课时跟踪检测(十四) 变压器（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（鲁科版 福建专用）

课时跟踪检测(十四)　变压器 1．如图，可以将电压升高供给电灯的变压器是(　　) 2．下列各图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的灯泡相同，规格都是“220 V　40 W”。当灯泡所消耗的功率都调至20 W时，台灯中消耗功率最小的是(　　) 3.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 4.如图所示的自耦变压器为理想变压器，R为定值电阻，在ab两端输入正弦交流电，将滑片P向下移动，使原线圈的匝数减少为原来的80%，则变压器副线圈输出电压将会是原来的(　　) A．1.2倍 B．1.25倍 C．0.8倍 D．0.75倍 5.(2024·海南高考)(双选)电动汽车充电站变压器输入电压为10 kV，输出电压为220 V，每个充电桩输入电流为16 A，设原、副线圈匝数分别为n1、n2，输入正弦交流电的频率为50 Hz，则下列说法正确的是(　　) A．交流电的周期为0.02 s B．原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶500 C．输出的最大电压为220 V D．若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2 kW 6．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 7．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为11∶1，当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为20 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 100πt(V) B．变压器原副线圈的磁通量变化率之比为11∶1 C．电压表的示数为220 V D．灯泡的额定功率为20 W 8．为了安全，在家庭电路中一般都会在电能表后面的电路中安装一个漏电保护器，其内部结构如图所示。原线圈是由进户线的火线和零线并在一起双线绕成的，当副线圈a、b两端没有电压时，脱扣开关S能始终保持接通；当副线圈a、b两端一旦有电压时，脱扣开关立即断开，切断电路以起保护作用。下列说法正确的是(　　) A．用户正常用电时，通过原线圈的磁通量与电路中的电流大小有关 B．用户正常用电时，副线圈a、b之间有电流通过 C．若此装置用于直流电路，则不能起到保护作用 D．若人站在进户线处的地面上，手误触用电器的火线而触电时，副线圈a、b两端电压不为零 9.如图所示，理想变压器原线圈接一正弦交变电源，其电压的有效值恒定不变，两个副线圈的匝数分别为n1和n2，所接电阻分别为R1和R2，且R2＝2R1。不计电流表内阻。当只闭合S1时，电流表示数为1 A；只闭合S2时，电流表示数为2 A。则n1∶n2等于(　　) A．1∶1　 　B．1∶2　　 C．1∶3　　 D．1∶4 10.一理想变压器的原线圈匝数n1＝100匝，副线圈匝数n2＝30 匝、n3＝20 匝，一个电阻为48.4 Ω的小灯泡接在两个副线圈上，如图所示。当原线圈与u＝220sin ωt(V)的交流电源连接后，变压器的输入功率是(　　) A．10 W B．20 W C．250 W D．500 W 11．(双选)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶2，原线圈接电压随时间变化规律为u＝220sin 100πt(V)的交流电源，定值电阻R1＝R2＝20 Ω，二极管为理想二极管，则以下说法正确的是(　　) A．电流表A的示数为 A B．电流表A的示数为2 A C．电压表V的示数为40 V D．一个周期内，电阻R1、R2消耗的焦耳热之比为2∶1 12．(双选)随着手机无线充电技术的革新，现在已有一台无线充电器同时给两部手机充电的技术，相当于有两个副线圈的变压器，如图所示(线圈中有铁芯未画出)。若无线充电器中的送电线圈匝数为n1，所接电源电压为U1，电流为I1，输入功率为P1，而两台手机中的受电线圈(完全相同)匝数为n2，电压为U2，电流为I2，输出功率为P2，若不计线圈的电阻和磁通量损失，则以下关系正确的是(　　) A．P1＝P2 B．P1＝2P2 C.＝ D．n1I1＝n2I2 13．(2025·东营高二质检)随着电动汽车的普及，汽车无线充电受到越来越多的关注。其原理如图所示，将受电线圈安装在汽车的底盘上，供电线圈安装在路基中，当电动汽车行驶到供电线圈装置上方时，受电线圈即可“接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充电。关于无线充电，下列说法正确的是(　　) A．供电线圈接恒定电源也可以实现无线充电 B．地面供电线圈中电流和车身底部受电线圈中电流的频率相同 C．地面供电线圈和车身底部受电线圈的磁通量变化率相同 D．若供电线圈和受电线圈均采用超导材料，则能量的传输效率可达到100% 14．(12分)如图所示，100匝矩形导线框处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100π rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈中接一只“220 V，60 W的灯泡。若电流表为理想交流电表。求： (1)线圈从图示位置开始计时，产生感应电动势瞬时值的表达式。(4分) (2)为使灯泡正常发光，理想变压器的匝数比。(4分) (3)灯泡正常发光时，理想交流电流表的示数。(4分) 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十四) 1．选B　只有交流电才能通过变压器实现变压，且升压变压器的原线圈匝数比副线圈的匝数要少，满足上面两个条件的只有选项B。 2．选C　题目中提供了4种控制电路，A、B、D选项图中3种电路均采用变阻器分压，工作时电阻上都有额外的功率损耗，台灯消耗的功率大于20 W，C选项图中用理想变压器改变电压，因没有额外的功率损耗，这时台灯消耗的功率就等于20 W，为最小值，C正确。 3．选B　题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对应线圈的匝数之比，当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于对应线圈的匝数比，所以C、D接4 V交流电压时，A、B间将得到10 V交流电压；题图乙所示是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻两端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。 4．选B　由＝知U2＝U1，所以当n1′＝n1时，变压器副线圈输出电压U2′＝U2，即变压器副线圈输出电压将会是原来的1.25倍。故选B。 5．选AD　交流电的周期为T＝＝0.02 s，故A正确；根据理想变压器原、副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原、副线圈匝数比为＝＝＝，故B错误；输出的最大电压为U2m＝U2＝220 V，故C错误；若10台充电桩同时使用，输出功率为P2总＝10U2I2＝10×220×16 W＝35 200 W＝35.2 kW，理想变压器不改变功率，故输入功率为P1总＝P2总＝35.2 kW，故D正确。 6．选C　根据题图甲可得，高压输电线的送电电压 U＝U甲＝220 kV；根据题图乙可得，送电电流I＝I乙＝1 000 A；所以高压输电线的送电功率P＝UI＝220 kV×1 000 A＝2.2×108 W，C正确。 7．选D　由题图乙可知，输入电压的最大值和周期分别为Um＝220 V，T＝2×10－2s，圆频率为ω＝＝ rad/s＝100π rad/s，则变压器输入电压的瞬时值表达式为U＝220sin 100πt(V)，故A错误；穿过变压器原、副线圈的磁通量变化率相同，比值为1∶1，故B错误；变压器输入电压的有效值为U1＝＝220 V，根据变压器电压与匝数关系有＝，解得电压表的示数为U2＝20 V，故C错误；灯泡的额定功率为P＝＝20 W，故D正确。 8．选D　由于原线圈是由进户线的火线和零线并在一起双线绕成的，火线与零线中的电流大小相等、方向相反，则用户正常用电时，火线和零线在原线圈中产生的磁场大小相等、方向相反，合磁场为0，即用户正常用电时，通过原线圈的磁通量始终为0，与电流大小无关，故A错误；根据上述，用户正常用电时，通过原线圈的磁通量始终为0，与电流大小无关，即穿过副线圈的磁通量也始终为0，没有发生变化，即副线圈中没有发生电磁感应现象，副线圈a、b之间没有电流通过，故B错误；若此装置用于直流电路，若火线和零线间发生漏电，则通过火线的电流大于通过零线的电流，穿过原、副线圈的磁通量发生变化，副线圈中发生电磁感应现象，副线圈a、b两端有电压，脱扣开关仍然会立即断开，切断电路以起保护作用，可知若此装置用于直流电路，仍然能起到保护作用，故C错误；若人站在进户线处的地面上，手误触用电器的火线而触电时，通过火线的电流大于通过零线的电流，穿过原、副线圈的磁通量发生变化，副线圈中发生电磁感应现象，副线圈a、b两端有电压，即副线圈a、b两端电压不为零，故D正确。 9．选B　设原线圈的电压为U，当只闭合S1时，电流表示数为1 A，则变压器的输入功率为P入＝U×1 A，则副线圈的功率为P副＝＝P入＝U×1 A；当只闭合S2时，电流表示数为2 A，则变压器的输入功率为P入′＝U×2 A，则副线圈的功率为P副′＝＝P入′＝U×2 A，可得∶＝1∶2，又R2＝2R1，可得U1∶U2＝1∶2，由变压器的电压与匝数成正比，则有n1∶n2＝U1∶U2＝1∶2，故选B。 10．选A　根据副线圈的接法可知，两个副线圈反向连接，两副线圈产生的电动势抵消一部分，相当于灯泡接在10 匝的副线圈上，根据题给表达式知，原线圈两端的电压有效值为220 V，根据电压与匝数成正比知灯泡两端的电压U＝×220 V＝22 V，灯泡的功率P＝＝ W＝10 W，则输入功率也为10 W，故A正确。 11．选AD　由题意可得原线圈电压的有效值为U1＝ V＝220 V, 根据理想变压器电压与匝数的关系，可得电压表的读数为 U2＝U1＝×220 V＝40 V，故C错误；由于二极管的单向导电性，根据电流的热效应有2R2×＝I22R2T，解得通过电阻R2的电流有效值为I2＝ A，所以，电流表A的示数为 A，故A正确，B错误；一个周期内，电阻R1消耗的焦耳热为Q1＝2R1T＝80T，电阻R2消耗的焦耳热为Q2＝I22R2T＝40T，可得，二者消耗的焦耳热之比为2∶1，故D正确。 12．选BC　根据能量守恒定律，输入功率等于输出总功率，即P1＝2P2，故A错误，B正确；根据理想变压器电压与匝数关系可知＝，故C正确；根据理想变压器电流与匝数关系可知n1I1＝2n2I2，故D错误。 13．选B　无线充电技术与变压器都是利用电磁感应原理，若将供电线圈接到恒定电流的电源上，不能对蓄电池进行充电，应将供电线圈接到交流电源上，才能产生变化的磁场，使受电线圈发生电磁感应，对电池进行充电，故A错误；变压器变压不变频，所以受电线圈中交变电流的频率与供电线圈中交变电流的频率相同，故B正确；由于漏磁等因素，地面供电线圈和车身底部受电线圈的磁通量变化量不相同，所以地面供电线圈和车身底部受电线圈的磁通量变化率不相同，传输效率不可能达到100%，故C、D错误。 14．解析：(1)由Em＝NBSω，代入数据得Em＝500 V 线圈从题图示位置开始计时，产生的感应电动势瞬时值的表达式为e＝500cos 100πt V。 (2)变压器原线圈两端电压U1＝＝500 V， 副线圈两端电压U2＝220 V 根据＝，解得＝。 (3)根据理想变压器原副线圈的功率关系P1＝P2＝U1I1 解得I1＝0.12 A。 答案：(1)e＝500cos 100πt V　(2)25∶11　(3)0.12 A $