3.3 变压器 基础练习卷-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

变压器基础练习卷 一、单选题 1．夜晚，公园的彩灯为公园营造温馨的氛围，供电示意图如图甲所示，三盏彩灯的额定电压均为36V，电阻均为72Ω，变压器原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。已知三盏彩灯正常发光，变压器可视为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．所用交流电的频率为100Hz B．所用交流电的周期为0.01s C．变压器的输入功率为54W D．变压器原、副线圈的匝数之比为 2．街头某变压器原理结构如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该变压器是升压变压器 B．变压器工作原理是自感现象 C．原线圈导线比副线圈更细（线圈材质相同） D．为减小“铁芯”涡流影响，用陶瓷材质替换更好 3．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，原线圈接220V交变电流，的阻值为，的阻值为。则流过原线圈的电流为（    ） A． B． C．5A D．22A 4．理想变压器原、副线圈匝数分别为、，通过原、副线圈的电流分别为、，原、副线圈正弦交流电的频率分别为、，则（　　） A． B． C． D． 5．交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是（　　） A．改变滑片P的位置可以使电压表的示数为12V B．通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次 C．t=0.05s时发电机线圈平面与磁场方向垂直 D．自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻R热功率增大 6．变压器是远距离输电线路中的重要设备，在有关输电线路的计算时常将变压器视为理想变压器，这样的考虑是基于以下因素（　　） A．变压器无论对交流电还是直流电能按需要升压或降压 B．变压器原、副线圈的端电压之比等于它们的匝数比 C．变压器原、副线圈中的磁通量都发生变化，它们产生相同的感应电动势 D．忽略变压器铁心和线圈的能量损耗，输出功率等于输入功率 7．如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表与电流表均为理想电表，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电源接入如图乙所示的交流电。则（　　） A．交流电源电压有效值为 B．电阻R上的电流方向每秒钟改变50次 C．滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数增大 D．滑动变阻器的滑片向下移动，电流表的示数增大 8．如图甲所示，理想变压器的副线圈接有两额定功率均为110W的相同灯泡和，灯泡两端的电压随时间变化的正弦图像如图乙所示，原、副线圈匝数之比为，灯泡正常发光，电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A．原线圈的输入功率为440W B．时电流表的示数为0.5A C．时电压表的示数为0 D．输入原线圈的电流频率为100Hz 9．如图所示，变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，电压读数为110V，电流表、电压表均为理想电表，变压器有漏磁和能量损失。则（   ） A．变压器原副线圈匝数比为 B．变压器原副线圈匝数比大于 C．电流表的读数大于5.0A D．原线圈的输入功率小于1100W 10．为保证用户电压稳定在，变电站需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压不变，当滑动接头上下移动时可改变输出电压。某次检测到用户电压随时间变化的曲线如图乙，调压变压器为理想变压器，导线电阻不计，则（　　） A． B．输入电压的频率为 C．此时用户电压稳定在 D．为使用户电压稳定在，应将适当上移 二、多选题 11．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=500匝，副线圈匝数n2=100匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u=220sin100πt（V）副线圈中接一电动机内阻为10Ω，电流表A2示数为1A．电表对电路的影响忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．电流表A1示数为0.2A B．此交流电的频率为100Hz C．此电动机输出功率为44W D．如果电动机被卡住而不损坏，则电源的输出功率变为原来的4.4倍 12．如图甲所示电路中，、、为三只“”的灯泡，变压器为理想变压器。各电表均为理想电表。当端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　）      A．变压器原副线圈的匝数比为1∶2 B．副线圈两端输出的交变电流的频率为 C．电流表的示数为 D．电压表的示数为 13．一个理想变压器，原线圈1200匝，副线圈400匝，现在副线圈上接一个变阻器R，如图所示。各电表均为理想表，则下列说法中正确的是（　　）    A．安培表A1与A2的示数之比为3：1 B．伏特表V1与 V2的示数之比为3：1 C．当变阻器滑动头向下移动时，原线圈的输入功率将增加 D．原、副线圈的功率之比为3：1 14．含有理想变压器的电路如图所示，L1、L2、L3为“24V，2W”的灯泡，V为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源（输出电压的有效值恒定）。当开关S闭合时，灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数比为1∶2 B．电压表的示数为72V C．变压器的输入功率为8W D．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L1可能会烧毁 15．理想变压器原线圈为1500匝，副线圈为500匝，原线圈接交流电源，副线圈接有电阻R，当变压器正常工作时，原、副线圈中（　　） A．电流频率之比为3：1 B．电压之比为3：1 C．电流之比为3：1 D．功率之比为1：1 三、实验题 16．某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。 图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表： 实验序号 原线圈匝数n1=400 原线圈两端电压U1（V） 副线圈匝数n2=200 副线圈两端电压U2（V） 副线圈匝数n2=1400 副线圈两端电压U2（V） 1 5.8 2.9 20.3 2 8.0 4.0 28.1 3 12.6 6.2 44.0 请回答下列问题： (1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是（　　） A．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源 B．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 C．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 (2)应将图甲中的A、B分别与图乙中的__________（填“a、b”或“c、d”）连接。 (3)由表中数据得出的结论是：变压器原、副线圈的电压之比等于_________。 (4)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数n2=200，则副线圈两端电压（　　） A．一定小于4.0V B．一定等于4.0V C．一定大于4.0V (5)图丁为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈相连，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=__________时，R获得的功率最大。 17．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，利用可拆变压器能方便地改变原、副线圈的匝数比。 (1)为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法 (2)某次实验中，用匝数匝和匝的线圈做实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是______。 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 A．原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 (3)该同学在分析数据时发现上述实验数据没有严格遵从，下列原因可能正确的是______。 A．在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 B．变压器副线圈的磁通量变为原线圈的磁通量的两倍，使线圈的电阻增加 C．铁芯在交变磁场的作用下会发热 D．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 四、解答题 18．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为R的电阻，a、b间接电压为的正弦交流电。求： (1)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比； (2)副线圈两端的电压U； (3)与副线圈并联连接的电阻称为负载，随着负载（每个负载的阻值均为R）数量的增加，求负载上消耗总功率的最大值。 19．如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为U=12V的正弦式交流电源，定值电阻，副线圈接有阻值为的定值电阻和一个电阻箱R，现电路正常工作，两块理想交流电流表A1的示数为，A2的示数为。 (1)求变压器原副线圈的匝数比n1：n2； (2)调节电阻箱R，使其接入电路阻值，求此时电流表A1的示数。 20．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=5∶3，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值R=12Ω的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： (1)电压表示数U和电流表示数I； (2)原线圈的输入功率P。 21．随着科技发展，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（图甲）就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看作一个理想变压器，工作原理图简化为图乙，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为 n，交变电源的电压有效值恒定为U，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。 (1)若通过定值阻抗的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值 (2)若锅体等效电阻为R，求流过定值阻抗的电流 (3)更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻R为多大时发热功率最大，最大值为多少。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 变压器基础练习卷 一、单选题 1．夜晚，公园的彩灯为公园营造温馨的氛围，供电示意图如图甲所示，三盏彩灯的额定电压均为36V，电阻均为72Ω，变压器原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。已知三盏彩灯正常发光，变压器可视为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．所用交流电的频率为100Hz B．所用交流电的周期为0.01s C．变压器的输入功率为54W D．变压器原、副线圈的匝数之比为 【答案】C 【详解】AB．由图乙可知，所用交流电的周期 频率为，故A错误，B正确； C．每个彩灯的功率为 由于变压器是理想变压器，因此，故C正确； D．变压器输入电压为 所以变压器原、副线圈的匝数之比，故D错误。 故选C。 2．街头某变压器原理结构如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该变压器是升压变压器 B．变压器工作原理是自感现象 C．原线圈导线比副线圈更细（线圈材质相同） D．为减小“铁芯”涡流影响，用陶瓷材质替换更好 【答案】C 【详解】A．根据图示可知，原线圈匝数比副线圈匝数多，由电压匝数关系可知，该变压器是降压变压器，故A错误； B．变压器工作原理是互感现象，故B错误； C．若为理想变压器，根据电流匝数关系有 由于原线圈匝数比副线圈匝数多，则原线圈电流小于副线圈电流，根据 为了减小电热，需要增大横截面积，即原线圈导线比副线圈更细（线圈材质相同），故C正确； D．为减小“铁芯”涡流影响，用彼此绝缘的硅钢片叠加更好，故D错误。 故选C。 3．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，原线圈接220V交变电流，的阻值为，的阻值为。则流过原线圈的电流为（    ） A． B． C．5A D．22A 【答案】A 【详解】理想变压器原、副线圈的匝数比为 根据变压比公式，有 解得 根据欧姆定律得 又 解得 故选A。 4．理想变压器原、副线圈匝数分别为、，通过原、副线圈的电流分别为、，原、副线圈正弦交流电的频率分别为、，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．由于理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比，即原、副线圈内电流之比，故AB错误； CD．变压器无法改变交流电的频率，因此原、副线圈中电流频率相等，即，故C错误，D正确。 故选D。 5．交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是（　　） A．改变滑片P的位置可以使电压表的示数为12V B．通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次 C．t=0.05s时发电机线圈平面与磁场方向垂直 D．自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻R热功率增大 【答案】B 【详解】A．由正弦式交流电的图像可知，电动势的最大值为 则电动势有效值为 即电压表的示数为，故A错误； B．由正弦式交流电的图像可知，周期为0.2s，一个周期电流方向改变两次，则发电机线圈中电流方向每秒钟改变10次，故B正确； C．由正弦式交流电的图像可知，在时，电动势最大，此时磁通量变化率最大，磁通量为零，则发电机线圈平面与磁场方向平行，故C错误； D．自耦变压器滑片P向上滑动时，原线圈匝数增大，根据 可知，电阻R两端电压减小，根据 可知电阻R热功率减小，故D错误。 故选B。 6．变压器是远距离输电线路中的重要设备，在有关输电线路的计算时常将变压器视为理想变压器，这样的考虑是基于以下因素（　　） A．变压器无论对交流电还是直流电能按需要升压或降压 B．变压器原、副线圈的端电压之比等于它们的匝数比 C．变压器原、副线圈中的磁通量都发生变化，它们产生相同的感应电动势 D．忽略变压器铁心和线圈的能量损耗，输出功率等于输入功率 【答案】D 【详解】A．变压器基于电磁感应互感原理工作，直流电电流恒定，产生的磁通量不发生变化，副线圈不会产生感应电动势，无法对直流电实现变压，故A错误； B．原、副线圈端电压之比等于匝数比是理想变压器的推导结论，并非将实际变压器视为理想变压器的假设前提，故B错误； C．原、副线圈的磁通量变化率相同，但感应电动势满足，二者匝数不同，感应电动势不相同，故C错误； D．理想变压器模型的核心假设就是忽略铁心、线圈的所有能量损耗，满足输出功率等于输入功率，这是将实际变压器近似为理想变压器的依据，故D正确。 故选D。 7．如图甲所示电路中，变压器为理想变压器，电压表与电流表均为理想电表，为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电源接入如图乙所示的交流电。则（　　） A．交流电源电压有效值为 B．电阻R上的电流方向每秒钟改变50次 C．滑动变阻器的滑片向下移动，电压表的示数增大 D．滑动变阻器的滑片向下移动，电流表的示数增大 【答案】D 【详解】A．由乙图可知，交流电源电压的最大值为 故交流电源电压的有效值为，故A错误； B．由乙图可知，交流电源的周期，在一个周期内，电流方向改变2次，因此每秒电流方向改变的次数为次 变压器不会改变交流电的周期和频率，所以电阻R上的电流方向每秒钟也改变100次，故B错误； C．根据 因原线圈的电压一直保持不变，可知副线圈的电压也保持不变，与滑动变阻器的滑片向下移动无关，故C错误； D．滑动变阻器的滑片向下移动，的有效阻值减小，故并联电路的总电阻减小，根据 可知副线圈中的电流增大，即电流表的示数增大，故D正确。 故选D。 8．如图甲所示，理想变压器的副线圈接有两额定功率均为110W的相同灯泡和，灯泡两端的电压随时间变化的正弦图像如图乙所示，原、副线圈匝数之比为，灯泡正常发光，电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　） A．原线圈的输入功率为440W B．时电流表的示数为0.5A C．时电压表的示数为0 D．输入原线圈的电流频率为100Hz 【答案】B 【详解】A．已知额定功率，两个灯泡的总功率为 由能量守恒可知，原线圈的输入功率为220W，故A错误； B．由图乙可知，灯泡的​电压峰值，则​电压有效值为 通过灯泡的电流有效值 由，得原线圈电流有效值 电流表测量的是电流的有效值，即为0.5A，故B正确； C．电压表测量的是电压的有效值，不是瞬时值，故C错误； D．由图乙可知，周期，则频率为 变压器不改变电流的频率，因此输入原线圈的电流频率也为50Hz，故D错误。 故选B。 9．如图所示，变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，电压读数为110V，电流表、电压表均为理想电表，变压器有漏磁和能量损失。则（   ） A．变压器原副线圈匝数比为 B．变压器原副线圈匝数比大于 C．电流表的读数大于5.0A D．原线圈的输入功率小于1100W 【答案】C 【详解】CD．副线圈电压，电阻，则副线圈电流 副线圈输出功率 由于变压器有能量损失，原线圈输入功率大于副线圈输出功率，即 由，得，解得，即电流表读数大于，故C正确，D错误； AB．对于理想变压器，电压比等于匝数比，即 变压器有漏磁，穿过副线圈的磁通量变化率小于原线圈的磁通量变化率，导致 代入数据得，即，所以原副线圈匝数比小于，故AB错误。 故选C。 10．为保证用户电压稳定在，变电站需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压不变，当滑动接头上下移动时可改变输出电压。某次检测到用户电压随时间变化的曲线如图乙，调压变压器为理想变压器，导线电阻不计，则（　　） A． B．输入电压的频率为 C．此时用户电压稳定在 D．为使用户电压稳定在，应将适当上移 【答案】D 【详解】A．检测到用户电压随时间变化的曲线如图乙，最大值为，周期为 可知角速度为 可知，故A错误； B．输入电压的频率与输出相等，可知输入电压的频率为，故B错误； C．用户电压有效值为，故C错误； D．为使用户电压稳定在，增大输出电压，根据可得 可知应减小原线圈匝数，应将适当上移，故D正确。 故选D。 二、多选题 11．如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=500匝，副线圈匝数n2=100匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u=220sin100πt（V）副线圈中接一电动机内阻为10Ω，电流表A2示数为1A．电表对电路的影响忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．电流表A1示数为0.2A B．此交流电的频率为100Hz C．此电动机输出功率为44W D．如果电动机被卡住而不损坏，则电源的输出功率变为原来的4.4倍 【答案】AD 【详解】A.根据变压器原理可知A1示数：，A正确． B.根据题意可知，角速度为100πrad/s，所以频率：，B错误． C.电动机两端电压：，所以电动机的输出功率：，C错误． D.如果电动机被卡住而不损坏，副线圈的电流，根据，电源的输出功率，D正确． 12．如图甲所示电路中，、、为三只“”的灯泡，变压器为理想变压器。各电表均为理想电表。当端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　）      A．变压器原副线圈的匝数比为1∶2 B．副线圈两端输出的交变电流的频率为 C．电流表的示数为 D．电压表的示数为 【答案】BC 【详解】A．灯泡正常发光时的电流 则副线圈中电流，而原线圈中电流，则变压器原副线圈的匝数比 A错误； B．由题图乙可知交变电流的周期，则频率，变压器不改变交变电流的频率，B正确； C．电流表的示数，C正确； D．因灯泡正常发光，则副线圈的两端电压，则原线圈两端电压 电压表示数为，D错误。 故选BC。 13．一个理想变压器，原线圈1200匝，副线圈400匝，现在副线圈上接一个变阻器R，如图所示。各电表均为理想表，则下列说法中正确的是（　　）    A．安培表A1与A2的示数之比为3：1 B．伏特表V1与 V2的示数之比为3：1 C．当变阻器滑动头向下移动时，原线圈的输入功率将增加 D．原、副线圈的功率之比为3：1 【答案】BC 【详解】A．根据变压器的匝数与电流的关系，有 故A错误； B．根据变压器的匝数与电压的关系，有 故B正确； C．当变阻器滑动头向下移动时，负载电阻减小，副线圈电流增加，原线圈电流也随之增加，根据公式，有 可知原线圈的输入功率将增加。故C正确； D．理想变压器，能量没有损失，原、副线圈的功率之比为1：1.故D错误。 故选BC。 14．含有理想变压器的电路如图所示，L1、L2、L3为“24V，2W”的灯泡，V为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源（输出电压的有效值恒定）。当开关S闭合时，灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　） A．变压器原、副线圈匝数比为1∶2 B．电压表的示数为72V C．变压器的输入功率为8W D．若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡L1可能会烧毁 【答案】BD 【详解】A．每个灯泡的额定电流 则原线圈的电流为 I1= 副线圈的电流为 I2= 则变压器原、副线圈匝数比为 故A错误； B．变压器输出电压为24V，则根据匝数比可得输入电压为 U1=U2=48V 则电压表读数为 48V＋24V=72V 故B正确； C．变压器的输入功率 P1=U1I1=4W 故C错误； D．副线圈上再并联一个相同灯泡，则副线圈电流增大，则原线圈电流也增大，超过额定电流，灯泡L1可能烧毁，故D正确。 故选BD。 15．理想变压器原线圈为1500匝，副线圈为500匝，原线圈接交流电源，副线圈接有电阻R，当变压器正常工作时，原、副线圈中（　　） A．电流频率之比为3：1 B．电压之比为3：1 C．电流之比为3：1 D．功率之比为1：1 【答案】BD 【详解】A．变压器改变的是电压和电流，改变不了频率，频率之比是1:1，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律 知原副线圈中电压之比等于1500:500=3:1，故B正确； CD．由理想变压器特点 得出电流之比与匝数成反比为1:3，功率相等，故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题 16．某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。 图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表： 实验序号 原线圈匝数n1=400 原线圈两端电压U1（V） 副线圈匝数n2=200 副线圈两端电压U2（V） 副线圈匝数n2=1400 副线圈两端电压U2（V） 1 5.8 2.9 20.3 2 8.0 4.0 28.1 3 12.6 6.2 44.0 请回答下列问题： (1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是（　　） A．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源 B．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 C．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 (2)应将图甲中的A、B分别与图乙中的__________（填“a、b”或“c、d”）连接。 (3)由表中数据得出的结论是：变压器原、副线圈的电压之比等于_________。 (4)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数n2=200，则副线圈两端电压（　　） A．一定小于4.0V B．一定等于4.0V C．一定大于4.0V (5)图丁为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈相连，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=__________时，R获得的功率最大。 【答案】(1)C (2)c、d (3)两个线圈的匝数之比 (4)A (5) 【详解】（1）A．实验接通电源前必须先检查电路，故A错误； B．无论电压高低，通电时都不能用手接触裸露接线柱/导线，故B错误； C．使用交流电压挡测电压时，为了防止超量程损坏电表，需先用最大量程试测，故C正确。 故选C。 （2）变压器原线圈需要接交流电源，图乙中是学生电源的交流输出端，为直流输出端，因此应接。 （3）分析表格数据，误差允许范围内满足 因此结论为变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比。 （4）取走可动铁芯后，变压器漏磁增加，穿过副线圈的磁通量减少，副线圈感应电动势降低，因此副线圈电压一定小于原有的，故A正确。 （5）副线圈电阻R等效到原线圈侧，等效电阻为 根据电源输出功率最大的条件，外电阻等于等效内阻，可得 整理得 此时获得的功率最大。 17．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，利用可拆变压器能方便地改变原、副线圈的匝数比。 (1)为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法 (2)某次实验中，用匝数匝和匝的线圈做实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是______。 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 A．原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 (3)该同学在分析数据时发现上述实验数据没有严格遵从，下列原因可能正确的是______。 A．在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 B．变压器副线圈的磁通量变为原线圈的磁通量的两倍，使线圈的电阻增加 C．铁芯在交变磁场的作用下会发热 D．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 【答案】(1)A (2)C (3)CD 【详解】（1）本实验通过改变原副线圈匝数，探究原副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中要运用控制变量法。 故选A。 （2）由表格数据可知 考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈电压之比大于匝数比，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为；原线圈电压较大，电流较小，所以原线圈用较细导线绕制，而副线圈电压较小，电流较大，所以副线圈用较粗导线绕制。 故选C。 （3）A．变压器不改变交变电流的频率，原、副线圈电流频率相同，故A错误； B．理想情况下原、副线圈磁通量变化率相同，且线圈电阻由材料、长度、横截面积决定，与磁通量无关，故B错误； C．铁芯在交变磁场中会产生涡流，导致铁芯发热，这是铁损的一种，会造成能量损失，使实际输出电压偏离理想值，故C正确； D．原线圈磁场能向副线圈转移时，存在漏磁（部分磁场未穿过副线圈），这是磁损，会导致副线圈感应电压降低，偏离理想电压比，故D正确。 故选CD。 四、解答题 18．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为R的电阻，a、b间接电压为的正弦交流电。求： (1)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比； (2)副线圈两端的电压U； (3)与副线圈并联连接的电阻称为负载，随着负载（每个负载的阻值均为R）数量的增加，求负载上消耗总功率的最大值。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设原、副线圈中电流分别为、，则有 根据、 解得 （2）设副线圈两端电压为U，根据 解得原线圈两端的电压为 设副线圈电流，根据 又副线圈两端的电压为 原线圈回路中R两端电压为 联立解 根据 可得 解得 （3）设有n个并联电阻R，则副线圈的电流为 根据 可得 根据 可得 则有     可得     当时， 19．如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为U=12V的正弦式交流电源，定值电阻，副线圈接有阻值为的定值电阻和一个电阻箱R，现电路正常工作，两块理想交流电流表A1的示数为，A2的示数为。 (1)求变压器原副线圈的匝数比n1：n2； (2)调节电阻箱R，使其接入电路阻值，求此时电流表A1的示数。 【答案】(1) (2)（约0.71A） 【详解】（1）原副线圈两端分别有， 解得， 根据 解得 （2）副线圈所接的总电阻为 在副线圈回路中有 根据电压与匝数的关系有 根据电流与匝数的关系有 在原线圈回路中有 解得（约0.71A） 解法二： 副线圈所接的总电阻为 理想变压器其右侧的等效电阻为 在原有线圈回路中有 解得（约0.71A） 20．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=5∶3，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值R=12Ω的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： (1)电压表示数U和电流表示数I； (2)原线圈的输入功率P。 【答案】(1)18V；1.5A (2)27W 【详解】（1）由图乙知正弦交流电原线圈两端电压的有效值为U1=30V 根据匝数比公式 解得电压表示数 电流表示数 （2）根据匝数比公式 解得 原线圈的输入功率 21．随着科技发展，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（图甲）就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看作一个理想变压器，工作原理图简化为图乙，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为 n，交变电源的电压有效值恒定为U，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。 (1)若通过定值阻抗的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值 (2)若锅体等效电阻为R，求流过定值阻抗的电流 (3)更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻R为多大时发热功率最大，最大值为多少。 【答案】(1) (2) (3)， 【详解】（1）交变电源的电压 已知原副线圈的匝数比 解得锅体中感应的电动势有效值 （2）交变电源的电压 已知原副线圈的匝数比 锅体回路中的电流 原副线圈输入功率和输出功率相等有 流过定值阻抗的电流 （3）锅体产热的功率， 因此当，取得最大功率，最大功率为 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $