第3章 第3节 变压器(word练习)-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测（人教版2019）

训练十四 变压器 [对应素能提升训练第38页] 1.（多选）理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,以下说法正确的是 （　　） A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1 B.穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C.原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1 D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1 解析　理想变压器原、副线圈的磁通量和磁通量的变化率都是相同的,A错误,B正确,输入功率和输出功率是相等的,D正确。原、副线圈的电动势有效值之比是10∶1,C错误。 答案　BD 2.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1,V和A均为理想电表,灯泡电阻RL＝ 6 Ω,AB两端电压u1＝12sin 100πt（V）。下列说法正确的是 （　　） A.电流频率为100 Hz B.V的读数为24 V C.A的读数为0.5 A D.变压器输入功率为6 W 解析　根据u1＝12sin 100πt（V）及U＝知U1＝12 V,f＝＝50 Hz,A错误；根据＝得U2＝U1＝×12 V＝6 V,即V的读数为6 V,B错误；又I2＝＝ A＝1 A,即A的读数为1 A,C错误；根据P1＝P2及P2＝＝ W＝6 W,D正确。 答案　D 3.某理想变压器原、副线圈匝数之比为55∶9,原线圈所接电源电压的变化规律如图所示,副线圈接有负载。下列判断正确的是 （　　） A.输出电压的最大值为36 V B.原、副线圈中电流之比为55∶9 C.该理想变压器的输入、输出功率之比为55∶9 D.原线圈两端电压有效值为220 V,频率为50 Hz 解析　由题图可知原线圈两端电压的有效值U1＝＝220 V,频率f＝＝50 Hz,D正确；输出电压的有效值U2＝U1＝36 V,故输出电压的最大值U2max＝36 V,A错误；由于＝＝,B错误；理想变压器的输入功率与输出功率相等,C错误。 答案　D 4.（多选）一理想变压器工作电路图如图所示,今欲使变压器的输入功率增大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,可行的办法是 （　　） A.原线圈的匝数n1增加到原来的2倍 B.副线圈的匝数n2增加到原来的2倍 C.负载电阻的阻值R变为原来的 D.n2和R都变为原来的2倍 解析　原线圈匝数增加使得副线圈电压减小,输出功率减小,输入功率也减小,故A错误；副线圈匝数增加到原来的2倍,副线圈电压增大到原来的2倍,根据P＝知输出功率增加到原来的4倍,输入功率增加到原来的4倍,故B错误；负载电阻的阻值变为原来的,而副线圈电压不变,所以输出功率和输入功率增加为原来的2倍,故C正确；副线圈匝数和负载电阻都增加到原来的2倍,副线圈电压增大到原来的2倍,根据P＝知输出功率增加到原来的2倍,输入功率增加到原来的2倍,故D正确。 答案　CD 5.（多选）如图所示，理想变压器的原线圈连接一个理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（　　） A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小 解析　Q位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由P＝可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由P＝U1I1可知原线圈电流I1减小，故选项A错误，B正确；当P位置不动，Q上滑时，n2增大，由＝知U2增大，同理分析知原线圈电流I1增大，故选项C正确，D错误。 答案　BC 6.如图所示,有些机床为了安全,照明电灯用的电压是36 V,这个电压是把380 V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1 440匝,副线圈是多少匝？在某次实际工作时输入电压只有220 V,则输出电压是多少？ 解析　根据变压器的电压与匝数成正比,可知＝, 解得副线圈的匝数为n2＝n1＝1 440×≈136 匝, 当输入电压只有220 V时,输出电压为 U2'＝U1' ＝220× V≈21 V。 答案　136匝　21 V 7.（多选）汽车的点火装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈与12 V的蓄电池相连，副线圈连接到火花塞的两端，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 kV以上的电压，火花塞中产生电火花，从而点燃油气实现汽车点火。某同学设计了图甲、图乙两个装置，下列说法中正确的是（　　） A.甲装置能实现点火 B.该点火装置能使火花塞的两端产生持续高压 C.变压器的原线圈用细导线绕制，而副线圈要用粗导线绕制 D.该点火装置中变压器为升压变压器 解析　在图甲中的开关接通与断开的瞬间，右侧的线圈内产生瞬间的感应电动势，对外输出，使火花塞点火；图乙中，右侧线圈没有电流，所以右侧开关的接通与断开不能引起电流的变化，所以图乙不能使火花塞点火，故A正确，B错误。由于副线圈中要产生10 kV以上的电压，但是蓄电池的电压为12 V，所以必须经过升压变压器才可以得到很高的电压，所以变压器的副线圈匝数远大于原线圈匝数，根据变流比可知，原线圈的电流大，则原线圈用电阻小的粗导线，副线圈用电阻大的细导线，故C错误，D正确。 答案　AD 8.张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示。已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为1∶n的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B。t＝0时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A.发电机输出的电压为πNBSz B.发电机输出交变电流的频率为2πnz C.变压器原、副线圈的匝数比为πNBSnz∶U D.发电机产生的瞬时电动势e＝πNBSnz sin （2πnz）t 解析　发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为f＝＝nz，B错误。线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的是正弦交流电，最大值为Em＝NBS·2π·nz，输出电压的有效值为E＝＝πNBSnz，A错误。变压器原、副线圈的匝数比为＝＝，C正确。发电机产生的瞬时电动势为e＝Emsin ωt＝2πNBSnz sin （2πnz）t，D错误。 答案　C 9.如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后（　　） A.副线圈中的电流比为1∶2 B.副线圈输出功率比为2∶1 C.副线圈的接入匝数比为2∶1 D.原线圈输入功率比为1∶2 解析　在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由220 V降至110 V，由＝知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈接入的匝数之比为2∶1，故C正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为2∶1，故A错误；由P＝UI知，输出功率之比为4∶1，故B错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为4∶1，故D错误。 答案　C 10.钳形电流测量仪的结构图如图所示,其铁芯在捏紧扳手时会张开,可以在不切断被测载流导线的情况下,通过内置线圈中的电流值I和匝数n获知载流导线中的电流大小I0。关于该钳形电流测量仪的说法正确的是 （　　） A.该测量仪可测量直流电的电流 B.载流导线中电流大小I0＝ C.若钳形部分铁芯没有完全闭合,测量出的电流将小于实际电流 D.若将载流导线在铁芯上多绕几匝,钳形电流测量仪的示数将变小 解析　直流电产生的磁场,通过内置线圈的磁通量不变,线圈中不产生感应电动势,即无感应电流,A错误；由＝可知,载流导线中电流大小I0＝nI,B错误；若钳形部分铁芯没有完全闭合,则通过内置线圈中的磁通量变小,磁通量的变化率也变小,故产生的感应电流变小,测量出的电流将小于实际电流,C正确；由＝可知,钳形电流测量仪的示数将变大,D错误。 答案　C 11.如甲图所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时，流过此电阻的电流和所受光照强度的关系图像。根据这一特性，某同学设计了一个台灯的自动控制电路如乙图所示，T为一自耦式变压器。下列说法正确的是（　　） A.在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度变暗 B.在其他条件不变的情况下，如果光照变强，则灯泡的亮度变亮 C.在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则灯泡的亮度变亮 D.在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R1的阻值，则灯泡的亮度变亮 解析　分析甲图可知，光照强度增强，流过电阻的电流增大，说明光敏电阻阻值减小。在其他条件不变的情况下，如果光照变强，光敏电阻阻值减小，灯泡两端电压减小，则灯泡的亮度变暗，A正确，B错误；在其他条件不变的情况下，将自耦式变压器的滑片P适当下滑，则副线圈匝数减小，输出电压减小，灯泡的亮度变暗，C错误；在其他条件不变的情况下，适当增大滑动变阻器R1的阻值，则通过灯泡的电流减小，灯泡亮度变暗，D错误。 答案　A 12.图甲为某同学设计的充电装置示意图，线圈ab匝数为n＝100，面积为S＝10－3 m2，匀强磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示。理想变压器副线圈接充电器，已知额定电压为6 V的充电器恰能正常工作，不计线圈电阻。求： （1）线圈ab中的最大感应电动势Em； （2）变压器原、副线圈匝数比n1∶n2。 解析　（1）由题图乙可知磁场变化周期T＝0.2 s， 则ω＝＝10π rad/s， 又Em＝nBmSω，代入数据可得Em＝V。 （2）对理想变压器，有＝， 其中U1＝，U2＝6 V，可得n1∶n2＝1∶6。 答案　（1）V　（2）1∶6 学科网（北京）股份有限公司 $$