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巩固练习

这是一份高中物理沪科版 (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巩固练习，共12页。试卷主要包含了如图所示，理想变压器原，一理想变压器原，为探究理想变压器原，如图所示，理想变压器的初等内容，欢迎下载使用。
【精挑】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，理想变压器原．副线圈的匝数比为，在原．副线圈电路中分别接有阻值相同的电阻．。交变电源电压为U，则电阻．两端的电压之为___________，电阻．上消耗的电功率之比为___________。2．如图所示，理想变压器原线圈接在交变电流两端，经变压器降压后，使小灯泡正常发光．原线圈匝数________（填“多”或“少”）于副线圈匝数，原线圈电压U1与副线圈电压U2的大小关系是U1________U2（填“＞”．“＜”或“=”）．3．交流电流表是一种能够测量交变电流有效值的仪表.使用时，只要将电流表串联接入电路即可.若要扩大交流电流表的量程，则可以给它并联一个分流电组，还可以给它配接一个变压器。如图所示，变压器a．b两个接线端子之间线圈的匝数为，c．d两个接线端子之间线圈的匝数为，并且，若将电流表“3A”的量程扩大，应该将交流电流表的接线柱“0”和“3A”分别与变压器的________.（选填“a．b”或“c．d”）接线端子相连，这时电流表的量程为________A.4．一理想变压器原．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______。5．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”）6．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)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为（______）A．增大涡流，提高变压器的效率B．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量C．减小涡流，提高变压器的效率D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量(2)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。(3)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。7．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_________8．如图所示，一个理想变压器的原线圈接在220V的电压上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光，设原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，则= ___________，当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率为___________W。 9．如图所示，一个理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个的负载电阻。当原线圈接在直流电源上时，副线圈两端电压表示数为_________V。
 10．如图所示，理想变压器的初．次级线圈分别接着定值电阻．，且，初．次级线圈的匝数比，加一定交流电源电压后，两电阻两端电压之比___________，两电阻上消耗的电功率之比___________。11．感应电动势的大小与________成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是_________。12．如图所示为一与电源相连接的理想变压器，原线圈中电流为I1，副线圈中电流为I2，则原副线圈的匝数之比为___________ ；当副线圈中负载电阻R变大时，原线圈的输入功率将___________（选填“增大”．“减小”或“不变”）。 13．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”）。14．如图所示的理想变压器供电的电路中，若将S闭合，则电流表A1的示数将________，电流表A3的示数将________，电压表V的示数将________。（填变大．变小或不变）
 15．（1）甲．乙两图为互感器结构图，甲图中a电表为______，乙图中b电表为______。A．直流电压表        B．交流电压表    C．直接电流表    D．交流电流表（2）如图所示为探究电感器对交流电的阻碍作用的实验电路图，在实验过程中，通过改变交流信号的频率和电感器的电感，可观察到：在电感和电源电压不变的情况下，信号频率越大，小灯泡D亮度越______；在信号频率和电源输出电压一定的情况下，电感越大，小灯泡亮度越______。16．如图所示，L1和L2是高压输电线，甲．乙是两只互感器，若已知n1:n2＝1000:1，n3:n4＝1:100，图中电压表示数为220V，电流表示数为10A，则高压输电线的输电电压U＝_________ V，输送电功率P＝_________ W.17．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=___________。18．如图所示，为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，我们把没有用导线相连的线圈套在同一闭合的铁芯上，一个线圈连到电源的输出端，另一个线圈连到小灯泡上，如图所示，试回答下列问题：（1）线圈应连到学生电源的______（选填“直流”．“交流”）输出端上；（2）将与灯泡相连的线圈拆掉部分匝数，其余装置不变继续实验，灯泡亮度将_____（选填“变亮”．“变暗”），这说明灯泡两端的电压_____（选填“变大”．“变小”）；（3）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，变压器原．副线圈的匝数分别为120匝和60匝，测得的原线圈两端的电压为8.2V，则副线圈两端的电压值可能是______。A．16.4V    B．5.0V    C．3.6V
参考答案与试题解析1．【答案】        【解析】【来源】安徽省芜湖市2020-2021学年高二（下）期中联考物理试题（理） [1]根据则有根据则[2]根据则有2．【答案】  多  ＞【解析】【来源】粤教版高中物理选修3-2 第二章 交变电流单元检测题 【分析】根据题意知经变压器电压降低，判断出是降压变压器，根据理想变压器原副线圈匝数比等于电压比即可求解．【详解】因为这是降压变压器，可知原线圈电压，根据电压与匝数成正比，即，可知，即原线圈匝数多于副线圈匝数．3．【答案】a,b；    ；    【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】当只有一组原．副线圈时，理想变压器的电流与匝数间的关系为.在本题中，已知变压器a．b两个接线端子之间线圈的匝数为，c．d两个接线端子之间线圈的匝数为，且，因此，交流电流表的接线柱“0”和“3A”应分别与变压器的接线端子a．b相连，这样，电流表的小示数才能反映原线圈中的大电流，起到扩大量程的作用.此时，电流表的量程为.故本题答案是：(1). a,b；    (2). 【点睛】本题的目的是为了达到大量程的电流表，按照变压器的原理应该让原线圈的匝数少一点，负副线圈的匝数多一点。4．【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。 5．【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． 6．【答案】C    20    40    110    【解析】【来源】海南省三亚华侨学校（南新校区）2020-2021学年高二（下）期中物理试题 (1)[1] 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了减小涡流，提高变压器的效率。故选C。(2)[2]根据代入数值解得[3]根据代入数值解得(3)[4]根据代入数值解得7．【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。8．【答案】    180    【解析】[1]根据理想变压器规律可得[2]当副线圈电路中电流为时，变压器的输出功率为由于理想变压器输入功率等于输出功率，则有9．【答案】0【解析】【来源】福建省龙岩市长汀县三级达标校2020-2021学年高二（下）期中物理试题 [1]由于理想变化器的工作原理是利用了电磁感应规律，则原线圈只能接交变电流，所以当原线圈接在直流电源上时，副线圈两端电压表示数为0。 10．【答案】    (1).     (2). 【解析】【分析】【详解】[1]根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得电阻两端的电压，所以两电阻两端的电压之比[2]电阻消耗的功率，所以两电阻消耗的电功率之比11．【答案】    (1). 磁通量变化率    (2). 变压器【解析】感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比；在远距离输电中，提高输电电压的设备是变压器。 12．【答案】    变小    【解析】[1]变压器的输出功率等于输入功率即P1=P2，则原副线圈的匝数之比为[2]当副线圈中负载电阻R变大时，根据可知副线圈功率减小，则原线圈的输入功率将变小。13．【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。14．【答案】不变    变大    不变    【解析】【来源】黑龙江省绥化市明水县第一中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题 [1] [3]变压器输入电压不变，故输出电压不变，因此电压表示数不变，R1阻值不变，由欧姆定律可知，A1示数不变；[2]因闭合开关后电阻变小，故负载总电流变大，故A2的示数变大，变压器的电流比等于匝数的反比，故A3的示数变大。15．【答案】    (1). B    (2). D    (3). 暗    (4). 暗【解析】【分析】【详解】(1)[1]甲图变压器并联在电路中，甲图中a电表为交流电压表。[2]乙图变压器串联在电路中，乙图中b电表为交流电流表。(2)[3]在电感和电源电压不变的情况下，信号频率越大，电感对电流的阻碍越大，灯泡D亮度越暗。[4] 在信号频率和电源输出电压一定情况下，电感越大，电感对电流的阻碍越大，灯泡D亮度越暗。 16．【答案】    (1). 2.2×105    (2). 2.2×108【解析】【详解】由图可知，甲并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比；故U=220×1000=220000V；
乙串联在电路中是电流互感器，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，故电流I=10×100=1000A；
则输电功率P=UI=2.2×105×1000=2.2×108W；
点睛：本题考查了变压器的特点，要知道电流互感器和电压互感器的连接方式，并能根据互感器测出电路中的电压和电流，同时注意明确输电功率P=UI．17．【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18．【答案】交流    变暗    变小    C    【解析】【来源】山东省邹城市2020-2021学年高二（下）期中教学质量检测物理试题 (1)[1]变压器利用交流电工作，所以线圈应连到学生电源的交流输出端。(2)[2] [3]副线圈匝数减少，副线圈电压降低，所以灯泡亮度降低。(3)[4]根据电压规律得因为变压器不是理想变压器，所以副线圈电压低于4.1V，故选C。