2025版高中物理第五章4变压器练习含解析新人教版选修3-2

PAGE5-4变压器1.(2024·北京师大附中期中)下列说法中正确的是(B)A.在家庭电路中洗衣机和电冰箱是串联的B.节能灯比白炽灯的发光效率高C.变压器是用于变更直流电压的装置D.沟通电的周期越长,频率也越大解析:在家庭电路中各用电器之间是并联关系,故A错误;节能灯是通过发热而发光的,比白炽灯的发光效率高,故B正确;变压器是用于变更沟通电压的装置,故C错误;依据公式T=1f2.(2024·陕西西安检测)对志向变压器作出的推断正确的是(D)A.高压线圈匝数多、电流大、导线粗B.低压线圈匝数少、电流小、导线细C.高压线圈匝数多、电流大、导线细D.低压线圈匝数少、电流大、导线粗解析:电压高的匝数多,电流小,用细线.电压低的匝数少,电流大,用粗线,故D正确.3.志向变压器原、副线圈匝数比为10∶1,下列说法中正确的是(D)A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B.穿过原、副线圈每一匝磁通量的变更率相等,但穿过每匝线圈的磁通量并不相等C.原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D.正常工作时,原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1解析:对志向变压器,无磁通量损失,因而穿过两个线圈的磁通量相同,磁通量变更率相同,因而每匝线圈产生的感应电动势相等,才导致电压与匝数成正比,选项A,B,C错误;志向变压器可以忽视各种损耗,故输入功率等于输出功率,选项D正确.4.(2024·广东中山检测)如图所示,L1和L2是输电线,甲是电压互感器,乙是电流互感器.若已知变压比为1000∶1,变流比为100∶1,并且知道电压表示数为220V,电流表示数为10A,则输电线的输送功率为(C)A.2.2×103W B.2.2×10-2WC.2.2×108W D.2.2×104W解析:依据U1U2=n1n2=I2I1得,U1=2.2×105V,I1=1000A5.如图所示,志向变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V6W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时,原线圈电路中电压表和电流表(可视为志向电表)的示数分别是(D)A.120V,0.10A B.240V,0.025AC.120V,0.05A D.240V,0.05A解析:灯泡正常工作,副线圈两端的电压U2=12V,副线圈中的电流I2=2×612A=1A,依据匝数比得原线圈中的电流I1=120I2=0.05A,原线圈两端的电压U1=20U2=240V,选项D6.如图所示,志向变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2,副线圈与阻值R=10Ω的电阻相连,原线圈两端所加的电压u=102sin(100πt)V,下列说法正确的是(B)A.沟通电压表的示数为14.1VB.原线圈中的电流为4AC.电阻R消耗的电功率为400WD.副线圈中沟通电的频率为100Hz解析:由沟通电的瞬时值可得电压的最大值为102V,所以电压的有效值为10V,沟通电压表的示数为电压的有效值,所以电压表的示数为10V,故A错误;依据电压与匝数成正比可得,副线圈的电压为20V,所以电阻R上消耗的电功率为P=U02R=20210W=40W,故C错误;副线圈的电流为I2=4A,故B正确;变压器不会变更电流的频率,所以副线圈输出沟通电的频率为f=1T=ω2π7.一台志向变压器的原线圈接220V正弦沟通电压时,副线圈上仅接有阻值为10Ω的电阻器,电阻器两端的电压为44V.若将副线圈的匝数增加100匝,则通过副线圈上此电阻器的电流增加1.1A.由此可知该变压器原线圈的匝数为(B)A.200 B.2000 C.50 D.500解析:由题意知,当副线圈匝数增加100匝时,电阻器上的电压U2′=U2+ΔIR=44V+1.1×10V=55V,又由原、副线圈电压与匝数的关系,可得220V44V=n1n解得n1=2000,n2=400,选项B正确.8.(2024·江西景德镇检测)(多选)如图所示,L1,L2是高压输电线,图中两电表示数分别是220V和10A,已知(甲)图中原、副线圈匝数之比为100∶1,(乙)图中原、副线圈匝数之比为1∶10,则(AD)A.(甲)图中的电表是电压表,输电电压为22000VB.(甲)图是电流互感器,输电电流是100AC.(乙)图中的电表是电压表,输电电压为22000VD.(乙)图是电流互感器,输电电流是100A解析:依据U1U2=n1n2,有U1=n1n2U2=1001×220V=22000V,故A正确;(甲)图是电压互感器,故B错误;(乙)图是电流互感器,电表是电流表,故C错误;只有一个副线圈的变压器,电流比等于匝数的反比,I1I2=n9.(2024·山东东营期中)钳形电流表的外形和结构如图(a)所示.图(a)中电流表的读数为1.2A,图(b)中用同一电缆线绕了3匝,则(C)A.这种电流表能测直流电流,图(b)的读数为2.4AB.这种电流表能测交变电流,图(b)的读数为0.4AC.这种电流表能测交变电流,图(b)的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交变电流,图(b)的读数为3.6A解析:钳形电流表的工作原理是电磁感应,所以它可以测定交变电流,依据变压器的原理,I1n1=I0n0,其中n1指钳形电流表内部线圈的匝数,n0指待测电流导线的匝数,I1指电表的电流.当在图(b)中用同一电缆线绕了n0′=3匝时,n0′=3n0,且满意I1′n1=I0n0′,解得I1′=3I1=3.6A.10.(2024·江西南昌检测)如图为气流加热装置的示意图,运用电阻丝加热导气管,视变压器为志向变压器.原线圈接入电压有效值恒定的沟通电并保持匝数不变,调整触头P,使输出电压有效值由220V降至110V.调整前后(C)A.副线圈中的电流比为1∶2B.副线圈输出功率比为2∶1C.副线圈的接入匝数比为2∶1D.原线圈输入功率比为1∶2解析:依据欧姆定律I=UR,U2由220V降至110V,副线圈上的电流变为原来的12,即调整前后,副线圈上电流之比为2∶1,故A错误;依据P=UI知,U,I均变为原来的12时,副线圈上输出的功率变为原来的14,即调整前后副线圈的输出功率之比为4∶1,故B错误;依据志向变压器电压与匝数的关系U1U2=n1n2,当U2由220V降至110V时,n2变为原来的11.(2024·陕西咸阳检测)如图(甲)所示为一种可调压自耦变压器的结构示意图,线圈匀称绕在圆环形铁芯上,若AB间输入如图(乙)所示的交变电压,转动滑动触头P到如图(甲)中所示位置,在BC间接一个55Ω的电阻(图中未画出),则(D)A.AB间沟通电的电压瞬时值表达式为u=2202sin(25πt)VB.AB间沟通电的频率为50HzC.流过电阻的电流接近于4AD.电阻消耗的功率接近于220W解析:由题图(乙)可知正弦沟通电的周期T=0.04s,则f=1T=25Hz,ω=2πf=50πrad/s,所以该沟通电的电压瞬时值的表达式为u=2202sin(50πt)V,A,B错误;从题图(甲)中可以看出,自耦变压器的副线圈的匝数约是原线圈匝数的12,故副线圈两端的电压约为110V,流过电阻的电流约为2A,C项错误;电阻消耗的功率约为P=U2I220W,D正确.12.如图所示,志向变压器有三个线圈A,B,C,其中B,C的匝数分别为n2,n3,电压表的示数为U,电流表的示数为I,L1,L2是完全相同的灯泡,依据以上条件不能计算出的物理量是(忽视温度对电阻的影响)(A)A.线圈A的匝数 B.灯L2两端的电压C.变压器的输入功率 D.通过灯L1的电流解析:由题意知线圈B两端的电压为U,设线圈C两端的电压为UC,则UCU=n3n2,所以UC=n3n2U;通过L2的电流为I,则可以求出L2的电阻,L2与L13.(2024·黑龙江佳木斯检测)如图所示,沟通发电机电动势的有效值E=20V,内阻不计,它通过一个R=6Ω的指示灯连接降压变压器.变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都标有“6V0.25W”字样,且灯泡都正常发光,导线电阻不计.求:(1)降压变压器初级、次级线圈匝数之比;(2)发电机的输出功率.解析