沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.4 变压器为什么能改变电压习题

【精编】第4节变压器为什么能改变电压-1作业练习

一．填空题

1．如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a．b表示电压表和电流表，已知电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，n1：n2=100∶1，n3：n4=1∶10，输电线路的电压是___________V，电流是___________A。

2．如图所示，理想变压器的原线图接在的正弦交流电源上，副线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为R=10Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为10:1.则二极管的耐压值为_______V，变压器的输入功率为_________W.(结果都取整数)

3．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=___________。

4．图是一种触电保安器的电路图，变压器A处用火线和零线双股平行绕制成线圈，然后接上用电器处.B处有一个输出线圈一旦线圈中有电流，经放大后便能推动保安器开关J切断电源，试说明：

（1）多开灯不会使保安器切断电源的原因是_____________.

（2）有人“手一地”触电时，触电保安器会切断电源的原因是________；

（3）该保安器________（选填“能”或“不能”）为双手“火线一零线”触电时提供保安，因为    .

5．如图甲所示的电路中，理想变器原．副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾 报警系统(报警器来面出)，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，R为半导体热敏电阻，则图乙中电压的有效值为__________V，电压表的示数为_________V.R处出现火警时电流表示数________(选填“增大”．“减小”或“不变")

6．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin(100πt)V的交流电源上，副线圈接有的负载电阻。原．副线圈匝数之比为2：1。电流表．电压表均为理想电表，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A，副线圈中输出交流电的周期为_________S。

7．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A．B（内部导线电阻率．横截面积相同），线圈外部还可以绕线。

（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A．B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a．b位置，由此可推断______（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多；

（2）如果把它看做理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线．一只多用电表和低压交流电源，请完成实验步骤的填空：

①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；

②将______（选填“A”或“B”）线圈与低压交流电源相连接；

③用多用电表的______挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U；

④则A线圈的匝数为______。

8．某同学选用匝数可调的可拆变压器来做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为的低压________（选填“交流电源”或“直流电源”）。先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________（选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________（选填“增大”“减小”或“不变”）。上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是________（选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”）。

9．一理想变压器原．副线圈匝数比：：原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u。如图所示，副线圈仅接入一个的电阻。则

该交变电压的周期是______；

副线圈输出电压的有效值为______；

流过电阻的最大电流为______。

10．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_____________。

11．一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图所示，则：

（1）当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数_______V, 电流表示数_______A．

（2）当原线圈接在220V交流电源上时，电压表示数_______V, 电流表示数_______A．此时输入功率为_______W，变压器的效率为________．

12．如图所示，理想变压器给负载R供电．保持输入的交变电压不变，各交流电表对电路的影响不计．当负载电阻的滑动触头向下移动时，图中各交流电表的示数及变压器的输入功率P的变化情况是

V1___________ V2________，A1________A2________，P_________

13．远距离输电时，为了减少输送过程中的热损耗，常采用_______输电（选填“高压”或“低压”）. 在输电线路上若有一个如图所示的理想变压器，其原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2，则原线圈两端的电压U1_______副线圈两端的电压U2（选填“大于”或“小于”）.

14．为探究理想变压器原．副线圈电压．电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1．L2，电路中分别接了理想交流电压表V1．V2和理想交流电压表A1．A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后A1示数________，A1与A2示数的比值________，V2示数________，V1与V2示数的比值________。（填“变大”，“变小”，“不变”）

15．如图所示，．．为相同灯泡，变压器线圈匝数比：：1工作时灯泡．的实际功率均为P，则线圈匝数比：______ ，的实际功率为______ ．

16．一理想变压器，原线圈匝数n1＝1100匝，接在电压为220V的交流电源上。当它对11只并联的“36V 60W”的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知该变压器副线圈的匝数n2＝______，通过原线圈的电流I1＝______A。

17．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则ab接_______cd接 _______（选填MN或PQ），Iab_______Icd。（选填“>”或“<”）

18．如图所示，理想变压器原．副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和。当输入电压为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。则原．副线圈匝数之比______，此时a．b两灯泡功率之比______。

参考答案与试题解析

1．【答案】22000V    100A   

【解析】【来源】甘肃省金昌市第一中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

[1]由变压器原理

可得

[2]由变压器原副线圈的电流关系，已知n3：n4=1∶10

所以

2．【答案】    (1). 31     (2). 24

【解析】

点睛：此题关键是知道二极管的特性：单向导电性，电阻只有一半时间中有电流流过，所以消耗的功率也等于没有二极管时功率的一半；二极管的耐压值等于交流电的最大值.

3．【答案】1：16    1：4   

【解析】

[1]根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得

设A．B的电阻均为R，再根据电功率公式可知

[2]电阻两端的电压

U=IR

所以两电阻两端的电压之比电阻A．B两端电压之比为

4．【答案】见解析；    见解析；    见解析；   

【解析】【来源】人教版 高二 选修3-2 第五章 章末知识测评五

【详解】

（1）变压器A处的线圈因双股绕制，正向电流与反向电流产生的磁场相互抵消，多开灯．少开灯都如此，所以B处的线圈中无感应电流，保安器的控制开关J不工作，不会自动切断电源.

（2）当人“手一地”触电时，火线中的电流有一部分直接通过人体流入大地，不从A处的线圈中回流，保安器铁芯中的磁通量.发生变化，B处的线圈有电流输出，保安器开关J工作，自动切断电源.

（3）“火线一零线”触电时，与多开九盏电灯的情况相似，A处的线圈中正．反向电流总是相等，不引起磁通量的变化，保安器不能自动切断电源，不起保安作用.

【点睛】

由于原线圈中导线是双股绕制，所以正向电流与反向电流产生的磁场相互抵消，在B中不能产生变化的磁场，那么要让B中产生电流则需要原线圈设计成只有单股线流过电流。

5．【答案】    (1). 110；    (2). 22；    (3). 增大

【解析】根据电流的热效应，，得图乙中电压的有效值为；变压器原．副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原．副线圈中的电压之比是5：l，所以电压表的示数为；R出现火警时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大。

6．【答案】110    １    0.02   

【解析】【来源】四川省内江市第六中学2019-2020学年高二（下)期中物理试题

【分析】

【详解】

[1]．由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为

根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为

电压表的读数为电压的有效值，所以电压表的读数为110V；
[2]．由输入功率和输出功率相等可得

所以原线圈的电流的大小为1A，电流表的读数为1A；
[3]．变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为

7．【答案】    (1). A    (2). A    (3). 交流电压    (4).

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为A的电阻比B大，所以A线圈匝数多；

（2）[2]因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接；

[3][4]变压器输入输出电压都是交流电，所以要用交流电压档测输入和输出电压,根据变压器电压比等于匝数比，有

所以

8．【答案】交流电源    增大    减小    控制变量法   

【解析】【来源】江苏省镇江市镇江中学2020-2021学年高二（下）教学质量检测物理试题

[1]变压器的工作原理是互感现象，故原线圈两端所接的电源应是电压为12V的低压交流电源。

[2]根据变压比公式

保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，可观察到副线圈两端的电压增大。

[3]根据变压比公式

保持副线圈的匝数不变﹐增加原线圈的匝数，可观察到副线圈两端的电压减小。

[4]上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是控制变量法。

9．【答案】    100V       

【解析】【来源】湖南省益阳市2018-2019学年高二上学期期末物理试题

【分析】

由图象可知，交变电流的周期，根据图象可以知电压最大值，求得输出电压的有效值，再根据电压与匝数成正比结合欧姆定律的知识即可求副线圈的有效值和电流最大值。

【详解】

由图象可知，交变电流的周期是，原线圈中电压的最大值为，所以电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为100V，最大值为，副线圈的电阻为，所以流过电阻的电流的有效值是。

【点睛】

掌握住理想变压器的电压．电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题。

10．【答案】    (1). 电荷    (2). 定向移动    (3). 电磁感应

【解析】

11．【答案】0    0    44    0.44    19.36    100%   

【解析】【来源】吉林省松原市前郭尔罗斯蒙古族自治县蒙古族中学2019-2020学年高二（下）网课质量检测物理试题

（1）[1][2]因为是直流，不会产生电磁感应现象故电压表和电流表示数均为0。

（2）[3][4][5][6]根据：，得

电流表示数为

输入功率

变压器的效率为100%。

12．【答案】不变    不变    增大    增大    增大   

【解析】【来源】辽宁省大连市普兰店区第一中学2019-2020学年高二（下)5月线上教学质量检测物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以变压器的输出电压也不变，所以V1．V2的示数都不变；

[3][4]当负载电阻的滑动触头向下移动时，滑动变阻器的电阻减小，所以负线圈的电流增大，原线圈的电流也要增大，所以A1．A2的示数都增大；

[5]根据可知，副线圈电压不变，电流增大，则功率增大，所以输入功率也增大。

13．【答案】    (1). 高压    (2). 小于

【解析】提高输送电压，根据公式，输送功率一定，可得输送电流减小，根据公式可得，输送过程中热损耗减小，所以常采用高压输电。原线圈匝数n1小于副线圈匝数n2，故该变压器为降压变压器，根据公式，可得

14．【答案】    (1). 变大    (2). 不变    (3). 不变    (4). 不变

【解析】由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变，则副线圈电压不变，V2示数不变，V1与V2示数的比值不变。开关S闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，V2不变，由欧姆定律可得A2变大，则A1示数变大，由于理想变压器P2=P1，V1与V2示数的比值不变，所以A1与A2示数的比值不变。
点睛：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．

15．【答案】1：1；

【解析】解：工作时灯泡．的实际功率均为P，则两线圈的输出电压相同，则其匝数比：：1
解：由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为设灯泡．的电压为U，电流为I，电阻为R，则有根据电压与匝数成正比可知，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.中的功率为
故答案为：1：
 

16．【答案】    (1). 180匝    (2). 3

【解析】

【详解】（1）副线圈11只灯时并联，因此副线圈两端电压为36V，原线圈的电压为220V，有代入数据得

（2）原副线圈得功率一样，由代入数据得

17．【答案】ab接MN    cd接PQ    Iab>Icd   

【解析】【来源】安徽省合肥市肥东县第二中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题

【详解】

根据变压器原理，电流与匝数成反比，电流互感器目的是将大电流变成小电流，所以交流电流表PQ应接cd端，MN接ab端；所以Iab>Icd

18．【答案】9:1    1:9   

【解析】【来源】新疆乌鲁木齐市第四中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

[1]当输入电压为灯泡额定电压的10倍，两灯泡均能正常发光。说明灯泡a的电压为额定电压，原线圈电压为额定电压的9倍；副线圈电压即为灯泡b的电压，为1倍的额定电压。根据变压器电压之比等于匝数之比，可知原．副线圈匝数之比为9:1，

[2]a和额定电压相同，再根据变压器电流之比等于匝数反比，可知原．副线圈电流之比为1:9，由功率

可知a．b两灯泡功率之比为为1:9。