第3章 3 变压器（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

[对应学生用书作业（十四）P35] [基础巩固] 1．（多选）理想变压器原、副线圈匝数之比为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、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．某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按下图所示规律变化，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．变压器输入、输出功率之比为55∶9 D．变压器输入电压有效值为220 V，频率为50 Hz 解析　从图中可以看出，加在原线圈上的正弦交流电最大电压为220 V，有效值为220 V，频率为50 Hz，故选项D正确。又因为原、副线圈匝数比为55∶9，输出电压的最大值为36 V，原、副线圈的电流之比为9∶55；变压器输入、输出功率之比为1∶1。故A、B、C均错。 答案　D 3．如图所示，当图中ab两端与ef两端分别加上220 V的交流电压时，测得cd间与gh间电压均为110 V。若分别在cd间与gh间两端加上110 V的交流电压，则ab与ef间电压为(　　) A．220 V，220 V　　　　 B．220 V，110 V C．110 V，110 V D．220 V，0 解析　对变压器＝＝，Ucd′＝110 V时，Uab′＝220 V；对分压器gh间接110 V时Uef′＝Ugh′＝110 V。 答案　B 4. （2025·河北卷）2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图所示，若该电站通过理想变压器调节输出电压U2时，输入电压U1保持不变。已知副线圈总匝数为n，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12＝n23＝，开关S接3时输出电压的瞬时值u2＝Umsin ωt，则S接2时u2­t的图像为(　　) 解析　由题意，开关S接3时，副线圈接入电路的匝数为n3＝n－－＝，此时有＝，开关S接2时，副线圈接入电路的匝数为n2＝n－＝，此时有＝，联立解得U2′＝U2，则u2′＝u2＝Umsin ωt，D正确。 答案　D 5．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．副线圈中的电流之比为1∶2 B．副线圈输出功率之比为2∶1 C．副线圈的接入匝数之比为2∶1 D．原线圈输入功率之比为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，故选项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，故选项A错误；由P＝UI知，输出功率之比为4∶1，故选项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，故选项D错误。 答案　C 6．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，额定功率为10 W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40 Ω，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表达式为u＝220sin πt(V) B．电压表的示数为220 V C．变压器原、副线圈的匝数比为11∶1 D．变压器的输入功率为110 W 解析　由题图乙可知，ω＝＝100π rad/s，故选项A错误；原线圈输入电压为220 V，电压表示数为灯泡的额定电压U＝＝20 V，故选项B错误；由选项B分析，结合电压与匝数的关系得＝＝，故选项C正确；变压器的输入功率与输出功率相等，为P入＝10 W，故选项D错误。 答案　C 7．（多选）如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑片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为滑动变阻器的滑片，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　保持Q的位置不动，将P向上滑动时，滑动变阻器R的有效电阻变大，输出电压不变，则输出电流减少，电流表示数变小，故选项A错误，B正确；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，输出电压变大，电流表示数变大，故选项C正确，D错误。 答案　BC 8．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为(　　) A．2∶1　　　　　　　 B．3∶1 C．4∶1 D．5∶1 解析　设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI。根据变压器的输入功率等于输出功率得： UI－I2R1＝(kI)2(R2＋R3) 4UI－(4I)2R1＝(4kI)2R2 联立两式代入数据解得k＝3∶1，故选项B正确。 答案　B [能力提升] 9．如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为(　　) A．2.2×103 W B．2.2×10-2 W C．2.2×108 W D．2.2×104 W 解析　由电流互感器知高压输电线中电流I＝1 000 A，由电压互感器知高压U＝2.2×105 V，则高压输电线功率P＝UI＝2.2×108 W。 答案　C 10．如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是(　　) A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3示数均增大 C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 解析　变压器输入电压不变，原、副线圈的匝数比不变，故原、副线圈两端的电压不变，即电压表V1、V2示数不变，选项A、B均错误；I1、I2增加，则副线圈电路中总电阻减小，故变阻器滑片应沿c→d方向滑动，选项D正确；由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝P出知，调节滑动变阻器前I1n1＝I2n2，调节滑动变阻器后I1′n1＝I2′n2，联立得(I1′－I1)n1＝(I2′－I2)n2，即ΔI1n1＝ΔI2n2，＝＝＝4，故该变压器起降压作用，选项C错误。 答案　D 11．如图所示，理想变压器原线圈输入电压U1＝3 300 V，副线圈两端电压220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡A、B，绕过铁芯的导线所接的电压表示数为UV＝2 V。求： (1)n1等于多少匝？ (2)S断开时，电流表A2的示数I2＝5 A，A1示数I1为多少？S闭合时，A1的示数I1′为多少？（保留小数点后两位） 解析　(1)＝＝，n1＝1 650匝。 (2)＝，n2＝110匝；＝，I1＝ A≈0.33 A。 I2′＝2I2＝10 A，I1′＝I2′，I1′＝ A≈0.67 A。 答案　(1)1 650匝　(2)0.33 A　0.67 A 12．（2025·江苏徐州模拟）如图是某同学设计的给电风扇切换挡位的电路示意图，a、c是理想变压器原线圈两端的接点，b是原线圈之间抽头的接点。开关S用来改变电风扇的工作挡位，1挡时电风扇的输入功率为44 W，输出功率为36 W；2挡时电风扇的输入功率为88 W，输出功率为70 W。理想变压器原线圈输入的交流电压为220 V，开关S接a时变压器原、副线圈的匝数比为10∶1。 (1)1挡时，开关S应该接a处还是接b处？通过原线圈的电流多大？ (2)求电风扇的内阻； (3)bc间匝数与副线圈匝数比为多少？ 解析　(1)接1挡时，电风扇的输入功率较小，则电风扇两端的电压较小，变压器副线圈的输出电压较小，故开关接a处，根据功率公式有 P1入＝U1I1 解得通过原线圈的电流为I1＝0.2 A。 (2)接1挡时变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，可知 I1∶I2＝1∶10，解得I2＝2 A 根据能量守恒定律，可知电风扇的热功率为Pr＝P1入－P1出＝I22r 解得电风扇的内阻为r＝2 Ω。 (3)开关接b时为2挡，可知此时电风扇的热功率为Pr′＝P2入－P2出＝I2′2r，解得I2′＝3 A 变压器消耗的功率为P2入＝U1′I2′，U1′＝ V 根据变压比可知U1∶U1′＝nb∶n2 解得nb∶n2＝15∶2。 答案　(1)接a处　0.2 A　(2)2 Ω　(3)15∶2 学科网（北京）股份有限公司 $