物理人教版选择性必修第二册第3节 变压器作业

物理人教版选择性必修第二册第3节变压器好题推荐练

一.单项选择

1.如图所示，理想变压器的原线圈接在"=220应sinm（V）的交流电源上，副线圈接

有R=的负载电阻，原.副线圈匝数之比为4：1,电流表.电压表均为理想电

表。下列说法正确的是（）

A.原线圈的输入功率为275W

B.电流表的读数为5A

C.电压表的读数为55&V

D.副线圈输出交流电的频率为50Hz

2.某小组用如图甲所示的可拆变压器探究变压器原.副线圈两端的电压与匝数之间

的关系，在实验时组装的变压器如图乙所示。在铁芯上原.副线圈接入的匝数分别

为4=80°匝和%=200匝，原线圈两端与正弦式交流电源相连，用交流电压表测得

原.副线圈两端的电压分别为10V和0.8V,这与其他小组的正确实验结论明显不一

致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是（）

甲乙

A,原线圈的电阻过大

B.副线圈的电阻太小

C.副线圈的匝数太少

D.没有将铁芯6安装在铁芯力

3.如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5：1,电压表和电流表均为理想交流电

表，从某时刻开始在原线圈两端加上瞬时值表达式为u=110&sinl00”力（V）的交变

电压，则（）

A.电压表的示数为22夜V

B.电压表的示数为22V

C.在滑片P向上移动的过程中，电流表Ai的示数变大

D.在滑片P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变大

4.如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压〃随

时间f变化的图像如图乙所示，两只规格为“6V,3W”的灯泡均正常发光。下列说法正

确的是（）

A.电阻〃的功率为9WB.电流表的示数为0.5A

C.原.副线圈匝数之比为3:1D.副线圈中电流方向1s内改变50次

0

B=—T

5.如图所示，10匝矩形线框在磁感应强度1。的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴必'

以角速度。=l（）（）rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为S=0.3n?线框通过滑环与一理

想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡493亚，30。）和右，开关闭合时两灯泡均

正常发光，且原线圈中电流表示数为0.04A,则下列判断正确的是（）

A.若开关S断开，电流表示数将增大

B.理想变压器原.副线圈匝数比为25：1

C.灯泡&的额定功率为0.9W

D.若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为30五sinlOOf（V）

6.如图所示，理想变压器原，副线圈的匝数分别为小.生，原.副线圈两端的电压分别

为〃.原副线圈中通过的电流分别为九12,若保持n.m.〃不变，将开关S由闭

合变为断开，则（）

A.〃增大

B.B增大

C.4增大

D.变压器的输入功率减小

7.如图所示，理想变压器原.副线圈匝数之比以：生=3：1,正弦交流电压有效值为优

恒定，电路中四个电阻R\=RZ=R3=R\,理想电压表示数为U,则下列说法正确的是（）

A.A与兄的电流之比为1：1

B.«与用的电压之比为3：1

C.七与总的功率之比为1：3

D."与用的功率之比为1：9

8.如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转

动，输出交流电的电动势图像如图乙所示，经原.副线圈匝数比为1：10的理想变压器

给一灯泡供电，灯泡上标有“220V22W”字样，如图丙所示，则

A.t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零

B.灯泡中的电流方向每秒钟改变50次

C.灯泡不能正常发光

D.电流表示数为1A

9.如图所示，理想变压器原线圈接在电压为〃的交流电源上，原线圈电路中接有定值

电阻与，副线圈上接有定值电阻&，且4=44。变压器原副线圈电压分别为4.U2,

匝数分别为曲。已知&消耗的功率相等，则下列说法正确的是（）

10•一交流电源电压"=22O0sinlOOk（V）,通过理想变压器对下图电路供电，已知原.副

线圈匝数比为1°：1,右灯泡的额定功率为4W,4灯泡的额定功率为20W,排气扇电

动机线圈的电阻为1。，电流表的示数为2A,用也器均正常工作，电表均为理想电表，

则（）

Li

A.流过乙的电流为2OAB.排气扇电动机的发热功率2W

C.整个电路消耗的功率44WD.排气扇电动机的输出功率20W

11.如图甲所示：理想变压器原副线圈的匝数比为10：1,吊=200.兆=40Q,电容器的

电容（＞10（）uF,已知电阻后两端的正弦交流电压如图乙所示，下列说法错误的是（）

A.该交流电的频率为50HzB.原线圈输入电压的有效值为200&V

C.电容器所带电量为4X10'CD.电阻尼消耗的功率为20W

12.如图甲所示，理想变压器原.副线圈的匝数比为5：1,V.斤和工分别是理想电压

表.定值电阻和电感线圈，D2均为灯泡。已知原线圈两端电压〃按图乙所示正弦规

律变化，下列说法正确的是（）

A.电压表示数为62.2V

B.电压u的表达式为iF311sin50mt（V）

C.仅增大电压u的频率，电压表示数增大

D.仅增大电压u的频率，口亮度不变，D2变暗

13.如图甲所示，理想变压器原.副线圈的匝数比为5：1,原线圈接交流电源和交流电

压表，副线圈与热水器.抽油烟机连接.已知副线圈上的电压按图乙所示规律变化，现

闭合开关S接通抽油烟机，下列说法正确的是（）

20

20

乙

A.电压表示数为220&V

B.热水器消耗的功率变大

C.变压器的输入功率变大

D.副线圈两端电压的瞬时值表达式“=440sin（50nt）V

M=2

14.图甲是原.副线圈匝数比为N?।的理想变压器，电流表为理想电表，现给变压器

的原线圈输入如下图乙所示的交变电流，若副线圈所接电阻的阻值为庐5.0Q,且变压

器一直处于正常工作状态，则变压器的输入功率为（）

A.2000WB.4000WC.3000WD.4500W

15.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原.副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式

自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为2200

匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大

时，负载斤上的功率为2.2kW。设此时原线圈中电流有效值为负载两端电压的有效

值为应且变压器是理想的，则〃和力分别约为（)

A.440V和5.3AB.440V和10AC.240V和5.3AD.240V和10A

16.下面关于自耦变压器的说法中不正确的是（）

A.自耦变压器一定有两个或两个以上的线圈

B.自耦变压器只有一个线圈

C.自耦变压器既可升压也可降压

D.自耦变压器的缺点是使用不够安全

17.如图所示，两种情况下变压器灯泡心乙的功率均为R且A.hA为相同的灯泡,

匝数比为m：虑=3：1,则图甲中A的功率和图乙中〃的功率分别为（）

甲乙

A.P.PB.9尺9C.9.9QD.9.尸

18.如图甲所示的变压器电路中，电压表为理想电表，变压器原.副线线圈的匝数比为

3:1,a,b端输入稳定的交流电压如图乙所示，L.L,两个灯泡均正常发光，电压表的示

数为55V,则L.L两个灯泡的额定功率R.B之比为

A.1:3B.2:3C.1:1D.4:3

参考答案与试题解析

1.【答案】A

【解析】【来源】四川省遂宁市第二中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

C.电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为220V,由理想变压器原.副线圈

两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为55V,电压表的读数为55V,

C错误；

A.根据R可知流过电阻A的电流为5A,所以负载消耗的功率为

R=M=275W

根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为275IY,A正确；

B.由理想变压器原.副线圈电流与线圈匝数成反比可知，电流表的读数为L25A,B错

误；

D.由交变电压瞬时值表达式可知，。=口rad/s,周期片2s,频率为/•R.SHz,选项D

错误。

故选A。

2.【答案】D

【解析】

根据变压器的工作原理可知，如果把图甲中的铁芯6组装到变压器铁芯4上，则根据变

压器变压比可知

n

U22

即原.副线圈两端的电压之比为4：1,但实际电压差距很大，说明该同学忘记了把图甲

中的铁芯8组装到变压器铁芯力上，导致“漏磁”，则副线圈两端的电压很小，故D正

确ABC错误。

故选Do

3.【答案】B

【解析】【来源】安徽省安庆市九一六学校2020-2021学年高二（下）4月物理试题

AB.根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为110夜V,所以副线圈的电

压的最大值为22垃V,电压表的示数为电压的有效值，所以示数为22Y；故A错误，B

正确；

C.在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，电路的总电阻增

大，由于输出电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流表A?的示数变小，电

流表A的示数变小，故C错误；

U2

D.由々了可知，理想变压器的输出的功率变小，所以输入功率也要变小；故D错误。

故选Bo

4.【答案】C

【解析】【来源】2021届东北两校（大庆实验中学.吉林一中）高三（下）4月联合模拟

理综物理试题

AC.由图乙可知，交流电的有效值U=24V,由于原副线圈所接灯泡均能正常发光，则

回路内电流

P3W

=上=—=0.5A

"Ue6V

变压器原线圈分到的电压

4=U-S=18V

副线圈灯泡也正常发光，故

。副=q=6v

故原副线圈的匝数之比为

区="暨=3:1

n2USA6V

原线圈的电功率

/="原•/原=18VxO.5A=9W

副线圈电功率

吊=3W+外

又因为4=埸，解得

PR=6W

故A错误.C正确；

B.副线圈中电阻R的电压

UR=U『6V

由「=",解得

,PR6W

/„=」=——=11A

川6V

则电流表的示数为1A,故B错误；

D.由图乙可知，交流电压°Qis改变一次，副线圈中电流oois改变一次，即副线圈中电

流方向1s内改变10。次，故D错误。

故选C。

5.【答案】C

【解析】【来源】新疆乌鲁木齐市第八中学2020-2021学年高二（下）第一阶段考试物

理试题

A.原线圈电压不变，则副线圈电压不变，若开关S断开，则副线圈电阻变大，电流变

小，根据变压器规律可知原线圈电流变小。A错误；

B.原线圈电压为

^J^=30V

5=

副线圈电压为

力=阿=37

所以原副线圈匝数比为

/_q_io

tA-T

B错误；

C.根据能量守恒得

£=p_[=U/_0.3=0.9W

C正确；

D.若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为

=3072cos100r(V)

D错误。

故选Co

6.【答案】D

【解析】【来源】天津市南开区南开大学附属中学2020-2021学年高二（下）期中检测

物理试题

A.原副线圈匝数比不变.输入电压不变，则输出电压〃不变，故A错误；

BC.将开关S由闭合变为断开，总电阻增大，输出电压4不变，由欧姆定律可知总电流

7=减小，根据变压器原理可知/也减小，故BC错误；

D.根据由于人减小，可知变压器的输入功率减小，故D正确。

故选D。

7.【答案】A

【解析】【来源】安徽省安庆市怀宁中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A.设通过&的电流为/,则变压器输出端电流为3/,根据匝数比与电流比

_L=生

A%

则输入端电流为

所以流过/匕与用的电流之比为1：1,故A正确；

B.根据欧姆定律

U=IR

可知

所以用与用的电压之比为1：1,故B错误；

CD.根据

P=『R

可得A与兄的功率之比为1：1,故CD错误。

故选Ao

8.【答案】D

【解析】

【详解】A.由图乙可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通

量最大，故A错误；

B.由图可知，交流电周期为0.02s,在一个周期内电流改变2次，故每秒钟电流改变

〃=2x」—次=100次

的次数为：°-02,故B错误；

C.原线圈输入电压为有效值为22V,则副线圈的电压为22X10=220V,灯泡正常发光,

故C错误；

P乙％

/=—=0.1A~r~一

D.由P=UI可知，副线圈电流为：2U，则由4%求得L=1A,故D正确；

9.【答案】D

【解析】【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2020-2021学年高二（下）期中联考物理

试题

ABC.有用.“上消耗的功率相等及&=44，根据

可知

Z1:/2=2:l

根据理想变压器原副线圈电流.电压关系可得

%:%=1:2

4：仇=1：2

ABC错误；

D.令"两端电压为4,则S=2%,又有

U]:U2=n]:n2=\:2

a=UoU=2U

f0

U:U.=l:\

D正确。

故选Do

10.【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A.由于电流表的示数Z=2A，由A可得变压器原线圈的电流/=0-2A,

即流过右的电流为0-2A,A错误；

BD.交流电源电压有效值为220V,右两端的电压

a_勺

故原线圈两端的电压G=200V,由02〃2可得变压器副线圈两端的电压02=20V,

流过灯泡4的电流

,以20

I.=々=——AA=11A

5U220

则流过排气扇的电流

〃=/2-L=IA

排气扇电动机的发热功率为

%=/力=『X1W=1W

排气扇的电功率为

%=UJM=20W

则排气扇电动机的输出功率为

品吗-4=19W

BD错误；

C.整个电路消耗的功率为

《,="+PL、+用=4W+20W+20W=44W

C正确。

故选Co

11.【答案】C

【解析】【来源】辽宁省2021届高考模拟预测物理试卷(20)

A.由用两端的正弦交流电压图像读出周期7=0-02s,则交流电的频率为

f=l=50Hz

T

而变压器不改变交流电的频率，则发电机的交流电的频率也为50Hz,A正确，不符合题

意；

B.由kt图像读出变压器的输出电压的最大值为&M=40V,则该交流电的有效值为

U,==20^V

立

根据理想变压器两端的电压比等于匝数比，有

q_io

万不丁

解得原线圈输入电压的有效值

5=10%=200y/2V

B正确，不符合题意；

C.电容器的作用是通交流隔直流，所以在正弦交流电路中电容器有变化的电流通过，

电容器。所电量是不断变化的，且最大电量因用和容抗未知而无法求出，C错误，符合

题意；

D.副线圈的电路中尼与洛并联，电压相等，则其功率为

史=(20底产亚=20W

£-&40

D正确，不符合题意。

故选Co

12.【答案】D

【解析】【来源】甘肃省玉门市油田一中2020-2021学年高二(下)期中物理试题

A.由图知变压器输入电压的有效值为220V,由

E=£I

U2n2

可得电压表的示数为44V,故A错误；

B.由图象可知输入电压的最大值为a=311V,周期芹axioms,有

In

3=T=100nrad/s

故B错误；

C.变压器的电压与频率无关，故C错误；

D.增大输入电压的频率对彳支路无影响，但使上的感抗增加，通过灰的电流减小，D2

变暗，故D正确。

故选D。

13.【答案】C

【解析】【来源】西藏拉萨市那曲第二高级中学2020-2021学年高二(下)期末物理试

题

A.根据变压器电压与匝数关系，有

q="u,=uoov

n2-

则电压表示数为1100V,故A错误；

B.接通开关，副线圈所接电路电阻减小，但是副线圈的电压并不变，根据分压原理，定

值电阻所分电压变大，热水器两端电压变小，所以消耗功率变小。故B错误；

C.接通开关，电流变大，电压不变，所以副线圈消耗的功率增大，输入功率等于输出功

率，变压器的输入功率增大。故C正确；

D.由图乙可以知道，交变电流的峰值为

=220&，3=—=1OOTtrad/s

0.02

则副线圈两端电压的瞬时值表达式u=220V2sin(lOOnt)V

故D错误。

故选Co

14.【答案】B

【解析】【来源】2021年高考物理押题预测卷(辽宁卷)01

由图乙可知交流电的周期为T=0.02s,则

<»=与=100万(rad/s)

当仁0.0025s时，i=14.14A,代入

y=7»sin<ot

得7>20A。所以电流表Ai的读数为

A=^A=10应A

再根据

AN\2

可知电流表曲的读数为4=2MA,根据能量守恒定律可知变压器的输入功率为

P）、=4=gR=（2（X/2）2x5W=4«X）W

ACD错误,B正确。

故选B。

15.【答案】B

【解析】【来源】吉林省长春市第二实验中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题

因变压器输出电压调至最大，故副线圈为2200匝，由变压器两端的