二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
同步课时精练（十五）3.3变压器（解析版）
一、单题
1．电磁感应现象在生活及生产中的应用非常普遍，下列不属于电磁感应现象及其应用的是（ ）
A． B． C． D．
详解:C
详解:A．发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流---电磁感应现象来工作的，所以A属于电磁感应现象及其应用，不符合题意；
B．动圈式话筒是利用说话时空气柱的振动引起绕在磁铁上的线圈做切割磁感线运动，从而产生随声音变化的电流，利用了电磁感应现象，所以B属于电磁感应现象及其应用，不符合题意；
C．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的，所以C不属于电磁感应现象及其应用，符合题意；
D．变压器是利用电磁感应现象的原理来改变交流电压的，所以D属于电磁感应现象及其应用，不符合题意。
故选C。
2．关于理想变压器下列说法正确的是（ ）
A．原线圈磁通量大于副线圈磁通量
B．原线圈电流的频率大于副线圈电流的频率
C．对同一变压器的任意两个线圈，电压和匝数成正比
D．变压器的输入功率大于输出功率
详解:C
详解:A．理想变压器中，原线圈磁通量等于副线圈磁通量，选项A错误；
B．变压器不改变交流电的频率，则原线圈电流的频率等于副线圈电流的频率，选项B错误；
C．对同一变压器的任意两个线圈，电压和匝数成正比，选项C正确；
D．理想变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误。
故选C。
3．如图（a）为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图（b）所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为、。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则下列说法错误的是（ ）
A．闭合，加在变压器副线圈上正弦交流电的频率为
B．某交流发电机要产生与图（b）相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为100转/秒
C．闭合开关S，电压表的示数为
D．变压器原、副线圈的匝数、须满足时，才能实现点火
详解:B
详解:A．变压器不改变交流电的频率，则加在变压器副线圈上正弦交流电的频率为
故A正确，不满足题意要求；
B．根据图（b）得到原线圈电流周期为，转速为
某交流发电机要产生与图（b）相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为50转/秒，故B错误，满足题意要求；
C．根据图（b）得到原线圈电压的最大值为，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为
则电压表的示数为，故C正确，不满足题意要求；
D．当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，根据
又
，
可得变压器原、副线圈的匝数、须满足
故D正确，不满足题意要求。
故选B。
4．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为（ ）
A．90V B．0.4V C．6V D．0V
详解:D
详解:变压器的工作基础是磁通量的改变，即属于电磁感应现象，所以直流电无法引起磁通量变化，即输出电压为0V。
故选D。
5．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为20：1，原线圈接入一电压为u=U0 sinωt的交流电源，副线圈接一个R=5.5Ω的负载电阻．若U0 = V，ω=100πrad/s，则下述结论正确的是（ ）
A．副线圈中电压表的读数为V
B．副线圈中输出交流电的周期为0.01s
C．原线圈中电流表的读数为0.1A
D．原线圈中的输入功率为11W
详解:C
详解:由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为220V，所以原线圈的电压的有效值为220V，再根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为11V，即为电压表的读数，所以A错误．变压器不会改变电流的周期，电流的周期为，所以B错误．副线圈的电流为=2A，根据电流与匝数成反比可得，且原副线圈匝数之比为20：1，原线圈的电流大小为0.1A，所以C正确．变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的功率为，所以原线圈中的输入功率也为22W，所以D错误．故选C．
6．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝10∶1，原线圈接入电压的交流电源，交流电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，定值电阻R0＝10 Ω，可变电阻R的阻值范围为0～10 Ω．则( )
A．副线圈中交变电流的频率为100 Hz
B．t＝0.02 s时，电压表的示数为0
C．调节可变电阻R的阻值时，电流表示数的变化范围为1.1～2.2 A
D．当可变电阻阻值为10 Ω时，变压器的输入电功率为24.2 W
详解:D
详解:电流的频率是由电压决定的，所以原、副线圈中电流的频率是一样的，都为50 Hz，故A错误；电压表的示数为电路的有效电压的大小，原线圈的有效电压为220 V，根据电压与匝数成正比知电压表的示数为22 V，故B错误；当R的阻值为零时，副线圈电流为I＝2.2 A，当R的阻值为10 Ω时，副线圈电流为I′＝1.1 A，电流与匝数成反比，电流表示数的变化范围为0.11～0.22 A，故C错误；当可变电阻阻值为10 Ω时，变压器的输入电功率等于输出功率P＝I′R＝1.12×20 W＝24.2 W，故D正确．故选D.
【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，即电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等；会从交流电表达式中获取有用的物理信息即可得到解决．
7．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈接交变电源，电压。副线圈接电动机，电动机内阻为5Ω，电流表A2示数为2A，电表对电路的影响忽略不计。则（ ）
A．此交流电的频率为100Hz B．此电动机输出功率为68W
C．电流表A1示数为10A D．电压表示数为
详解:B
详解:A．此交流电的频率为
故选项A错误；
B．变压器次级电压
此电动机输出功率为
故选项B正确；
C．电流表A1示数为
故选项C错误；
D．电压表示数为
故选项D错误。
故选B。
8．如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1︰n2=3︰1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为（ ）
A．P、P B．9P、 C．、9P D．、P
详解:B
详解:由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为2P，设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，则有P=．根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输入电压均为3U，根据输入功率和输出功率相等可知，变压器输入电流为I；所以图（a）中L1的功率为
Pa==9P
图（b）中L1的功率为
Pb=()2R=P
故选B。
9．如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2．下列说法中正确的是（ ）
A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小
B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小
C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小
D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大
详解:B
详解:试题分析：V1测的是原线圈的输入电压，其示数始终不变，若F不动，副线圈的输入电压不变，滑片P向下滑动时，变阻器接入电路的阻值变大，又灯泡与变阻器串联，故V2示数变大，灯泡两端的电压减小，灯泡消耗的功率变小，A错误B正确；若P不动，滑片F向下移动时，副线圈的输入电压减小，加在灯泡和变阻器两端的电压均减小，故灯泡消耗的功率变小，V2的示数变小，C、D错误．
考点：变压器的原理，电路的动态分析，闭合电路的欧姆定律
二、多选题
10．理想变压器的原线圈和灯泡、交流发电机相连，交流发电机输出电压稳定。变压器原线圈两端接交流电压表，副线圈两端通过交流电流表后接并联的两只灯泡，三只灯泡的规格均为“220V，60W”，如图所示，原、副线圈匝数比为2︰1，已知三只灯泡都正常发光，电表均为理想电表，以下过程中灯泡都不会烧坏，则（ ）
A．电流表的示数为0.77A B．电压表的示数为
C．若L2断路，则L1变暗，L3变亮 D．若将L1短路，发电机输出功率减小
详解:CD
详解:A．电流表得示数为
A错误；
B．电压表测量的是原线圈两端的电压，所以电压表的示数为
B错误；
C．若L2断路，副线圈所在电路负载减小，输入功率减小，根据变压器原副线圈功率关系，输出功率减小，因发电机输出电压恒定，根据
原线圈所在电路电流减小，所以L1变暗，根据
原线圈两端电压增大，则副线圈两端电压也增大，L3变亮，C正确；
D．若将L1短路，则
L2、L3两端电压为，大于额定电压，灯泡被烧毁，副线圈中电流为0，则原线圈中电流也为0，输入功率为0，发电机输出功率为0，D正确。
故选CD。
11．如图所示，L1和L2是高压输电的两条输电线，现要通过互感器测量L1和L2之间的电压和流过L2的电流。下列四种电路连接正确的是（ ）
A． B．
C． D．
详解:AD
详解:A图的原线圈两端接电源两端的电压，初级匝数大于次级匝数，所以是电压互感器，用来测高电压；D图中的原线圈串联接入输电线的一根导线，初级匝数小于次级匝数，所以的电流互感器，用来测大电流。
故选AD。
【点睛】电压互感器与电流互感器是利用变压器原理将电压、电流减小到可测范围进行测量的仪器，用电压互感器降压后可以安全地测量高电压，用电流互感器不用断开电路，就可以方便地测量大电流。
12．如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节。RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小。下列说法正确的有（电表均为理想电表）（ ）
A．P向下滑动时，电压表读数变大
B．P向下滑动时，电流表读数变小
C．若环境温度升高，变压器的输入功率变大
D．若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小
详解:BC
详解:A．根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，电压表读数变小，A错误；
B．根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈电流减小，输出功率变小，根据输入功率等于输出功率，知原线圈电流也减小，所以电流表读数变小，B正确；
C．当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，原线圈的电流也会变大，变压器的输入功率变大，C正确；
D．当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，根据
灯泡消耗的功率变大，D错误。
故选BC。
三、解答题
13．一变压器原线圈匝数匝,副线圈匝数匝，原线圈所加交流电源电压，求副线圈两端的电压。
详解:10 V
详解:由理想变压器的变压比
可得
14．如图所示，理想变压器原.副线圈匝数比， 副线圈两端接有定值电阻，原线圈两端有交流电输入，。求：
（1）定值电阻两端电压；
（2）经过时间，定值电阻产生的电热。
详解:（1）；（2）
详解:（1）由题意可知原线圈的输入电压有效值为
根据理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比
解得
可知定值电阻两端电压为。
（2）经过时间，定值电阻产生的电热为
15．如图所示，一长、宽，匝数100匝的矩形金属线圈电阻，在的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接，其中电阻，，理想变压器的原、副线圈的匝数比。求：
（1）从中性面开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬间值表达式；
（2）交流电压表、电流表的示数U、I；
（3）若不计一切摩擦及空气阻力，线圈转动一周外力做的功W。
详解:（1）；（2）10V；2A；（3）24πJ≈75.36J
详解:（1）线圈产生感应电动势的最大值
从中性面开始转动
（2）设变压器原、副线圈中电流分别为、，变压器原、副线圈两端电压分别为、，则有
变压比规律
变流比规律
又
联立解得，电压表示数为
电流表示数为
（3）线圈转动一周外力做的功W，由能量守恒，有
代入数据得
试卷第1页，共3页
@21世纪教育二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
同步课时精练（十五）3.3变压器（学生版）
一、单题
1．电磁感应现象在生活及生产中的应用非常普遍，下列不属于电磁感应现象及其应用的是（ ）
A． B． C． D．
2．关于理想变压器下列说法正确的是（ ）
A．原线圈磁通量大于副线圈磁通量
B．原线圈电流的频率大于副线圈电流的频率
C．对同一变压器的任意两个线圈，电压和匝数成正比
D．变压器的输入功率大于输出功率
3．如图（a）为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图（b）所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为、。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则下列说法错误的是（ ）
A．闭合，加在变压器副线圈上正弦交流电的频率为
B．某交流发电机要产生与图（b）相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为100转/秒
C．闭合开关S，电压表的示数为
D．变压器原、副线圈的匝数、须满足时，才能实现点火
4．理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为（ ）
A．90V B．0.4V C．6V D．0V
5．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为20：1，原线圈接入一电压为u=U0 sinωt的交流电源，副线圈接一个R=5.5Ω的负载电阻．若U0 = V，ω=100πrad/s，则下述结论正确的是（ ）
A．副线圈中电压表的读数为V
B．副线圈中输出交流电的周期为0.01s
C．原线圈中电流表的读数为0.1A
D．原线圈中的输入功率为11W
6．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝10∶1，原线圈接入电压的交流电源，交流电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，定值电阻R0＝10 Ω，可变电阻R的阻值范围为0～10 Ω．则( )
A．副线圈中交变电流的频率为100 Hz
B．t＝0.02 s时，电压表的示数为0
C．调节可变电阻R的阻值时，电流表示数的变化范围为1.1～2.2 A
D．当可变电阻阻值为10 Ω时，变压器的输入电功率为24.2 W
7．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈接交变电源，电压。副线圈接电动机，电动机内阻为5Ω，电流表A2示数为2A，电表对电路的影响忽略不计。则（ ）
A．此交流电的频率为100Hz B．此电动机输出功率为68W
C．电流表A1示数为10A D．电压表示数为
8．如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1︰n2=3︰1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为（ ）
A．P、P B．9P、 C．、9P D．、P
9．如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一只理想电压表V2．下列说法中正确的是（ ）
A．若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数变大，V2示数变小
B．若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小
C．若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变小
D．若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大
二、多选题
10．理想变压器的原线圈和灯泡、交流发电机相连，交流发电机输出电压稳定。变压器原线圈两端接交流电压表，副线圈两端通过交流电流表后接并联的两只灯泡，三只灯泡的规格均为“220V，60W”，如图所示，原、副线圈匝数比为2︰1，已知三只灯泡都正常发光，电表均为理想电表，以下过程中灯泡都不会烧坏，则（ ）
A．电流表的示数为0.77A B．电压表的示数为
C．若L2断路，则L1变暗，L3变亮 D．若将L1短路，发电机输出功率减小
11．如图所示，L1和L2是高压输电的两条输电线，现要通过互感器测量L1和L2之间的电压和流过L2的电流。下列四种电路连接正确的是（ ）
A． B．
C． D．
12．如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节。RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小。下列说法正确的有（电表均为理想电表）（ ）
A．P向下滑动时，电压表读数变大
B．P向下滑动时，电流表读数变小
C．若环境温度升高，变压器的输入功率变大
D．若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小
三、解答题
13．一变压器原线圈匝数匝,副线圈匝数匝，原线圈所加交流电源电压，求副线圈两端的电压。
14．如图所示，理想变压器原.副线圈匝数比， 副线圈两端接有定值电阻，原线圈两端有交流电输入，。求：
（1）定值电阻两端电压；
（2）经过时间，定值电阻产生的电热。
15．如图所示，一长、宽，匝数100匝的矩形金属线圈电阻，在的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接，其中电阻，，理想变压器的原、副线圈的匝数比。求：
（1）从中性面开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬间值表达式；
（2）交流电压表、电流表的示数U、I；
（3）若不计一切摩擦及空气阻力，线圈转动一周外力做的功W。
试卷第1页，共3页
@21世纪教育
