3.3 变压器 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

3.3 变压器 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电压变为22V，已知变压器原线圈匝数为1000，则副线圈匝数为(　　) A．50 B．100 C．500 D．2000 2．如图为通过降压变压器给用户供电的电路图，负载变化时变压器的输入电压不会有大的波动（可视为不变）。两条输电线的总电阻为，变压器上的能量损失可忽略，当用户端用电器增加时，则（　　） A．电流表的示数不变 B．电流表的示数变大 C．电压表的示数变小 D．电压表的示数变大 3．理想变压器原、副线圈中的电流I1、I2，电压U1、U2，功率为P1、P2，关于它们之间的关系，正确的说法是（　　） A．I2由I1决定 B．U2与负载有关 C．P1由P2决定 D．以上说法都不正确 4．如图所示，闭合开关后在原线圈接入u=30sin（100πt）V的正弦交变电压。若理想变压器的原、副线圈的匝数比为10：1，灯泡正常发光，此时的电阻为1.5 Ω，电表均为理想电表。则下列说法正确的是（　　） A．副线圈交变电流的频率为5 Hz B．灯泡L的额定功率为6 W C．电流表的示数为0.2 A D．电压表的示数为4.24 V 5．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，原线圈两端接的交流电源，副线圈两端接的负载电阻，电表均为理想交流电表。则下列说法中正确的是（　　） A．副线圈中输出交流电的频率为12.5Hz B．副线圈中电压表的示数为 C．变压器的输入功率为55W D．原线圈中的电流表A的示数为 6．如图所示为手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同。已知发射、接收线圈匝数比，、端的输出电流，则关于、端输入电流的描述正确的是（　　） A．周期为 B．频率为 C．最大值为 D．有效值为 7．—理想变压器原.副线圈匝数之比n1：n2=22：1，原线圈与正弦交流电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10Ω的电阻和一个与电阻并联的理想交流电压表，则（ 　　） A．流过电阻的电流是2A B．变压器的输入功率是10W C．经过1分钟电阻放出的热量是60J D．交流电压表的示数是 8．如图所示，一理想变压器接在电压为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可以通过调节滑动触头P来改变．副线圈连接了交流电流表、定值电阻和可变电阻，则（　　） A．保持P的位置不动，将R的阻值增大，则电流表的读数变小 B．保持P的位置不动，将R的阻值增大，则的电功率变大 C．保持R的阻值不变，将P向上滑动，则电流表的读数变大 D．保持R的阻值不变，将P向上滑动，则的电功率变大 9．右图是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压基本保持不变，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。用电高峰时，R的值会减小。忽略变压器上的能量损失，用电高峰与用电低谷相比，下列说法正确的是（    ）    A．不变，减小 B．和都减小 C．和均减小 D．增大，减小 10．如图为风力发电机的结构简图。风轮机叶片转速为n，转动时所有叶片迎风总面积为S0，风轮机转动时通过转速比为1：k的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为ρ，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，V为交流电压表，忽略线圈电阻，则（　　）    A．线圈位于图示位置时，交流电压表示数为零 B．从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 C．变压器原、副线圈的匝数比为 D．单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为 二、多选题 11．如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙所示。则以下说法中正确的是（  ） A．电压表的示数为36V B．电流表的示数为2A C．四只灯泡均能正常发光 D．变压器副线圈中的交变电流的频率为100Hz 12．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈与二极管（正向电阻为零，相当于导线；反向电阻为无穷大，相当于断路）、定值电阻R0，热敏电阻Rt（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（电流增加到一定值时报警器P将发出警报声）组成闭合电路，电压表、电流表均为理想电表，则以下判断正确的是（　　） A．变压器线圈输出交流电的频率为25Hz B．电压表的示数为22V C．Rt处温度升高到一定值时，报警器P将发出警报声 D．报警器报警时，变压器的输入功率比报警前小 13．如图所示，Q是熔断电流为1A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。要使保险丝不熔断，则（　　） A．副线圈电流最大值不超过2A B．副线圈中电流有效值不超过2A C．R的阻值一定不能小于55 D．R的阻值一定不能小于77 14．理想变压器的原、副线圈的匝数比为，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220V的正弦交流电源上，下列说法正确的是（　　） A．电阻两端电压 B．电阻两端电压 C．经过两电阻的电流之比 D．两电阻消耗的功率之比 15．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图甲中为NTC型热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），为定值电阻，下列说法正确的是（　　） A．图乙交变电压u的表达式 B．处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大 C．原、副线圈中交变电流的变化频率之比为4∶1 D．处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大 三、填空题 16．图甲是一款手机无线充电接收器，将其插入原本没有无线充电功能的手机的接口，并贴于手机背部，再将手机放在无线充电器上即可实现无线充电。其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生电流给手机充电；充电时，受电线圈中的电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器、手机充电时，送电线圈中电流为 A，送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电功率比为 。 17．有一个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈A和B，线圈外部还可以绕线。 （1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了线圈A、B的电阻值，发现线圈B的电阻约为线圈A电阻的3倍，则可推断线圈 （选填“A”或“B”）的匝数多。 （2）若把它看作理想变压器，现要测量线圈A、B的匝数、，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线，一只多用电表和一稳定的低压交流电源。现操作如下： a.将绝缘导线一端与线圈A上方接线柱1相连，并顺着导线原来的绕向再在线圈A绕上n匝线圈： b. 将绝缘导线的另一端和线圈A下方接线柱2分别与低压交流电源两端相连接； c.用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压和线圈B的输出电压U； d.用多用电表的交流电压挡测量线圈A两端的电压，然后拆除电路并整理器材； e.根据上述实验操作，测得线圈A、B的匝数分别为= ，= 。 四、解答题 18．如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3W，电动机线圈电阻r=2Ω，电阻R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求： （1）副线圈电流的频率； （2）副线圈两端的电压； （3）电动机输出的机械功率。 19．如图甲所示为一理想变压器，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图象如图乙所示。若只在ce间接一只的电阻，或只在de间接一只的电阻，两种情况下电阻消耗的功率相等； （1）请写出原线圈输入电压瞬时值的表达式； （2）求ce和de间线圈的匝数比。 20．如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为的正弦式交流电源，定值电阻，副线圈接有阻值为的定值电阻和一个滑动变阻器R（最大阻值），现电路正常工作，两块理想交流电流表的示数为，的示数为。求 (1)变压器原副线圈的匝数比k； (2)调节滑动变阻器，求副线圈负载的总电功率最大时滑动变阻器的阻值（结果保留至小数点后两位）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.3 变压器 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C B C A B A A D 题号 11 12 13 14 15 答案 BC BC BC AC ABD 1．B 【详解】根据理想变压器原副线圈匝数比等于电压比得 变压器能将220V交变电流改变为22V，原线圈匝数n1=1000，副线圈匝数n2。则 n2=匝=100匝 故B正确，ACD错误。 故选B。 2．B 【详解】AB．当用电器数量增加时，并联个数增加，总电阻减小，由于原线圈电压不变，所以副线圈电压也不变，所以副线圈电流增加，A错误B正确。 CD．由于原线圈电压不变，所以副线圈电压也不变，所以CD错误。 故选B。 3．C 【详解】B．U2由输入电压U1和匝数比决定，与负载无关，故B错误。 ACD．理想变压器输入功率等于输出功率，所以P1由P2决定，根据知，I1由I2决定，故C正确；AD错误。 故选C。 4．B 【详解】A．由题可知，交变电压周期，则频率为，变压器不改变频率，所以副线圈交变电流的频率为，选项A错误； BCD．原线圈电压最大值为，则有效值为，根据 代入数值解得，即电压表的示数为；灯泡正常发光时，副线圈电流为 根据 B正确，C、D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．副线圈中输出交流电的频率应与原线圈相同，则有 故A错误； B．原线圈输入电压的有效值为 副线圈中电压表的示数应为有效值，则有 故B错误； C．变压器的输入功率等于输出功率，则有 故C正确； D．由 可得原线圈中的电流表的示数为 故D错误。 故选C。 6．A 【详解】AB．变压器不改变周期和频率，所以周期为 则频率为 B错误A正确； CD．C、D端输出电流的最大值为，根据 可得A、B端输入电流的最大值为 A、B端输入电流的有效值为 CD错误。 故选A。 7．B 【详解】A．根据理想变压器原副线圈与电压关系 由图可知，输入电压 即 再由欧姆定律，可求得流过电阻的电流是 A错误； B．理想变压器的输入功率等于输出功率 B正确； C．由焦耳定律可得经过1分钟电阻放出的热量是 C错误； D．交流电压表测的是电压的有效值，即交流电压表的示数是，D错误。 故选B。 8．A 【详解】A．保持P的位置不动，原副线圈电压不变，将R的阻值增大，电流表读数变小，A正确； B．P位置不动，副线圈电压不变，将R的阻值增大，副线圈电流减小，故的电功率减小，B错误； C．将P向上滑动，匝数比增大，副线圈的电压减小，保持R的阻值不变，电流表的读数变小，C错误； D．将P向上滑动，匝数比增大，副线圈的电压减小，保持R的阻值不变，电流表的读数变小，的电功率变小，D错误。 故选A。 9．A 【详解】AB．变压器的输入电压基本保持不变，变压器匝数比不变，则变压器副线圈两端电压不变；用电高峰时，R的值会减小，增大，输电线损失的电压增大，则减小，故A正确，B错误； CD．变压器副线圈两端电压不变，用电高峰时R的值减小，由欧姆定律知增大；根据变压器原副线圈电流关系知，也增大，故C、D错误。 故选A。 10．D 【详解】A．交流电压表的示数应始终为交变电流的有效值，故A错误； B．由题意可得发电机线圈的转速为nk，则发电机输出的交变电流的频率为 对该线框发电产生的交变电流应有 故B错误； C．线圈中产生的感应电动势有效值为 根据变压器原副线圈匝数关系得原副线圈匝数比为 故C错误； D．单位时间（）内冲击风轮机叶片气流的体积 气体质量 动能 故D正确。 故选D。 11．BC 【详解】ABC．由输入端交变电压u的图象，可求出有效值36V，由原、副线圈匝数之比3：1，可得原、副线圈的电压之比3：1，电流之比1：3，设副线圈中灯泡两端电压为U，则 U+3U=36V 则 U=9V 因此原线圈电压为27V，副线圈电压为9V，四只灯泡均能正常发光，电流表的读数为 由上可知，电压表示数为27V，电流表示数为2A，故A错误，BC正确； D．变压器副线圈两端交变电流的频率50Hz，故D错误。 故选BC。 12．BC 【详解】A．由题图乙可知 f＝＝50Hz 而理想变压器不改变交流电的频率，A项错误． B．由题图乙可知原线圈输入电压的有效值U1＝220V，则副线圈两端电压有效值 U2＝U1＝44V 设电压表示数为U，由于二极管作用，副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流，则由有效值定义有 解得 U＝＝22V B项正确． C．由题给条件可知，Rt处温度升高时电阻减小，次级电流变大，即到一定值时，报警器会发出警报声，C正确； D．因报警器报警时回路中电流比报警前大，则报警时副线圈回路的总功率比报警前大，而输入功率与输出功率相等，D项错误． 故选BC． 13．BC 【详解】AB．根据变压器原副线圈的电流与匝数的关系可知副线圈中电流有效值不超过 选项A错误，B正确； CD．原线圈的输入电压的最大值为220V，所以输入电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为110V，所以副线圈的电阻最小值 所以R的阻值一定不能小于55Ω，所以C正确，D错误。 故选BC。 14．AC 【详解】C．原副线圈的电流之比等于匝数的反比，则经过两电阻的电流之比 I1：I2 = 1：3 故C正确； D．电阻消耗的功率为 则两电阻消耗的功率之比 P1：P2= 1：9 故D错误； AB．设原线圈电流为I，则副线圈电流为3I，副线圈两端电压为 U副 = 3IR2 原线圈两端电压为 则原线圈回路中，有 解得 又 U2=U副 = 3IR2=66V 故A正确；B错误。 故选AC。 15．ABD 【详解】A．由题图乙可知交变电压的最大值，周期，角速度 则可得交变电压的表达式 故A正确； BD．处温度升高时，其阻值减小，副线圈中电流变大，电流表的示数变大，原线圈中电流变大，电压表的示数不变，故变压器输入功率变大，故BD正确； C．原、副线圈电流的频率相同，故C错误。 故选ABD。 16． 0.4 1:25 【详解】[1] 受电线圈中的电流为2A。送电线圈中电流满足 解得A [2] 根据可知，送电线圈和受电线圈线路上所接电阻R的电功率比为1:25。 17． B 【详解】（1）[1]线圈B的电阻约为线圈A电阻的3倍，说明线圈B的导线较长，即其匝数较多。 （2）[2][3]由题可知 解得 18．（1）50Hz；（2）22V；（3）10W 【详解】（1）变压器不改变交流电的频率，由乙图可知T=0.02s，根据公式可得 即副线圈电流的频率为50Hz； （2）根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比的关系，有 副线圈两端的电压为22V； （3）根据副线圈电路中电压关系，有 U2=I2R＋UM 解得 I2=1.25A 灯泡中电流 由分流原理，可得 IM=I2－IL=1A 电动机输出的机械功率 PM=UMIM－Ir=10W 19．(1)；(2)5：4 【详解】（1）由题图乙知 故原线圈的输入电压瞬时值 uab=400sin200πt（V） （2）原线圈输入电压的有效值 设ab间匝数为n1 由题意知 解得： 代入数据解得： 20．(1) (2) 【详解】（1）副线圈两端电压 原线圈两端电压 所以变压器原副线圈的匝数比 （2）副线圈负载的功率等于原线圈的功率 所以当 时，P最大。此时流过副线圈的电流为 副线圈两端电压为 所以滑动变阻器的阻值为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $