课时测评12 变压器的工作原理及应用-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版）

课时测评12　变压器的工作原理及应用 (时间：30分钟　满分：40分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题4分，6－9题，每题5分，共40分) 1.如图是“探究变压器线圈两端的电压与匝数关系”的实验示意图，a线圈接交流电源，b线圈接交流电压表，不计两线圈的内阻，在实验过程中(　　) A.只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大 B.只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定增大 C.同时增加a、b两线圈的匝数，电压表的示数一定增大 D.只改变a线圈两端的电压，电压表的示数不变 答案：A 解析：根据＝，解得Ub＝Ua，若只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大，若只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定减小，故A正确，B错误；电压表的示数应与a、b两线圈的匝数比有关，故C错误；只改变a线圈两端的电压，电压表的示数改变，故D错误。 2.如图甲、乙所示的电路中，当A、B接10 V交流电压时，C、D间电压为4 V；当M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V。现把C、D接4 V交流电压，P、Q接4 V直流电压，则A、B间和M、N间的电压分别是(　　) A.10 V　10 V B.10 V　4 V C.4 V　10 V D.10 V　0 答案：B 解析：如图甲所示是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比，当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4 V交流电压时，A、B间将得到10 V的交流电压；如图乙所示是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比；但是当把电压加在P、Q两端时，M、P两点的电势相等；所以当P、Q接4 V直流电压时，M、N两端电压也是4 V，故B正确。 3.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，电流表、电压表均为理想电表，R是光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)。原线圈接入如图乙所示的正弦式交流电压u，下列说法不正确的是(　　) A.电压u的频率为50 Hz B.电压表的示数为22 V C.照射R的光变强时，灯泡变暗 D.照射R的光变强时，电流表的示数变大 答案：C 解析：原线圈接入如题图乙所示的正弦式交流电压，T＝0.02 s，所以频率为f＝＝50 Hz，故A正确；原线圈电压最大值Em＝220 V，则有效值为U1＝＝220 V，由＝可得电压表的示数为U2＝22 V，故B正确；R阻值随光照变强而减小，根据I＝知副线圈电流增大，灯泡变亮，根据功率相等，所以原线圈输入功率增大，原线圈电流增大，所以电流表的示数变大，故C错误，D正确。故选C。 4.(多选)互感式钳形电流表内部结构如图所示，电流表与次级线圈相连，用手柄控制钳形铁芯上方开口的开合，则(　　) A.互感式钳形电流表可用来测量恒定电流 B.互感式钳形电流表测电流时相当于升压变压器 C.次级线圈匝数越少，通过内部电流表的电流越大 D.测量时互感式钳形电流表应串联在被测通电导线中 答案：BC 解析：互感式钳形电流表利用的是电磁感应的互感原理，不能测量恒定电流，故A错误；互感式钳形电流表测电流时，初级线圈为单匝，次级线圈匝数大于初级线圈匝数，根据变压器规律知相当于升压变压器，故B正确；由电流大小与线圈匝数成反比，知次级线圈匝数越少，电流表读数越大，故C正确；测量时，用手柄控制钳形铁芯上方开口打开，将被测通电导线放入其中，不需要将电流表串联在被测通电导线中，故D错误。故选BC。 5.(多选)氮化镓(GaN)是一种氮和镓的化合物，是一种半导体材料。用它制备的器件能够将输入的直流电转化为高频交流电，并通过变压器将电压升高，以满足设备对电源电压和电流的要求。某智能手机充电器的内部电路如图甲所示，主要由氮化镓开关管和一个变压器构成。工作时ab端输入恒定的电压U，通过氮化镓开关管高频率的通断，使变压器cd端获得如图乙所示的输入电压u，则(　　) A.若氮化镓开关管短路，ef端无输出电压 B.若氮化镓开关管短路，ef端有输出电压 C.输出电流的频率为 D.cd端输入电压的有效值为U 答案：AD 解析：若氮化镓开关管短路，cd端电压恒定不变，不能产生互感现象，ef端无输出电压，故A正确，B错误；由题图乙可知，输出电流的周期为T，输出电流的频率为f＝，故C错误；根据有效值的定义有·T＝·，解得U有＝U，故D正确。故选AD。 6.如图所示为理想变压器。原线圈的匝数为1 000匝，两个副线圈的匝数分别为n2＝50 匝、n3＝100 匝，L1是标有“6 V　2 W”字样的小灯泡，L2是标有“12 V　4 W”字样的小灯泡，当n1接上交变电流时，L1、L2都正常发光，那么原线圈中的电流为(　　) A. A B. A C. A D. A 答案：C 解析：P出＝P1＋P2＝2 W＋4 W＝6 W，由P入＝P出，得P入＝I1U1＝6 W，又＝，所以U1＝U2＝×6 V＝120 V，所以I1＝＝ A＝ A，故C正确。 7.(多选)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是(　　) A.所用交流电的频率为50 Hz B.电压表的示数为100 V C.电流表的示数为1.0 A D.变压器传输的电功率为15.0 W 答案：AD 解析：根据i2 -t图像可知T＝0.02 s，交流电的频率f＝＝50 Hz，A正确；副线圈两端电压U2＝I2R2＝×10 V＝10 V，由＝得原线圈两端电压U1＝100 V，电压表的示数U＝220 V－100 V＝120 V，B错误；电流表的示数I＝＝ A＝0.5 A，C错误；变压器传输的电功率P＝R2＋I2R3＝15.0 W，D正确。 8.(多选)一交流发电机产生的感应电动势图像如图甲所示。如图乙所示，该交流电通过一自耦变压器对一电阻供电，不计发电机内阻，则下列说法正确的是(　　) A.电压表V示数为8.5 V B.电阻中电流方向每秒钟改变5次 C.t＝0.05 s时发电机线圈平面与磁场方向平行 D.当自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻消耗的功率增大 答案：AC 解析：根据题图甲可知Em＝12 V，有效值E＝≈8.5 V，所以电压表V示数为8.5 V，故A正确；根据题图甲可知周期T＝0.2 s，频率f＝＝5 Hz，一个周期内电流方向改变两次，所以电阻中电流方向每秒钟改变10次，故B错误；t＝0.05 s时感应电动势最大，此时发电机线圈平面与磁场方向平行，故C正确；当自耦变压器滑片P向上滑动时，根据＝＝，可知n1变大，则U2减小，根据P＝可知，电阻消耗的功率减小，故D错误。故选AC。 9.(多选)如图所示，在一个闭合铁芯中绕着一个匝数为n＝1 000的原线圈，该原线圈与一个电流表A串联后接在有效值为220 V的交流电源两端，两个匝数为n1＝n2＝500的副线圈分别接有电压表V1、V2，定值电阻R1＝22 Ω、R2＝44 Ω，两个二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，已知电表均为理想电表，则下列说法正确的是(　　) A.电压表V1的示数一定小于V2的示数 B.电流表A的示数为7.5 A C.电流表A的示数为1.875 A D.任何时刻穿过三个线圈的磁通量都相等 答案：CD 解析：根据变压器原理，在有两个副线圈的情况下有＝，＝，因为n1＝n2＝500，U＝220 V，故有U1＝U2＝110 V，故A错误；因为两个副线圈的输出端分别串联了一个具有单向导电性的二极管，且二者反向，故在R1中有电流通过的半个周期内，R2中没有电流，则在这半个周期内流过R1的电流为I1＝＝5 A，则在接下来的半个周期内R2中有电流，R1中没有电流，流过R2的电流为I2＝＝2.5 A，两个副线圈可以等效为一个副线圈，设其等效电流为I'，等效电阻为R'，等效电压为U'，根据有效值的定义有I'2R'T＝R1·＋R2·，且U'＝U1＝U2＝I'R'，联立解得I'＝3.75 A，根据变压器的电流关系有I＝＝1.875 A，故B错误，C正确；因为三个线圈都在同一个闭合铁芯中，故任何时刻穿过三个线圈的磁通量都相等，故D正确。故选CD。 学生用书⬇第80页 学科网（北京）股份有限公司 $