2025-2026学年高中物理人教版选择性必修第二册课时作业 变压器（含解析）
文档属性
| 名称 | 2025-2026学年高中物理人教版选择性必修第二册课时作业 变压器（含解析） |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-12-21 14:09:01 | ||
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文档简介
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2025-2026学年高中物理人教版选择性必修第二册课时作业 变压器
一、单选题
1．某充电器的部分电路如图所示，变压器为理想降压变压器，原线圈输入电压为，的阻值为80Ω，的阻值为2Ω，如果需要副线圈的电压为10V，则可能为( )
A.20:1 B.12:1 C.1:10 D.1:2
2．如图所示，理想变压器原、副线圈接入定值电阻和电阻箱，定值电阻，，电阻箱的调节范围足够大，电流表为理想交流电表，所接交流电源电压为。当电阻箱的阻值调节为67Ω时，电流表的示数为2A，则原、副线圈的匝数比为( )
A.1∶4 B.4∶1 C.1∶2 D.2∶1
3．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )
A.小灯泡变亮
B.小灯泡变暗
C.原、副线圈两端电压的比值不变
D.通过原、副线圈电流的比值不变
4．如图甲、乙所示，学习小组设计了两种灯泡亮度调节电路。理想变压器原、副线圈匝数比，交流电源输出电压的有效值U与灯泡额定电压的关系为，调节滑动变阻器滑片，接入电路的阻值分别为时，两相同的灯泡均正常发光。下列说法正确的是( )
A.接入电路的电阻满足
B.接入电路的电阻满足
C.图甲、乙中滑动变阻器消耗功率之比为3:1
D.图甲、乙中电源输出总功率之比为3:1
5．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，a、b接入电压有效值恒定的交变电源，其中为滑动变阻器，、为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向下移动后，电流表及两个电压表示数变化量的绝对值分别用、和表示，下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
6．生活中选择保险丝时，其熔断电流是很重要的参数。如图所示，一个理想变压器的原、副线圈的匝数比为11:2，原线圈两端a、b接正弦式交流电源，在原线圈前串联一个规格为“熔断电流0.2A、电阻5Ω”的保险丝，电压表V的示数稳定为220V，电压表为理想电表，若电路可以长时间正常工作，下列说法正确的是( )
A.通过电阻R的最大电流的有效值为1.1A
B.电阻R两端的电压的有效值为36V
C.由题给条件不能计算出电阻R阻值的最小值
D.正弦式交流电源电压的有效值也为220V
7．某国产“超薄磁吸无线充电器”的充电功率为30W，同时支持磁力吸附，可直接吸附在手机上进行无线充电。该充电器的工作原理如图所示，当充电器上的发射线圈通入正弦式交变电流后，就会在接收线圈中感应出电流，实现为手机电池充电。某次测试时，该充电器接入电压瞬时值的交流电源，发射线圈和接收线圈的匝数之比为，不计能量损耗，下列说法正确的是( )
A.接收线圈中电流产生的磁场恒定不变
B.接收线圈中电流的频率为100Hz
C.接收线圈两端电压的有效值为
D.接收线圈中的电流的有效值为3A
8．在汽车行业的快速变革中，电动汽车以其环保、节能的优势，逐渐成为了道路上的新宠，电动汽车充电站也逐步增加。如图所示，电动汽车充电站的理想变压器原、 副线圈的匝数比 25:1，其原线圈接有输出电压有效值恒定的交变电源，定值电阻R的阻值为,现副线圈同时给8个充电桩供电，每个充电桩的输入电流为12A，副线圈两端电压为 ，下列说法正确的是( )
A.变压器的原线圈输入电压最大值为5.5kV
B.流过充电桩的电流每一秒方向改变50次
C.变压器原线圈串联的定值电阻R两端的电压为48V
D.若增加副线圈的匝数，则流过充电桩的电流增大
9．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶3，原线圈接入有效值电压不变的正弦交流电源，改变滑动变阻器的阻值，得到多组理想电表的示数，并绘制出图像，下列说法正确的是( )
A.交流电源电压的有效值为
B.定值电阻的阻值为
C.当滑动变阻器的阻值为时，其消耗的最大功率为
D.当电流表示数为时，电阻和R消耗的功率不相等
10．小明同学自制了如图所示的理想自耦变压器，接在正弦交流电源上，原线圈Ⅰ铁芯上只绕一组线圈，P为线圈的滑动触头，初始时位于中间位置，副线圈Ⅱ、Ⅲ可通过移动触头P各取其中一部分，Ⅱ、Ⅲ部分的线圈匝数之和等于原线圈Ⅰ的匝数，副线圈Ⅱ接一滑动变阻器R，最大阻值为，其滑片开始时置于中间位置，副线圈Ⅲ接一定值电阻，图中均为理想电表，不计导线电阻，则( )
A.仅将滑动变阻器滑片向上移动，电压表的示数不变
B.仅将滑动变阻器滑片向上移动，电压表的示数变大
C.仅将线圈触头P向下移动，电流表的示数变大，电压表的示数变大
D.仅将线圈触头P向上移动，电流表的示数变小，电压表的示数变大
11．如图甲所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是( )
A.副线圈两端交变电压的表达式为
B.在时刻，电压表的示数为
C.滑片向下移动过程中，电压表和的示数不变，的示数变小
D.滑片向下移动过程中，电流表示数变大，滑动变阻器R消耗的功率变大
12．如图，灯泡左侧存在水平向右的磁感应强度为的匀强磁场，长为的金属棒绕竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。两个分别以P、O为圆心、半径的光滑金属圆环上下平行水平放置，分别与金属棒上下端接触，理想变压器原线圈两端串联小灯泡由金属棒供电，三个小灯泡、、完全相同且电阻不变，当金属棒以角速度转动时，三个小灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( )
A.当金属棒转动的速度与磁场方向平行时，电压表的示数为零
B.理想变压器的匝数之比为2:1
C.小灯泡的额定电压为6V
D.若在副线圈再并联一个相同的小灯泡，变压器的输出功率变小
二、多选题
13．某小型发电厂的电能输送示意图如图所示，发电厂通过升压变压器和降压变压器向用户供电。图中R为输电线的总电阻，a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，若变压器视为理想变压器、电表均视为理想交流电表。当用户使用的用电器增加时( )
A.电流表的示数不变
B.电流表的示数变大
C.电压表V的示数不变
D.输电线R的损失功率变大
14．如图所示，在理想变压器原线圈回路中接阻值为的电阻，副线圈回路中接阻值为的电阻，原线圈输入端与的交流电源连接，电表均为理想电表，当开关S闭合时，电流表示数为，下列说法正确的是( )
A.电压表示数为 B.电阻的功率为
C.通过电阻的交流电频率为 D.若断开开关S，电压表示数为
15．如图所示是模拟电能输送的示意图，间接输出电压有效值恒定的正弦交流电源，可通过移动保证负载端电压维持在合理的范围内，用户端负载（并联）的增减可通过移动表示，r是输电线的等效电阻，下列说法正确的是( )
A.某个负载发生断路时相当于上移
B.负载增多时，将向下滑动可使负载端电压不变
C.向上滑动，向下滑动，r上消耗的功率一定减小
D.向下滑动，向上滑动，负载消耗的总功率可能先增大后减小
16．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原线圈两端加上的交变电压。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为5V
B.当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表的示数变小
C.当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电流表的示数变大
D.当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为110W
三、填空题
17．自行车发电照明系统
图（a）所示是自行车车灯的发电机，它内部有一块永久磁铁，置于绕有线圈的“”形软铁芯内，如图（b）所示。当自行车车轮转动时，通过摩擦轮带动磁铁转动，从而产生正弦式交变电流，对车灯供电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。
将“24 V 6 W”的车灯接在原、副线圈匝数比为1:2的理想变压器的输出端上，当车灯正常工作时，原线圈上的电压为_____V。
18．如图甲所示，理想变压器的原副线圈匝数比为，图中R为定值电阻，电表均为理想交流电表。原线圈接如图乙所示的正弦式交变电流，则电压表的示数为___________V，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，电流表的示数将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
四、实验题
19．在“探究变压器电压和线圈匝数的关系”实验中，可拆变压器如图（a）所示。
(1)原线圈应连接到学生电源的___（填“直流”或“交流”）输出端；
(2)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是；
A.控制变量法 B.等效替代法
C.微量放大法 D.理想实验法
(3)在实验过程中，某次多用电表选用量程10V的交流电压挡测量电压，示数如图（b）所示，此时电压大小为___V；
(4)某次实验中将交流电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为4.8V，则原线圈的输入电压可能为___。
A.4.8V B.8.0V C.9.6V D.10.0V
五、计算题
20．如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知磁感应强度。将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为，通过升压变压器升压后发电向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96%，在输电线上损失的功率控制在4kW、用户得到的功率为96kW。
（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
21．远距离输电示意图如图所示，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为440kW，发电机的电压为220V。通过升压变压器升高电压至11kV后向远处输电，在用户端用降压变压器把电压降为220V，使用户得到的功率为408kW。求：
（1）输电线的总电阻r；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比。
参考答案
1．答案：A
解析:根据变压器原理，原线圈的等效电阻为，需要副线圈电压，由，得原线圈电压为，在原线圈侧，电阻和原线圈串联，有，代入输入电压的有效值，联立解得，故A正确，BCD错误。
故选：A。
2．答案：C
解析：设原线圈的输入电压为，线圈的输出电压为，原线圈的电流分别为、，由变压器的工作原理得对于原线圈所在回路有其中副线圈所在回路有代入题中数据，联立解得故选C。
3．答案：B
解析：由变压器相关知识得：，原、副线圈减去相同的匝n后：，则说明变压器原、副线圈的匝数比变大，则可得出C、D错误.由于原线圈电压恒定不变，则副线圈电压减小，小灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，A错误，B正确.
4．答案：B
解析：AB.设灯泡电阻为r，图甲中，对副线圈电路有，
根据原副线圈的关系可得，
对根据欧姆定律有
又因为
联立解得
图乙中，对原、副线圈电路有，
对根据欧姆定律有
又因为
联立解得
则，故A错误，B正确；
C.图甲中滑动变阻器消耗功率为
图乙中滑动变阻器消耗功率为
则，故C错误；
D.图甲中电源输出功率为
图乙中电源输出功率为
则，故D错误。
故选B。
5．答案：D
解析:AB.、I分别测的的电压和电流，是定值电阻，所以
故AB错误；
CD.根据变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，电流之比等于匝数反比
原线圈电压电流分别为
把看成电源的内阻，根据闭合电流欧姆定律
得
故C错误，D正确。
故选D。
6．答案：A
解析:B.根据变压器原副线圈两端的电压之比等于线圈的匝数之比，可求得副线圈两端电压则电阻R两端的电压的有效值为40V，故B错误；
AC.若保险丝不会被熔断，根据变压器原副线圈电流之比等于线圈的匝数的反比，可求得副线圈中的最大电流为根据欧姆定律可得负载电阻R应不小于故A正确，C错误；
D.正弦式交流电源电压等于保险丝两端电压与电压表示数之和，有效值大于220V，故D错误。故选A。
7．答案：D
解析:A.当充电器上的发射线图通人正弦式交变电流后，就会在接收线图中感应出正弦式交变电流，故接收线图中电流周期性变化，产生的磁场也会周期性变化，A错误；B.由发射线圈电压瞬时值表达式可知，故发射线图中交流电的频率为，接收线圆中电流的频率与发射线圆中电流的频率相同，故接收线图中电流的频率为B错误；C.发射线图中电压的有效值为，由可得接收线图两端电压的有效值为，C错误；D.本题中充电器不计能量损耗，则有，可得接收线图中的电流为D正确.故选D.
8．答案：D
解析:A.根据
得
故A错误；
B.流过充电桩的电流的周期为
一秒钟有50个周期，每个周期电流改变2次，所以电流每一秒方向改变100次，故B错误；
C.变压器副线圈中的电流为
设变压器原线圈中的电流为，根据，得
定值电阻R两端的电压为
故C错误；
D.将变压器的原线圈看成一个电阻，叫作等效电阻，用表示，将副线圈并联的充电桩也看成一个电阻，用表示，则
由于、不变，增大，则减小，将R等效为电源内阻，则消耗的功率增大，即变压器原线圈的输入功率增大，根据输入功率等于输出功率可知，副线圈的输出功率增大，而
所以副线圈电流增大，流过充电桩的电流也增大，故D正确。
故选D。
9．答案：C
解析:AB、设交流电源电压的有效值为，电压表示数为U，电流表示数为I，根据闭合电路欧姆定律得，可得，根据图像可得，，故AB错误；
CD、将理想变压器和滑动变阻器看成一个等效电阻，则有，则滑动变阻器消耗的功率为根据数学知识可知，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，即解得滑动变阻器接入电路阻值为时，其消耗的最大功率此时电流表示数为电阻消耗的功率为，故C正确，D错误。
故选：C。
10．答案：C
解析:仅将滑动变阻器滑片向上移动，I和II、III线圈匝数比不变，所以电压比均不变，电压表的示数和电压表的示数均不变。故AB错误；仅将线圈触头P向上移动，不变，变小，变大，根据变压比有，可知，电压表的示数变小，电压表的示数变大，因，又，则，由数学知识可知，当时，电流表的示数最小，即线圈触头P初始在中间位置时电流表的示数最小，仅将线圈触头P向上或向下移动，电流表的示数都变大，故C正确，D错误。
11．答案：C
解析:根据理想变压器电压比等于匝数比可得，副线圈两端交变电压的最大值为，角速度为，所以副线圈两端交变电压的表达式为，故A错误；输入电压的有效值为，根据，可得，电压表测量的是有效值，所以电压表的示数为22V，故B错误；在滑动变阻器R的滑片向下移动的过程中，R接入电路的阻值变小，因为输入电压不变，匝数比不变，则输出电压不变，所以电压表示数不变。副线圈电流变大，则原线圈电流也变大，因此电流表和示数均变大。根据欧姆定律可知电阻两端电压变大，根据串联电路分压规律可知R两端电压变小，即电压表示数变小。在副线圈电路中，定值电阻可看作等效内阻，滑动变阻器R可看作外电阻，由于不确定滑动变阻器R与定值电阻的大小关系，因此无法判断滑动变阻器R的功率变化，故C正确，D错误。
12．答案：B
解析:由于三个小灯泡完全相同且电阻不变，并均能正常发光，说明三个灯泡此时功率相同，根据可知，流过每个小灯泡的电流相等，若原线圈电流为1，副线图电流应为21，则理想变压器原、副线图的匝数比为
故B正确；
13．答案：BD
解析:B.用户使用的用电器增加时，用户总电阻减小，电流表的示数变大，故B正确；
D.用户使用的用电器增加时，用户总电阻减小，电流表的示数变大，由理想变压器电流之比等于匝数的反比可知输电线上的电流增大，由，输电线R的损失功率变大，故D正确。
A.由D项分析可知输电线上的电流增大，由理想变压器电流之比等于匝数的反比可知电流表的示数增大，故A错误；
C.a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，则升压变压器原线圈电压不变，由电压之比等于匝数之比，升压变压器副线圈电压为不变，电压表V的示数，因为输电线上的电流I增大，所以电压表V的示数减小，故C错误；
故选BD。
14．答案：AD
解析：C.由电压表达式
可知
交流电源的频率为
变压器不改变交变电流的频率，所以通过的交流电频率为50Hz，故C错误；
B.原线圈输入端电压有效值为
原线圈两端电压为
理想变压器原线圈输入功率为
理想变压器
则电阻的功率为120W，故B错误；
A.两端电压为
故A正确；
D.原副线圈匝数比为
若断开开关S，电路中电流为0，原线圈两端电压为220V，电压表示数为
故D正确。
故选AD。
15．答案：AD
解析:A.在变压器副线圈中各负载是并联的，所以当某个负载发生断路时副线圈的总电阻增大，故相当于上移，则R的有效阻值增大，故A正确；
B.由题知，a、b间接正弦交流电源，其电压有效值恒定，设为U，同时令原副线圈的电压分别为，电流分别为，匝数分别为、。将r看成电源的内阻，将理想变压器和负载看成一个等效电阻，设阻值为，则有
又
联立解得
在变压器副线圈中各负载是并联的，负载增多时，则副线圈的总电阻减小，即相当于R减小，将向下滑动，减小，可知等效电阻减小，根据闭合电路欧姆定律有
可知原线圈的电流瞄大；则等效电阻两端的电压
可知等效电阻两端的电压U减小，即负载端的电压减小，故B错误；
C.将向上滑动，即增大，向下滑动，即R减小，根据等效电阻
可知等效电阻R变化情况无法确定，则等效电路的电流无法确定，故r上消耗的功率无法确定，故C错误；
D.将向下滑动，即减小，向上滑动，即R增大，根据等效电阻
可知等效电阻变化情况无法确定，则等效电路的电流无法确定，故负载消耗的总功率可能先增大后减小，故D正确。
故选AD。
16．答案：AC
解析:A.依题意，理想变压器原线圈电压有效值
根据
解得电压表的示数为
故A正确；
BC.由A选项分析可知，当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，其阻值减小，电压表的示数不变，由可知电流表的示数变大，故B错误；C正确；
D.当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为故D错误。
故选AC。
17．答案：12
解析：当车灯正常工作时，理想变压器副线圈两端的电压为，则由理想变压器的变压规律可知理想变压器原线圈上的电压为。
18．答案：12；变大
解析：根据题意可得
所以
即电压表的示数为12V；
当滑动变阻器的滑片P向下移动时，副线圈回路中的电阻减小，由于不变，则副线圈回路中的电流变大，即电流表的示数将变大。
19．答案：(1)交流
(2)A
(3)6.9
(4)D
解析:（1）变压器的工作原理是互感，因此原线圈应连接到学生电源的交流输出端。
（2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，即在研究线圈匝数比与副线圈电压关系时，保持原线圈电压一定，可知这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法，故选A。
（3）某次多用电表选用量程10V的交流电压挡测量电压，根据电压表的读数规律，该读数为6.9V。
（4）根据题意可知，原副线圈匝数之比为
根据理想变压器电压匝数关系有
解得
实际上，变压器存在漏磁，还由于铁芯与线圈的电阻消耗一部分能量，导致实际上原线圈的电压大于9.6V，可知实际上原线圈的输入电压可能为10.0V，故选D。
20．答案：（1）400A，20A；（2）（3）1∶20，240∶11
解析：（1）线圈转动的角速度
由
升压变压器的输出电压
升压变压器输入的电流为
根据
输电线上通过的电流是
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为
（3）升压变压器匝数比
降压变压器的次级电压
故降压变压器的匝数比
21．答案：（1）；（2）
解析:（1）输电线上的电流
输电线上损失的功率
又
解得
（2）降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈的匝数比为
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2025-2026学年高中物理人教版选择性必修第二册课时作业 变压器
一、单选题
1．某充电器的部分电路如图所示，变压器为理想降压变压器，原线圈输入电压为，的阻值为80Ω，的阻值为2Ω，如果需要副线圈的电压为10V，则可能为( )
A.20:1 B.12:1 C.1:10 D.1:2
2．如图所示，理想变压器原、副线圈接入定值电阻和电阻箱，定值电阻，，电阻箱的调节范围足够大，电流表为理想交流电表，所接交流电源电压为。当电阻箱的阻值调节为67Ω时，电流表的示数为2A，则原、副线圈的匝数比为( )
A.1∶4 B.4∶1 C.1∶2 D.2∶1
3．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )
A.小灯泡变亮
B.小灯泡变暗
C.原、副线圈两端电压的比值不变
D.通过原、副线圈电流的比值不变
4．如图甲、乙所示，学习小组设计了两种灯泡亮度调节电路。理想变压器原、副线圈匝数比，交流电源输出电压的有效值U与灯泡额定电压的关系为，调节滑动变阻器滑片，接入电路的阻值分别为时，两相同的灯泡均正常发光。下列说法正确的是( )
A.接入电路的电阻满足
B.接入电路的电阻满足
C.图甲、乙中滑动变阻器消耗功率之比为3:1
D.图甲、乙中电源输出总功率之比为3:1
5．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，a、b接入电压有效值恒定的交变电源，其中为滑动变阻器，、为定值电阻，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片向下移动后，电流表及两个电压表示数变化量的绝对值分别用、和表示，下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
6．生活中选择保险丝时，其熔断电流是很重要的参数。如图所示，一个理想变压器的原、副线圈的匝数比为11:2，原线圈两端a、b接正弦式交流电源，在原线圈前串联一个规格为“熔断电流0.2A、电阻5Ω”的保险丝，电压表V的示数稳定为220V，电压表为理想电表，若电路可以长时间正常工作，下列说法正确的是( )
A.通过电阻R的最大电流的有效值为1.1A
B.电阻R两端的电压的有效值为36V
C.由题给条件不能计算出电阻R阻值的最小值
D.正弦式交流电源电压的有效值也为220V
7．某国产“超薄磁吸无线充电器”的充电功率为30W，同时支持磁力吸附，可直接吸附在手机上进行无线充电。该充电器的工作原理如图所示，当充电器上的发射线圈通入正弦式交变电流后，就会在接收线圈中感应出电流，实现为手机电池充电。某次测试时，该充电器接入电压瞬时值的交流电源，发射线圈和接收线圈的匝数之比为，不计能量损耗，下列说法正确的是( )
A.接收线圈中电流产生的磁场恒定不变
B.接收线圈中电流的频率为100Hz
C.接收线圈两端电压的有效值为
D.接收线圈中的电流的有效值为3A
8．在汽车行业的快速变革中，电动汽车以其环保、节能的优势，逐渐成为了道路上的新宠，电动汽车充电站也逐步增加。如图所示，电动汽车充电站的理想变压器原、 副线圈的匝数比 25:1，其原线圈接有输出电压有效值恒定的交变电源，定值电阻R的阻值为,现副线圈同时给8个充电桩供电，每个充电桩的输入电流为12A，副线圈两端电压为 ，下列说法正确的是( )
A.变压器的原线圈输入电压最大值为5.5kV
B.流过充电桩的电流每一秒方向改变50次
C.变压器原线圈串联的定值电阻R两端的电压为48V
D.若增加副线圈的匝数，则流过充电桩的电流增大
9．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶3，原线圈接入有效值电压不变的正弦交流电源，改变滑动变阻器的阻值，得到多组理想电表的示数，并绘制出图像，下列说法正确的是( )
A.交流电源电压的有效值为
B.定值电阻的阻值为
C.当滑动变阻器的阻值为时，其消耗的最大功率为
D.当电流表示数为时，电阻和R消耗的功率不相等
10．小明同学自制了如图所示的理想自耦变压器，接在正弦交流电源上，原线圈Ⅰ铁芯上只绕一组线圈，P为线圈的滑动触头，初始时位于中间位置，副线圈Ⅱ、Ⅲ可通过移动触头P各取其中一部分，Ⅱ、Ⅲ部分的线圈匝数之和等于原线圈Ⅰ的匝数，副线圈Ⅱ接一滑动变阻器R，最大阻值为，其滑片开始时置于中间位置，副线圈Ⅲ接一定值电阻，图中均为理想电表，不计导线电阻，则( )
A.仅将滑动变阻器滑片向上移动，电压表的示数不变
B.仅将滑动变阻器滑片向上移动，电压表的示数变大
C.仅将线圈触头P向下移动，电流表的示数变大，电压表的示数变大
D.仅将线圈触头P向上移动，电流表的示数变小，电压表的示数变大
11．如图甲所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是( )
A.副线圈两端交变电压的表达式为
B.在时刻，电压表的示数为
C.滑片向下移动过程中，电压表和的示数不变，的示数变小
D.滑片向下移动过程中，电流表示数变大，滑动变阻器R消耗的功率变大
12．如图，灯泡左侧存在水平向右的磁感应强度为的匀强磁场，长为的金属棒绕竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。两个分别以P、O为圆心、半径的光滑金属圆环上下平行水平放置，分别与金属棒上下端接触，理想变压器原线圈两端串联小灯泡由金属棒供电，三个小灯泡、、完全相同且电阻不变，当金属棒以角速度转动时，三个小灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( )
A.当金属棒转动的速度与磁场方向平行时，电压表的示数为零
B.理想变压器的匝数之比为2:1
C.小灯泡的额定电压为6V
D.若在副线圈再并联一个相同的小灯泡，变压器的输出功率变小
二、多选题
13．某小型发电厂的电能输送示意图如图所示，发电厂通过升压变压器和降压变压器向用户供电。图中R为输电线的总电阻，a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，若变压器视为理想变压器、电表均视为理想交流电表。当用户使用的用电器增加时( )
A.电流表的示数不变
B.电流表的示数变大
C.电压表V的示数不变
D.输电线R的损失功率变大
14．如图所示，在理想变压器原线圈回路中接阻值为的电阻，副线圈回路中接阻值为的电阻，原线圈输入端与的交流电源连接，电表均为理想电表，当开关S闭合时，电流表示数为，下列说法正确的是( )
A.电压表示数为 B.电阻的功率为
C.通过电阻的交流电频率为 D.若断开开关S，电压表示数为
15．如图所示是模拟电能输送的示意图，间接输出电压有效值恒定的正弦交流电源，可通过移动保证负载端电压维持在合理的范围内，用户端负载（并联）的增减可通过移动表示，r是输电线的等效电阻，下列说法正确的是( )
A.某个负载发生断路时相当于上移
B.负载增多时，将向下滑动可使负载端电压不变
C.向上滑动，向下滑动，r上消耗的功率一定减小
D.向下滑动，向上滑动，负载消耗的总功率可能先增大后减小
16．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原线圈两端加上的交变电压。下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为5V
B.当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表的示数变小
C.当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电流表的示数变大
D.当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为110W
三、填空题
17．自行车发电照明系统
图（a）所示是自行车车灯的发电机，它内部有一块永久磁铁，置于绕有线圈的“”形软铁芯内，如图（b）所示。当自行车车轮转动时，通过摩擦轮带动磁铁转动，从而产生正弦式交变电流，对车灯供电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。
将“24 V 6 W”的车灯接在原、副线圈匝数比为1:2的理想变压器的输出端上，当车灯正常工作时，原线圈上的电压为_____V。
18．如图甲所示，理想变压器的原副线圈匝数比为，图中R为定值电阻，电表均为理想交流电表。原线圈接如图乙所示的正弦式交变电流，则电压表的示数为___________V，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，电流表的示数将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
四、实验题
19．在“探究变压器电压和线圈匝数的关系”实验中，可拆变压器如图（a）所示。
(1)原线圈应连接到学生电源的___（填“直流”或“交流”）输出端；
(2)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是；
A.控制变量法 B.等效替代法
C.微量放大法 D.理想实验法
(3)在实验过程中，某次多用电表选用量程10V的交流电压挡测量电压，示数如图（b）所示，此时电压大小为___V；
(4)某次实验中将交流电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为4.8V，则原线圈的输入电压可能为___。
A.4.8V B.8.0V C.9.6V D.10.0V
五、计算题
20．如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知磁感应强度。将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为，通过升压变压器升压后发电向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96%，在输电线上损失的功率控制在4kW、用户得到的功率为96kW。
（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
21．远距离输电示意图如图所示，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为440kW，发电机的电压为220V。通过升压变压器升高电压至11kV后向远处输电，在用户端用降压变压器把电压降为220V，使用户得到的功率为408kW。求：
（1）输电线的总电阻r；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比。
参考答案
1．答案：A
解析:根据变压器原理，原线圈的等效电阻为，需要副线圈电压，由，得原线圈电压为，在原线圈侧，电阻和原线圈串联，有，代入输入电压的有效值，联立解得，故A正确，BCD错误。
故选：A。
2．答案：C
解析：设原线圈的输入电压为，线圈的输出电压为，原线圈的电流分别为、，由变压器的工作原理得对于原线圈所在回路有其中副线圈所在回路有代入题中数据，联立解得故选C。
3．答案：B
解析：由变压器相关知识得：，原、副线圈减去相同的匝n后：，则说明变压器原、副线圈的匝数比变大，则可得出C、D错误.由于原线圈电压恒定不变，则副线圈电压减小，小灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，A错误，B正确.
4．答案：B
解析：AB.设灯泡电阻为r，图甲中，对副线圈电路有，
根据原副线圈的关系可得，
对根据欧姆定律有
又因为
联立解得
图乙中，对原、副线圈电路有，
对根据欧姆定律有
又因为
联立解得
则，故A错误，B正确；
C.图甲中滑动变阻器消耗功率为
图乙中滑动变阻器消耗功率为
则，故C错误；
D.图甲中电源输出功率为
图乙中电源输出功率为
则，故D错误。
故选B。
5．答案：D
解析:AB.、I分别测的的电压和电流，是定值电阻，所以
故AB错误；
CD.根据变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，电流之比等于匝数反比
原线圈电压电流分别为
把看成电源的内阻，根据闭合电流欧姆定律
得
故C错误，D正确。
故选D。
6．答案：A
解析:B.根据变压器原副线圈两端的电压之比等于线圈的匝数之比，可求得副线圈两端电压则电阻R两端的电压的有效值为40V，故B错误；
AC.若保险丝不会被熔断，根据变压器原副线圈电流之比等于线圈的匝数的反比，可求得副线圈中的最大电流为根据欧姆定律可得负载电阻R应不小于故A正确，C错误；
D.正弦式交流电源电压等于保险丝两端电压与电压表示数之和，有效值大于220V，故D错误。故选A。
7．答案：D
解析:A.当充电器上的发射线图通人正弦式交变电流后，就会在接收线图中感应出正弦式交变电流，故接收线图中电流周期性变化，产生的磁场也会周期性变化，A错误；B.由发射线圈电压瞬时值表达式可知，故发射线图中交流电的频率为，接收线圆中电流的频率与发射线圆中电流的频率相同，故接收线图中电流的频率为B错误；C.发射线图中电压的有效值为，由可得接收线图两端电压的有效值为，C错误；D.本题中充电器不计能量损耗，则有，可得接收线图中的电流为D正确.故选D.
8．答案：D
解析:A.根据
得
故A错误；
B.流过充电桩的电流的周期为
一秒钟有50个周期，每个周期电流改变2次，所以电流每一秒方向改变100次，故B错误；
C.变压器副线圈中的电流为
设变压器原线圈中的电流为，根据，得
定值电阻R两端的电压为
故C错误；
D.将变压器的原线圈看成一个电阻，叫作等效电阻，用表示，将副线圈并联的充电桩也看成一个电阻，用表示，则
由于、不变，增大，则减小，将R等效为电源内阻，则消耗的功率增大，即变压器原线圈的输入功率增大，根据输入功率等于输出功率可知，副线圈的输出功率增大，而
所以副线圈电流增大，流过充电桩的电流也增大，故D正确。
故选D。
9．答案：C
解析:AB、设交流电源电压的有效值为，电压表示数为U，电流表示数为I，根据闭合电路欧姆定律得，可得，根据图像可得，，故AB错误；
CD、将理想变压器和滑动变阻器看成一个等效电阻，则有，则滑动变阻器消耗的功率为根据数学知识可知，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，即解得滑动变阻器接入电路阻值为时，其消耗的最大功率此时电流表示数为电阻消耗的功率为，故C正确，D错误。
故选：C。
10．答案：C
解析:仅将滑动变阻器滑片向上移动，I和II、III线圈匝数比不变，所以电压比均不变，电压表的示数和电压表的示数均不变。故AB错误；仅将线圈触头P向上移动，不变，变小，变大，根据变压比有，可知，电压表的示数变小，电压表的示数变大，因，又，则，由数学知识可知，当时，电流表的示数最小，即线圈触头P初始在中间位置时电流表的示数最小，仅将线圈触头P向上或向下移动，电流表的示数都变大，故C正确，D错误。
11．答案：C
解析:根据理想变压器电压比等于匝数比可得，副线圈两端交变电压的最大值为，角速度为，所以副线圈两端交变电压的表达式为，故A错误；输入电压的有效值为，根据，可得，电压表测量的是有效值，所以电压表的示数为22V，故B错误；在滑动变阻器R的滑片向下移动的过程中，R接入电路的阻值变小，因为输入电压不变，匝数比不变，则输出电压不变，所以电压表示数不变。副线圈电流变大，则原线圈电流也变大，因此电流表和示数均变大。根据欧姆定律可知电阻两端电压变大，根据串联电路分压规律可知R两端电压变小，即电压表示数变小。在副线圈电路中，定值电阻可看作等效内阻，滑动变阻器R可看作外电阻，由于不确定滑动变阻器R与定值电阻的大小关系，因此无法判断滑动变阻器R的功率变化，故C正确，D错误。
12．答案：B
解析:由于三个小灯泡完全相同且电阻不变，并均能正常发光，说明三个灯泡此时功率相同，根据可知，流过每个小灯泡的电流相等，若原线圈电流为1，副线图电流应为21，则理想变压器原、副线图的匝数比为
故B正确；
13．答案：BD
解析:B.用户使用的用电器增加时，用户总电阻减小，电流表的示数变大，故B正确；
D.用户使用的用电器增加时，用户总电阻减小，电流表的示数变大，由理想变压器电流之比等于匝数的反比可知输电线上的电流增大，由，输电线R的损失功率变大，故D正确。
A.由D项分析可知输电线上的电流增大，由理想变压器电流之比等于匝数的反比可知电流表的示数增大，故A错误；
C.a、b间接入电压有效值不变的正弦交流电，则升压变压器原线圈电压不变，由电压之比等于匝数之比，升压变压器副线圈电压为不变，电压表V的示数，因为输电线上的电流I增大，所以电压表V的示数减小，故C错误；
故选BD。
14．答案：AD
解析：C.由电压表达式
可知
交流电源的频率为
变压器不改变交变电流的频率，所以通过的交流电频率为50Hz，故C错误；
B.原线圈输入端电压有效值为
原线圈两端电压为
理想变压器原线圈输入功率为
理想变压器
则电阻的功率为120W，故B错误；
A.两端电压为
故A正确；
D.原副线圈匝数比为
若断开开关S，电路中电流为0，原线圈两端电压为220V，电压表示数为
故D正确。
故选AD。
15．答案：AD
解析:A.在变压器副线圈中各负载是并联的，所以当某个负载发生断路时副线圈的总电阻增大，故相当于上移，则R的有效阻值增大，故A正确；
B.由题知，a、b间接正弦交流电源，其电压有效值恒定，设为U，同时令原副线圈的电压分别为，电流分别为，匝数分别为、。将r看成电源的内阻，将理想变压器和负载看成一个等效电阻，设阻值为，则有
又
联立解得
在变压器副线圈中各负载是并联的，负载增多时，则副线圈的总电阻减小，即相当于R减小，将向下滑动，减小，可知等效电阻减小，根据闭合电路欧姆定律有
可知原线圈的电流瞄大；则等效电阻两端的电压
可知等效电阻两端的电压U减小，即负载端的电压减小，故B错误；
C.将向上滑动，即增大，向下滑动，即R减小，根据等效电阻
可知等效电阻R变化情况无法确定，则等效电路的电流无法确定，故r上消耗的功率无法确定，故C错误；
D.将向下滑动，即减小，向上滑动，即R增大，根据等效电阻
可知等效电阻变化情况无法确定，则等效电路的电流无法确定，故负载消耗的总功率可能先增大后减小，故D正确。
故选AD。
16．答案：AC
解析:A.依题意，理想变压器原线圈电压有效值
根据
解得电压表的示数为
故A正确；
BC.由A选项分析可知，当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，其阻值减小，电压表的示数不变，由可知电流表的示数变大，故B错误；C正确；
D.当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为故D错误。
故选AC。
17．答案：12
解析：当车灯正常工作时，理想变压器副线圈两端的电压为，则由理想变压器的变压规律可知理想变压器原线圈上的电压为。
18．答案：12；变大
解析：根据题意可得
所以
即电压表的示数为12V；
当滑动变阻器的滑片P向下移动时，副线圈回路中的电阻减小，由于不变，则副线圈回路中的电流变大，即电流表的示数将变大。
19．答案：(1)交流
(2)A
(3)6.9
(4)D
解析:（1）变压器的工作原理是互感，因此原线圈应连接到学生电源的交流输出端。
（2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，即在研究线圈匝数比与副线圈电压关系时，保持原线圈电压一定，可知这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法，故选A。
（3）某次多用电表选用量程10V的交流电压挡测量电压，根据电压表的读数规律，该读数为6.9V。
（4）根据题意可知，原副线圈匝数之比为
根据理想变压器电压匝数关系有
解得
实际上，变压器存在漏磁，还由于铁芯与线圈的电阻消耗一部分能量，导致实际上原线圈的电压大于9.6V，可知实际上原线圈的输入电压可能为10.0V，故选D。
20．答案：（1）400A，20A；（2）（3）1∶20，240∶11
解析：（1）线圈转动的角速度
由
升压变压器的输出电压
升压变压器输入的电流为
根据
输电线上通过的电流是
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为
（3）升压变压器匝数比
降压变压器的次级电压
故降压变压器的匝数比
21．答案：（1）；（2）
解析:（1）输电线上的电流
输电线上损失的功率
又
解得
（2）降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈的匝数比为
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