高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册第3章 交变电流的产生与输送3.4 变压器为什么能改变电压精练

3.4变压器为什么能改变电压基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为3：1，、、、为四只规格均为“9V　6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙所示，则以下说法正确的是（　　）

A．电压表的示数为36V

B．电压表的示数为27V

C．电流表的示数为3A

D．四只灯泡均不能正常发光

2．如图所示，一理想变压器ab端接交流电源，电阻R1的阻值是R2的两倍，接通电源后R1的功率为是R2功率的一半，则变压器原副线圈的匝数比n1∶n2为（　　）

A．2 B． C．4 D．2

3．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为n1 ∶ n2，原线圈接正弦交流电源，电压保持不变，副线圈接有电阻R和两个小灯泡，开关S保持闭合状态。电流表和电压表均可视为理想电表。开关S断开后，下列选项正确的是（　　）

A．电流表A2的示数增大

B．电压表V2的示数增大

C．电压表V1、V2的示数之比为n1 ∶ n2

D．电流表A1、A2的示数之比为n1 ∶ n2

4．如图为模拟市区用户供电的示意图。是电网电压有效值，可视为不变。为电网至变压器间电缆的电阻，是变压器至用户间电缆的电阻，R是所有用电器的等效电阻。变压器为理想变压器。当用户端的用电器（并联）增多时，下列说法正确的是（　　）

A．的电功率减小 B．的电功率减小

C．电压表的示数减小 D．电流表的示数减小

5．如图，频率为50Hz的正弦交流电源与理想变压器原线圈相连，两个阻值均为20Ω的电阻串联后与副线圈相连．图中的电流表、电压表均为理想电表，原副线圈分别为200匝和100匝，电压表的示数为5V，则

A．电流表的读数为0.5A

B．流过电阻的交流电的频率为50Hz

C．交流电源的输出电压的最大值为20V

D．交流电源的输出功率为1.25W

6．如图甲所示，匝数n1：n2=1：2的理想变压器原线圈与水平放置的间距L=1m的光滑金属导轨相连，导轨电阻不计，处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，副线圈接有电阻值R=2Ω的电阻，与导轨接触良好的电阻r=1Ω，质量m=0.02kg的导体棒在外力F的作用下运动，其速度随时间如图乙所示（正弦图线）规律变化，则（   ）

A．电压表的示数为3V

B．电路中的电流方向每秒钟改变5次

C．电阻R实际消耗的功率为2W

D．在0﹣0.05s的时间内克服安培力做功0.48J

7．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。在原线圈两端加上交变电压，交变电压的瞬时表达式，下列说法正确的是（　　）

A．该交流电的频率是100Hz

B．电压表的读数为

C．滑动变阻器触片向上移，电流表的示数变大

D．单刀双掷开关由a扳向b，变压器的输出功率变大

8．如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，副线圈接有两个相同的灯泡，灯泡的额定电压为110V，电流表、电压表均为理想电表。开关S闭合时电流表示数相同，两灯泡均正常发光，若断开开关S，导线电阻不计，则（　　）

A．电流表A2示数变大

B．电压表V2示数变大

C．电压表V1示数为V

D．电流表A1和A2示数之比为1:2

9．某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，在实验时组装的变压器如图乙所示。在铁芯上原、副线圈接入的匝数分别为匝和匝，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得原、副线圈两端的电压分别为10V和0.8V，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是（　　）

A．原线圈的电阻过大

B．副线圈的电阻太小

C．副线圈的匝数太少

D．没有将铁芯B安装在铁芯A

10．一理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶5，原线圈与如图所示的正弦交变电压连接，副线圈仅与一个10Ω的电阻R连接。则流过电阻R的电流是（　　）

A．10 A B． C．5 A D．

11．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R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。该变压器原、副线圈匝数的比值为（       ）

A．2 B．3 C．4 D．5

12．如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为，电压为的交流电，副线圈接有光敏电阻（光照增强时，光敏电阻阻值减小）、用电器，下列说法正确的是（　　）

A．当仅将光照增强时，变压器的输入功率减小

B．当仅将减小时，变压器的输入功率减小

C．当仅将增大时，用电器消耗的功率减小

D．当仅将滑动触头向上滑动时，用电器消耗的功率减小

13．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，正弦交流电源电压的有效值为U=15V保持不变，电阻R1=15Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3最大阻值为40Ω。开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，则下列说法错误的是（　　）

A．通过R1的电流为1A

B．电压表读数为12V

C．若向下移动P，电压表读数将变大

D．若向上移动P，变压器的输出功率将变小

14．某同学做探究变压器工作原理实验时，他用多用电表的欧姆挡正确测量了完全相同的两个螺线管的不同匝数A、B线圈的电阻值分别为12Ω和3Ω，如图所示。某同学先去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的左侧上。变压器左边的螺线管A接12V低压交流电源上，右边的螺线管B接一个标称为“3.0V、1.0A”的小灯泡和电阻值可视为无穷大电压传感器。闭合电键S1，断开电键S2后，把横条铁芯慢慢推向右侧，直至与右侧完全闭合。正确说法的是（　　）

A．线圈A、B的匝数之比是1:4

B．电压传感器示数为一个定值

C．穿过螺线管B的最大磁通量在逐渐增加

D．铁芯完全闭合后再闭合电键S2，小灯泡能正常发光

15．某发电站将电能输送到工厂通过图示的流程来实现，经测定发电机输出的电压和电流分别为U1和I1，升压变压器输出的电压和电流分别为U2和I2，降压变压器输出的电压和电流分别为U3和I3，R线为两变压器间输电导线的总电阻。下列计算正确的是（　　）

A．根据欧姆定律

B．对升压变压器一定有

C．两变压器间输电导线的热损耗为

D．电动机的机械功率为

二、填空题（共4题）

16．理想变压器的输入功率_____（填“大于”、“等于”或“小于”）输出功率，输入、输出电压与线圈的_____成正比，利用变压器将220V的交流电压变为55V，如果原线圈为2000匝，则副线圈应为______ 匝 ．

17．由于供电电网电压的降低，用电器的功率降低了19%，这时供电电网上电压比原来降低了_____%。

18．如图所示，理想变压器的原．副线圈匝数之比为n1：n2＝4：1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB＝____；两电阻两端的电压之比UA：UB＝__．

19．(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材需要的有________(多选)。

A、干电池组        B、滑动变阻器

C、直流电压表        D、多用电表

E、交流学生电源

(2)如图，当右侧线圈“0”、“16”间接入9 V电压时，左侧线圈“0”、 “4”接线柱间输出电压可能是________。

A、3.1 V　　       B、2.25 V　　　C、1.7 V

三、综合题（共4题）

20．从发电站输出的功率为200，输电线的总电阻为0.05Ω，用1100V和11两种电压输电。试估算两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失。

21．某小型发电站的发电机输出电压为500V，输电线总电阻为4，在发电机处安装了一匝数比为1：20的升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器，输电电路图如图所示，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的2%，求：

（1）发电机的输出功率；

（2）降压变压器的原、副线圈的匝数之比。

22．光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一所偏远学校的教室供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出功率为100kW、输出电压为250V，输电线的总电阻；该学校每间教室有标有“220V   60W”字样的电灯16盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的4%，求：

（1）升压变压器的原、副线圈的匝数之比。

（2）该光伏发电系统至多能供电照明的教室的间数。

23．一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给某工厂，已知发电机的输出功率为50 kW，输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 Ω，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：

（1）升压变压器副线圈两端的电压；

（2）输电线上损耗的电功率；

（3）降压变压器原、副线圈的匝数比．

参考答案：

1．B

2．A

3．B

4．C

5．B

6．C

7．D

8．D

9．D

10．D

11．B

12．D

13．A

14．C

15．C

16．     等于     匝数     500

17．10

18．     1：16     1：4

19．     BDE     C

20．9.09V；0.91V

21．（1）500kW（2）490:11

22．(1)1:20；(2)100

23．（1）   （2）   （3）