课时作业(16)变压器（Word练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修 第二册（人教版2019）

课时作业(十六)　变压器 (建议用时：40分钟) [基础题组练] 题组一　变压器的工作原理 1．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改变为110 V．已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为(　　) A．200 B．400 C．1 600 D．3 200 答案　B 解析　根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系＝，得n2＝＝＝400，选项B正确． 2．(多选)对于理想变压器，下列说法正确的是(　　) A．原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大 B．原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大 C．原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化 D．原、副线圈电流与原、副线圈匝数成正比 答案　ABC 解析　变压器工作时，输入功率总随着输出功率的变化而变化，选项A正确；由＝，知I1＝I2，选项B正确；原线圈的电压由电源决定，选项C正确；原、副线圈电流与原、副线圈匝数成反比，选项D错误． 3．(多选)下列关于理想变压器的说法正确的是(　　) A．输入功率等于输出功率 B．输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能 C．输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能 D．输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去 A答案　B 解析　变压器传输的是交变电流，当电流经过原线圈时，在铁芯中产生变化的磁场，电场能转化为磁场能，此变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，若副线圈闭合，则产生感应电流，磁场能又转化为电场能，理想变压器无漏磁，无能量损失，即输入功率等于输出功率，选项A、B正确，C、D错误 题组二　实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 4．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中． (1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是________ A．为了保证人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12 V B．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源 C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 D．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 (2)某实验小组通过实验，记录的数据如下表： 原线圈匝数n1 100 200 400 400 副线圈匝数n2 400 400 200 800 原线圈两端的 电压U1(V) 1.96 4.90 8.00 4.86 副线圈两端的 电压U2(V) 7.80 9.76 3.90 9.64 通过分析实验数据可得出的实验结论是_______________________________. 解析　(1)变压器使用的是交流电压，因此为了保证人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，选项A错误；实验通电前必须要先检查电路是否正确，通电时用手接触裸露的导线、接线柱等，会将人体并联入电路中，导致所测数据不准确，同时也有安全隐患，选项B、C错误；使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用合适的挡位进行测量，选项D正确． (2)分析每组实验数据，可知与的值近似相等，可得出的实验结论是，在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比． 答案　(1)D　(2)在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比 5．在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，某同学利用如图所示可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究． (1)实验还需要下列器材中的________； (2)实验中，图中变压器的原线圈接“0、8”接线柱，所接电源电压为交流10.0 V，副线圈接“0、4”接线柱，则副线圈所接电压表示数可能是________. A．22.0 V B．15.0 V C．5.0 V D．2.5 V 解析　(1)探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系时实验中要用到交流电压表，B是直流电流表，C是直流电压表，A是多用电表，可以用多用电表的交流电压挡测电压；实验中为了保证人身安全，输入电压不能超过12 V，需要学生电源，选项A、D正确． (2)如果是理想变压器，则原、副线圈电压比等于匝数比，输出电压为5.0 V，但可拆式变压器铁芯不闭合，存在比较大的漏磁，实际输出电压小于5.0 V，选项D正确 答案　(1)AD　(2)D 题组三　变压器的制约关系 6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝2 Ω，电流表示数为1 A，各电表均为理想电表，则下列说法正确的是(　　) A．电压表的示数为20 V B．流经电阻R的电流大小为0.1 A C．电阻R消耗的电功率是400 W D．该变压器为升压变压器 答案　A 解析　根据＝可知，输出电流I3＝I1＝×1 A＝10 A，故电压表示数U＝I2R＝10×2 V＝20 V，选项A正确，B错误；电阻R消耗的电功率P＝IR＝102×2 W＝200 W，选项C错误；由于变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，故该变压器为降压变压器，选项D错误． 7．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻RL＝110 Ω，A、B端电压u1＝220 sin 100πt(V)．下列说法正确的是(　　) A．副线圈输出的交流电的频率为25 Hz B．电压表的示数为55 V C．电流表的示数为1.0 A D．变压器输入功率为27.5 W 答案　D 解析　由题可知，交流电的频率f＝ Hz＝50 Hz，选项A错误；原线圈两端的电压有效值为 V＝220 V，由＝可知U2＝55 V，电压表的示数为55 V，选项B错误；电流表的示数为I2＝＝A＝0.5 A，选项C错误；变压器的输入功率等于输出功率，大小为P＝U2I2＝55×9.5 W＝27.5 W，选项D正确． 8．(多选)如图所示，Q是熔断电流为1 A的保险丝，R为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1.原线圈的电压为u＝220sin(100πt) V．要使保险丝不熔断，则(　　) A．副线圈中电流最大值不超过2 A B．副线圈中电流有效值不超过2 A C．R的阻值一定不能小于55 Ω D．R的阻值一定不能小于77 Ω 答案　BC 解析　保险丝的熔断原理是电流的热效应，应该用电流的有效值进行计算，由＝得U2＝U1＝×220 V＝110 V，由＝得I2＝I1＝×1＝2 A．所以Rmin＝＝55 Ω，选项B、C正确． [能力提升练] 9．图甲为家用燃气气灶点火装置的电路原理图，直流电通过转换器转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为理想电压表．当两点火针间电压大于5 000 V时会产生电火花进而点燃燃气．闭合开关S，下列说法正确的是(　　) A．电压表的示数为50 V B．副线圈输出交流电压的频率为100 Hz C．若能点燃燃气则＞100 D．若能点燃燃气则两点火针间电压的有效值一定大于5 000 V 答案　C 解析　电压表的示数为原线圈两端电压的有效值，为U＝＝25 V，选项A错误；变压器不改变交流电压的频率，副线圈输出交流电压的频率为f＝＝ Hz＝50 Hz，选项B错误；根据理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数的关系＝，点燃燃气，需满足U2m > 5 000 V，则＞100，选项C正确；若能点燃燃气则两点火针间电压的最大值一定大于5 000 V，两点火针间电压的有效值不一定大于5 000 V，选项D错误． 10．如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡完全相同，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，接在副线圈上的三只灯泡均正常发光，则串联在原线圈上的灯泡L(　　) A．比正常发光时的亮度更大 B．也能正常发光 C．比正常发光时的亮度暗 D．无法判断其亮度变化情况 答案　B 解析　设每只灯泡的额定电流为I0，因并联在副线圈两端的三只灯泡均正常发光，所以副线圈中的电流I2＝3I0，由＝得原线圈中的电流I1＝I2＝I0，恰为灯泡L的额定电流，因此串联在原线圈上的灯泡L正常发光，选项B正确． 11．教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示．理想交流电流表A,○)、理想交流电压表V,○)的示数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的，则(　　) A．R消耗的功率变为P B．电压表V,○)的示数变为U C．电流表A,○)的示数变为2I D．通过R的交变电流频率不变 答案　B 解析　发电机线圈的转速变为原来的，则交变电流频率变为原来的，由E＝知，原线圈中输入电压变为原来的，根据＝，则U2变为原来的，根据＝，原线圈上的电流也变为原来的，即电流表A的示数变为I，选项C错误；R消耗的功率P2＝＝P，选项A错误． 12．如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则(　　) A．小灯泡变亮 B．小灯泡变暗 C．原、副线圈两端电压的比值不变 D．通过原、副线圈电流的比值不变 答案　B 解析　原、副线圈减少相同的匝数n后，有＝，可以得出－＝＜0，则说明＞，由＝＝知，选项C、D错误；由＝和＝知，U′2＞U2，再由P＝知，小灯泡变暗，选项A错误，B正确． 学科网（北京）股份有限公司 $$