课时跟踪检测(十五) 变压器的综合问题（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(十五)　变压器的综合问题 1．(双选)如图所示的电路中，理想变压器的输入端接一正弦交流电，保持电压U1不变，P为滑动变阻器的滑片，闭合开关S，下列说法正确的是(　　) A．只增加原线圈匝数，变压器的输出电压变大 B．只减少副线圈匝数， 变压器的输出电压变小 C．只断开开关S时，变压器的输出电压变大 D．只将P向下滑动时，变压器输出的功率变小 2．如图为一理想变压器，原线圈接在电压有效值恒定的交流电源两端。R0为定值电阻，交流电流表、电压表为理想电表，导线电阻不计。现使滑动变阻器R的滑动触头P向下滑动，则下列说法中正确的是(　　) A．V1的示数变小 B．V2的示数变大 C．A的示数变小 D．变压器的输入功率变大 3．(2025·陕西安康开学考试)如图所示，交流发电机连接理想变压器向灯泡L和电风扇M供电，二者均正常工作。已知电源电动势e＝220sin 100πt(V)，定值电阻R＝50 Ω，灯泡L上标有“60 W，20 V”的字样，电风扇M内阻为2 Ω，理想电流表A的示数为4 A，电路中其余电阻不计。下列判断正确的是(　　) A．电风扇输出的机械功率是16 W B．变压器原、副线圈的匝数比＝5 C．若电风扇所在支路发生断路故障，此时灯泡L仍发光，则灯泡L的功率变大 D．副线圈中的电流方向每秒钟改变200次 4．(2025·福建泉州高二质检)(双选)如图甲所示电路中，L为“6 V,6 W”的灯泡，定值电阻R0阻值为3 Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为1∶2，各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压，用某一强度的光照射光敏电阻时，灯泡恰好正常发光，则(　　) A．副线圈输出的交流电频率为0.5 Hz B．电流表的示数为4 A C．增大光照强度，电压表示数变小 D．增大光照强度，灯泡变暗 5．(双选)如图是某风力发电节能路灯的电路简化图。风速为v时，交流发电机的电动势表达式为e＝2v·sin ωt，能感应风速大小的调节器(不消耗副线圈电路的电能)可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，下列说法正确的是(　　) A．风速变大时，流过灯泡的电流变大 B．风速变大时，滑片P将向下移动 C．风速变大时，变压器的输入电压变大 D．风速变大时，变压器的输出电压变大 6．(2025·浙江温州期中)(双选)如图所示为一理想变压器，b接原线圈中间的抽头，S为单刀双掷开关，当开关打到b时原线圈的匝数是打到a时的一半。P是滑动变阻器的滑动触头，U为加在原线圈两端的交流电压，I为原线圈的输入电流，则(　　) A．其他条件不变，当开关从b打到a，输入电流I变大 B．其他条件不变，当开关从a打到b，输入电流I变大 C．其他条件不变，电压U增大，则输入电流I变大 D．其他条件不变，滑动变阻器电阻R增大，则输入电流I变大解析：选BC　其他条件不变，当开关从b打到a，原线圈匝数n1增加，根据＝可知，副线圈电压U2减小，副线圈电流I2减小，根据＝可知，原线圈电流I1变小，即输入电流I变小，A错误；其他条件不变，当开关从a打到b，原线圈匝数n1减小，根据＝可知，副线圈电压U2增大，副线圈电流I2增大，根据＝可知，原线圈电流I1变大，即输入电流I变大，B正确；其他条件不变，电压U增大，即原线圈电压增大，根据＝可知，副线圈电压U2增大，副线圈电流I2增大，根据＝可知，原线圈电流I1变大，即输入电流I变大，C正确；其他条件不变，滑动变阻器电阻R增大，则副线圈电流I2变小，根据＝可知，原线圈电流I1变小，即输入电流I变小，D错误。 7．(双选)图甲中S、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表，矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R。从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，忽略线圈、电刷与导线的电阻，以下判断正确的是(　　) A．电压表的示数为10 V B．0.01 s时穿过发电机线圈的磁通量最小 C．保持R的大小不变，P的位置向上移动，电流表读数减小 D．保持R的大小及P的位置不变，发电机线圈的转速增大一倍，变压器的输入功率将增大到原来的4倍 8．(2025·青岛高二检测)(双选)如图所示，一理想自耦变压器的原线圈与交流发电机(内阻忽略不计)的输出端K、L相连，副线圈接有可调电阻R，滑片P与变压器线圈始终接触良好。发电机线圈的匝数为N，匀速转动的角速度为ω，电压表示数为U0，t＝0时刻发电机线圈平面与磁场方向垂直，则下列说法正确的是(　　) A．变压器原线圈两端的瞬时电压u＝U0sin ωt B．t＝0时刻，发电机线圈的磁通量为 C．若仅将滑片P向下滑动，则交流电流表的示数减小 D．若仅将电阻R增大，则变压器原线圈的输入功率增大 9．(双选)如图所示，理想变压器原线圈所在电路输入有效值U＝220 V交变电流，测得完全相同的灯泡a、b两端的电压均为55 V，已知RT为随温度升高阻值减小的热敏电阻，变压器为理想变压器，两灯泡阻值不变且始终未烧坏，下列说法正确的是(　　) A．原、副线圈的匝数之比为3∶1 B．流经灯泡a的电流与热敏电阻的电流之比为1∶1 C．若热敏电阻RT温度降低，灯泡a变亮、b变亮 D．若热敏电阻RT温度降低，灯泡a变暗、b变亮 10．(双选)如图所示的理想变压器电路中，两交流电表均为理想电表，副线圈有一滑动触头P可上下移动以调节副线圈的匝数，滑动变阻器R3的滑动触头Q可调节接入电路的电阻值，现在原线圈两端加一交流电压u，则下列说法正确的是(　　) A．仅将P向下移动，电压表的示数减小，电流表的示数减小 B．仅将P向上移动，原线圈的输入功率增大 C．仅将Q向下移动，电压表的示数不变，电流表的示数增大 D．仅将Q向上移动，原线圈的输入功率增大 11．如图所示为一理想调压变压器，从左边输入端输入正弦交流电压u＝220sin 100πt(V)，L1和L2为两相同的灯泡，阻值R＝110 Ω且恒定不变，定值电阻的阻值R0＝55 Ω。滑片P处于图示位置时，AB端与PB端匝数比为3∶1，现闭合S1、S2，两灯泡均正常发光。则(　　) A．灯泡中的电流为1 A B．灯泡的电功率为55 W C．将P沿逆时针方向转动，L1变亮 D．断开S1后，将P沿逆时针方向转动，R0消耗的电功率变小 12．(双选)如图所示，电路中的变压器为理想变压器，4个相同的灯泡额定功率均为9 W，且都正常发光。已知A、B端输入的正弦交变电流的电压瞬时值表达式为u＝120sin(100πt)V，导线电阻可忽略不计。下列说法正确的是(　　) A．灯泡的额定电压为60 V B．灯泡的额定电流为0.3 A C．变压器的原、副线圈匝数比为3∶1 D．如果并联的灯泡中有一个灯泡的灯丝烧断熄灭，则剩下的三个灯泡都会变亮 13．(2025·福建南平高二月考)(双选)“低碳经济”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证。如图为某风力发电厂电能输送的部分测试电路，恒压交流电源、阻值为2 Ω的定值电阻R1和理想变压器相连。变压器原、副线圈匝数比为1∶4，电压表和电流表均为理想交流电表，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是(　　) A．环境温度升高时，电流表A1示数增大，电压表V示数减小 B．环境温度降低时，电流表A2示数减小，电源输出功率变大 C．电压表V示数变化值ΔU和电流表A2示数变化值ΔI2的关系为＝8 Ω D．电压表V示数变化值ΔU和电流表A2示数变化值ΔI2的关系为＝32 Ω 14．(2025·山东菏泽高二阶段练习)(双选)如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为1∶2，正弦交流电源电压为U＝12 V，电阻R1＝1 Ω，R2＝2 Ω，滑动变阻器R3最大阻值为20 Ω，滑片P处于中间位置，则(　　) A．R1与R2消耗的电功率相等 B．通过R1的电流为3 A C．若向上移动P，电源输出功率将变大 D．若向上移动P，电压表读数变大 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十五) 1．选BD　根据理想变压器电压和匝数的关系＝，可得U2＝U1，可知增加原线圈匝数，则副线圈的输出电压减小，减少副线圈的匝数，副线圈的输出电压减小，故A错误，B正确；断开开关S时，副线圈电阻增大，但匝数不变，变压器输入电压不变，则输出电压不变，故C错误；将P向下滑动时，副线圈电阻增大，输出电压不变，变压器输出功率变小，故D正确。 2．选D　由于原线圈接在有效值恒定的交流电源两端，交流电流表、电压表为理想电表，导线电阻不计，所以V1的示数不变，故A错误；副线圈输出电压由原线圈输入电压和原、副线圈匝数比决定，由于原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，故副线圈输出电压不变，V2的示数不变，故B错误；滑动变阻器R的滑动触头P向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈中的总电阻减小，由欧姆定律I＝可知，副线圈中的电流增大，由＝可知，I1＝I2，所以原线圈中电流也增大，即A的示数增大，故C错误；由于原线圈中电流增大，电压不变，根据P＝UI可知，变压器的输入功率变大，故D正确。 3．选C　灯泡L正常发光，则副线圈电压为U2＝UL＝20 V，流过灯泡L的电流IL＝＝ A＝3 A，则流过电风扇的电流IM＝1 A，电风扇输出的机械功率为P出＝U2IM－IM2rM＝18 W，A错误；电源电动势的有效值为E＝220 V，对原线圈回路，根据闭合电路欧姆定律得E＝U1＋I1R，根据理想变压器原、副线圈电压和电流与匝数的关系得＝，＝，联立解得＝1或＝10，B错误；若电风扇所在支路发生断路故障，则副线圈中的电流减小，原线圈中的电流也减小，则电阻R的分压减小，原线圈分压增大，副线圈电压也增大，，灯泡L的功率变大，C正确；由e＝220sin 100πt可知ω＝100π，则周期T＝＝0.02 s，电流方向一个周期内改变2次，则每秒钟改变100次，D错误。 4．选BD　由题图乙可知，交流电的周期为T＝2×10－2 s，所以频率为f＝＝50 Hz，变压器变压不变频，则副线圈输出的交流电频率也为50 Hz，故A错误；由题图乙可知，原线圈两端的输入电压的有效值为6 V，由线圈匝数比可知副线圈两端的输出电压有效值为12 V，灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为6 V，所以定值电阻R0两端的电压U0＝6 V，流过R0的电流I2＝ A＝2 A，由原、副线圈匝数比可知原线圈的电流为I1＝4 A，故B正确；原线圈输入电压不变，原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出的电压不变，增大光照强度，则光敏电阻的阻值减小，与之并联的灯泡两端电压降低，灯泡变暗，故C错误，D正确。 5．选BC　调节器可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，所以风速变大时，流过灯泡的电流不变，变压器的输出电压不变，故A、D错误；由题意知e＝2v·sin ωt，所以风速变大时，交流发电机的电动势变大，则变压器的输入电压变大，故C正确；由变压器原、副线圈电压与匝数的关系＝可知，输入电压U1增大，输出电压U2不变，原线圈匝数n1不变时，n2应减小，则滑片P向下移动，故B正确。 6．选BC　其他条件不变，当开关从b打到a，原线圈匝数n1增加，根据＝可知，副线圈电压U2减小，副线圈电流I2减小，根据＝可知，原线圈电流I1变小，即输入电流I变小，A错误；其他条件不变，当开关从a打到b，原线圈匝数n1减小，根据＝可知，副线圈电压U2增大，副线圈电流I2增大，根据＝可知，原线圈电流I1变大，即输入电流I变大，B正确；其他条件不变，电压U增大，即原线圈电压增大，根据＝可知，副线圈电压U2增大，副线圈电流I2增大，根据＝可知，原线圈电流I1变大，即输入电流I变大，C正确；其他条件不变，滑动变阻器电阻R增大，则副线圈电流I2变小，根据＝可知，原线圈电流I1变小，即输入电流I变小，D错误。 7．选BD　电压表的示数是交流电的有效值，故其示数为U1＝ V＝10 V，故A错误；由题图乙可知，0.01 s时感应电动势最大，此时穿过发电机线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零最小，故B正确；若保持R的大小不变，P的位置向上移动，原线圈匝数n1减小，根据U2＝U1，可知副线圈电压U2增大，则副线圈电流I2增大，根据I1＝I2，可知原线圈电流I1增大，则电流表读数增大，故C错误；保持R的大小及P的位置不变，发电机线圈的转速增大一倍，根据E＝NBSω，可知电动势增大为原来的2倍，原、副线圈电压均增大为原来的2倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍，故D正确。 8．选AC　因为t＝0时刻，发电机线圈平面与磁场方向垂直，所以变压器原线圈两端的瞬时电压为u＝U0sin ωt，故A正确；t＝0时刻，发电机线圈平面与磁场方向垂直，此时磁通量最大，则发电机线圈的磁通量为Φ＝＝，故B错误；若仅将滑片P向下滑动，副线圈的匝数减小，输出电压减小，电阻R上电流减小，则原线圈中的电流即交流电流表的示数减小，故C正确；若仅将电阻R增大，电路电阻变大，副线圈电压不变，所以副线圈的输出功率减小，由于输入功率等于输出功率，则变压器原线圈的输入功率减小，故D错误。 9．选AD　由于灯泡a两端的电压为55 V，因此加在原线圈两端的电压为165 V，根据＝，可知原、副线圈的匝数之比为＝＝，故A正确；根据＝，可知原、副线圈电流之比为＝，而两相同灯泡两端的电压相等，则流过的电流也相等，故流过热敏电阻的电流占I2的，因此流过灯泡a的电流与流过热敏电阻的电流之比为1∶2，故B错误；若热敏电阻RT温度降低，电阻增大，副线圈的总电阻增大，总电流减小，导致原线圈的电流减小，灯泡a两端的电压降低，灯泡a变暗，原线圈分得的电压升高，根据＝可知，副线圈电压升高，灯泡b变亮，故C错误，D正确。 10．选AB　仅将P向下移动，则副线圈的匝数减小，由原、副线圈电压与匝数的关系＝，可知副线圈的输出电压减小，输出电流减小，两电表的示数均减小，A正确；仅将P向上移动，由＝，可知副线圈的输出电压增大，则输出电流增大，由＝，可知输入电流增大，变压器的输入功率增大，B正确；仅将Q向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻值减小，总电阻减小，由于输出电压不变，则总电流增大，定值电阻R1两端的电压增大，电压表的示数减小，流过定值电阻R2的电流减小，所以电流表的示数增大，C错误；仅将Q向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻值增大，总电阻增大，可知输出电流减小，则输出功率减小，原线圈的输入功率减小，D错误。 11．选C　S1、S2闭合时，副线圈电路的阻值为R副＝，则AB的等效电阻RAB＝2R副，那么此时流过灯泡的电流I＝，又U有效＝，联立解得I＝0.5 A，故A错误；灯泡正常发光的功率为P＝I2R＝27.5 W，故B错误；P逆时针转动，n2增大，则n1∶n2变小，RAB变小，则流过灯泡L1的电流变大，灯泡L1一定变亮，故C正确；断开S1，闭合S2，则有AB的等效电阻RAB′＝2R0，P逆时针转动，n2增大，则n1∶n2变小，RAB′由495 Ω可减小到55 Ω，讨论R0的功率变化时，可将灯泡L1的电阻看作电源的“等效内阻”，当RAB′＝R＝110 Ω时，R0的电功率最大，即R0消耗的电功率先增大后变小，故D错误。 12．选BC　设通过灯泡的电流为I，则副线圈的电流为3I，根据＝＝，可知变压器的原、副线圈匝数比为3∶1,4个灯泡的电压相等都为U2，A、B端电压的有效值U＝ V＝120 V，则有＝，解得U2＝30 V，故A错误，C正确；根据P＝IU2，解得I＝＝0.3 A，故B正确；如果并联的灯泡中有一个灯泡的灯丝烧断熄灭，则副线圈的电流减小，原线圈的电流也减小，与原线圈串联的灯泡变暗，两端电压减小，则原线圈输入电压增大，副线圈输出电压也增大，并联的两个灯泡变亮，故D错误。 13．选AD　环境温度升高时，R2减小，副线圈电路的电阻R副减小，由等效电阻R等效＝2R副可知，等效电阻减小，原线圈中电流I＝，交流电源电压不变，则原线圈电流增大，电流表A1示数增大，则R1分压增大，则原线圈输入电压减小，根据变压比可知，副线圈输出电压减小，则电压表V示数减小，故A正确；同理，环境温度降低时，原线圈电流减小，电源输出功率为原线圈电流与恒压电源电压的乘积，同样减小，故B错误；原线圈电压U1＝E－I1R1，副线圈电压和电流为U＝U1＝4U1，I2＝I1＝I1，整理可得U＝4(E－I1R1)＝4E－32I2，故＝32 Ω，故C错误，D正确。 14．选BC　设电阻R1上的电压为UR1，则原线圈两端电压为U1＝U－UR1，由电压比与匝数比关系得＝＝，由电流比与匝数比的关系得＝＝，其中I1＝，I2＝，由以上各式解得UR1＝3 V，所以通过电阻R1的电流为3 A，电阻R1消耗的电功率为P1＝I12R1＝32×1 W＝9 W，电阻R2消耗的电功率为P2＝I22R2＝2×2 W＝ W，故A错误，B正确；若向上移动P，副线圈中的总电阻减小，则副线圈中的电流I2增大，即原线圈中的电流I1增大，所以电源输出功率UI1将变大，因为原线圈中的电流变大，所以电阻R1上的电压增大，则原线圈两端的电压减小，因为匝数不变，所以副线圈两端电压减小，即电压表读数减小，故C正确，D错误。 $