高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.4 变压器为什么能改变电压测试题

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.4 变压器为什么能改变电压测试题，共14页。试卷主要包含了如图所示，理想变压器原，为探究理想变压器原，某变压器原，一理想变压器原等内容，欢迎下载使用。
【基础】第4节变压器为什么能改变电压-1课时练习一．填空题1．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”）. 2．如图所示，理想变压器原．副线圈匝数比为：：1原线圈接200V交流电源，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光，当电源电压降为180V时，求灯泡实际消耗功率与其额定功率之比______。3．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“=”）．4．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”）5．如图所示，理想变压器的原线圈接在220V．50Hz的正弦交流电源上，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10Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为2:1.则二极管的耐压值至少为_______V，电阻R上1s内产生的焦耳热为______J，电阻R上电流的有效值为_______A.6．（1）如图为一正弦交变电流的图象，由图可知电流的有效值I=______，电流瞬时值表达式i=______；（2）如图所示，和是输电线，在图中空圈内填入所用的电表的符号______，若已知变压比为100︰1，变流比为100︰1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为1000A，则输电线路中的功率为______W。7．某变压器原．副线圈匝数比为11：2，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载．（1）变压器输入．输出功率之比为________    （2）副线圈两端电压的有效值为________伏8．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。9．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。10．一理想变压器原．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______。11．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.12．当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其它线圈的匝数，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数，已知副线圈有800匝，把原线圈接到220V的线路中，测得副线圈的电压是55V，则原线圈的匝数______13．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。14．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_____________。   
15．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    .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．小岩同学将废弃不用的玩具电源拆开，发现内部有一个变压器，她想在不拆变压器绕线的前提下测量其初级线圈的直流电阻，先用多用电表欧姆挡测得阻值约400Ω，然后再用伏安法精确测量其直流电阻。现有器材如下：电流表A1（量程20mA，内阻r1约为3Ω，读数记为I1）；电流表A2（量程5mA，内阻r2=20Ω，读数记为I2）；电压表V（量程15V，内阻RV约为15KΩ，读数记为U）；定值电阻R1=580Ω；定值电阻R2=1180Ω；滑动变阻器R（0~1000Ω）；蓄电池E（电动势6V，内阻很小）．开关．导线若干。
 （1）小岩利用以上的部分器材设计了如图1所示的电路图，请指出此电路设计不妥当的地方：___________。（2）请利用提供的器材在图2的方框中画出改进后的电路图，并标出各器材的代号_________。（3）测量初级线圈的电阻表达式为RL=___________（本结果均用题中所给的字母表示）。（4）关于实验操作下列说法正确的是___________。A．如图2，闭合K1前，应将滑动变阻器划片滑至最左端B．调整滑动变阻器电阻后立刻读出电表读数C．实验结束拆除电路时应先断开K2，稍等一会儿再断开K118．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”。
参考答案与试题解析1．【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 2．【答案】【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】根据灯泡正常工作，功率为额定功率，进而求出灯泡电阻，再根据变压器原副线圈电压．电流与线圈匝数的关系即可求解。【详解】理想变压器原．副线圈的匝数比为：：1，原线圈接200V交流电源，根据电压与匝数成正比得副线圈电压为：，副线圈接额定功率为20W的灯泡L，灯泡正常发光。所以灯泡电阻为：，当电源电压降为180V时，根据电压与匝数成正比得副线圈电压为：，灯泡实际消耗的功率为：，灯泡实际消耗功率与其额定功率之比为。3．【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．4．【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． 5．【答案】    605        【解析】【来源】安徽省安庆市第一中学2017-2018学年高二第二学期第一次月考物理试题 【详解】理想变压器原副线圈匝数比2:1，根据变压器电压关系：，而二极管的耐压值为最大值，所以耐压值为；频率为50Hz，周期是0.02s，1s有50个周期，由于二极管的单向导电性，所以只有0.5s，有电流通过电阻，故产热：设电流有效值为I，根据焦耳定律：，代入数据解得：6．【答案】    20sin100πt（A）            【解析】【来源】四川省内江市威远中学2020-2021学年高二（下）期中理综物理试题 （1）[1]由题图可知电流的有效值为[2]由题图可知交变电流峰值为角频率为所以电流瞬时值表达式为（2）[3]由题图可知电表1所接变压器原线圈并联在两根输电线上，所以该变压器为电压互感器，电表1应是电压表V。电表2所接变压器原线圈串联在一根输电线上，所以该变压器为电流互感器，电表2应是电流表A。[4]根据理想变压器变压规律可知输电电压为根据理想变压器变流规律可知输电电流为所以输电线路中的功率为7．【答案】  1:1；  40；【解析】【来源】人教版高中物理选修2-1 第四章 交变电流 电机 单元检测 【分析】（1）根据理想变压器的特点输入功率等于输出功率，即可求解；
（2）根据原副线圈电压与匝数成正比即可求出副线圈两端的电压；【详解】（1）根据理想变压器的特点，输入功率等于输出功率，所以P入：P出=1：1
（2）原线圈两端电压的有效值为：根据电压与匝数成正比，有：
代入数据：，解得：U2＝40V【点睛】解决本题关键是知道理想变压器的特点，没有能量损失，输入功率等于输出功率，以及变压比规律和变流比规律即可求解．8．【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9．【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10．【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。 11．【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．12．【答案】3200【解析】【来源】山西省运城市永济涑北中学2019-2020学年高二3月月考物理试题 【分析】【详解】[1]由变压器的匝数之比等于电压之比可得解得n1=320013．【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14．【答案】    (1). 电荷    (2). 定向移动    (3). 电磁感应【解析】   15．【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。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】电压表量程过大（电压表没有改装）            C    【解析】【来源】2021届吉林省东北师范大学附属中学高三（下）第五次模拟理综物理试题 （1）[1]此电路设计不妥当的地方是电压表的量程过大；（2）[2]因给定的电压表量程过大，则可以用已知内阻的电流表A2与定值电阻R2串联，这样相当于一个量程为的电压表，则电路如图
 （3）[3]根据电路的结构可得，测量初级线圈的电阻表达式为（4）[4]A.如图2，闭合K1前，应将滑动变阻器划片滑至最右端，A错误；B.调整滑动变阻器电阻后，应该等电路稳定后读出电表读数，B错误；C.实验结束拆除电路时应先断开K2，稍等一会儿再断开K1，以防止在线圈中产生的自感电动势损坏电表，C正确。故选C。18．【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．