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教科版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器课后练习题
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这是一份教科版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器课后练习题，文件包含教科版高中物理选择性必修第二册课时分层作业11变压器含答案docx、教科版高中物理选择性必修第二册课时分层作业11答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共12页， 欢迎下载使用。
1．B [由U1∶U2∶U3＝n1∶n2∶n3，可得n1＝U1U3n3＝1100匝，n2＝U2U1n1＝180匝，B选项正确。]
2．B [导体棒做匀速直线运动，产生的电动势E＝Blv是定值，穿过副线圈的磁通量不变，是定值，副线圈不产生感应电动势，副线圈电流为零，电流表A2的示数为0mA，故选B。]
3．C [发射线圈电流的有效值为I1＝0.282A≈0.2A，则接收线圈输出电流的有效值约为I2＝n1n2I1＝1A，故选C。]
4．C [由变压器电压与匝数的关系U1U2＝n1n2知，由于输入电压U1大于输出电压U2，故n1>n2，选项A错误，C正确；根据理想变压器输入功率等于输出功率可知，U1I1＝U2I2，故原、副线圈的电流与电压成反比，故输入的电流小于输出的电流，选项B错误；输出端连接的用电器数量增加，这些用电器都是并联的，因此输出电流I2增大，输出功率P2＝U2I2也就增大，故输入端功率增大，选项D错误。]
5．C [如果铁芯闭合，则有U1U2＝n1n2，即3112U2＝81得U2≈27.5V，由于没有将铁芯闭合，有部分能量损失，则电压表的示数小于27.5V，故C正确。]
6．B [由变压器的输出功率等于输入功率可得I1U1＝I22R，可解得I2＝1.0A，原线圈和副线圈的匝数比n1n2＝I2I1＝＝51，故选B。]
7．BC [图中状态时通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A错误；感应电动势的最大值Em＝NBSω＝200V，且只有半个周期有电压，根据有效值的定义有Em22R·T2＝U12RT，解得U1＝100V，故B正确；根据U1U2＝n1n2，I＝U2R，解得电流表的示数为1A，故C正确；电压表测的是原线圈两端电压的有效值，若电阻发生断路，电压表示数不变，故D错误。]
题组三 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
8．解析 (1)根据电压表读数的方法可知，该变压器的输出电压为40V，所以变压器的原、副线圈匝数之比n1n2＝U1U2＝540＝18，故D正确，A、B、C错误。
(2)理想变压器的电压与匝数成正比，当只有一个副线圈的时候，电流与匝数成反比，街头用电的变压器是降压变压器，可知副线圈的匝数比原线圈的匝数少，副线圈的电流较大，应该使用较粗的导线。
答案 (1)D (2)副线圈
9．解析 (1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤，顺序为①③②④。
(2)两线圈的匝数n1＝1600，n2＝400，当将n1作为原线圈时，U1＝16V，副线圈两端电压U2＝4V；当原线圈与副线圈对调后，U′1＝8V时，U′2＝32V，此时U′2为原线圈的电压，而U′1为副线圈的电压，由以上数据可得U1U2＝n1n2。
答案 (1)①③②④ (2)U1U2＝n1n2
B组 素养提升练
10．C [线圈1中通正弦交流电，该交流电产生变化的磁场，该磁场穿过线圈2产生感应电动势对手机充电，无线充电利用的是电磁感应原理(互感原理)，不是自感原理，故A错误；线圈2产生感应电动势对手机充电，穿过线圈2的磁通量一定发生变化，如果穿过线圈2的磁通量不变，不会产生感应电动势，无法对手机充电，故B错误；充电过程线圈1产生的磁场能有损失，线圈发热也会造成能量损失，因此充电过程线圈2产生的电能不可能大于线圈1消耗的电能，故C正确；由于充电过程有漏磁，穿过两线圈的磁通量的变化率不同，因此线圈1和线圈2两端的电压之比不等于线圈的匝数之比，故D错误。]
11．AC [矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为Em＝NBSω＝50×210×0.5×100V＝2502V，有效值为E＝25022V＝250V，故A正确；中性面和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，故B错误；由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为n1n2＝U1U2＝250220＝2522，故C正确；由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为P＝UI＝250×10W＝2500W，故D错误。]
12．解析 (1)由于ω＝2πf＝100πrad/s
矩形线圈在磁场中匀速转动，产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω＝22002V
发电机的输出电压的有效值为
U1＝Em2＝2200V。
(2)由U2＝220V知n1n2＝U1U2＝101。
(3)理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝2×11kW＝2.2×104W
又P入＝U1I1
解得I1＝10A。
答案 (1)2200V (2)10∶1 (3)10A
13．解析 (1)电压表测量的是交流电压的有效值，从乙图可知，最大值为5V，因此交流电压的有效值为U＝Um2＝522V≈3.54V
因此开关闭合时，电压表的示数为3.54V。
(2)副线圈电压最大值为5000V，根据n2n1＝U2U1＝50005＝1000
因此当变压器原、副线圈的匝数满足n2n1>1000时才能实现点火
答案 (1)3.54V (2)n2n1>1000
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B
B
C
C
C
B
BC
C
AC
1．B [由U1∶U2∶U3＝n1∶n2∶n3，可得n1＝U1U3n3＝1100匝，n2＝U2U1n1＝180匝，B选项正确。]
2．B [导体棒做匀速直线运动，产生的电动势E＝Blv是定值，穿过副线圈的磁通量不变，是定值，副线圈不产生感应电动势，副线圈电流为零，电流表A2的示数为0mA，故选B。]
3．C [发射线圈电流的有效值为I1＝0.282A≈0.2A，则接收线圈输出电流的有效值约为I2＝n1n2I1＝1A，故选C。]
4．C [由变压器电压与匝数的关系U1U2＝n1n2知，由于输入电压U1大于输出电压U2，故n1>n2，选项A错误，C正确；根据理想变压器输入功率等于输出功率可知，U1I1＝U2I2，故原、副线圈的电流与电压成反比，故输入的电流小于输出的电流，选项B错误；输出端连接的用电器数量增加，这些用电器都是并联的，因此输出电流I2增大，输出功率P2＝U2I2也就增大，故输入端功率增大，选项D错误。]
5．C [如果铁芯闭合，则有U1U2＝n1n2，即3112U2＝81得U2≈27.5V，由于没有将铁芯闭合，有部分能量损失，则电压表的示数小于27.5V，故C正确。]
6．B [由变压器的输出功率等于输入功率可得I1U1＝I22R，可解得I2＝1.0A，原线圈和副线圈的匝数比n1n2＝I2I1＝＝51，故选B。]
7．BC [图中状态时通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A错误；感应电动势的最大值Em＝NBSω＝200V，且只有半个周期有电压，根据有效值的定义有Em22R·T2＝U12RT，解得U1＝100V，故B正确；根据U1U2＝n1n2，I＝U2R，解得电流表的示数为1A，故C正确；电压表测的是原线圈两端电压的有效值，若电阻发生断路，电压表示数不变，故D错误。]
题组三 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
8．解析 (1)根据电压表读数的方法可知，该变压器的输出电压为40V，所以变压器的原、副线圈匝数之比n1n2＝U1U2＝540＝18，故D正确，A、B、C错误。
(2)理想变压器的电压与匝数成正比，当只有一个副线圈的时候，电流与匝数成反比，街头用电的变压器是降压变压器，可知副线圈的匝数比原线圈的匝数少，副线圈的电流较大，应该使用较粗的导线。
答案 (1)D (2)副线圈
9．解析 (1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤，顺序为①③②④。
(2)两线圈的匝数n1＝1600，n2＝400，当将n1作为原线圈时，U1＝16V，副线圈两端电压U2＝4V；当原线圈与副线圈对调后，U′1＝8V时，U′2＝32V，此时U′2为原线圈的电压，而U′1为副线圈的电压，由以上数据可得U1U2＝n1n2。
答案 (1)①③②④ (2)U1U2＝n1n2
B组 素养提升练
10．C [线圈1中通正弦交流电，该交流电产生变化的磁场，该磁场穿过线圈2产生感应电动势对手机充电，无线充电利用的是电磁感应原理(互感原理)，不是自感原理，故A错误；线圈2产生感应电动势对手机充电，穿过线圈2的磁通量一定发生变化，如果穿过线圈2的磁通量不变，不会产生感应电动势，无法对手机充电，故B错误；充电过程线圈1产生的磁场能有损失，线圈发热也会造成能量损失，因此充电过程线圈2产生的电能不可能大于线圈1消耗的电能，故C正确；由于充电过程有漏磁，穿过两线圈的磁通量的变化率不同，因此线圈1和线圈2两端的电压之比不等于线圈的匝数之比，故D错误。]
11．AC [矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为Em＝NBSω＝50×210×0.5×100V＝2502V，有效值为E＝25022V＝250V，故A正确；中性面和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，故B错误；由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为n1n2＝U1U2＝250220＝2522，故C正确；由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为P＝UI＝250×10W＝2500W，故D错误。]
12．解析 (1)由于ω＝2πf＝100πrad/s
矩形线圈在磁场中匀速转动，产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω＝22002V
发电机的输出电压的有效值为
U1＝Em2＝2200V。
(2)由U2＝220V知n1n2＝U1U2＝101。
(3)理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出＝2×11kW＝2.2×104W
又P入＝U1I1
解得I1＝10A。
答案 (1)2200V (2)10∶1 (3)10A
13．解析 (1)电压表测量的是交流电压的有效值，从乙图可知，最大值为5V，因此交流电压的有效值为U＝Um2＝522V≈3.54V
因此开关闭合时，电压表的示数为3.54V。
(2)副线圈电压最大值为5000V，根据n2n1＝U2U1＝50005＝1000
因此当变压器原、副线圈的匝数满足n2n1>1000时才能实现点火
答案 (1)3.54V (2)n2n1>1000
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