课时跟踪检测(十八) 变压器的工作原理及应用（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（人教版）

课时跟踪检测(十八)　变压器的工作原理及应用 (网阅作业,选择题请在答题区内作答) 1.(多选)理想变压器正常工作时,原、副线圈中一定相等的物理量是 (　　) A.每匝线圈中磁通量的变化率 B.交变电流的频率 C.原线圈的输入功率和副线圈的输出功率 D.原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势 2.如图,可以将电压升高供给电灯的变压器是 (　　) 3.(2025·广西河池期末)实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12 Ω的电阻R0供电,电路如图所示,交流发电机的线圈内阻为4 Ω,导线电阻不计,当理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3时,R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为 (　　) A.1∶1 B.3∶1 C.1∶3 D.1∶4 4.(2025·广东高考)如图所示,某光伏电站输出功率1 000 kW、电压400 V的交流电,经理想变压器升压至10 kV后,通过输电线输送到变电站,输电线的等效电阻R为5 Ω。下列说法正确的是 (　　) A.变压器原、副线圈匝数比为1∶100 B.输电线上由R造成的电压损失为500 V C.变压器原线圈中的电流为100 A D.变压器原、副线圈中电流的频率不同 5.如图所示,甲、乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原、副线圈的匝数比为k1,电压表读数为U;乙图中变压器原、副线圈的匝数比为k2,电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为 (　　) A.k1U,k2I　　　　　　 B.k1U, C.,k2I D., 6.(2025·广东韶关期末)如图甲所示是可拆变压器的实验装置图,已知小灯泡额定电压为2 V,调节学生电源,使小灯泡正常发光,此时原线圈上的电压随时间变化的图像如图乙所示,变压器可看作理想变压器,下列说法正确的是 (　　) A.此时变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1 B.若拆走可拆卸铁芯,则小灯泡两端没有电压 C.若原线圈接学生电源直流输出端,则小灯泡仍能正常发光 D.此时通过小灯泡的交变电流周期为0.02 s 7.(2025·福建莆田期末)(多选)如图所示是一种调压变压器的原理图,线圈AB绕在一个圆形的铁芯上,A、B端加上u=220sin 100πt(V)的交流电压,通过移动滑动触头P来调节C、D端输出电压。当P处于图示位置时,原、副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1。现将一个“12 V　6 W”的灯泡接到输出端C、D,下列操作可使灯泡正常发光的是 (　　) A.仅将P顺时针旋转到合适位置 B.仅将P逆时针旋转到合适位置 C.仅让灯泡串联一个阻值为196 Ω的电阻 D.仅让灯泡并联一个阻值为196 Ω的电阻 8.(2025·福建三明阶段检测)如图甲所示为半波整流电路,在理想变压器的输出电路中有一只理想整流二极管,已知原、副线圈的匝数比为22∶1,电阻R=10 Ω,原线圈的输入电压随时间的变化关系如图乙所示,电表均为理想交流电表,则 (　　) A.电压表V1的示数为7 V B.电压表V2的示数为10 V C.电流表A的示数约为0.05 A D.原线圈的输入功率为5 W 9.如图甲、乙所示电路中,当A、B间接10 V交流电压时,C、D间电压为4 V;M、N间接10 V直流电压时,P、Q间电压也为4 V。现在C、D间接4 V交流电压,P、Q间接4 V直流电压,下面哪个选项可表示A、B间和M、N间的电压 (　　) A.10 V　10 V B.10 V　4 V C.4 V　10 V D.10 V　0 10.(2025·云南高考)(多选)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1,输入电压U1=1.1 kV;两副线圈的匝数分别为n2和n3,输出电压U2=U3=220 V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时,两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW,下列说法正确的是 (　　) A.n1∶n2=5∶1 B.n1∶n3=1∶5 C.变压器的输入功率为10.5 kW D.两副线圈输出电压最大值均为220 V 11.(2025·广东中山期末)在图(a)所示的交流电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈串联电阻R1后接交流电源,R1、R2均为固定电阻,R1=200 Ω,R2=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.电流表的示数为 A B.原线圈中交流电的频率为500 Hz C.交流电源输出电压为200 V D.电压表的示数为20 V 12.(14分)(2025·江苏徐州阶段练习)如图是某同学设计的给电风扇切换挡位的电路示意图,a、c是理想变压器原线圈两端的接点,b是原线圈之间抽头的接点。 开关S用来改变电风扇的工作挡位,1挡时电风扇的输入功率为44 W,输出功率为36 W;2挡时电风扇的输入功率为88 W,输出功率为70 W。理想变压器原线圈输入的交流电压为220 V,开关S接a时变压器原、副线圈的匝数比为10∶1。 (1)1挡时,开关S应该接a还是接b?通过原线圈的电流多大?(4分) (2)求电风扇的内阻;(4分) (3)bc间匝数与副线圈匝数的比为多少?(6分) 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十八) 1．选ABC　理想变压器的原线圈中磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同；变压器不改变交变电流的频率；理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻，二是没有出现漏磁，所以原、副线圈的功率相等；原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势由输入电压和匝数比决定，当原、副线圈匝数不同时，电动势不同。故选A、B、C。 2．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。 3．选C　原、副线圈的电流之比为＝＝，根据P＝I2R，得R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为＝＝×＝，故选C。 4．选B　根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得＝＝＝，A错误；理想变压器原副线圈的功率相等，流过副线圈的电流I2＝＝100 A，输电线上由R造成的电压损失为ΔU＝I2R＝100×5 V＝500 V，B正确；变压器原线圈中的电流为I1＝＝2 500 A，C错误；变压器不改变交变电流的频率，变压器原、副线圈中电流的频率相同，D错误。 5．选B　题图甲是电压互感器，是降压变压器，电压表的读数是变压器的输出电压，根据原、副线圈的电压比等于匝数比可以得出输入电压，即U1＝k1U；题图乙是电流互感器，是升压变压器，电流表的读数是输出电流，根据变流比可以得出输入电流为I1＝，故B正确，A、C、D错误。 6．选D　由题图乙可知，原线圈电压的有效值为U1＝＝ V＝10 V，根据原、副线圈电压与匝数的关系可知，此时变压器的原、副线圈匝数之比为＝＝＝，故A错误；若拆走可拆卸铁芯，还是有互感现象，灯泡两端仍然有电压，故B错误；若原线圈接学生电源直流输出端，不能发生电磁感应现象，副线圈两端无电压，则灯泡不能发光，故C错误；变压器不改变交变电流的周期，由题图乙可知，周期为T＝0.02 s，故D正确。 7．选AC　输入电压的有效值为U1＝＝ V＝220 V，根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系＝，可知U2＝U1＝110 V，灯泡的额定电压为12 V，可知要想让灯泡正常发光，可以将P顺时针旋转到合适的位置，减小副线圈的匝数，故A正确，B错误；也可以让灯泡串联一个电阻，起到分压的作用，因为副线圈中的电流为I＝＝ A＝0.5 A，则串联的电阻阻值为R＝＝ Ω＝196 Ω，故C正确，D错误。 8．选D　由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为U0＝220 V，根据原、副线圈匝数与电压的关系＝，解得U1＝10 V，所以电压表V1的示数为10 V，A错误；由于二极管具有单向导电性，只有半个周期能通过电流，故有×＝×T，解得U2＝5 V≈7.07 V，即电压表V2的示数约为7.07 V，B错误；副线圈的输出功率为P1＝＝5 W，理想变压器输入功率等于输出功率，则有P0＝P1＝5 W，则原线圈电流I0＝≈0.02 A，即电流表A的示数约为0.02 A，C错误，D正确。 9．选B　对于题图甲，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，相当于一个降压变压器，两边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，相当于一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D间接4 V交流电压时，A、B间将得到10 V交流电压。题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上、下两个电阻两端的电压跟它们的阻值的大小成正比，但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面的电阻，上面的电阻中没有电流，两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等，所以当P、Q间接4 V直流电压时，M、N两端的电压也是4 V。故B正确。 10．选AC　根据理想变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系可得n1∶n2＝U1∶U2＝5∶1，n1∶n3＝U1∶U3＝5∶1，故A正确，B错误；根据能量守恒定律可知变压器的输入功率等于总的输出功率，故P输入＝P输出＝7.0 kW＋3.5 kW＝10.5 kW，故C正确；输出电压为交流电的有效值，根据正弦交流电的最大值与有效值的关系可知，两副线圈输出电压最大值均为Um＝220 V，故D错误。 11．选D　由题图(b)可知，电流表的示数I2＝ A＝1 A，故A错误；由题图(b)可知，交流电的周期T＝0.02 s，交流电的频率f＝＝50 Hz，故B错误；由理想变压器的电流比＝，可得通过原线圈的电流I1＝I2＝×1 A＝0.1 A，由理想变压器的电压比＝，可得原线圈电压U1＝U2＝·I2·R2＝10×1×20 V＝200 V，交流电源输出电压E＝I1R1＋U1＝220 V，故C错误；电压表的示数U＝I1R1＝20 V，故D正确。 12．解析：(1)接1挡时，电风扇的输入功率较小，则电风扇两端的电压较小，变压器副线圈的输出电压较小，故开关接a处。 根据功率公式有P1入＝U1I1 解得通过原线圈的电流为I1＝0.2 A。 (2)接1挡时变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，可知I1∶I2＝n2∶n1＝1∶10 解得I2＝2 A 根据能量守恒定律，可知电风扇的热功率为Pr＝P1入－P1出＝I22r 解得电风扇的内阻为r＝2 Ω。 (3)开关接b时为2挡，可知此时电风扇的热功率为Pr′＝P2入－P2出＝I2′2r 解得I2′＝3 A 变压器的输出功率为P2入＝U2′I2′ 解得U2′＝ V 根据变压器原、副线圈电压与匝数的关系可知U1∶U2′＝nb∶n2 解得nb∶n2＝15∶2。 答案：(1)接a　0.2 A　(2)2 Ω　(3)15∶2 $