第3章 第3节 变压器-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

第3节 白题基础过关练 题型1理想变压器的原理及基本规律 1.(2024·山东德州质检)一个理想变压器，正 常工作时，在原、副线圈上，下列物理量中可 能不相等的是 ( A.交流电的频率 B.电流的有效值 C.电功率 D.磁通量的变化率 2.(2023·广东潮州期中)某同 学的电动自行车充电器是 输入电压为220V,输出电压 为60V的变压器.由于副线圈烧坏了需要维 修，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在 铁芯上绕了5匝线圈，如图所示将原线圈接 到220V交流电源上，测得新绕线圈两端电压 为1V.则 A.该充电器原线圈有2200匝 B.该充电器原线圈有5500匝 C.被烧坏的副线圈有300匝 D.被烧坏的副线圈有250匝 3.如图甲所示，变压器为理想变压器，其原线圈 接到U1=220V的交流电源上，副线圈与阻值 为R,的电阻接成闭合电路；图乙中阻值为R2 的电阻直接接到电压为U,=220V的交流电 源上，结果发现R,与R,消耗的电功率恰好相 等，则变压器原、副线圈的匝数之比为( R R2 R2 R A. C. R2 B. R D. √R √R2 4.(2023·云南保山期中)（多选）如图所示，用 一理想变压器给负载供电，变压器输入端的 电压不变，开始时开关S是闭合的.现将开关$ 第三章 变压器 限时：35min 断开，则图中所有交流电表的示数以及输入 功率的变化情况是 ( ) L L☒ A.A2的示数增大，A1的示数增大，P人减小 B.A2的示数减小，A1的示数减小，P人减小 C.V1的示数不变，V2的示数不变，P减小 D.V,的示数不变，V2的示数增大，P人不变 5.(2023·广东广州质检) 理想变压器及其前后电路 如图所示，ab间接电压为 U的交流电，变压器原、副线圈的匝数比为 3：1,R1:R2=3:1.下列做法能增大变压器副 线圈输出电压的是 A.将R1、R2调换位置 B.给R2并上一个等值电阻 C.ab间换接频率更高的交流电 D.ab间换接电压为2U的直流电 题型2实验：探究变压器原、副线圈电压和 匝数的关系 6.(2023·天津东丽期末) 某同学用如图所示的可 拆变压器做“探究变压器 原、副线圈电压与匝数的关系”实验，发现变 压器两个线圈的导线粗细不同.该同学将原线 圈接在学生电源上，分别测量原、副线圈的电 压.下列说法中正确的是 （) A.原线圈应接在学生电源直流电压输出端 B.只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的 输入电压 黑白题077 C.只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的 输出电压 D.匝数较少的线圈应该使用较粗的导线 7.(2022·江苏南通一调)某小组探究变压器 原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，可 拆变压器如图所示，铁芯B可以安装在铁芯A 上形成闭合铁芯将原、副线圈套在铁芯A的两 臂上，匝数分别选择n1=800匝，n2=100匝，原 线圈与16V正弦式交流电源相连，用理想电 压表测得输出电压U2=1V,输出电压测量值 明显小于理论值，可能的原因是 A.原线圈匝数m1少于800匝 B.副线圈匝数n2多于100匝 C.副线圈阻值较大 D.铁芯B没有安装在铁芯A上 题型3互感和电压、电流互感器 8.(2023·天津滨海期末)（多选）如图甲为手机 及无线充电板，图乙为充电原理示意图.为方 便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的 匝数为n,面积为S.若在t1到t2时间内，磁场 垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感 应强度由B,均匀增加到B2.下列说法正确的是 ( 线图 -od 接交b。通 送电 流电ao 线圈 A.c点的电势高于d点的电势 B.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能 量传递 C.cd之间的电势差为2(B,-B,)S t2-t1 选择性必修第二册·JK D.若想增大c、d之间的电势差，可以仅增加 送电线圈中的电流的变化率 9.(2023·四川南充期中)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=1000:1,n3:n4=1:100,图中电压 表示数为220V,电流表示数为10A,则高压 输电线的送电功率为 A.2.2×103W B.2.2×10-2W C.2.2×108W D.2.2×104W 重难聚焦 题型含多个副线圈的理想变压器 10.(2022·四川宜宾一中 期中)如图所示，理想变 压器原线圈的匝数为 1000匝，两个副线圈的匝数分别为n2= 50匝和n3=100匝，L1是“6V2W”的小 灯泡，L2是“12V4W”的小灯泡，当n1接 上交流电压时，L1、L2都正常发光，那么，原 线圈中的电流为 D. A 40 11.(2023·河南邓州质检) 一理想变压器的初级线 圈为n1=100匝，次级线 圈n2=30匝，n3=20匝， 一个电阻为48.42的小灯泡接在次级线圈 n2与n?上，如图所示，当初级线圈与e= 2202 sin wt的交流电源连接后，变压器的 输人功率是 ( ) A.500WB.20WC.250WD.10W 黑白题078 黑题应用提优练 1.(2023·北京育英中学期中)在“探究变压器 线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，某 同学选用匝数分别为N1=400匝和N2=800 匝的变压器，该同学实验操作规范正确且实 验器材完好.实验测得的数据如下表(U、 U,分别表示N、N2两端的电压)，分析实验数 据发现线圈两端电压与线圈匝数明显不成正 比.下列推断正确的是 U/V 1.80 2.81 3.80 4.78 5.80 U2NV 4.00 6.01 8.02 9.98 12.05 A.N,匝一定是原线圈 B.N匝一定是原线圈 C.原线圈的直流电阻太小 D.原、副线圈上电流频率有可能不同 2.(多选)如图甲所示，为一种可调压自耦变压 器的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯 上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，在 BC间接一个552的电阻（图中未画出），转动 滑动触头P到如图甲中所示位置，则( ) u/W 2202 456/x102s) 乙 A.该交流电的电压瞬时值表达式为u= 220√2sin50mt(V) B.该交流电的频率为50Hz C.流过电阻的电流接近于4A D.电阻消耗的功率接近于220W 3.(2023·安徽合肥期末)（多选）如图所示，电 路的a、b端接有电压有效值为U的正弦交流 电，变压器为理想变压器，电路中电阻R1、R, 和R,的阻值均相同，电流表为理想电表.当开 关S断开时，电流表的示数为L,当开关S闭合 第三章 限时：20min 时，电流表的示数为1，则 3 A.开关S闭合后，副线圈8 R 两端的电压降低 B.流过电阻R,的电流将 变小 C.理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1 D.R的阻值为孔 4.如图所示，两种情况下变压器中灯泡L2、L,的 功率均为P,且L1、L2、L为相同的灯泡，匝数 比为n1:n2=3：1,则图甲中L的功率和图 乙中L,的功率分别为 ( ) 日n☒ L n☒L Hn☒L A.P、P B.9P gP C. 4 P、9PD. 9 压轴挑战 5.(2023·山东邹平一 R 中期末)理想变压器 与三个阻值相同的定 值电阻R1、R2、R组成 如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数 比为1：2.在a、b间接入正弦式交变电流， 则下列说法正确的是 ( A.R1、R2、R3两端的电压之比为2：1：2 B.R1、R2、R消耗的功率之比为4：1：4 C.a、b间输入功率与变压器输入功率之比 为15：2 D.a、b间输入电压与变压器输入电压之比 为3：1 进阶突破拔高练P13 黑白题079第3节 变压器 白题基础过关练 1.B 2.C解析：AB.设该变压器的原、副线圈和新绕线圈的匝数分 别为n1n2n,变压器的原、副线圈和新绕线圈的电压分别 为U、U2、U3,则有 _心，解得该充电器原线圈匝数为几 U na ·m=1100匝，故AB错误；CD.同理可得%=，解得被 U U,n2 U2 烧坏的副线圈匝数， ·n1=300匝，故C正确，D错误 故选C. 3.C 4.BC 5.A解析：A.原线圈电路中U=I,R,+U1,根据电压匝数比关 有-严，根据电流与匝数比为1，m1=n,副线圈电路中 系 U,n2 ,=高得说·U=子U,当将风风视获位过 4 3R1 时，由分新有0：元·U名八A正确： 3B:U可知，山，随R,的减小而减小，当给凡， B.由于U2R+9R 并上一个等值电阻时，负载电阻减小，则副线圈输出电压减 小，B错误； 3R,。U可知，副线圈输出电压与电流频率无 C根据UR,+9R, 关，则C错误； D.变压器只能针对交流电才能够正常工作，当a山间换接电 压为2U的直流电时，变压器不能发生电磁感应现象，副线 圈输出电压为0，D错误故选A. 6.D解析：A.原线圈应接在学生电源交流电压输出端，所 以A错误；B.原线圈的电压与线圈的匝数无关，所以B错 误；C.根据，=U,只减小原线圈的匝数就可以增大副线 n 圈的输出电压，所以C错误：D.根据1=2，匝数较少的线 n 圈电流较大，则应该使用较粗的导线，所以D正确：故选D. 7.D 8.BD解析：A.根据楞次定律，c点的电势低于d点的电 势，A错误：B送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量 传递，B正确，C根据法拉第电磁感应定律得U。=一。 △BB2-B 一，C错误；D.仅增加送电 △tt2-t1 解得Uu=n(B,-8,S。 t2-t1 线圈中的电流的变化率，受电线圈的磁感应强度的变化率 选择性必修第二册·JK 增大根据U。=总6，d之间的电势发增大，D正瑰 At 故选BD 9.C解析：对互感器甲，高压输电线的送电电压为U=U甲 n2 220ky,对互感器乙，送电电流为1=12=100A,所以高 n3 压输电线的送电功率为P=UⅢ=220kV×1000A=2.2× 108W.故选C. 10.C解析：两灯泡都正常发光，可知线圈匝数为2的副线圈 的电压为6V,根据电压与匝数成正比知原线圈两端电压 为：=<6V=120V,根据输人功率等于输出功率知： 120Vx1=2W+4W,I=20A,故选C 11.D解析：由于两组次级线圈在小灯泡回路中产生的感应 电动势方向相反，所以小灯泡两端电压的有效值U=U2 3;又变压器初级线圈与次级线圈电压间关系U,:U2= n1:n2、U1:U3=n1:n3;变压器初级线圈与e=2202 sin ot 的交流电源连接，则U,=20巨V=220V;小灯泡的功率 √5 理想变压器输入功率等于输出功率，则P人=P,联 U PL= 立解得：P人=10W.故D项正确，ABC三项错误 黑题应用提优练 1.B解析：AB.由表可知电压之比依次为 0_1.80 =0.450. U24.00 012.81 U13.80 6010.468,元8.0 U14.78 =0.474,U29.98 、0 0.479,U 5.80=0.481,即元，N2 12.05 即”心=05.可知，变压器不是理想的，存 在电能损耗，即副线圈电压小于原线圈电压的一半，则N2一 定是原线圈匝数，N,为副线圈匝数，故A错误，B正确；C.原 线圈的电阻较大导致存在电能损耗，即副线圈电压小于原线 圈电压的一半，故C错误：D.变压器只能改变交流电的电压， 不能改变频率，故D错误.故选B. 2.AD解析：由图可知，T=4×102s,故f=25Hz,w=2f= 50mrad/s,所以其表达式为u=220√2sin50mt(V),故A正 确，故B错误；交流电的有效值为U,=220V,则BC间电压 为：=，=10v,流过电阻的电流接证，-=2A, 选项C错误；电阻消耗的功率接近于P=U2lk=220W,选项 D正确：故选AD 3.ABC解析：设三个电阻的阻值均为R,由题意可知，开关S 断开时，原线圈两端的电压为U原=U-R,当开关S闭合后， 原线圈阿霜的电压则为心。=一弓R,所以原线圈两瑞的 黑白题32 电压降低，由理想变压器变压公式 从=1可知，副线圈两端 U,n2 的电压也降低，则流过R,的电流减小，故AB正确；设原、副 线圈的匝数比为m1:n2,则开关闭合前，有n1I=n2l2和 ①-瓜n开关闭合后，有几·名E称3 1R n2 R n2 22 联立可解得R=7m:m=2:1,放C正确，D错误故 选ABC. 4.B解析：由题意可知，两种情况下变压器输入功率均为2P U 设灯泡L2、L,的电压为U,电流为I,电阻为R,则有P= R 根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输人电压 均为3U,根据输入功率和输出功率相等可知，变压器输入电 流为子1所以图甲中L,的功率为P-（3)=9P,图乙中 R 山的功率为P.()P,选项B正确散选R 9 压轴挑战 5.C解析：A.设R的电流为1，电压为U,则有U=R2, 根据理想变压器原理可得原线圈两端电压、电流为 n2 1=2， U=%U=0 n R与原线圈是并联关系，则有U=U原=24R,2’ U U原I R两端的电流与电压为1，=2=，&=瓜=U 2 所以R1、R2、R两端的电压之比为5：1：2，A错误； D.a、b间输人电压为U=U1+U2=3U,所以a、b间输入电压 与变压器输入电压之比为U.:U原=6：1，D错误； B由P= =R可得，RR,、R,消耗的功率与其电压的平方成正 比，则有P1:P2:P3=25:1:4,B错误； Ca,b间输人功率为P=U,山=3Ux=5,变压器输入 功率为Pg=Ugg=2×2I=U,所以ab间输入功率与变压 器输入功率之比为15：2，C正确.故选C. 第4节 电能的传输 白题基础过关练 1.C2.B3.D4.C 5.A解析：A.保持输送电能总功率不变，则电功率有P=U2, 输电电压U从原来的高压220kV升级为高压660kV,则输 电线中的电流1变为原来的兮，故A正确：B若输电线不 参考答案与解析 变，输电线上损失的功率为P=乃R线，输电线中的电流1，变 为原来的子，则输电线上损失的功率变为原来的)，放B错 误；C若输电线不变，输电线上损失的电压为U=12R线，输 电线中的电流L变为原来的行，则输电线上损失的电压变 为原来的了，故C错误；D用户端消耗的功率为Pm=P-P, 因保持输送电能总功率不变，输电线上损失的功率变为原来 的，则用户端消耗的功率一定不是变为原来的。，故D错 误故选A 6AC解析：输电线上的电流1=号，输电导线的电阻R2L , 输电线上损耗的电功率为P,=卫R= =2、,用户得到的电功 率为P2=P-P=P 12Pm）,故选AC 7.A8.C 9.AB解析：因变压器为理想变压器，则P,=P,根据1=P U 可知，输电导线中的电流强度上2=气，故A正确；因输送电路 不是纯电阻电路，损失的功率为P=P2-P3=(U2-U3)13,故 B正确；①是升压变压器，则n1<n2,②是降压变压器，则n3> 4,所以”>，故C错误；变压器①输出电流，和变压器 n4 n2 ②的输入电流I3大小相等，故D错误 10.B解析：根据变压器关系可知，T,副线圈电压U1=1000U, T2原线圈电压U2=1000×0.999U=999U, 则输电线上的电压△U=U-U,=U, P 输电线上的电流1-10000' 则输电线的电盟R10分，放选日 11.(1)25A(2)190:11 解析：(1)输电线上损失功率5kW,由P线=1线R线可得 P线=25A 1线FR线 (2)降压变压器副线圈得到的功率为P,=P-P线=95kW， P4950004750 降压变压器副线圈电流L,元，220 A=- A,根据理 11 想变压器电流与线调亚数成反比关系，可得 黑题应用提优练 1.BD 2.C 3.B解析：降压变压器原、副线圈两端的电压之比等于n,所 黑白题33