第3章 第3节 变压器-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

对应课时作业P24 [基础达标] 1．如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是(　　) 解析：C　[变压器只能对交变电流实现变压，不能对直流变压，故选项A、D错误；由于电压与变压器线圈匝数成正比，副线圈匝数多于原线圈匝数的变压器才能实现升压，所以选项B错误，选项C正确．] 2．关于理想变压器特点的下列说法中正确的是(　　) A．理想变压器能够使电压升高，同时电流变大 B．原、副线圈具有相同的磁通量及变化率，产生的感应电动势也相同 C．原、副线圈没有电阻，铁芯中不会产生涡流 D．原线圈往往匝数少，绕线粗，电流大 解析：C　[理想变压器原、副线圈功率相等，即U1I1＝U2I2，不可能同时使电压升高，电流增大，A错；原、副线圈匝数不同，感应电动势不同，B错；理想变压器不考虑绕线铜损，铁芯的热损，当然要求线圈无电阻，铁芯不产生涡流，C对；原、副线圈中匝数少的一边，电流大，绕线粗，但不一定作为原线圈使用，D错．] 3．一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原来线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为(　　) A．1 100,360　　　 B．1 100,180 C．2 200,180 D．2 200,360 解析：B　[对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n1＝＝＝1 100，变压器烧坏前，同理可得n2＝＝＝180，故B正确．] 4．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则(　　) A．U＝66 V，k＝　 B．U＝22 V，k＝ C．U＝66 V，k＝ D．U＝22 V，k＝ 解析：A　[设原线圈中电流为I1，原、副线圈电压比＝＝3，原、副线圈电流比＝，由欧姆定律可得，副线圈回路中电阻两端电压U＝I2R，联立解得U＝66 V．电阻消耗功率P＝I2R，由于＝，所以原、副线圈回路中电阻消耗功率的比值为，选项A正确．] 5．(多选)如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电．当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为U0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为R，图中电压表为理想电表．下列说法正确的是(　　) A．变压器输入电压的瞬时值为u＝Umsin(t) V B．电压表的示数为U0 C．变压器的输入功率为 D．变压器的匝数比为Um∶U0 解析：AC　[由题图乙知，变压器输入电压的瞬时值为u＝Umsin(t) V，选项A正确；电压表的示数为U0，选项B错误；变压器的输入功率为，选项C正确；由变压器变压公式，变压器的匝数比为Um∶U0，选项D错误．] 6．(多选)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，如图甲为调压变压器示意图．保证输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压．某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示．以下说法正确的是(　　) A．u2＝190sin50πt V B．u2＝190sin100πt V C．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移 D．为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移 解析：BD　[由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02 s，所以u2＝190sin100πt V，选项B正确，A错误；为使用户电压稳定在220 V，应减小变压器原线圈匝数，应将P适当上移，选项C错误，D正确．] 7．如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝20 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V　0.25 W”，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：(1)彩色小灯泡的额定电流 IL＝＝ A＝ A， 次级线圈总电流I2＝24IL＝1 A. 变压器输入功率：I1U1＝I2U2＝6 W. 变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得 E＝U1＋I1R＝＋6I1， 代入E值解得I1＝A(I1＝3 A应舍去，据题意是降压变压器，应有I1<I2)， 所以＝＝. (2)发电机输出功率P＝I1E≈6.67 W. 答案：(1)3∶1　(2)6.67 W 8．如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，交流电源电压u1＝311sin100πt(V)，F为熔断电流为I0＝1.0 A的保险丝，副线圈负载一可变电阻R. (1)当电阻R＝100 Ω时，保险丝能否被熔断？ (2)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？ 解析：原线圈电压的有效值为U1＝V≈220 V 由＝得副线圈两端的电压 U2＝U1＝×220 V＝110 V. (1)当R＝100 Ω时，副线圈中电流 I2＝＝A＝1.10 A 由U1I1＝U2I2得原线圈中的电流为 I1＝I2＝×1.10 A＝0.55 A 由于I1<I0(熔断电流)，故保险丝不会熔断． (2)设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I1刚好达到熔断电流I0，即I1′＝1.0 A，则副线圈中的电流为I2′＝I1′＝2×1.0 A＝2.0 A 电阻R的阻值为：R0＝＝Ω＝55 Ω 此时变压器的输出功率为 P2＝I2′U2＝2.0×110 W＝220 W 可见，要使保险丝F不被熔断，电阻R的阻值不能小于55 Ω，变压器输出的电功率不能超过220 W. 答案：(1)不会熔断　(2)55 Ω　220 W [能力提升] 9．如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，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正常发光，则对于串联在原线圈上的灯泡L(　　) A．比正常发光时的亮度更亮 B．也能正常发光 C．比正常发光时的亮度更暗 D．无法判断其亮度变化情况 解析：B　[灯泡L的亮度如何，主要看灯泡L的实际功率多大，在本题中就是看通过灯泡L的电流如何变化．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，因此灯泡L也正常发光．故B正确．] 10．(多选)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1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u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示．下列说法正确的是(　　) 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1∶4 C．u随t变化的规律为u＝51sin50πt(V)(国际单位制) D．若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大 解析：BD　[由题意，理想变压器输入、输出功率之比为1∶1，选项A错误；变压器原、副线圈中的电流强度与匝数成反比，即＝＝，故选项B正确；由题图乙可知交流电压最大值Um＝51 V，周期T＝0.02 s，角速度ω＝100π rad/s，则可得u＝51sin100πt(V)，故选项C错误；RT的温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故选项D正确．] 11．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦电流，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是(　　) A．R处出现火警时电压表示数增大 B．R处出现火警时电流表示数减小 C．图乙中电压的有效值为220 V D．电压表的示数为11 V 解析：D　[由·＋0＝T，可求得图乙中电压有效值U1＝110 V，由＝，可得电压表示数U2＝11 V，C错误，D正确；R处出现火警时，R电阻变小，副线圈电流增大，原线圈电流也随之增大，电流表示数增大，但电压表示数不变，故A、B均错误．] 12．图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图像如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W. (1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式． (2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1. (3)求ce和de间线圈的匝数比. 解析：(1)由题图乙知ω＝200π rad/s， 电压瞬时值uab＝400sin200πt(V)． (2)电压有效值U1＝200 V， 理想变压器P1＝P2， 原线圈中的电流I1＝， 解得I1≈0.28 A(或 A)． (3)设ab间匝数为n1， 则＝， 同理＝， 由题意知＝， 联立以上各式得＝， 代入数据得＝. 答案：(1)uab＝400sin200πt(V) (2)0.28 A(或 A)　(3) 学科网（北京）股份有限公司 $$