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）江苏专版

[基础巩固] 1．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之比是10∶1 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、B错；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。 答案　D 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.如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin (100πt) V的交流电源上，副线圈接有R＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(　　) A．原线圈中电流表的读数为1 A B．原线圈中的输入功率为220 W C．副线圈中电压表的读数为110 V D．副线圈中输出交流电的周期为50 s 解析　原线圈输入电压U1＝ V＝220 V，根据U1：U2＝n1∶n2可得电压表的读数U2＝ V＝110 V，C项错；输出功率P2＝＝ W＝220 W，所以原线圈输入功率也为220 W，B项错；根据P＝UI得原线圈中电流表的读数I1＝ A＝1 A，A项对；原副线圈中交变电流的周期相同，T＝＝＝0.02 s，D项错。 答案　A 5．(2025·苏州高二期中)如图所示，一理想变压器ab端接交流电源，原线圈匝数为100匝，R1、R2、R3阻值相等。当开关S断开时，R1功率为P1，当S闭合时，R1功率为P2，且P1∶P2＝9∶25，则副线圈匝数为(　　) A．25　　　　　　 B．50 C．200 D．400 解析　设原副线圈的匝数比为n，开关断开时原线圈电流为I1，开关闭合时原线圈电流为I2，由P1∶P2＝9∶25, P＝I2R，可知I1∶I2＝3∶5。设开关断开时副线圈电流为I1′，开关闭合时副线圈电流为I2′，则开关断开时副线圈电压为U1′＝I1′R＝nI1R，此时原线圈电压为U1＝nU1′＝n2I1R，总电压为U＝U1＋I1R＝n2I1R＋I1R。由欧姆定律可知开关闭合时副线圈电阻为R′＝0.5R，副线圈电压为U2′＝I2′·0.5R＝0.5nI2R，原线圈电压为U2＝nU2′＝0.5n2I2R，总电压为U＝U2＋I2R＝0.5n2I2R＋I2R，联立解得n＝2，则副线圈的匝数为n′＝×100＝50，故B正确，A、C、D错误。 答案　B 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．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(　　) ①保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大；②保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小；③保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大；④保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小。 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 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①错误，②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③正确，④错误。 答案　C 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．(2025·宿迁高二联考)一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为3∶1，电阻R1和R2阻值分别为3 Ω和1 Ω，电流表、电压表均为理想电表，a、b端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．电压表的示数为 V B．电流表的示数为 A C．0～0.04 s内，电阻R2产生的焦耳热为0.20 J D．0.07 s时，通过电阻R1的电流为 A 解析　设电流表的示数为I1，则有I12RT＝2R＋()2R，I1＝ A，理想变压器原、副线圈匝数之比为3∶1，根据理想变压器规律＝，解得副线圈电流峰值为I2max＝3 A，因原线圈中电流只有前半个周期电流大小变化时才能输出到副线圈中，设副线圈中交变电流的有效值为I2，I22RT＝2R，I2＝ A。因此电压表的示数为U＝I2R2＝×1 V＝ V，故A正确，B错误；在0～0.04 s内，电阻R2产生的焦耳热为Q＝I22R2t＝2×1×0.04 J＝0.27 J，故C错误；由图可知，在0.07 s的前后，原线圈中的电流不变化，则副线圈中没有感应电流，所以通过电阻R1的瞬时电流为0，故D错误。 答案　A 11．如图，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。(保留小数点后两位) (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？ 解析　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．如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1＝1 100匝，接入电压U1＝220 V的电路中。 (1)要求在两个副线圈上分别得到电压U2＝6 V，U3＝110 V，它们的匝数n2、n3分别为多少？ (2)若在两副线圈上分别接上“6 V　20 W”“110 V　60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？(保留小数点后两位) 解析　(1)根据原、副线圈间电压与匝数的关系， 由＝， 得n2＝n1＝×1 100 匝＝30 匝， 同理，n3＝n1＝×1 100 匝＝550 匝。 (2)设原线圈输入电流为I1，由P入＝P出，得I1U1＝I2U2＋I3U3＝P2＋P3， 所以I1≈0.36 A。 答案　(1)30 匝　550 匝　(2)0.36 A 学科网（北京）股份有限公司 $