物理人教版选择性必修第二册第3节 变压器同步作业

物理人教版选择性必修第二册第3节变压器单选专题练

一.单项选择

1.为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电电路简图

如图甲所示，矩形交流发电机匝数为k50,线圈.导线的电阻均不计，在匀强磁场中以

矩形线圈中轴线0a为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量①随时间力的变化图像如图乙

小夜xlOjm

①=-------Wb

所示，万。并与变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接入到医院为医

疗设备供电，变压器为理想变压器，假设额定电压为220V的医疗设备恰能正常工作。

下列说法正确的有（）

A.电压表的示数为50逝V

B.假如给变压器输入端接入电压°=50v的直流电，医疗设备能正常工作

C.变压器的匝数比为5：22

D.从40开始计时，变压器的原线圈两端的电压”=50夜sinlOO加（V）

2.如图所示为理想变压器及其工作电路，原.副线圈匝数比以：m=2：1,电压表和电

流表均为理想电表，原线圈接函数表达式5=2200sin（100万匕）V的交流电，后为半

导体热敏电阻（其电阻随温度升高而变小）。R\.凡为定值电阻，。为电容器。下列判断

A.A表的示数为220V

B.用的电功率为零

C.副线圈输出电压的函数表达式为5=110&sin（50万力V

D.脐处温度升高时，%表示数不变，V2表和A表的示数均变大

3.图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中洛=55Q,%=110Q,A.V为

理想电流表和电压表，若流过负载/匕的正弦交变电流如图乙所示，已知原.副线圈匝数

比为2:1,下列表述正确的是

A.电流表的示数为2A

B.原线圈中交变电压的频率为100Hz

C.电压表的示数为156V

D.变压器的输入功率330W

4.图甲是小米手机无线充电器的示意图。其工作原理如图乙所示，该装置可等效为一

个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当a6间接上220V的正弦交变

电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为外，受电线圈的匝数为外，且

A:所5：1»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5V,充电电流为2A,则下列判断不正确的是（）

乙

A.流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5：1

B.快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为42.5V

C.快速充电时，两线圈上所接电阻的阻值A=18.75Q

D.充电期间使用手机，易损坏电池

5.黄冈中学有许多选课走班教室，有些教室的特种设备需要用可变电压为设备供电,

小米同学设计了如图所示的变压器为某设备供电，理想变压器的原线圈连接一个r=9。

的电阻，且原线圈匝数小可以通过滑动触头P来调节，在副线圈两端连接了E=16。

的电阻，副线圈匝数生=1000。在46间加上一输出电压恒定的正弦交流电，下列说

法正确的是（)

A.若交流电的周期增大，则变压器的输出功率会增大

B.若触头。向上移动，则电阻A消耗的功率一定减小

C.若触头P向下移动，则流过电阻r的电流一定减小

D.当助=750时，电阻力消耗的功率最大

6.如图甲所示，理想变压器原.副线圈的匝数之比为3:1,R.尼为定值电阻，且用=2发,

已知a.6两端电压u按图乙所示正弦规律变化，下列说法正确的是（）

A.电阻尼中的电流方向每秒钟改变50次B.电阻此消耗的功率之比为9:2

C.电压表示数为60VD.a.6两端与副线圈两端的电压之比为3:1

7.如图所示，L.晨.〃为四只规格均为“12V,12W”的灯泡，分别接入理想变压

器原.副线圈回路中，a.6两端连接交流电源，交流电流表A示数为1A,已知灯泡〃

正常发光，以下说法正确的是（）

A.a.6端输入功率为36WB.a.6端输入电压为36V

C.原副线圈的匝数比为4：1D.灯泡A的功率为12W

8.图示电路中，变压器为理想变压器，a.6接在电压有效值不变的交流电源两端，后

为定值电阻，为滑动变阻器。现将变阻器的滑片沿er"的方向滑动，则下列说法正

确的是（)

A.电压表口示数不变

B.电压表5示数增大

C.电压表V,示数增大

D.电流表4的示数减小

9.如图所示，理想变压器的原.副线圈的匝数比为2：1,在原.副线圈的回路中接入

的电阻阻值均为R,电压表和电流表均为理想电表。a.6端接有电压为"=220后sin100加(V)

的交流电，开关s处于断开状态时・，电压表读数为原.副线圈回路中电阻力消耗的

功率之比为匕则()

B.但88Vk4

C.开关闭合时，电流表&示数会变小

D.开关闭合时，电压表示数保持不变

10.图1所示为某可调台灯电路图，变压器原副线圈匝数比为5：1,灯泡的额定电压为

40V,额定功率为20W,在a.6两端接上如图2所示的交流电，调节滑动变阻器滑片R

使灯泡正常发光，这时滑动变阻器消耗的功率为()

图1图2

A.1WB.2WC.3WD.4W

11.如图所示，用交流发电机和理想变压器构成一供电电路。下列说法正确的是()

A.仅将滑片向下移动，则电压表读数变大

B.仅将发电机的线圈转速增大，则电压表读数增大

C.仅将滑片向下移动，则发电机输出功率减小

D.仅将发电机的线圈转速增大，则通过心的交流电频率不变

12.如图所示，A.B为理想变压器，A为输电线的电阻，灯泡L正常发光。保持变压器

A的输入电压不变，现将滑片P上移，则（）

C.A的输入功率不变D.B的输入电压增大

13.如图甲所示，理想变压器原.副线圈的匝数之比为3：1,吊为阻值随温度升高而减

小的热敏电阻，分为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时

间力按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.理想变压器输入.输出功率之比为3：1

B.理想变压器原.副线圈中的电流之比为3：1

C.〃随-变化的规律为"=54sin100加（V）

D.若热敏电阻相的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大

14.如图所示，理想变压器的原.副线圈的匝数比为2：1,在原.副线圈的回路中分别

接有阻值为2和2斤的电阻，原线圈一侧接在电压为180V的正弦交流电源上，则副线圈

回路中电阻两端的电压与原.副线圈回路中电阻消耗的功率之比分别为（）

R

A.90V1:8B.80V1:8C.90V1：1D.80V1：1

15.如图所示，理想变压器原.副线圈的匝数比为m：生=10：1,a.6两点间的电压为

^220^2sinlOOnt（V）,"为可变电阻，。为用铅睇合金制成的保险丝，其电阻可忽略

不计，熔断电流为2A。为使保险丝不熔断，可变电阻E连入电路的最小阻值应大于（）

11母

A.10QB.1.1Q

C.HQD.11&C

16.如图所示，边长为二匝数为M电阻不计的正方形线圈a历d在磁感应强度为6的

匀强磁场中绕转轴00'转动，轴垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的

电路，变压器原.副线圈的匝数分别为小和生，保持线圈以恒定角速度。转动，下列

判断正确的是（）

A.在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势也为零

B.当可变电阻汇的滑片P向上滑动时，电流表Ai的示数变小

C.电压表V2示数等于夜〃2

D.若可变电阻接入的阻值为后，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳

7rn^N2B2l｝（o

热为74）

17.如图（a）所示，理想变压器的原.副线圈的匝数比为4：L&为阻值随温度升高

而减小的热敏电阻，4为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电

压"随时间，按正弦规律变化，如图（6）所示。下列说法正确的是（）

（a）（b）

A.变压器输入.输出功率之比为4：1

B.变压器原.副线圈中的电流强度之比为4”

C.“随，变化的规律为"=51sm（5（比t）V

D.若热敏电阻&的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大

18.有一理想变压器，其原.副线圈的匝数比为人,原线圈两端接有正弦式交变电压,

当输出电流增加/时，输入电流将（）

A增加"B.增加nC.减少以D.减少〃

参考答案与试题解析

1.【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AC.根据图像可得

T=0.02s

线圈的角速度

2%

a)=—=100万rad/s

T

线圈产生电动势，根据

£=gn/y=50V5v

则电压表的示数位

E

U=k=50V

72

变压器的匝数比

2_如=工

4U222

A错误，C正确；

B.根据变压器的原理，变压器输入端接入电压°=50\/的直流电，变压器不工作，医疗

设备不能正常工作，C错误；

D.Q0时，磁通量为0,则变压器的原线圈两端的电压

«=50>/2cosl00^(V)

D错误。

故选Co

2.【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A.由题意可知，原线圈所接为正弦交流电，最大值为220夜V,交流电压表

所测为有效值220V,A正确;

B.由于交变电流可通过电容C,故凡中有电流通过，电功率不为零，B错误；

C.由变压器电压与匝数关系

幺=丛

U2"2

可知，副线圈两端电压最大值为1100V,变压器不改变频率，故副线圈输出电压的函

数表达式为

出=1100sin（100V

C错误；

D.变压器输入电压取决于电源，故片表示数不变，是处温度升高时，阻值减小，副线

圈电流增大，用两端电压增大，故后两端电压减小，可知A表的示数变大，%表示数变

小，D错误。

故选Ao

3.【答案】D

【解析】

【详解】由图乙可知，负载”的电流的最大值为2血4,所以电流的有效值为2A；根

据电路图可知，电阻R的电压为内=2x55=ll0V,即副线圈上的电压为Hoy,

,_U110_

//?2=——2==]1A

所以电压表的读数为110V,所以电阻%的电流■&110，所以原线圈上的

/|=生，2=生（/冏+/R2）=；X（2+1）=1.5A

电流n'n'2,AC错误；由图乙可知该交流电的周

f———■~~--=50Hz

期是0.02s,则频率T002,由于变压器不改变交流电的频率，所以原

线圈中交变电压的频率为50Hz,B错误；变压器的输出功率：

E=U2（/m+/R2）=110x（2+D=330W,所以变压器的输入功率也是33OW,D正确.

4.【答案】A

【解析】【来源】2021届三省（辽）三校高三（下）第四次模拟物理试题

A.流过送电线圈与受电线圈的电流之比

A=Zk=l

/2々5

故A错误，符合题意；

BC.已知手机两端电压。手=5V,充电电流/手=2A,&b=220V又

狐=《/手=0・4人

%-犷=54

4-依=%

联立解得

&d=42.5V

R=18.75C

故BC正确，不符合题意；

D.由于使用时手机内部的电流与电压处于不稳定状态，则通过受电线圈对手机充电易

损坏电池，故D正确，不符合题意。

故选Ao

5.【答案】D

【解析X来源】湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟2020-2021学年高二（下）

期中联考物理试题

A.变压器的输出功率与原线圈所接交流电的周期无关，故A错误；

BCD.设原线圈电压.电流分别为比/”副线圈电压.电流分别为根12,根据理想变

压器原.副线圈功率关系以及能量守恒定律可得电阻A消耗的功率为

「

根据数学知识可知当且仅当2r时。有最大值，为

m4rR

且此时有

u=u-l.r=-u

112

吗=--n2=750

U]

综上所述可知当且仅当m=750时，电阻消耗的功率最大，且原.负线圈的电流也都达

到最大值，所以触头尸向上移动，电阻K的功率不一定减小，触头尸向下移动，流过电

阻r的电流也不一定减小，故BC错误，D正确。

故选D。

6.【答案】C

【解析】【来源】2021届江西省六校高三（下）3月联合考试理综物理试题

A.由图乙可知周期T=0.02s,交变电流电流方向一个周期方向改变两次，则电阻尼中的

电流方向每秒钟改变100次，所以A错误；

B.由理想变压器电流关系可知

ZL="=_L

123

根据功率的公式

P=FR

则电阻卡•尼消耗的功率之比为2:9,所以B错误；

C.设电压表读数为“2,则有

■=*=3心,=研，3/禺=1（2&）=1

"=4"=也

U=金=220V

解得

3

U,=—C/=60V

*11

所以C正确；

D.a.8两端与副线圈两端的电压之比为

媪卫」

U2603

所以D错误；

故选C。

7.【答案】D

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

AD.灯泡的额定电流

因交流电流表A示数为1A,所以灯泡L正常发光，功率为12W,因L正常发光，则L.L2

也正常发光，则变压器的输出功率为三只灯泡的总功率，变压器的输入功率等于输出功

率，则a.6端输入功率等于四只灯泡的总功率，即

K/F12X4WM8W

A错误，D正确；

B.根据%=〃♦,得

48

爆=1V=48V

故B错误；

C.原副线圈的电流比为1：3,根据原.副线圈中电流之比等于原.副线圈的匝数反比，

则匝数比为3：1,C错误。

故选Do

8.【答案】A

【解析】【来源】河北省沧州市河间四中2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A.电压表明示数为原线圈两端电压，由于a.6接在电压有效值不变的交流电源两端，

则电压表片的示数不变，故A正确；

B.由于原线圈两端电压不变，变压器匝数比不变，则电压表V?示数不变，故B错误；

C.变阻器的滑片沿cf1的方向滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，副线圈中的

电流增大，则尼两端电压增大，则电压表％示数减小，故C错误；

D.由于副线圈中的电流增大，则原线圈中的电流增大，即电流表A的示数增大，故D

错误。

故选Ao

9.【答案】B

【解析】【来源】2021辽宁高考物理模拟冲刺卷12

AB.原.副线圈的电压比等于匝数比，根据电压表读数可知副线圈两端电压为〃，原线

圈两端电压为2〃，设原线圈中的电流为/,因原.副线圈中的电流与匝数成反比，所以

副线圈中的电流为2/,则有

2IR=U

。端电压有效值

220V=2t/+—

2

解得

上88V

原.副线圈中电阻消耗的功率

P=『R

电阻相等，电流之比为1：2,可得功率之比为1：4,选项A错误；B正确；

CD.当开关S闭合时，副线圈回路的电阻减小，输出功率增大，副线圈中的电流增大,

导致原线圈中的电流增大，电流表Ai示数变大同时，原线圈电路中电阻两端电压会增大,

6端电压不变，则加在变压器原线圈两端电压会减小，导致副线圈两端电压减小，电

压表示数会减小，CD错误；

故选B。

10.【答案】B

【解析】【来源】河南省林州市林虑中学2020-2021学年高二（下）4月调研考试物理试

题

由图2可知，原线圈两电压的最大值为311V,则有效值为

311

G=/V=220V

根据变压比可知

U,_n}_5

副线圈两端的电压为丛=44V,当灯泡正常工作时，副线圈电路中的电流为

,P1

/=-=—A

U2

滑动变阻器两端的电压为

U，=44V—40V=4V

因此滑动变阻器消耗的功率

户=U7=2W

故选Bo

11.【答案】B

【解析】【来源】河南省焦作市普通高中2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A.根据-均可知，仅将滑片向下移动，电压表读数不变，故A错误；

B.根据

Em=NBSa）=NBSx27rn

可知，将发电机的线圈转速增大，原线圈的输入电压增大，则副线圈的电压增大，即电

压表示数增大，故B正确；

C.仅将滑片向下移动，电压表读数不变，仅将滑片向下移动，副线圈中的电阻减小，则

变压器的输出功率增大，发电机输出功率增大，故C错误；

D.仅将发电机的线圈转速增大，交变电流的频率增大，通过心的交流电频率增大，故

D错误。

故选Bo

12.【答案】B

【解析】【来源】2021届江苏省徐州市新沂市第一中学新高考基地学校高三（下）第二

次大联考物理试题

AD.保持变压器A的输入电压不变，将滑片P上移，则变压器A的副线圈匝数变少，输

出电压变小。则变压器B的输入和输出电压均变小，所以灯泡L两端的电压变小，灯泡

变暗。选项AD错误；

B.变压器B的输出功率变小，输入功率也变小，则变压器B原线圈的电流变小，R上的

电流变小，根据「=/哝可知输电线上的电功率变小，选项B正确；

C.变压器B的输入率变小，输电线上的电功率变小，则变压器A的输出功率变小，输

入功率也变小，选项C错误。

故选Bo

13.【答案】D

【解析】

【详解】A.理想变压器输入功率等于输出功率，比值1：1,故A错误；

B.变压器原.副线圈中的电流强度与匝数成反比，即

/,_4_1

/2%3

故B错误；

C.由图（b）可知交流电压最大值"m=27&V,周期产o02s,角速度o=100nrad/s,

则可得

M=27>/2sin100^Z（V）

故C错误；

D.由题图知电压表的读数总等于输入电压的有效值，所以电压表示数不变，变压器的

次级电压也不变，则吊的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故D正确。

故选Do

14.【答案】B

【解析】【来源】山东省邹城市2020-2021学年高二（下）期中教学质量检测物理试题

根据

，2n\2

根据

P=I2R

得原副线圈回路中电阻消耗的功率之比

a=办=1

P2112R8