R消耗的电功率为
（4）由变压器功率规律有， 解得
17、（1）交流电压表测得的分别为交变电压和交变电流的有效值，根据变压器公式
得到输出电压
而输出电压U2不等于c、d端电压，因二极管具有单向导电性，输入电压通过变压器变压后经二极管整流后有效值发生变化，为 即电压表读数为100 V；
（2）R的功率为
（3）若将二极管短路，电压表示数为
（4）若将二极管短路，变压器的输出功率，则变压器的输入功率为2000 W。