第2节　变压器.docx

人教版高中物理选修2-1第四章第二节 变压器 同步测试一、单选题（共10题；共20分）1.在一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下述哪些物理量在数值上不一定相等（）交流电的频率；端电压的最大值；电流的有效值；电功率。 A.只有和B.只有和C.只有和D.只有和2.如图所示为理想变压器，原线圈的匝数为1 000匝，两个副线圈的匝数分别为50匝和100匝，L1是“6V，2W”的小灯泡，L2是“12V，4W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流（ ）A.AB.AC.AD.A3.如图所示是一理想的自耦变压器，A、B端接交流电源，C、D端接负载电阻R，P为滑动触头，当P逆时针转动时，下列结论正确的是（ ）A.R两端的电压下降，电流减小B.R两端的电压升高，电流增大C.R两端的电压升高，电流减小D.R消耗的功率不变4.在图中，理想变压器输入电压一定，两副线圈匝数分别为n2和n3 ， 把一个电热器接在a、b间，让c、d空载时，电流表示数为I；把该电热器接在c、d间，让a、b空载时，电流表示数为I，则I：I的值是 ( )A.().2B.()2 C.D.5.如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是（ ） A.B.C.D.6.如图所示的(1)、(2)两电路中，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V若分别在c、d两端与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为：（）A.220V，220VB.220V，110VC.110V，110VD.220V，07.如图所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2 ， 所接负载4R1=R2 ， 当只闭合S1时，电流表示数为1A；当S1和S2都闭合时，电流表示数为2A，则n1：n2为（）A.1：1B.1：2C.1：3D.1：48.如图中属于变压器的是（ ） A.B.C.D.9.图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55，、为理想电流表和电压表若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述不正确的是（ ）A.电流表的示数2AB.原、副线圈匝数比为2：1C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交变电压的频率为100 Hz10.图中可以将电压升高供给电灯的变压器是（ ）A.甲图B.乙图C.丙图D.丁图二、多选题（共3题；共9分）11.如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器的原副线圈匝数比为n1：n2=1：20，加在原线圈两端的电压为u=311sin100t（V），霓虹灯正常工作的电阻R=440K，则关于原、副线圈两端电压及原、副线圈中的电流，下列判断正确的是（）A.副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14.1mAB.副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10mAC.原线圈中电流为500AD.原线圈中电流为500mA12.如图所示是一调压变压器原理图，如将它作为升压变压器使用，则（ ）A.将交流电源接a、b端，用电器接在c、d端B.将交流电源接c、d端，用电器接在a、b端C.将交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端D.若要进一步升压，应使P顺时针方向旋转13.一理想变压器的原线圈连接一只电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头，在原线圈上加一电压为U的正弦交变电压，则（ ）A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小三、填空题（共3题；共6分）14.某发电厂输出的功率为200kW，输出电压为11kV若采用220kV的高压输电，那么，升压变压器（不计变压器能量损失）的原线圈和副线圈的匝数比为_；输电电流为_A 15.如图所示，副线圈上有一个标有“220V，10W”字样的灯泡正常发光，电流表和电压表都为理想表，原、副线圈的匝数比为20：11，则原线圈中电压表的示数为_V，原线圈中的电流表示的示数为_16.某发电厂输出的功率为200kW，输出电压为10kV若采用200kV的高压输电，那么，升压变压器（不计变压器能量损失）的原线圈和副线圈的匝数比为_；输电线等效电阻为10，输电线上的电压损失为_V 四、综合题（共1题；共10分）17.输送4.0106W的电能，若发电机输出电压为2000V，选用变压器升压后应用截面积为4.25cm2的铜导线，把电能送到400km远处，线路损失的功率为5.0105W，若已知铜的电阻率=1.7108m （1）应选用匝数比为多少的升压变压器？ （2）在用电区使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【解析】【分析】理想变压器的原线圈的磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同，则电流的频率也相同；当理想变压器的原副线圈匝数相等时，原副线圈电压相等，则电压的最大值相等，若匝数不等，则最大值可能不等；原副线圈匝数比等电流比的反比，当原副线圈匝数相等时，电流的有效值才相等，当原副线圈匝数不等时，电流的有效值就不相等；理想变压器的输出功率等于输入功率，与匝数比无关。所以在数值上不一定相等的物理量有端电压的最大值和电流的有效值。故选B。【点评】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象，副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定，输入功率由输出功率决定。2.【答案】C 【解析】【解答】解：灯泡正常发光，可知副线圈2的电压为6V，根据电压与匝数成正比知原线圈两端电压为：U1= 6=120V，根据输入功率等于输出功率知：120I=2+4 可得：I= A，故C正确，ABD错误；故选：C【分析】变压器的电流比为：原副线圈电流与匝数成反比，电压比为：原副线圈电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率3.【答案】A 【解析】【解答】解：根据公式 ，由于n1减小、n2与U1不变，故输出电压U2减小；根据欧姆定律，输出电流也减小，根据P=UI，R消耗的功率也减小；故A正确，BCD错误；故选：A【分析】根据变压比公式列式分析输出电压的变化情况，根据欧姆定律分析电流变化情况，根据P=UI进一步分析功率情况4.【答案】A 【解析】【分析】接在a、b时有接在c、d时有：，设负载电阻为R ， 在副线圈端又有：R=将上述方程联立得【点评】变压器是根据线圈的自感现象来工作的，熟记原副线圈电压，电流的关系是解此题的关键。5.【答案】C 【解析】【解答】解：A、甲图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故A错误；B、乙图中，原线圈匝数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B错误；C、丙图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，所以是升压变压器，故C正确；D、丁图中，原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故D错误故选：C【分析】理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势变压器的电流比为：原副线圈电流与匝数成反比，电压比为：原副线圈电压与匝数成正比且电流与电压均是有效值，电表测量值也是有效值6.【答案】B 【解析】【分析】图（1）为变压器，a、b接输入电压，c、d接输出端，为降压变压器，如果c、d接输入电压，c、d接输出端，为升压变压器，所以当在c、d两端加上110V的交流电压时，a、b间的电压分为220V；图（2）为滑动变阻器的分压电路，只能降压不能升压，当g、h两端加上110V的交流电压时，由于e、f间没有接用电器，滑动变阻器滑动触头上端部分电阻没有电流，可以等效成一根导线，所以e、f间的电压为110V。故选B【点评】变压器和滑动变阻器的分压电路都有降压作用，但它们的降压原理不同，变压器利用的是电磁感应原理，不但可以降压，而且改变匝数比还可以升压，而滑动变阻器分压电路时根据的串联电阻的分压作用，只能降压。7.【答案】B 【解析】【分析】含有多个副线圈的变压器，电流的关系式已经不满足只能根据能量守恒求解。S1闭合时，P入1=P出1=U2，而且P出1=P出1=P入1所以两个电阻上消耗的功率相同又因4R1=R2 ， 且，所以因此n1：n2=U1：U2=1：2【点评】本题的关键是要抓住变压器两端的能量（功率）关系8.【答案】B 【解析】【解答】解：题目中图A为变阻器，图B为变压器，故C为电容器，图D为电池；故选：B【分析】变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）9.【答案】D 【解析】【解答】解：A、根据电路图可知，电阻R的电压为110V，电阻为55，所以电阻R的电流I= =2A，所以A正确B、由图可知，输入的电压的有效值为220V，电压表的示数为110V，即为输出的电压，根据电压与匝数成正比可得匝数比为2：1，所以B正确C、电压表、电流表等的读数都是有效值，所以C正确D、经过变压器前后电压的频率是不变的，根据图象可知，输出电压的频率为f= =50Hz，所以原线圈中交变电压的频率也为50Hz，所以D错误本题选错误的故选：D【分析】根据图象可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论10.【答案】C 【解析】【分析】由变压器的工作原理可知，变压器只能适用于交流电压，由关系式可知升压变压器中，输入匝数少于输出匝数，C对。【点评】难度较小，对变压器利用互感现象的原理要了解，能灵活应用关系式判断问题。二、多选题11.【答案】B,D 【解析】【解答】A、B根据题意可知，交流电的最大电压变311V，则其有效值为 V，再根据电压与匝数关系， 可以求出副线圈的电压为U=4400V，再根据欧姆定律，可以求出副线圈中的电流为 =10mA，选项A错误，选项B正确C、D电流与匝数的关系： 代入数据解得：I1=500mA，选项C错误，选项D正确故选：BD【分析】由表达式可得原线圈两端电压的峰值为311V，从而可得有效值，根据电压与匝数的关系求副线圈的电压，由欧姆定律可求电流，再由输入功率等于输出功率判断原副线圈的电流关系12.【答案】B,D 【解析】【解答】解：A、将交流电源接a、b端，用电器接在c、d端、为降压变压器，则A错误 B、将交流电源接c、d端，用电器接在a、b端原线圈匝数小于副线圈匝数为升压变压器，则B正确 C、交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端，为b，d短接，则C错误 D、使P顺时针方向旋转，匝数比增大，则D正确故选：BD【分析】原线圈匝数小于副线圈匝数为升压变压器13.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、B、在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定因此，当Q位置不变时，输出电压U不变，此时P向上滑动，负载电阻值R增大，则输出电流I减小根据输入功率P1等于输出功率P2 ， 电流表的读数I变小，故A错误，B正确；C、D、P位置不变，将Q向上滑动，则输出电压U变大，I变大，电流表的读数变大，变压器的输入功率变大因此选项C正确，D错误；故选：BC【分析】保持Q位置不动，则输出电压不变，保持P位置不动，则负载不变，再根据电压器的特点分析三、填空题14.【答案】1：20；0.90 【解析】【解答】解：由 得，升压变压器的原线圈与副线圈匝数比为 ；输电电流I= = 故答案为：1：20，0.90【分析】（1）根据变压器线圈匝数比等于电压之比即可求解；（2）根据I= 求解电流；15.【答案】400；0.025 【解析】【解答】解：根据题意灯泡正常发光，知副线圈两端的电压 根据电压与匝数成正比，有代入数据： 解得： 根据输入功率等于输出功率，得 得原线圈电流 故答案为：400；0.025【分析】灯泡正常发光说明副线圈的电压为220V，根据变压器中电压与匝数成正比，求原线圈电压表的示数；根据输入功率等于输出功率求原线圈中电流表的示数；16.【答案】1：20；10 【解析】【解答】解：根据电压与匝数成正比，有输电上的电流 电压损失U=IR=110=10V故答案为：1：20 10【分析】根据变压器线圈匝数比等于电压之比即可求解；由U=IR求输电线上电压损失四、综合题17.【答案】（