第3章 第3节 科学探究：变压器-2026-2027学年高中物理选择性必修第二册课堂重点&课时训练合集（鲁科版）

鲁科版·选择性必修第二册·第3章交变电流与远距离输电 科学探究：变压器 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 变压器构造 由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成；与电源相连的线圈叫原线圈（初级 线圈)，与负载相连的线圈叫副线圈（次级线圈） 变压器原理 利用电磁感应原理工作；原线圈中变化的电流在铁芯中产生变化的磁通量，副 线圈因磁通量变化产生感应电动势 3 理想变压器模型 忽略线圈电阻、铁芯漏磁和铁芯涡流损耗；输入功率等于输出功率 4 电压关系 U1/U2=n/n2；原副线圈电压比等于匝数比 5 电流关系 只有一个副线圈时：I/2=n2/n1;原副线圈电流比等于匝数反比 6 功率关系 P入=P出，即U1l1=U2l2(理想变压器) 7 频率关系 原副线圈中电流频率相同，不改变交变电流的频率 8 电压互感器 把高电压变成低电压，原线圈匝数多，副线圈匝数少，接在火线与零线之间 9 电流互感器 把大电流变成小电流，原线圈匝数少，副线圈匝数多，串联在被测电路中 10 变压器的能量传输 电能→铁芯中磁场能→电能；不改变频率，不改变功率（理想变压器） 核心公式汇总 电压比：U/U2=n1/n2 电流比（单副线圈）：/12=n2/n1 功率守恒：P入=P出→U1lh=U2l2 多副线圈：U/n1=U2/n2=U/n3=.…;P入=P出1+P出2+… 易错提醒 ①变压器不能改变直流电压，直流电无法产生变化磁通量； ②电压比公式中U1、U2均为有效值； ③电流比h/2=n2/n1仅适用于只有一个副线圈的情况。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共30分） 1.关于变压器的构造，下列说法正确的是 A.变压器由两个线圈和一个闭合铁芯组成 B.变压器由两个线圈组成，不需要铁芯 C.原线圈与负载相连，副线圈与电源相连 D.变压器铁芯可以用绝缘材料制成 2.理想变压器原、副线圈匝数分别为1=1000匝、n2=200匝，原线圈接220V交流电压，则副线圈输出电压为 A.1100VB.44V C.220VD.55V 3.理想变压器工作时，下列说法正确的是 A.原线圈输入功率大于副线圈输出功率 B.原线圈输入功率等于副线圈输出功率 C.原线圈输入功率小于副线圈输出功率 D.功率关系无法确定 4.理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=4：1,副线圈接一个电阻，测得副线圈电流为2A,则原线圈电流为 A.8A B.2A C.0.5A D.4A 5.变压器原线圈接直流电压，副线圈 A.能输出稳定的直流电压B.能输出交流电压C.不能输出电压D.能输出恒定电压 6.关于变压器改变交变电流频率的说法，正确的是 A.升压变压器可以使频率升高 B.降压变压器可以使频率降低 C.变压器不改变交变电流的频率 D.频率改变与匝数比有关 7.电压互感器的原线圈匝数比副线圈匝数 A.少B.多C.相等D.无法确定 8.电流互感器在使用时，其原线圈应 A.并联在被测电路中B.串联在被测电路中C.接在电源两端 D.与负载并联 9.理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，若副线圈接10Ω电阻，原线圈接20V交流电压，则原线圈电流为 A.1A B.2A C.0.5A D.4A 10.一个理想变压器原线圈匝数为500匝，副线圈匝数为100匝，副线圈接一个标有“10V,20W”的灯泡，灯泡正 常发光，则原线圈电压为 A.50V B.10V C.100V D.5V 二、多选题（每题4分，共20分，选对但不全得2分，选错得0分）》 11.关于理想变压器，下列说法正确的是 A.原线圈输入功率等于副线圈输出功率 B.原副线圈中电流频率相同 C.原副线圈电压比等于匝数比 D.变压器可以改变直流电压 12.理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=10:1,下列说法正确的是 A.原线圈电压是副线圈电压的10倍 B.原线圈电流是副线圈电流的1/10 C.原副线圈功率相等 D.原副线圈频率之比为10：1 13.关于电压互感器和电流互感器，下列说法正确的是 A.电压互感器原线圈匝数多，副线圈匝数少 B.电流互感器原线圈匝数少，副线圈匝数多 C.电压互感器并联在电路中 D.电流互感器串联在电路中 14.理想变压器原线圈接交流电源，副线圈接负载，当副线圈匝数增加时（其他条件不变），下列说法正确的是 A.副线圈电压增大B.副线圈电压减小C.原线圈电流增大D.原线圈电流减小 15.理想变压器工作时，下列关系式正确的是 A.U1/U2=n1/n2 B.h/小2=n2/n1(单副线圈) C.P入=P出 D.f1/f2 n1/n2 三、填空题（每题3分，共15分） 16.变压器由 和绕在铁芯上的两个线圈组成，利用 原理工作。 17.理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接220V交流电压，则副线圈电压为 Vo 18.理想变压器原线圈输入功率为100W,则副线圈输出功率为， W。 19.电压互感器的作用是把 电压变成 电压。 20.理想变压器原、副线圈匝数比为1：10，副线圈接100Ω电阻，副线圈电压为100V,则原线圈电流为 Ao 四、判断题（每题2分，共10分，正确打"√"，错误打"x") 21.变压器可以改变交变电流的频率。 22.理想变压器原线圈输入功率等于副线圈输出功率。 23.变压器原线圈接直流电时，副线圈也能输出电压。 24.电流互感器的原线圈匝数比副线圈匝数少。 25.理想变压器原副线圈电压比等于匝数比。 五、简答题（每题5分，共10分） 26.简述变压器的工作原理。 27.电压互感器和电流互感器在结构和使用上有什么区别？ 六、计算题（共15分） 28.(7分)理想变压器原线圈匝数1=800匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈接U1=220V交流电压，副线圈接 一个R=11的电阻。求： (1)副线圈输出电压U2; (2)副线圈电流2； (3)原线圈电流I1。 29.(8分)理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，副线圈接两个并联电阻R1=20Ω和R2=30Ω，原线圈接100V 交流电压。求： (1)副线圈电压U2; (2)副线圈总电流I2; (3)原线圈电流I1; (4)原线圈输入功率P1。 模块3 参考答案 一、单选题 1.A解析：变压器由两个线圈和一个闭合铁芯组成，原线圈接电源，副线圈接负载，铁芯用导磁材料制成。 2.B解析：U2=U1·n2/n1=220×200/1000V=44V。 3.B解析：理想变压器无能量损耗，输入功率等于输出功率。 4.C解析：l1=l2·n2/n1=2×1/4A=0.5A。 5.C解析：直流电不产生变化磁通量，副线圈无感应电动势。 6.C解析：变压器不改变交变电流的频率。 7.B解析：电压互感器原线圈匝数多，副线圈匝数少。 8.B解析：电流互感器原线圈串联在被测电路中。 9.C解析：U2=U1·n2/n1=20×1/2V=10V;l2=U2/R=10/10A=1A;Ih=l2·n2/n1=1×1/2A=0.5A。 10.A解析：灯泡正常发光，U2=10V;U1=U2·n/n2=10×500/100V=50V。 二、多选题 11.ABC解析：理想变压器输入功率等于输出功率，A正确；频率不变，B正确；电压比等于匝数比，C正确；变压器不能 改变直流电压，D错误。 12.ABC解析：电压比等于匝数比，A正确；电流比等于匝数反比，B正确；功率相等，C正确；频率之比为1：1，D错 误。 13.ABCD解析：电压互感器原线圈匝数多、并联在电路中；电流互感器原线圈匝数少、串联在电路中，四项均正确。 14.AC解析：n2增加，U2=U1·n2/n1增大，A对；负载不变时，l2=U2/R增大，P出增大，P入增大，Ih=P入/U1增 大，C对。 15.ABC解析：电压比等于匝数比，A正确；单副线圈电流比等于匝数反比，B正确；功率守恒，C正确；频率不变，ff2 =1,D错误。 三、填空题 16.闭合铁芯；电磁感应 17.44 18.100 19.高；低 20.10解析：U1=U2·n1/n2=100×1/10V=10V;l2=U2/R=100/100A=1A;1h=2·n2/n1=1×10/1A=10A。 四、判断题 21.×解析：变压器不改变交变电流的频率。 22.√解析：理想变压器输入功率等于输出功率。 23.×解析：直流电不产生变化磁通量，副线圈无输出电压。 24.√解析：电流互感器原线圈匝数少，副线圈匝数多。 25.√解析：理想变压器电压比等于匝数比。 五、简答题 26.答：变压器利用电磁感应原理工作。原线圈中通入交变电流，在闭合铁芯中产生变化的磁通量，变化的磁通量穿过副 线圈，在副线圈中产生感应电动势，从而实现电能的传输和电压的变换。 27.答：电压互感器：原线圈匝数多，副线圈匝数少，并联在被测电路两端，把高电压变成低电压。电流互感器：原线圈 匝数少，副线圈匝数多，串联在被测电路中，把大电流变成小电流。 六、计算题 28. (1)由U1/U2=n/n2得：U2=U1·n2/n1=220×200/800V=55V (2)I2=U2/R=55/11A=5A (3)由I1/l2=n2/n1得：I1=l2·n2/n1=5×200/800A=1.25A 29. (1)由U1/U2=n/n2得：U2=U1·n2/n1=100×1/4V=25V (2)并联电阻总阻值：1/R总=1/R1+1/R2=1/20+1/30=3/60+2/60=5/60,R总=12；I2=U2/R总=25/12A≈ 2.08A (3)由l/2=n2/nm得：Ih=l2·n2/n1=(25/12）×1/4A=25/48A≈0.52A (4)P1=P2=U2l2=25×25/12W=625/12W≈52.08W