第3章 第3节 分层训练能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步课件（人教版·新教材）

分层训练 能力提升 1 基础对点练 题组1　变压器的工作原理及基本关系的应用 1．(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法正确的是(　　) A．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1 B．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1 D．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1 解析：理想变压器无漏磁，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，电压与匝数成正比，理想变压器可以忽略热损耗，故输入功率等于输出功率，B、D正确。 BD　 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2 3 分层训练 能力提升 D　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 BC 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：由交流电的表达式可知，该交流电有效值为220 V，A错误； 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 4．(2026·河北张家口市期末)图甲中左侧的调压装置可视为理想变压器，原、副线圈匝数比为2∶1，电路中的负载电阻R1＝55 Ω，R2＝220 Ω，A、 V为理想交流电流表和理想交流电压表，若流过负载R1的正弦交变电流如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A．原线圈中交变电压的频率为200 Hz B．电压表 V的示数为220 V C．电流表A的示数为3 A D．变压器的输入功率为275 W D　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 由题图乙可得通过R1的电流有效值I1＝2 A，电压表的示数为R1两端电压的有效值U2＝I1R1＝2×55 V＝110 V，故B错误； 变压器的输出功率P2＝I副U2＝2.5×110 W＝275 W，所以变压器的输入功率为275 W, 故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 题组2　几种常见的变压器及应用 5.电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上，则电流互感器(　　) A．是一种降压变压器 B．能测量直流电路的电流 C．原、副线圈电流的频率不同 D．副线圈的电流小于原线圈的电流 D　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，不能改变交变电流的频率，电流互感器不能测量直流电路的电流，B、C错误； 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 6.电压互感器是一种测量电路中电压的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较多，并联在电路中，副线圈匝数较少，两端接在电压表上，则电压互感器(　　) A．是一种降压变压器 B．能测量直流电路中某一用电器两端的电压 C．原、副线圈中电流的频率不同 D．副线圈两端的电压高于原线圈两端的电压 A　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 电压互感器是利用电磁感应进行工作的，在交流电路中才能正常工作，B错误； 电压互感器能够改变原、副线圈中的电流和电压，但不能够改变其频率，C错误。 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 7．(2026·甘肃酒泉市一模)为实时监测高压输电线的电压和电流，需要测量出输电线上的电压和电流的大小。因高压输电线的电压和电流都很大，可采用互感器进行测量。如图所示，电压互感器K1和电流互感器K2的原线圈分别连接在高压线上，根据两个互感器的原、副线圈的匝数比和两个电表的读数就可以算出高压输电线的电压和电流。关于电压互感器K1和电流互感器K2下列说法正确的是(　　) A．K1和K2都是降压变压器 B．K1是降压变压器，K2是升压变压器 C．K1是升压变压器，K2是降压变压器 D．K1和K2都是升压变压器 B　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：由题意可知，电压互感器K1是把高电压变为低电压，是降压变压器，电流互感器K2是把大电流变为小电流，根据变压器的变流比可知K2是升压变压器，故选B。 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 综合提升练 B　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 D　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：当线圈处于题图乙所示位置时，其平面与磁场方向平行，此时穿过线圈的磁通量Φ＝0，故A错误； 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 发电机输出的电功率P＝UI1＝17 600 W，即每秒转化的电能为17 600 J，由于风能转化为电能的效率小于100%，故发电机每秒消耗的风能应大于17 600 J，故C错误； 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 10．某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。 (1)下列实验器材必须要用的有________(选填字母代号)。 A．干电池组 B．学生电源 C．多用电表 D．直流电压表 E．滑动变阻器 F．条形磁体 G．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈) BCG　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：变压器的工作原理是电磁感应，需要交流电源，学生电源可以提供交流电源，因此选学生电源(B)；需要测量交流电压，多用电表(C)可测交流电压；还需要可拆变压器(G)来改变匝数。干电池组(A)是直流电源，直流电压表(D)测直流电压，滑动变阻器(E)、条形磁体(F)在此实验中无用，故选BCG。 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)该同学通过实验得到了如下表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：_______________________________________________ ________________________。 实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/ V U2/ V 1 1 600 400 12.1 2.90 2 800 400 10.2 4.95 3 400 200 11.9 5.92 在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 (1)从图示位置开始计时，求感应电动势瞬时值的表达式。(3分) 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)求电流表的示数I1。(3分) 答案：2.5 A 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 (3)求发电机的输出功率P。(3分) 解析：发电机的输出功率P＝U1I1＝20×2.5 W＝50 W。 答案：50 W 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 分层训练 能力提升 匝数之比，即＝ $