粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 变压器课时练习

3.3变压器同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．变压器是一种重要的电器设备，对变压器的认识正确的是 ( )

A．变压器既能改变交流电压，又能改变直流电压

B．变压器既可用于提升电压，又可用于降低电压

C．变压器工作时，副线圈中的电流总是大于原线圈中的电流

D．变压器工作时，副线圈中的电流总是小于原线圈中的电流

2．理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，若原线圈上加的交变电压，则在副线圈两端用交变电压表测得电压为（ ）

A． B．100V C． D．1600v

3．在探究变压器的两个线圈电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压随时间变化的关系式u=Umsin100πt，线圈b接小灯泡，如图所示。该同学所用的线圈电阻忽略不计，则（     ）

A．线圈b两端电压的频率为100Hz

B．适当增加原线圈a的匝数，小灯泡变亮

C．换一个电阻更小的灯泡，电源的输出功率增大

D．将线圈a改接在学生电源直流输出端，小灯泡也能发光

4．如图所示，把两个线圈A和B分别套在同一个闭合铁芯上，A 线圈连接到交流电源的两端，B 线圈连接到小灯泡上。接通电源后，下列说法正确的是（　　）

A．小灯泡不会发光

B．仅增大交流电源的电压，小灯泡亮度会降低

C．仅增大A 线圈的匝数，小灯泡亮度会降低

D．仅增大 B 线圈的匝数，小灯泡亮度会降低

5．如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t（V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统，其中R2是用半导体热敏材料（电阻随温度升高而降低）制成的传感器，电流表A2是值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3是一定值电阻。当传感器R2所在处出现火情时，下列说法正确的是（　　）

A．A1的示数不变，A2的示数增大

B．V1的示数增大，V2的示数增大

C．V1的示数减小，V2的示数减小

D．A1的示数增大，A2的示数减小

6．如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光。从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（　　）

A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大

B．灯泡中的电流方向每秒改变2次

C．线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSωsinωt

D．变压器原、副线圈匝数之比为nBSω：U

7．如图所示，用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，开始时开关 S 是断开的，现将开关 S 闭合，则图中所有理想交流电表的示数以及输入功率的变化情况是

A．、的示数不变， 的示数增大，的示数减小，增大

B．、 的示数不变，、 的示数增大，增大

C． 的示数不变，、的示数减小，减小

D． 的示数不变， 的示数增大，的示数减小， 的示数增大，减小

8．如图所示，当滑动变阻器滑动触头P逐渐向上移动时，接在理想变压器两端的四个理想电表示数

A．V1不变、V2不变、A1变大、A2变大

B．V1不变、V2不变、A1变小、A2变小

C．V1变大、V2变大、A1变小、A2变小

D．V1变小、V2变小、A1变大、A2变大

9．黑光灯是利用物理方法来灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后害虫被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”。如图所示是高压电网的工作电路，其输入电压为的正弦交流电，经变压器后输出给电网使用。已知空气的击穿电场为，要使害虫瞬间被“击毙”，至少需要的电压，为了能瞬间“击毙”害虫又防止空气被击穿而造成短路，则（　　）

A．变压器原副线圈的匝数之比的最大值为

B．变压器原、副线圈的匝数之比的最小值为

C．电网相邻两极间的距离应大于

D．电网相邻两极间的距离的最大值为

10．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。下列说法正确的是（　　）

A．副线圈输出电压的频率为5Hz

B．电压表的示数为22V

C．电阻R消耗的电功率为22W

D．电流表的示数为1A

11．如图所示，理想变压器的原线圈匝数为2 200匝，加上220 V的正弦交变电压，副线圈c、d之间的匝数为1 100匝，d、e之间的匝数也为1 100匝．D1、D2为理想二极管，R是阻值为10 Ω的定值电阻，则电阻R消耗的电功率为

A．1 210 W B．4 840 W C．650 W D．2 420 W

12．如图a，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，与副线圈相连的两个灯泡完全相同、电表都为理想电表。原线圈接上如图b 所示的正弦交流电，闭合开关，电路正常工作，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数为

B．经过灯泡的电流频率为

C．断开开关k，变压器的输入功率减小

D．断开开关k，电流表示数增大

13．如图所示，是通过街头变压器降压给用户供电的示意图。输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动，输出电压通过输电线输送给用户，每条输电线总电阻用R0表示，当负载个数增加时，则（　　）

A．电压表的V1示数减小 B．电流表A2的示数减小

C．电流表A1的示数减小 D．电压表V1、V2的示数之差增大

14．一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．3 B．4 C．5 D．6

15．如图所示的理想变压器电路中，三个灯泡L1、L2、L3完全相同，定值电阻的阻值为R，变压器原副线圈的匝数比为1:2．开始时三个开关均断开，a、b端接入恒定的正弦交流电压，闭合开关S1、S2，灯泡L1、L2均正常发光，电阻R消耗的功率与一个灯泡消耗的功率相同，则下列说法正确的是(　　)

A．灯泡的电阻为2R B．再闭合S3，灯泡L3也能正常发光

C．再闭合S3，灯泡L1、L2均变暗 D．闭合S3后再断开S1，灯泡L2、L3亮度不变

二、填空题（共4题）

16．电容器是储存____________装置；电荷的____________形成电流；变压器工作的基本原理是_____________。

17．如图所示，L1和L2是远距离输电的两根高压线，在靠近用户端的某处用电压互感器和电流互感器监测输电参数．在用电高峰期，用户接入电路的用电器逐渐增多的时候．甲_____（填增大、减小或不变）；乙_____．（填增大、减小或不变）．

18．如图所示，用理想变压器给R供电，设输入的交变电压不变，当R的滑片向上移动时四只电表及变压器的输入功率变化情况是：V1______ V2_________

A1_________ A2_________ P _________ (填写增大、减小或不变)

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，下列器材在实验中不需要用到的有___________；

(2)若在实验中用匝数N1=400和N2=800的变压器，对应的电压测量数据如表所示，根据测量数据，下列说法正确的是___________。

A．N1一定是原线圈

B．N2一定是原线圈

三、综合题（共4题）

20．变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，哪个线圈应该使用较粗的导线？为什么？

21．如图所示，一个长0.2m、宽0.1m、匝数1000匝的矩形金属线圈(电阻不计)，在B=0.1T匀强磁场中以恒定的角速度ω=100rad/s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R1=50Ω，R2=2Ω，R2与副线圈相连接，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1：n2=5：1.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)开关S闭合时交流电压表、交流电流表的示数U、I；

22．南海上某哨塔想采用浮桶式波浪发电补充生活用电，其原理简化如图甲。能产生如图乙辐向磁场的磁体通过支柱固定在暗礁上，线圈内置于浮桶中。浮桶随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。该线圈与阻值的指示灯相连．如图乙所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成。匝数匝的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度，线圈直径，内阻不计。假设浮桶振动的速度可表示为,取，求：

（1）图甲中，当时，流过指示灯泡的电流大小；

（2）灯丝在1分钟内产生的焦耳热；

（3）若输出端通过理想变压器给哨塔供电，如图丙所示，若闭合，断开时，原线圈中电流表示数为，已知图中灯泡标称为“”恰能正常发光，电动机线圈电阻，则此时图中电动机的机械功率为多少。

23．一个理想变压器的初级线圈匝数为220匝，次级线圈匝数为36匝，初级线圈接在交流电源上，电压的最大值为V，次级线圈只接了一盏电阻恒定为36Ω的电灯，求：

（1）变压器次级线圈输出电压的有效值；

（2）变压器的输出功率；

（3）变压器初级线圈中的电流。

参考答案：

1．B

2．B

3．C

4．C

5．D

6．C

7．B

8．D

9．C

10．C

11．A

12．C

13．D

14．A

15．D

16．     电荷     定向移动     电磁感应

17．     减小     增大

18．     不变     不变     减少     减少     减少

19．     AC     B

20．副线圈，因为副线圈中电流大于原线圈的电流

21．（1）e =200sin100t(V)   （2）V ；A

22．(1) ； (2)960J；(3)144W

23．（1）36V；（2）36W；（3）