5.4变压器 （word答案含解析）—人教版高中物理选修3-2同步训练

5.4变压器
一、单选题(共30分)
46380408020051．(本题3分)在如图所示的电路中，三个定值电阻的阻值分别为false，false，在a，b两端输入正弦式交变电流，电压的表达式为false，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为3:1，当开关S闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．通过R3的电流为0.5A B．电阻 R1、R2消耗的功率之比为1:6
C．电路消耗的总功率为9W D．流过电阻R2的电流的频率为150Hz
2．(本题3分)如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为false，且分别接有阻值相同的电阻false和false，false，通过电阻false的瞬时电流如图乙所示，则此时（　　）
277177534290A．用电压表测量交流电源电压为600V
B．图乙交流电瞬时值表达式为false
C．交流电源的输出功率为180W
D．false和false消耗的功率之比为1：2
50768253105153．(本题3分)如图，一理想变压器原线圈与交变电源相连，副线圈中接有阻值为3Ω的定值电阻与理想电流表。当理想电压表的读数为12 V时，电流表读数为2A，下面说法正确的是（　　）
A．变压器原、副线圈匝数比为1：2 B．原线圈电流的有效值为1A
C．副线圈电流的有效值为falseA D．变压器的输入功率为24 W
36290258915404．(本题3分)有一理想变压器如图甲所示，原副线圈匝数比为11∶4，原线圈接入如图乙所示的交流电压，回路中的灯泡L的额定电压为false。灯泡正常工作时的电阻false为false，定值电阻false，false，滑动变阻器最大阻值false，为保证灯泡正常工作，则滑动变阻器接入电路的电阻为（　　）
A．false B．false C．false D．false
5．(本题3分)如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1： n2=2：1，分别接有额定电压为U的相同的两只灯泡A、B且灯泡电阻不随电流变化。若B灯恰能正常发光，则电源输出电压为（　　）
4876800156210A．3U B．1.5U C．2U D．2.5U
6．(本题3分)如图所示，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，下列表述正确的是（　　）
296227519050A．电流表的示数为3 A
B．原、副线圈匝数比为1∶2
C．电压表的示数为电压的有效值
D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz
7．(本题3分)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R0供电，电路如图甲所示，所产生的交变电压随时间变化规律如图乙所示，C是耐压值为2.5V的电容器，R是滑动变阻器，所有电表均为理想电表。则（　　）
3990975266700A．无论滑动变阻器滑片P向上移动还是向下移动时，电压表V示数均不变
B．若原副线圈的匝数比为false，则电容器不会被击穿
C．副线圈输出的电流频率为0.5Hz
D．滑动变阻器滑片P向下移动时，电流表A1示数减小，A2示数增大
8．(本题3分)2020年11月17~20日长春遭遇了一轮冻雨暴雪天气，致使多条供电线路停运，电力部门持续进行抢修除冰作业。针对高压输电线融冰有一种电流发热融冰法，就是增大高压电线内通入的电流使电线发热，利用电线自身的发热量使其外部冰层由内向外融化，达到融冰除冰的目的。为了监测高压线路融冰进展情况，技术人员通过如图所示的装置检测融冰线路。图中false、false是监测交流高压输电参数的互感器（均视为理想变压器），false的原、副线圈匝数比为false，false、false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false，高压线路输送的电功率是false、电压是false，则（　　）
360934048260A．false是交流电压表
B．false的原、副线圈匝数比为false
C．通过交流电流表的电流为false
D．绕制false副线圈的导线应比原线圈的粗
9．(本题3分)交流发电机输出电压随时间的变化图像如图甲所示，发电机输出端与理想变压器原线圈相连，变压器与用电器电路如图乙所示。已知电流表、电压表均为理想电表，通过滑动触头Q可以调节副线圈的匝数，则下列说法正确的是（　　）
327533050165A．发电机的转速为100π 转/秒
B．在t=0.005s时，电压表的示数为false
C．仅将滑动变阻器的滑动触头P向下滑动，定值电阻R0的功率减小。
D．仅将滑动触头Q向上滑动，电流表的示数变大
10．(本题3分)理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，以下说法中正确的是(　　)
A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10：1
B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等
C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10：1
D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为10：1
二、多选题(共16分)
4142740130492511．(本题4分)两种互感器接线如图所示，已知互感器甲线圈的匝数比为false，互感器乙线圈的匝数比为false，电压互感器中电表读数为false，电流互感器中电表读数为false，下列说法正确的是（　　）
A．电流互感器也可以串联在零线上测电流
B．互感器甲是电压互感器，互感器乙是电流互感器
C．互感器甲是电流互感器，互感器乙是电压互感器
D．输电线的输送功率为false
453326529527512．(本题4分)如图所示，交流发电机通过电阻不计的导线为右侧电路供电，变压器为理想变压器。下列说法正确的是（　　）
A．如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变，则V1示数增大、A1示数增大
B．如果增大电阻箱的电阻而其他条件不变，则V1示数减小、A1示数减小
C．如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变，则V2示数减小、A2示数减小
D．如果该交流发电机产生的交变电流的频率变大而其他条件不变，则V2示数增大、A2示数增大
467550545783513．(本题4分)理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1∶2。在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（ ）
A．R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶2
B．R1、R2、R3消耗的功率之比为4∶1∶4
C．a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2
D．a、b间输入电压与变压器输入电压之比为6∶1
14．(本题4分)如图所示，理想变压器原线圈接入电路的匝数，可以通过滑动触头P的移动来调节，电流表为理想电表，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，在a、b两端接入正弦交流电，则（　　）
A．仅将滑片P向上滑动，R0消耗的功率变大 B．仅将滑片P向上滑动，R0消耗的功率变小
C．仅将滑片Q向上滑动，电流表读数变大 D．仅将滑片Q向上滑动，电流表读数变小
487680066675
三、解答题(共54分)
15．(本题13分)如图所示，理想变压器原线圈中输入电压false，副线圈两端电压false为false，输出端连有完全相同的两个灯泡false和false，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数false求：
(1)原线圈false等于多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表false的示数false则电流表false的示数false为多少？
4400550125730(3)当开关S闭合时，电流表false的示数false等于多少？
433387564389016．(本题13分) 如图所示，理想变压器的原线圈两端接在false（V）的交流电源上，副线圈两端接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表．求：
（1）电压表的读数；
（2）电流表的读数．
17．(本题14分)如图甲所示的理想变压器，其原线圈接在输出电压如图乙所示的正弦式交流电源上，副线圈接有阻值为44 Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为10∶1。电流表、电压表均为理想交流电表。求：
3276600152400（1）电流表中电流变化的频率f；
（2）电压表的示数U；
（3）原线圈的输入功率P。
4760595111760018．(本题14分)如图所示，理想变压器有两个副线圈，false、false是两盏规格为“false”的灯泡，false、false是两盏规格为“false”的灯泡，当变压器的输入电压为false时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数false匝，副线圈的匝数false匝、false匝，求：
（1）false、false各是多少？
（2）电流表的读数？
参考答案
答案含解析
1．A
【详解】
A．R2和R3并联后的总阻值为
false
变压器原、副线圈电流之比为
false
则副线圈两端电压
false
原线圈两端电压
false
电阻R1两端的电压为
false
电源电压有效值为
false
且
false
代入数据解得
false
流过R3的电流
false
A对；
B．根据变压器原、副线圈电流关系得原线圈电流
false
电阻R1消耗的功率
false
电阻R2消耗的功率为
false
电阻 R1、R2消耗的功率之比为
false
B错；
C．电阻R3消耗的功率
false
电路消耗的总功率为
false
C错；
D．变压器不改变电源的频率，交流电源的频率为50Hz，流过电阻R2的电流的频率也为50Hz，D错。
故选A。
2．C
【详解】
A．根据图乙可知通过false的电流有效值为
false
根据false可得通过false的电流的有效值为
false
副线圈两端的电压为
false
根据false可得原线圈两端电压为
false
用电压表测量交流电源电压为
false
故A错误；
B．据图乙得交流电的周期是0.2s，所以有
false
交流电的最大值是0.6A，所以图乙交流电瞬时值表达式为
false
故B错误；
C．交流电源的功率
false
故C正确；
D．false消耗的功率为
false
false消耗的功率为
false
false和false消耗的功率之比为
false
故D错误；
故选C。
3．B
【详解】
A．副线圈输出电压为
false
根据理想变压器的电压关系，可得
false
故A错误；
B．根据理想变压器的电流关系有false，解得
false
故B正确。
C．副线圈电流的有效值为2A，故C错误；
D．变压器的输入功率为
false
故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
根据题意可知，正弦式交流电的有效值为
false
根据变压器原理可知，副线圈两端电压为
false
灯泡正常工作，则灯泡两端电压为false，根据串联电压特点可知，电阻false两端电压
false
则流经副线圈电流
false
灯泡的电流
false
故流经false的电流为
false
故滑动变阻器接入电路的电阻为
false
故选B。
5．D
【详解】
设灯泡电阻为R，B灯恰能正常发光，则次级电压为U，则初级电压为
false
初级电流
false
则电源输出电压为
false
故选D。
6．C
【详解】
A．电流表示数
false
故A错误。
B．由题图（b）可知原线圈两端电压的有效值U1＝220 V，由
false
可得原、副线圈匝数之比
false
故B错误。
C．电流表示数与电压表示数都为有效值，故C正确。
D．由题图（b）可知T＝0.02 s，所以交变电压的频率为
false
选项D错误。
故选C。
7．A
【详解】
A．无论滑动变阻器滑片P向上移动还是向下移动时，原线圈的电压不变，电压表V示数均不变，故A正确；
B．由题意知，原线圈的最大电压为31.1V，则副线圈两端的电压
false
而电容器的耐压值为2.5V，则电容器会被击穿，故B错误；
C．根据图乙可知交流电周期为0.02s，原、副线圈输出的电流频率为
false
故C错误；
D．滑动变阻器的触头向下滑动，电阻减小，而副线圈电压不变，变压器的输入功率等于输出功率增大，两个电流表的示数都增大，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
ACD．false副线圈的匝数多，副线圈电流小，所以是测交流电流的，即false是交流电流表。根据电功率公式得
false
根据变压器电流关系有
false
因为false原线圈电流大，为了减少损耗绕制false原线圈的导线应比副线圈的粗。
AD错误，C正确；
B．根据变压器电压关系有
false
B错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．由图甲可知，周期为0.02s，所以发电机的转速为50转/秒。故A错误；
B．由图甲可知，交流电压的最大值为false，则电压表的示数即有效值为36V。故B错误；
C．当滑动触头Q位置不变时，输出电压不变，此时滑动触头P向下滑动，负载电阻减小，输出电流增加，定值电阻的功率增大。故C错误；
D．滑动触头P不变，将滑动触头Q向上滑动，则输出电压变大，易知输出功率变大，而输入功率与输出功率相等，则变压器输入功率变大，原线圈中电流表的示数变大。故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
AB．理想变压器无漏磁，故穿过原、副线圈每一匝磁通量相等，磁通量变化率也相同，故A错误，B正确；
C．理想变压器无漏磁，故穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是1：1，故穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等，在每匝的线圈中，原、副线圈产生的电动势瞬时值是相等的，故C错误；
D．正常工作时变压器的输入、输出功率之比为1：1，故D错误。
故选B。
11．BD
【详解】
A．若电流互感器串联在零线中，则检测不到电流，A错误；
BC．因为电压互感器需要并联在电路中，电流互感器需要串联在火线中，所以互感器甲是电压互感器，互感器乙是电流互感器，B正确，C错误；
D．对电压互感器有
false
得输电线两端电压
false
对电流互感器有
false
得输电线中电流
false
则输电线的输送功率为
false
故D正确；
故选BD。
12．BD
【详解】
AB．根据功率相等可知：
false
变阻箱电阻增大，则电流A1变小，导致副线圈上的电压false变小，匝数之比不变，所以V1示数减小，故A错误，B正确；
CD．根据交流发电机瞬时电压表达式
false
可知，当频率增大时，电压的最大值、有效值均变大，则V1示数增大，由变压器原、副线圈两端电压之比等于匝数比可知，副线圈两端电压增大即V2示数增大，由欧姆定律可知，A2示数增大，故C错误，D正确。
故选BD。
13．CD
【详解】
A．理想变压器原、副线圈电压之比为
false
由能量守恒有
false
得
false
R2两端电压等于原线圈电压
UR2 = U1
R3两端电压等于副线圈电压
UR3 = U2
则
false
设
R1 = R2 = R3 = R
则流过R2的电流为
false
流过R3的电流为
false
流过原线圈的电流为
I1 = 2I2 = false
则流过R1的电流
false
则R1两端电压为
false
因此R1、R2、R3两端的电压之比为
UR1：UR2：UR3 = 5：1：2
A错误；
B．R1、R2、R3消耗的功率之比为
PR1：PR2：PR3 = UR12：UR22：UR32 = 25：1：4
B错误；
C．由于理想变压器本身不消耗能量，则a、b间输入功率与变压器输入功率之比为
(PR1 + PR2 + PR3)：PR3 = 15：2
C正确；
D．a、b间输入电压与变压器输入电压之比为
false
D正确。
故选CD。
14．BD
【详解】
AB．仅将滑片false向上滑动，变压器原线圈匝数变大，由于
false
则副线圈两端电压减小，通过false的电流减小，false消耗的功率变小，A项错误，B项正确；
CD．仅将滑片false向上滑动，副线圈两端的电压一定，false接入电路的电阻增大，根据欧姆定律可知，副线圈的电流减小，根据
false
变流比，原线圈的电流减小，电流表的示数减小，C项错误，D项正确。
故选BD。
15．(1)1100匝；(2)1A；(3)2A
【详解】
(1)由电压与变压器匝数的关系可得
false
(2)当开关S断开时，由输入功率等于输出功率
false
可知：
false
(3)设当开关S闭合时，副线圈中的总电流为false，则
false
由false可知
false
16．（1）U2＝110 V （2）false
【详解】
原线圈两端的电压为U1=220v
根据false可得副线圈两端的电压为：U2=110V
即副线圈中电压表的示数是110V，副线圈的电流为
false
由
n1I1=n2I2
可得：I1=1A
所以原线圈中电流表的示数为：I1=1A
17．（1）50 Hz；（2）22 V；（3）11 W
【详解】
（1）由乙图可知，交变电流的周期T = 0.02 s，则电流变化的频率为
false
（2）原线圈的电压有效值为
false
由false得，电压表的示数
false
（3）原线圈的输入功率P等于副线圈的输出功率，则
false
18．（1）8V；6V；（2）0.3A
【详解】
（1）L1和L2并联，所以副线圈n2两端的电压为U2，则
false
解得
false
L3和L4串联，所以副线圈n3两端的电压为2U3，则
false
得
false
（2）由P入＝P出可得
I1U1＝P1＋P2＋P3＋P4
则
false