人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器精品同步训练题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册3 变压器精品同步训练题，共23页。试卷主要包含了知识掌握，巩固提高等内容，欢迎下载使用。

模块一 知识掌握
知识点一 变压器的原理
【情境导入】
1．把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈连到交流电源的两端，另一个线圈连到小灯泡上。接通电源，我们会看到小灯泡发光，结合实验现象思考变压器的原、副线圈没有连在一起，原线圈中的电流是如何“流到”副线圈中去的？
2．探究分析变压器中闭合铁芯的作用是什么？
【答案】
1.变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上，但两线圈是彼此绝缘的，原线圈是利用了互感现象在副线圈中感应出电流的，并不是原线圈的电流直接流到副线圈中去。
2．变压器的铁芯为闭合铁芯，形成一个闭合磁路，使副线圈中的磁通量变化与原线圈中的磁通量变化基本相同。
【知识梳理】
1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作副线圈．
2．原理：互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．
【重难诠释】
1．变压器的构造
变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图甲、乙所示．
2．变压器的工作原理图
注意 (1)变压器不改变交变电流的周期和频率．(2)变压器只对交变电流起作用，对恒定电流不起作用．(3)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈间是绝缘的．
知识点二 实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【重难诠释】
1．实验思路
交变电流通过原线圈时在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中产生感应电动势，其两端有输出电压．线圈匝数不同时输出电压不同，实验通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系．
2．实验器材
多用电表、可拆变压器(如图甲)、学生电源、开关、导线若干
3．实验步骤
(1)按图乙所示连接好电路，将两个多用电表调到交流电压挡，并记录两个线圈的匝数．
(2)接通学生电源，读出电压值，并记录在表格中．
(3)保持匝数不变，多次改变输入电压，记录每次改变后原、副线圈的电压值．
(4)保持输入电压、原线圈的匝数不变，多次改变副线圈的匝数，记录下每次的副线圈匝数和对应的电压值．
4．实验结论
实验分析表明，在误差允许范围内，原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
5．注意事项
(1)在改变学生电源的电压、线圈匝数前均要先断开开关，再进行操作．
(2)为了保证人身安全，学生电源的电压不能超过12 V，通电时不能用手接触裸露的导线和接线柱．
(3)为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量．
（2023春•如皋市校级月考）利用如图所示的可拆变压器可以探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．为了保证人身安全，可以用4～6节干电池作为电源
B．使用电压表测电压时，要先用最小量程挡试测
C．变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
D．由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大
【解答】解：A．干电池为直流电源，变压器只能改变交流电源的电压、电流，故A错误；
B．使用电压表测电压时，为确保电压表安全，要先用最大量程挡试测，故B错误；
C．变压器工作时通过铁芯导磁，利用互感的原理把电能由原线圈输送到副线圈，故C错误；
D．由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大，故D正确。
故选：D。
（2023春•青岛期中）在实验室中探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系时，同学们发现了以下几个问题，并展开了讨论。
（1）观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是 ；
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的硅钢片叠成
（2）观察原副线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 （填“多”或“少”）；
（3）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是 ；
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
（4）实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为2：3，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 ；
A．1.8V B．2.0V C．2.2V
【解答】解：（1）观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成，之所以做成这种结构，一方面是防止磁漏，另一方面昼量减少涡流造成的能量损失，故C正确，AB错误。
故选：C。
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据

可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。
（3）实验中需要运用的科学方法是控制变量；故A正确，BC错误。
故选：A。
（4）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系

原副线圈的匝数之比为2：3，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的电压为2V。考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于2V，可能为2.2V；
故选C。
故答案为：（1）C；（2）少；（3）A；（4）C。
（2023春•鲤城区校级期末）某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。
（1）先将图甲中的零件组装成图乙中的变压器。再将原线圈接在交流电源上，之后再将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈输出电压U。随时间t变化的图像如图丙所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1～t2时间内进行的操作是 。
A.减少了原线圈的匝数
B.减少了原线圈的输入电压 C.增大了交流电源的频率 D.拔掉了变压器铁芯Q
（2）用匝数na＝50匝和nb＝150匝的变压器，实验测量数据如下表。
根据测量数据可判断连接电源的线圈是 。（选填“na”或“nb”）
（3）实验中原，副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为 。
A.原、副线圈通电发热 B.铁芯在交变磁场作用下产生涡流
C.变压器铁芯“漏磁” D.原线圈输入电压发生变化
【解答】解：（1）A.由图丙知，t1时刻前的电压值小于t2时刻后的电压值，而周期不变，根据，减少了原线圈的匝数，副线圈输出电压U2增大，故A正确；
B.若减少了原线圈的输入电压，副线圈输出电压U2减小，故B错误；
C.只增大交流电源的频率，不能改变副线圈输出电压U2，故C错误；
D.拔掉了变压器铁芯Q，副线圈输出电压U2减小，故D错误。
故选：A。
（2）由表中数据可知，，变压器存在漏磁现象，副线圈两端测量值小于理论值，所以连接电源的线圈是nb.
（3）AB.原、副线圈通电发热、铁芯在交变磁场作用下产生涡流，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，故AB正确；
C.变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，故C正确；
D.原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故D错误。
本题选择错误选项；
故选：D。
故答案为：（1）A；（2）nb；（3）D
知识点三 理想变压器的基本关系
【情境导入】
变压器线圈两端的电压与匝数的关系可以通过实验来探究。
器材：可拆变压器、学生电源、多用电表、导线若干
实验步骤：(1)按图示电路连接电路。
(2)原线圈接6 V低压交流电源，保持原线圈匝数n1不变，分别取副线圈匝数n2＝eq \f(1,2)n1、n1、2n1，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
(3)原线圈接6 V低压交流电源，保持副线圈匝数n2不变，分别取原线圈匝数n1＝eq \f(1,2)n2、n2、2n2，用多用电表交流电压挡分别测出副线圈两端的电压，记入表格。
总结实验现象，得出什么结论？
【答案】
电压与匝数成正比，即eq \f(U1,U2) ＝eq \f(n1,n2)。
【知识梳理】
1．理想变压器：没有能量损耗的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型．
(1)原、副线圈中的电流产生的磁场完全束缚在闭合铁芯内，即无“漏磁”．
(2)原、副线圈不计电阻，电流通过时不产生焦耳热，即无“铜损”．
(3)闭合铁芯中的涡流为零，即无“铁损”．
2．电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
3．两类变压器
副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器．
4. 原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，通过铁芯使变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量．
【重难诠释】
1．电压关系
(1)只有一个副线圈时，eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
当n2>n1时，U2>U1，变压器使电压升高，是升压变压器．
当n2