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精练

【精选】第4节变压器为什么能改变电压-1作业练习

一．填空题

1．变压器是根据电磁感应原理工作的，所以变压器只能改变________（填“直流”或“交流”）电的电压，在远距离送电中，导线上会有电能损失，损失的电能主要由电流的热效应引起，在输电功率一定时，输电电压越________（填“高”或“低”），电能损失就越小。

2．如图的理想变压器，原线圈匝数匝，输入电压，副线圈的匝数匝，输出电流，的输出电压，输出电流。则原线圈中电流______A，变压器的输出功率______W，的匝数______匝。

3．实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。

（1）在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为60V，则次级线圈的匝数为________匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为30V，则初级线圈的匝数为________匝。

（2）若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt(V)，则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为________V。

4．一理想变压器，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。

5．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______ ．

6．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“<”）

7．某同学用如图所示可拆变压器做实验（两幅图分别是实物图和所连的电路图）。将单刀双掷开关打到1，增大副线圈匝数，小灯泡的亮度将______填“变亮”．“变暗”或“不变”。该同学利用该装置进一步探究电容器对交变电流的影响，他将开关打到2，小灯泡发光，现增大输入端的交流电源频率，小灯泡的亮度____填“变亮”．“变暗”或“不变”。

8．一台理想变压器，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________．

9．为研究无线传输电能,某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置,在短距离内点亮了灯泡,如图实验测得,接在乙线圈上的用电器获得的电能为输入甲线圈电能的35%.

①若用该装置给充电功率为10 W的电波充电,则损失的功率为__________W.

②若把甲线接入电压为220 V的电源,测得该线圈中的电流为0.195 A.这时,接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光,则此灯泡的功率为__________W.

10．如图，理想变压器原．副线圈匝数比n1：n2=2:1，V和A均为理想电表，灯泡电阻R1=6 Ω，原线圈的输入电压u1= sin100πt（V）。则的读数为 _________

11．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_____________。

12．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”）.

13．如图所示理想变压器输入的交流电压U1＝220 V，有两组副线圈，其中n2＝36匝，标有“6 V　9 W”．“12 V　12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，原线圈的匝数n1=_______匝，另一副线圈的匝数n3=_______匝，原线圈中电流I1=_______．

14．如图所示，在某一输电线路的起始端和终点端各接入一个理想变压器，原．副线圈的匝数比分别为n1∶n2=100∶1和n3∶n4=1∶50，图中a．b表示电流表或电压表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，每根输电线的电阻为1Ω，则____ （选填“a”或“b”）为电流表 ，输电线上损失的电功率为______， 线路输送的电功率为___________。

15．n匝线圈组成的电路中，磁通量的变化率为，感应电动势的大小E=____________；在远距离输电中，提高输电电压的设备是_________ 。

16．在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图所示电路，则a处应放置___（填“A或B”），b处应放置__（填“C或D”）。（分别填入下列用电器前方的字母）：

A．电容较小的电容器

B．电容较大的电容器

C．低频扼流圈

D．高频扼流圈

17．如图所示，理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈有两个线圈，匝数分别为n2=200匝，n3=500匝，分别接一个R=55Ω的电阻，在原线圈上接入220V的交流电，求：

副线圈上n2=200的电压___________V，原线圈上的电流___________A。

18．英国物理学家__________（选填“法拉第”或“安培”）经过10年的艰苦探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系，奏响了电气化时代的序曲。如图是一理想变压器，左边的线圈叫__________线圈（选填“原”或“副”），要使灯泡持续发光，AB端应通入__________电（选填“交流”或“直流”）。

参考答案与试题解析

1．【答案】交流    高   

【解析】【来源】湖南省长沙市长郡中学2020-2021学年高二（下）期中考试物理试题

[1]变压器是根据电磁感应原理工作的，所以变压器只能改变交流电的电压；

[2]在远距离送电中，导线上会有电能损失，损失的电能主要由电流的热效应引起，在输电功率一定时，根据

可知，输电电压越高，电能损失就越小。

2．【答案】           

【解析】【来源】福建省三明市二中2019-2020学年高二（下）月考物理试题

[1]根据电压与匝数成正比，有

代入数据解得

根据输入功率等于输出功率，有

代入数据得

解得

[2]变压器的输入功率

因为输入功率等于输出功率，所以变压器的输出功率为4.4W。

[3]根据变压器电压比与匝数比的关系有

代入数据解得

匝

3．【答案】200    400    110   

【解析】【来源】2020年百师联盟高三物理模拟试卷四（全国卷Ⅰ)

【详解】

(1)[1][2]．由理想变压器的电压与匝数关系

可知次级线圈的匝数为

匝

初级线圈的匝数

匝

(2)[3]．因交流电压表的示数为电压有效值该变压器初级．次级线圈的匝数比为2：1，由

可知与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为110V.

4．【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

5．【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：
 

6．【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

7．【答案】变亮         变亮   

【解析】【来源】浙江省余姚中学2018-2019学年高二上学期期中考试物理试题

【详解】

将单刀双掷开关打到1，增大副线圈匝数，根据原副线圈电压与其匝数成正比，当增大副线圈匝数，小灯泡的电压增大，那么小灯泡的亮度将变亮；将开关打到2，小灯泡发光，根据容抗公式，现增大输入端的交流电源频率，则容抗减小，通过电容器的电流更大，灯泡会变亮；

【点睛】

解决本题的关键知道容抗对交流电的阻碍作用的大小与什么因素有关．明确容抗的决定因素可以帮助定性分析．

8．【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%。

9．【答案】    (1). 18.6    (2). 15.0

【解析】①由题意可知，该装置的传输效率为35%，充电功率为10 W是有用功率，P总＝P有/35%＝10W / 35%＝28.6W，损失的功率P损＝P总×（1－35%）＝28.6W×0.65＝18.6W。

②P总＝UI＝220V×0.195A＝42.9W，灯泡的功率P有＝P总×35%＝42.9W×0.35＝15W。

10．【答案】1A

【解析】原线圈的输入电压u1=12？sin 100πt（V）可知，输入电压最大值为12V，则有效值U1=12V，根据得：；电流表示数.

点睛：考查交流电的表达式中各量的物理意义，明确电表的示数为有效值，最大值是有效值的倍．

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

【解析】

12．【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

13．【答案】1320    72    0.095 A   

【解析】

【分析】

【详解】

设每只灯的额定电流为I，额定电压为U，根据输入功率等于输出功率求电压关系；由电压关系求匝数之比．由于两灯泡正常发光，所以，根据电压与匝数成正比知两副线圈的匝数比

故

匝；

所以

n1=1320匝

根据输入功率等于输出功率知

得

14．【答案】b    5000 W    110 kW   

【解析】【来源】陕西省咸阳市永寿县中学2020-2021学年高二（下）第一次月考物理试题

[1]电表b串联在电路中，所以b为电流表；

[2]由

知，输电线上的电流为50 A，所以

5000 W

[3]由

知，输电线起始端的电压为2200 V ，则线路输送的电功率

P=UI=

15．【答案】(1)     (2) 变压器   

【解析】【来源】【全国百强校】陕西省西安市长安区第一中学2018-2019学年高二上学期期末考试物理（文)试题

【分析】

感应电动势的大小与磁通量的变化率正比。在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器。

【详解】

感应电动势的大小与磁通量的变化率正比，即感应电动势大小为。在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器。

16．【答案】A    D   

【解析】【来源】四川省遂宁市第二中学2017-2018学年高二（下)期中物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容较小的电容器；元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是高频扼流圈．则a处应放置A，b处应放置D。

17．【答案】  44  1.16

【解析】【来源】吉林省长春汽车经济开发区第六中学2017-2018学年高二下学期4月月考物理试卷

根据变压器原理可知，电压之比等于线圈匝数之比；

根据欧姆定律，得,

由电流关系式可得

【点睛】（1）由变压器原理可知，所有线圈中电压之比均等于线圈匝数之比

（2）根据列式求解原线圈电流即可。

18．【答案】法拉第    原    交流   

【解析】【来源】云南省弥勒县第二中学2018-2019学年高二下学期学业水平考试物理试题

【分析】

【详解】

[1]．英国物理学家法拉第经过10年的艰苦探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系；

[2][3]．如图所示，理想变压器，左边的线圈叫原线圈，要使灯泡持续发光，AB端应通入交流电。