3.3 变压器-【重难点手册】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步练习册（人教版）浙江专用

甲 电流最大值为1。=，=2A根据有效值定义可 得（停1）R·号-rRT,解得电流有效值为1 1A,则0~1s内，电阻R上产生的热量为Q=I2Rt =4J. (3)由振动方程可知周期为T=2红=0.02s,前0.02s 内，仅在0.005s到0.015s有电流通过电阻R,则有 △p=n0.02B≈1.3×102C. g=nR十，=n R十r (4)0.01~0.015s内，磁铁由平衡位置向最F 大负位移运动，受力情况如图乙所示.由动能F礼 定理得W+mgh十w弹十WA=0- 2mo品， 圈场力做功W,=一-（停1）》广R+= mg 乙 4 -0.05J,又kx1=mg,x2=x1十0.01=0.02m,W弹 =x:-号x=-0.03J,联立解得外力F做的 功为W=一0.94J. 第3节变压器 1.C【解析】变压器的工作原理是互感现象，故A错误； 该变压器副线圈匝数比原线圈匝数少，故该变压器为 降压变压器，放B错误：根据号-二可如，原线圈电流 较小，电阻较大，导线较细，故C正确；使用相互绝缘的 硅钢片叠成的铁芯是为了减小涡流，故D错误.故选C 2.C【解析】电流互感器是利用变压器的原理将原线圈 的高电流变至副线圈的低电流，所以电流互感器应串 联在电路中，且根据理想变压器原、副线圈电流之比等 于匝数比的倒数可知，副线圈的匝数应比原线圈的匝 数多.故选C 3.B【解析】此时副线圈的匝数小于原线圈的匝数，是降 压变压器，故A错误；仅把P沿顺时针转动少许，副线 圈的匝数减小，电压降低，负载电阻不变，电流变小，灯 泡变暗，故B正确；仅把P向下移动少许，原、副线圈 练习册参考答案与解析值型 匝数比不变，副线圈两端电压不变，R接人回路的阻值 成小，则副线圈的电流增大，P=()R,可知R的 功率不一定增大，故C错误；把P沿逆时针转动少许， 副线圈的电压增大，P'向上移动少许，负载的电阻增 大，灯泡的电流不一定变化，则灯泡的亮度不一定变 化，故D错误.故选B. 4.A【解析】题图所示的变压器为升压变压器，根据变压 器电压与匝数的关系可知，灯泡两端电压增大，即该电 路不可能使电灯正常发光，故A正确；题图所示的变压 器为降压变压器，根据变压器电压与匝数的关系有 n2 一部器，可知匝数比满足上述关系时，灯泡两瑞电 压减小至110V,即该电路能使电灯正常发光，故B错 误；题图中灯泡与滑动变阻器下端并联，灯泡两端电压 等于滑动变阻器下端电压，由于滑动变阻器上端串联 分压，可知灯泡两端电压能够恰好达到110V,即该电 路能使电灯正常发光，故C错误；题图中灯泡与滑动变 阻器上端串联后再与滑动变阻器下端并联，灯泡两端 与滑动变阻器上端共同承担电压380V,由于滑动变阻 器上端串联分压，可知灯泡两端电压能够恰好达到 110V,即该电路能使电灯正常发光，故D错误.故选A 5.交流3A;AB 【解析】变压器利用了互感现象，所以变压器对稳压电 源起不到变压作用，要选择交流3A的输入端电源.由 于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际 测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律有 U1_N1_1 U,N2 2，由题表中的数据可知，U总是略小于 2U,故N一定是副线圈，A正确；由理想变压器规 #有号-号可知N:中的电流较N,小，B正确：变 压器只能改变交流电的电压，不能改变频率，C错误； 变压器不是理想的，存在铁损、磁损、铜损等损耗，变压 器顶部铁芯不一定有松动，D错误.故选A、B. 6.B【解析】根据题意知U1=220V,I1=2A,I2=1A, 根据理想变压器变压比公式有光一%，解得U, n2 132V,同理，心-，解得U,=4V,对于理想变国 25 重难点手册高中物理选择性必修第二册尺 器，有输入功率等于输出功率，P人=P出，而P=U1,根 据题意有I1U1=I2U2十I3U3,解得I3=7A,故选B. 7.D【解析】仅把P1向上移动少许，副线圈的匝数增 大，根据理想变压器原理可知，副线圈两端电压变大， 即电压表示数变大，则I2变大，根据I1=212可知， I1变大，则电流表示数变大，故A错误；仅把P2向上 移动少许，副线圈两端电压不变，R接入电路的阻值变 小，则流过副线圈的电流变大，R。的功率变大，故B错 误；把P,、P2均向上移动少许，副线圈的电压增大，R 接入电路的阻值减小，电流增大，则电流表示数变大， 故C错误；把P1向下移动少许，把P2向上移动少许， 副线圈的电压减小，负载的电阻减小，负载的功率可能 不变，电源的输出功率可能不变，电流表示数可能不变， 故D正确.故选D. 8,B【解析】原线圈两端电压的有效值U=5V-52 V: 2 根据电压与匝数的关系有岩-化，变压器副线圈电压 的峰值U2mx=√2U2,根据题意有U2max>10×103V, 解得”>20o0,%<20故A错误，B正确：用电压 表测原线圈两端电压，电压表测的是有效值，则示数为 U长y3V,故C错误：根据经=2f一 2 100πHz,解得f=50Hz,变压器不改变频率，则副线 圈输出交流电压的频率是50Hz,故D错误.故选B. 9.D【解析】若棒在轨道上以速度v匀速运动，导体棒产 生的电动势恒定不变，原线圈电流恒定不变，则穿过副 线圈的磁通量保持不变，不会产生感应电动势，所以小 灯泡D两端的电压为0，故A错误；若棒在轨道上做 匀加速运动时，导体棒产生的电动势均匀增大，原线圈 电流均匀增大，则穿过副线圈的磁通量均匀增大，副线 圈产生稳定的感应电动势，由于电容器不能通恒定电 流，所以小灯泡D3不亮，故B错误；若棒在轨道上做变 加速运动，则副线圈产生变化的感应电动势，由于线圈 L和电容器都会对变化的电流产生一定的阻碍作用， 所以小灯泡D最亮，故C错误；若原线圈输入正弦式 交流电，增加交流电频率，根据感抗X,=2πfL,容抗 X。一2元C,可知感抗增大，容抗减小，则D,变暗，D 26 (浙江专用) 变亮，故D正确.故选D. 10.B【解析】线圈处于题图所示位置时，其线圈平面与 磁场方向正好垂直（即线圈的法线与磁场平行），这时 磁通量最大，瞬时感应电动势为0，电流瞬时值为0， 但电流表示数为有效值，故示数不为0，A错误；线圈 做周期交变发电，一周期内感应电动势“正负对称”， 流过外电路的电荷总量必为0，B正确；将线圈产生的 电动势看成电源，其内阻R看成电源的内阻，变压器 的等效电阻R华=（②）R2=子R2,将R,和R等并 2/ 联的阻值看成外电阻，开始时，R=子R,=2R,此时 并联都分的阻值R#一-R,恰好等于电源的 内阻，则开始时发电机的输出功率最大，仅将滑片P 向下滑动，发电机的输出功率将减小，C错误；线圈产 生的感应电动势的最大值Em=nBSw=nBL2w,有效 E一-0，根据欧姆定律，结合上述结论可 √2 E E 得I一R十R一2示，由上述结论可知R1=R等=2R, 放原线圈的电流1=1%=1，由变压馨知识可得 是出联立解得=子1景故-个周期内R:的 I2 n 电功率为P2=1R2=n2BL 16R -,D错误.故选B. 11.D【解析】由题图2可知，原线圈两端接入的正弦交 2π 变电源电压u=tmux sin宁t=220√2sin100mt(V),故 220√2 A特误根电与数的关系有是 一，解得 U,=20m2,则电动机的输人功率为P=U,I- n1 20zL,故B错误；电动机输出的机械功率为mg, 故电动帆的效率)一学器-，故C错误电动 机线圈电阻消耗的功率P熟=P总一P机=P总一mg☑ 220m2I n1 -mg,又由于P6=1R,解得R=2202 裂，故D正确，故选D 12.BC【解析】变压器的输入电压U1保持不变，则电压 表V,示数不变，根据号，一品可知副线圈电压不变， 即电压表V2示数不变，当并联的用电器增多时，并联 部分电阻减小，副线圈总电阻减小，副线圈干路电流 增大，电流表A示数增大，根据}=”2可知原线圈 12 n 中电流增大，电流表A,示数增大，通过输电线总电阻 R。的电流增大，则R。两端电压增大，并联部分的电 路两端的电压等于副线圈两端电压减去R。两端的电 压，所以并联部分的电路两端的电压减小，电压表V3 示数减小，故A错误，B正确；因为副线圈电压不变， 所以电压表V3的变化量△U3|与R。两端电压的变 化量△U,之和为0，所以=△，，又因为二 票，所以-票又因为 =R。,所以 △I21 |△U,_△U,_.=R,故电压表V 1△I1T=1△IT△I2Tn2n2 的变化量△U3与电流表A,的变化量△I,之比不 变，故C正确；电压表V1示数不变，电流表A1示数 增大，故电压表V1的示数U1与电流表A的示数I1 之比将减小，故D错误.故选B、C 第4节电能的输送 1.C【解析】由于发电机输出电压不变，由变压器的变压 比可知，电压表V1的示数不变，故A错误；由于电压 表V2示数减小，可知降压变压器原线圈两端的电压变 小，因此输电线上损失的电压△变大，由1一兴可 知，输送电流增大，电流表A1的示数变大，发电机的输 出功率增大，故B、D错误；根据变压器电流比可知，电 流表A2的示数增大，故C正确，故选C. 2.C【解析】输电线上的分压为U,=Ir,而非输电电压， A错误；在输电线上会损失一部分功率，为P=Ir,C 正确，B、D错误.故选C 3.C【解析】输电电压指的是电压的有效值，因此 “1000kV”指的是交流电的有效值，故A错误；根据 P=U可知，在输电功率不变的情况下将输电电压从 交流500kV的超高压变为交流1000kV的特高压， 输电线上的电流变为原来的？，故B错误；输电线上损 失的功率P提=IR,由于升压后输电线上的电流变为 原来的？，因此输电线上损失的功率降为原来的子， 练习册叁考答案与解析么出超 即输电线上的电能损耗降为原来的号，故C正确：用 户获得的功率P用=P输一P摄，可知两次得到的功率关 系为P用=P输一P损≠4(P输一4P损)，可知用户获得的 功率不是原来的4倍，故D错误.故选C 4.B【解析】根据变压器输入功率与输出功率相等可得 1,U,=,U2,解得用户端的电压为U,=I马，故A正 I2 确；发电厂的输出功率为P出=IU,输电线路上损失 的电功率为P损=I,故B错误；输电线上的电压降 为△U=U-U1,故D正确.故选B. 5.CD【解析】变压器改变电压和电流，不改变频率，则 交流电源输出的交流电周期为T=2π=0.02s,故A 错误；由题意可知，降压变压器T2副线圈两端电压的 有效值为U4=220V,原线圈两端电压的有效值为U? =U,=484V,由于输电线上一定有电压损失，故变 压器T1副线圈n2两端的电压大于484V,故B错误； 电热水壶中的电流为1，受碧A,经过1分钟电热 水壶产生的焦耳热为Q=IRt=6×104J,故C正确； 变压器T1原、副线圈满足U1I1=U2I2,输电线上损失 的功率可表示为△P=Ir,变压器T1使用升压变压 器，可减小电流I2,减小功率损失，故D正确.故选C、D. 6.B【解析】根据题意可得，发电回路中的电流为I1= 卫P_100X10A=400A,根据原、副线圈电流与匝数 250 的关系可得输电线路上通过的电流为1：=%1，= ×400A=25A.放A销误输电回路中有飞=1，r+ U,U,-U1,联立解得降压变压器原线圈两端的电 11 压为U3=3800V,故B正确；用户得到的功率为P'= P-△P=P-Ir=95000W=95kW,故C错误；降 瓜变压器的匪数比为-受-”故D错说故 选B. 7.D【解析】直流输电线上的电流为1=元= P 11O0X10A=4X10A,故A错误；降压器的输入电 4.4×103 27第3节 ●基础过关练 测试时间：10分钟 1.如图为某一街头变压器的实物图与原理示意 图，下列说法正确的是( 原线圈 副线圈 铁芯 A.变压器的工作原理是自感现象 B.该变压器为升压变压器 C.该变压器的原线圈导线比副线圈导线更细 D.使用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯是为了 增大涡流 2.在变电站里，电流互感器经常被用来监测电网 上的强电流.下列选项中能正确反映其工作原 理的是( 零线 火线 火线 零线 零线 零线 火线 火线 A C 3.(2025·浙江杭州学 军中学模拟预测)如 图所示的理想自耦 变压器，在A、B间 接正弦交流电压U,滑片P置于图示位置，与 线圈接触且可转动，滑片P'置于滑动变阻器R 的正中间，灯泡L的电阻是定值，下列说法正 确的是() 第三章交变电流么出超 变压器 A.变压器此时为升压变压器 B.仅把P沿顺时针转动少许，灯泡变暗 C.仅把P'向下移动少许，R的功率一定增大 D.把P沿逆时针转动少许，P'向上移动少许， 灯泡变暗 4.现用电压U=380V的正弦式交变电流给额定 电压为110V的电灯供电，以下电路中不可能 使电灯正常发光的是( D 5.(2025·浙江嘉兴三模)在“探究变压器原、副 线圈电压与匝数的关系”实验中，小张用400匝 的线圈N1和800匝的线圈N2组合而成的变 压器进行实验，然后选择 (填“稳压 2A”或“交流3A”)作为输入端电源，如图所 示.经正确连线和规范读数，实验中记录的数 据U1、U2分别表示线圈N1、N2两端的电压 测量数据。 +稳压2A 如学生由 +交流3A U/V 1.80 2.81 3.80 4.78 5.80 U2/V 4.00 6.01 8.02 9.98 12.04 根据表中数据，下列推断正确的是 (多选). 43 重难点手册高中物理选择性必修第二册F A.N1一定是副线圈 B.N2中的电流较N1中的小 C.N2中的电流频率较N1中的高 D.实验中变压器顶部铁芯一定有松动 乃综合提能练 测试时间：25分钟 6.无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到 应用.地下铺设供电的送电线圈，车上的受电 线圈与蓄电池相连，如图所示.送电线圈匝数 n1=1000,当两辆受电线圈匝数分别为甲(n2 =600)、乙(3=200)的新能源汽车同时在同 一个送电线圈上充电，在理想情况下，忽略各 种能量损耗，当送电线圈两端接在220V的交 流电源上时，送电线圈上电流为2A,通过甲车 的充电电流为1A,则通过乙车的电流为(). 锂离子蓄电池 地面供电装置车身底部感应装置 A.10A B.7A C.3A D.1A 7.(2025·淅江富阳中学阶段练习)如图所示为 一理想自耦变压器，原线圈接电压为U的正弦 式交流电，滑片P,与线圈接触且置于线圈的 正中间，滑片P2置于滑动变阻器R的正中 间，定值电阻的阻值为R。,电流表、电压表均 为理想电表，下列说法正确的是(). A.仅把P1向上移动少许，电流表的示数不变 44 (浙江专用) B.仅把P。向上移动少许，R。的功率减小 C,把P1、P2均向上移动少许，电流表示数可 能不变 D.把P1向下移动少许，P2向上移动少许，电 源的输出功率可能不变 8.(2024·浙江1月卷)如图为某燃气灶点火装置的 原理图.直流电经转换器输出u=5sin100t(V) 的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2 的变压器升压至峰值大于10kV,就会在打火 针和金属板间引发电火花，实现点火.下列说 法正确的是( ）. 转换器 金属板 文打火针 A<00 B.211 n22000 C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5V D.副线圈输出交流电压的频率是100Hz 9.(2025·浙江台州一中阶段练习)如图所示，理 想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=2：1, 原线圈EF两端与宽度为d的光滑平行金属 轨道连接，轨道平面水平，磁感应强度为B的 匀强磁场垂直于轨道平面向下.一根金属杆在 轨道上运动，并始终与导轨保持良好接触.副 线圈GH两端连接的电路如图，三个灯泡的电 阻均相同，L是直流电阻不计的理想线圈，C 是电容器，导轨电阻不计.下列说法正确的是 D☒D⑧ X L C+ A.若棒在轨道上以速度匀速运动，则小灯泡 Di两端的电压为Bd 2 B.若棒在轨道上做匀加速运动时，三盏灯泡一 样亮 C.若棒在轨道上做变加速运动时，三盏灯泡一 样亮 D.若原线圈输入正弦式交流电，增加交流电频 率，D2变暗，D3变亮 10.如图所示，边长为L的n匝正方形线圈，在磁 感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场 的中心轴做匀速转动，角速度为ω，线圈阻值 为R,通过电刷与外电路连接，理想变压器原 线圈与副线圈匝数比为1：2，定值电阻R1 2R,滑动变阻器R2的最大阻值为8R,开始 滑片P位于最上端，忽略电流表及线路电阻， 下列说法中正确的是( A.线圈经过图示位置时，电流表的示数为0 B.线圈由图示位置转过一个周期，流过电流 表的电荷量为0 C.仅将滑片P向下滑动，发电机的输出功率 将增大 D.滑片P不动，一个周期内电阻R2消耗的 功率为0nBL4 8R 11.电动晾衣杆方便实用，在日常生活中得到广 泛应用.如图1所示，一理想变压器原线圈两 端接人如图2所示正弦交流电源，原、副线圈 的匝数比为n1：n2,副线圈与一个交流电流 表和一个电动机串联.开关S闭合，当电动机 带动质量为m的电动晾衣杆以速度v匀速上 升时，此时电流表读数为I,重力加速度为g, 第三章交变电流么出超 则( 图1 Au/V 220√2- t/×102s -220√2 图2 A.原线圈两端接入的正弦交流电源电压瞬时 值u=220W2sin100t(V) B电动机的输人功率为220mL n2 C.电动机的效率7=220m1i mgin? D.电动机线圈电阻R为202 mgv nI 2 C培优突破练 测试时间：5分钟 12.（多选)图甲是街头常见的变压器，它通过降 压给用户供电，其简化示意图如图乙所示，各 电表均为理想交流电表，变压器的输入电压 U1保持不变，输出电压通过输电线输送给用 户，两条输电线的总电阻为R。.当并联的用 电器增多时，下列判断正确的是( 用电器 R 甲 A.电流表A1示数减小，A2示数减小 B.电压表V2示数不变，V3示数减小 C.V3的变化量|△U3|与A1的变化量|△I1I 之比不变 D.V1的示数U1与A1的示数I1之比将增大 45