高中物理-变压器练习题及答案

高中物理－变压器练习题及答案一、单选题1．如图a所示的电路中，理想变压器的副线圈接有10个并联的规格相同的灯泡，原线圈接有一个规格也相同的灯泡，每个灯泡的额定电压均为，额定电流均为。11个灯泡均正常发光，所接正弦交流电源的电压随时间变化的关系图象如图b所示，则（）A．交流电源的有效值约为B．理想变压器输出电压的频率为C．交流电源的输出功率为D．理想变压器原、副线圈的匝数比为15∶12．如图所示，理想变压器原线圈、端接电压稳定的交流电源，副线圈接一灯泡和滑动变阻器，电压表均视为理想电表。不计小灯泡电阻的变化，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是（）A．电压表的示数变小B．电压表的示数变大C．小灯泡消耗的功率变大D．变压器原、副线圈的电流之比增大3．如图甲所示的电路中，理想压器原、副线圈匝数比为10∶1，A、V均为理想电表，R是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、L是理想线圈、D是灯泡，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法正确的是（）A．电压表的示数为B．原、副线圈的电流都是正弦交流电，且能同时达到各自的最大值C．当光照增强时，电流表A的示数变小D．光照不变，若用一根导线来代替线圈L则灯D将变亮4．如图，变压器的输入端接入的交流电，开关接1，当滑动变阻器接入电路的阻值为时，此时电压表的读数为。变压器为理想变压器，二极管正向电阻不计，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是（）A．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数增大B．若只将从1拨到2，电流表示数变大C．接1时，原、副线圈中接入电路的匝数之比为11：1D．内滑动变阻器产生的热量为5．如图是一个家庭用的漏电保护器的简单原理图，它由两个主要部分组成，图中左边虚线框内是检测装置，右边虚线框内是执行装置。检测装置是一个特殊的变压器，它把即将引入室内的火线和零线并在一起绕在铁芯上作为初级（n1匝），另绕一个次级线圈（n2匝）。执行装置是一个由电磁铁控制的脱扣开关。当电磁铁的线圈中没有电流时，开关是闭合的，当电磁铁的线圈中的电流达到或超过一定值时，开关断开，切断电路，起到自动保护作用.我国规定当漏电流达到或超过30mA时，就要切断电路以保证人身的安全。至于电磁铁中的电流达到多大时脱扣开关才断开，则与使用的具体器材有关，如果本题中的脱扣开关要求电磁铁中的电流至少达到80mA才会脱扣，并且其检测装置可以看作理想变压器，那么，n1与n2的比值为（）A．n1：n2＝5：3 B．n1：n2＝3：5C．n1：n2＝8：3 D．n1：n2＝3：86．图所示为一理想变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，输入电压。当输入电压为灯泡额定电压的8倍时，三个灯泡刚好都正常发光。下列说法正确的是（）A．三个灯泡的额定电压为B．变压器原、副线圈匝数比为9：2C．流过灯泡c的电流，每0.02s方向改变一次D．此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2：77．华为手机充电器中装有变压器。用正弦交流电路给手机充电时，原线圈两端电压为220V，副线圈两端电压为5V，副线圈电流为2A，若将变压器视为理想变压器，则（）A．原副线圈的匝数比为4.4：1 B．原线圈的电流约为0.05AC．副线圈两端电压的最大值为5V D．原副线圈的功率之比为44：18．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2＝5：1，电阻R＝20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，阻值均为10Ω，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是（）A．输入电压u的表达式B．只断开S2后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率为0.8WD．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.4W9．如图所示，将a，b接入正弦交流电中，电路中所有电表和变压器是理想的。若交流电频率变成原来的两倍，下列说法正确的是（）A．电压表示数不变B．变压器输入功率变为原来的两倍C．电流表A1的示数变为原来的两倍D．电阻R的功率变为原来的两倍10．如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行，下列回答正确的是（

）A．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比B．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比C．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为二、多选题11．家用燃气灶电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=10sin50πt（V），将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（）A．点火装置正常工作时，燃气灶每秒点火50次B．n1：n2越大，每次点火时间越长C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，还是可以点燃燃气灶D．要使点火装置正常工作，n1：n2不能大于1：180012．在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10Ω，R3=20Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（）A．所用交流电的频率为50Hz B．电压表的示数为100VC．若增大R2的阻值，电流表示数变大 D．变压器传输的电功率为15.0W13．家用燃气热水器点火装置的原理简化图如图所示，将家用交流电（V）接入理想变压器原线圈，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。已知点火针与感应针之间的电压瞬时值大于2000V时，就会引发火花，点燃气体。以下判断正确的是（）A．变压器原线圈两端电压的有效值是B．交变电流方向每秒钟改变100次C．变压器原、副线圈的匝数比可以为D．变压器原、副线圈的匝数比可以为14．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，正弦交流电源电压的有效值为U=15V保持不变，电阻R1=15Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3最大阻值为40Ω。开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，则下列正确的是（）A．通过R1的电流的有效值为1A B．电压表读数为12VC．若向下移动P，电压表读数将变大 D．若向下移动P，变压器的输出功率将变小15．如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，为加在原线圈上的电压，为通过原线圈的电流，则（）A．保持P的位置不变，K合在a处，若增大，将减小B．保持及P的位置不变，K由b合到a时，将减小C．保持不变，K合在a处，使P上滑，R消耗的功率将增大D．保持P的位置及不变，K由a合到b时，R消耗的功率将增大16．国产手机在短短十年，就蜕变成和三星、苹果竞争的高端产业，不仅在于加大了研发和创新力度，也有属于自己的核心技术。图甲某国产手机无线充电器的示意图。原理如图乙所示。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1，受电线圈的匝数为n2，且n1：n2=4：1.两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机快速充电时，手机两端的电压为4V，充电电流为2A，则下列判断正确的是（）A．流过受电线圈与送电线圈的电流之比为1：4B．快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为52VC．快速充电时，两线圈上所接电阻的阻值R=24ΩD．充电时，ab端接入的电阻R与cd端接入的电阻R的电功率之比为16：117．如图所示，理想变压器原线圈a、b端接电压稳定的交流电源，副线圈接一灯泡L和滑动变阻器R，电压表均视为理想电表。不计小灯泡电阻的变化，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是（）A．电压表V2的示数变小B．电压表V1的示数不变C．小灯泡L消耗的功率变大D．变压器原、副线圈的电流之比增大18．如图所示，理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连（电源内阻不计），原、副线圈匝数比为n1∶n2，电压表和电流表均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，当滑片向左滑动时，电压表V1、V2、电流表A1、A2的示数变化分别为、、、表示，则下列关系一定正确的是（）A． B．C． D．19．如图所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数分别为，降压变压器原、副线圈匝数分别为，输电线上的电阻等效为，输电线上的损失的电压为，发电站输出的电压恒定。则下列说法中正确的是（）A．如果只增加用户用电器数量，将保持不变B．如果只增加输电线电阻，用户用电功率将减小C．如果只增加，输电线上损失的功率将减小D．如果只增加，发电机的输出功率将增大20．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R=10Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡。原线圈接一个经双可控硅调节后的电压U，U随时间t的变化规律如图乙所示，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前四分之一周期电压被截去。现将S1、S2、S3闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是（）A．输入电压U的有效值为10V B．R消耗的电功率为10WC．只断开S3后，L2正常发光 D．只断开S2后，原线圈的输入功率增大三、解答题21．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈接的交变电压。电压表V为理想交流电压表，小灯泡的规格为“，”，导线电阻忽略不计。求：（1）原线圈两端电压的有效值；（2）理想交流电压表V的读数；（3）要使小灯泡正常发光，滑动变阻器的阻值应调为多大。22．用一台型号为AED6500S的柴油发电机给灾民临时安置区供电，输电线路示意图如图所示，发电机规格如下表所示。该发电机到安置区的距离x=500m，输电线路中火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻，安置区家用电器的总功率P=55kW，若这些额定电压U=220V的家用电器都正常工作，求：型号AED6500S输出电压范围220V~300V最大输出功率60kW（1）输电线路中的电流；（2）发电机的实际输出电压；（3）在输电线路上损失的电功率。23．如图所示，边长为、匝数为、电阻不计的正方形线圈，在磁感应强度为的匀强磁场中绕转轴以角速度匀速转动，轴垂直于磁感线。它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为，定值电阻和额定功率为的灯泡并联后接在变压器的输出端。已知灯泡正常发光，电流表为理想电表、其余电阻可忽略不计。求：（1）由图示位置开始计时，E、F两点间电动势瞬时值的表达式；（2）电流表A的示数。【参考答案】一、单选题1．C【解析】【详解】A．由图b可知交流电压的最大值为，则电压的有效值为44V，A错误；B．从图b可知交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，理想变压器不改变频率，B错误；C．交流电源输出功率等于电路中所有用电器的总功率，共11个灯泡，每个灯泡的功率为P=UI=0.4W故总功率为4.4W，C正确；D．理想变压器原线圈两端电压的有效值为40V，副线圈两端的电压有效值为4V，故原、副线圈的匝数比为10:1，D错误。故选C。2．C【解析】【详解】AB．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，因为原线圈的电压保持不变，且原副线圈的匝数比也保持不变，故原副线圈的电压都保持不变，AB错误；C．副线圈电压不变，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，副线圈中的电流变大，根据功率的公式可知，小灯泡L消耗的功率变大，C正确；D．因为原副线圈两端的电流之比满足因此原副线圈的电流之比保持不变，D错误；故选C。3．D【解析】【详解】A．原线圈接入电压的最大值是，所以原线圈接入电压的有效值是U1=220V，根据理想变压器变压比代入数据解得副线圈的电压为电压表的示数为22V，故A错误；B．原、副线圈的电流都是正弦交流电，但二者存在的相位差，所以不能同时达到各自最大值，故B错误；C．有光照增强时，R阻值随光强增大而减小，则次级电阻减小，根据得副线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，所以电流表A的示数变大，故C错误；D．用导线代替线圈，对电流的阻碍减小，所以D变亮，故D正确。故选D。4．C【解析】【详解】A．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，负载电阻增大，则副线圈电流减小，原线圈电流减小，即电流表示数减小，电压表示数由输入电压和匝数比决定，故电压表示数保持不变，A错误；B．若只将从1拨到2，原线圈匝数增大，可知副线圈输出电压减小，滑动变阻器两端电压减小，故滑动变阻器消耗功率减小，根据变压器输入功率等于输出功率可得可知，原线圈输入电压不变，滑动变阻器消耗功率减小，则原线圈电流减小，即电流表示数减小，B错误；C．开关接1时，设此时副线圈的输出电压为，由于二极管的单向导电性，使得加在滑动变阻器上的电压只剩下一半波形，由电流热效应可得解得由题意可知可得原、副线圈中接入电路的匝数之比为C正确；D．内滑动变阻器产生的热量为D错误；故选C。5．C【解析】【详解】根据题意可知故ABD错误C正确。故选C。6．D【解析】【详解】设灯泡的额定电压为U，根据题意，输入电压得此时原线圈两端的电压为副线圈两端的电压为则变压器原、副线圈匝数比为根据因为a、b此时都能正常发光，故电压都为额定电压，根据可知、a、b消耗的电功率与电流成正比，即此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2：7，由输入电压的表达式，可知周期而变压器不会改变交变电流的周期，故每0.02s电流方向改变两次，故ABC错误，D正确。故选D。7．B【解析】【详解】A．变压器原副线圈电压与匝数成正比，可得A错误；BD．理想变压器不改变功率，即原副线圈功率相等，可得解得原线圈的电流为B正确，D错误；C．原副线圈均为正弦交流电，故副线圈两端电压的最大值为C错误。故选B。8．C【解析】【详解】A.由图乙可知周期为则有所以输入电压的表达式应为A错误；B.将S1接1、S2闭合时，L2正常发光，L2的电压为副线圈的输出电压，当只断开S2时，L1接入电路，与L2串联，L1、L2的电压都只为副线圈的输出电压的一半，故L1、L2均不能正常发光，B错误；C.只断开S2后，负载电阻变为原来的2倍，副线圈输出电压不变，由图乙可知原线圈的输入电压有效值为副线圈输出电压由输入功率等于输出功率C正确；D.若S1换接到2后，电阻两端电压有效值为消耗的电功率为D错误。故选C。9．C【解析】【详解】AC．频率变为原来两倍，根据公式又可知，电压和电流最大值和有效值也变为原来两倍，A错误，C正确；BD．根据公式可得变压器和输入功率和电阻的功率为原来的四倍，BD错误。故选C。10．D【解析】【详解】AB．若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为若电网的电压为，则变电所的变压器原、副线圈匝数比为，故AB错误；CD．若高铁机车功率为，根据则电流牵引变电所至机车间的等效电阻故C错误，D正确。故选D。二、多选题11．AD【解析】【详解】A．由，可知正弦交流电的角频率为，所以交流电的频率为每一个周期内有两次最大值，能点火两次，所以热水器每秒点火50次，故A正确；B．n1：n2越大，由可知，副线圈两端电压越低，当副线圈最大值低于18kV时，不能点燃燃气，故B错误；C．在转换器损坏的情况下，则原线圈的输入电压不能满足交流电的公式，所以即使副线圈的匝数足够大，也不可以点燃燃气，故C错误；D．根据变压器原副线圈电压关系为变压器原、副线圈的匝数之比则要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1800，故D正确。故选AD。12．ACD【解析】【详解】A．交流电的频率为故A正确；B．通过电流的有效值为两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知根据理想变压器的电压规律可知原线圈的电压电阻两端分压即为电压表示数，即故B错误；C．若增大R2的阻值，设副线圈的电流为为I副，原线圈的电流为为I原，则有根据理想变压器的电压规律可得若增大R2的阻值，则负载电阻增大，原线圈的电流减小，则原线圈两端电压增大，根据理想变压器的电压规律，副线圈电压也增大，所以电流表示数增大，故C正确；D．副线圈中流过的总电流为变压器原副线圈传输的功率为故D正确；故选ACD。13．BD【解析】【详解】A．由原线圈的输入电压表达式可知，原线圈两端电压的最大值为，有效值为220V，A错误；B．该交变电流的频率为一个周期内电流方向改变两次，所以电流方向每秒钟改变100次，B正确；C．由题可知点火针与感应针之间的瞬时电压大于2000V时会引发火花，原线圈最大的瞬时电压为，由公式可知当变压器原、副线圈的匝数比为时，副线圈的最大瞬时电压为，小于2000V；当变压器原、副线圈的匝数比为时，副线圈的最大瞬时电压为，大于2000V。C错误，D正确。故选BD。14．BC【解析】【详解】AB．理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2，可知原副线圈的电流之比为2∶1，设通过原线圈的电流为I，则副线圈的电流为0.5I，初级电压为次级电压为根据电压器电压之比等于匝数之比可得联立解得A错误，B正确；C．向下移动P，则电阻增大，次级电流变小，初级电流也随之变小，电阻的电压变小，变压器输入的电压变大，次级电压也变大，电压表读数变大，C正确；D．直流电路中外电路的总电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，如图所示R1等效为电源内阻，若向下移动P，R3电阻变大，等效外电阻为开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，可知当R3=40Ω时，R等效=15Ω=R1，则随着向下移动P，副线圈输出功率将变大，D错误。故选BC。15．BD【解析】【详解】A．K合到a时，若增大及P的位置不变，由可知，副线圈上的电压增大，流过负载R的电流增大，增大，又由于故增大，故A错误；B．同理保持及P的位置不变，K由b合到a时，副线圈上的电压变小，根据可知减小，由则将减小，故B正确；C．保持不变，K合在a处，使P上滑时，负载电阻R连入电路中的阻值增大，而、均不变，由可知减小，又由于R消耗的功率故R消耗的功率减小，故C错误；D．保持P的位置及不变，K由a合到b时，由可知增大，由可知R消耗的功率将增大，故D正确。故选BD。16．BC【解析】【详解】A．流过受电线圈与送电线圈的电流之比为A错误；C．根据题意

解得根据题意得解得C正确；B．快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为B正确；D．充电时，ab端接入的电阻R与cd端接入的电阻R的电功率之比为D错误。故选BC。17．ABC【解析】【详解】ABC．原线圈a、b端接电压稳定的交流电源，电压表V1的示数不变，副线圈两端电压不变，灯泡L和滑动变阻器R串联，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器变阻器接入电路电阻变小，两端电压降低，电压表V2的示数变小，小灯泡两端电压升