2020-2022北京高二（上）期末物理汇编：变压器

第1页/共1页2020-2022北京高二（上）期末物理汇编变压器一、单选题1．（2022·北京师大附中高二期末）如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向上移动，下列说法正确的是（）A．电表的示数增大 B．电表的示数减小C．电表、的示数都不变 D．电表、的示数都增大2．（2021·北京·高二期末）一理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为100Ω的电阻RA、RB，输入端接有电压u=220sin100πtV的交流电，如图所示。则（）A．RA、RB功率之比为4：1B．通过RA的电流为2.2AC．RB两端电压为110VD．RA两端电压为44V3．（2021·北京·临川学校高二期末）如图，一理想变压器原线圈与交变电源相连，副线圈中接有阻值为3Ω的定值电阻与理想电流表。当理想电压表的读数为12V时，电流表读数为2A，下面说法正确的是（）A．变压器原、副线圈匝数比为1：2 B．原线圈电流的有效值为1AC．副线圈电流的有效值为A D．变压器的输入功率为24W4．（2021·北京·北理工附中高二期末）如图所示，理想变压器的原线圈接入u=2200sin100πt（V）的交变电压，副线圈对铭牌标识为“220V，1100W”的用电器RL供电，该用电器正常工作。下列说法正确的是（）A．原、副线圈的匝数比为10∶1B．交变电压的频率为100HzC．原线圈中电流的有效值为2AD．变压器的输入功率为1100W5．（2020·北京·汇文中学高二期末）如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（）A．电流表的示数减小B．电压表的示数减小C．电压表的示数不变D．电流表的示数不变6．（2020·北京·101中学高二期末）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin（100πt）（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）

A．原线圈中电流表的读数为2AB．副线圈中电压表的读数为110VC．副线圈输出功率为220WD．将负载电阻的阻值增大，则负载电阻消耗的功率增大7．（2020·北京二十中高二期末）图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上.L为指示灯，灯泡L1和L2完全相同（其阻值均恒定不变），R是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表．开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是（）A．电流表A2的示数变大 B．电压表的示数变大C．电流表A1的示数变小 D．灯泡L1的亮度变暗8．（2020·北京·中央民族大学附属中学高二期末）如图所示为一理想变压器，原线圈接在一输出电压为u=U0sint的交流电源两端。电路中R0为定值电阻，V1、V2为理想交流电压表，A1、A2为理想交流电流表，导线电阻不计。现使滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则下列说法中正确的是（）A．电流表A1与A2示数的比值将变小B．电压表V1与电流表A1示数的比值变小C．电压表V2与电流表A2示数的比值变大D．电流表A1的示数变化量一定小于电流表A2的示数变化量二、实验题9．（2022·北京·人大附中高二期末）某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。（1）下列说法正确的是_______。A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用（2）一位同学实验时，观察两个线圈的导线，发现粗细不同。他选择的原线圈为800匝，副线圈为400匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端，所接电源为“”挡位，测得副线圈的电压为。则下列叙述中可能符合实际情况的一项是___________。A．原线圈导线比副线圈导线粗B．学生电源实际输出电压大于标注的“”C．原线圈实际匝数与标注“800”不符，应大于800匝D．副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝E．变压器的铁芯B没有安装在铁芯A上，导致铁芯没有闭合（3）变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，如图所示。①图中，硅钢片应平行于___________。A．平面

B．平面

C．平面

D．平面②这样设计的原因是___________。A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量（4）理想变压器是一种理想化模型。如图所示，心电图仪（将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为虚线框内的交流电源和定值电阻串联）与一理想变压器的原线国连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原副线圈的匝数分别为、。在交流电源的电压有效值不变的情况下，将可变电阻R的阻值调大的过程中，当________时，R获得的功率最大。三、解答题10．（2022·北京西城·高二期末）如图所示，一台理想变压器原、副线圈匝数之比。原线圈接在电压（V）的交流电源上，副线圈接R=5.5Ω的电阻。若电流表和电压表均可视为理想电表，求：（1）电压表的示数；（2）电流表的示数。11．（2021·北京·北理工附中高二期末）某学生选用匝数可调的可拆变压器（该变压器视为理想变压器），如图甲所示，做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，可以研究副线圈匝数对输出电压的影响。完成下列问题：（1）该变压器被视为理想变压器，请简要说出忽略了哪些因素的影响；（2）设变压器原线圈的匝数为n1，感应电动势为E1，端电压为U1；副线圈的匝数为n2，感应电动势为E2，端电压为U2.请从法拉第电磁感应定律角度理论推导理想变压器线圈两端的电压与匝数的关系；（3）如果用图像表示副线圈匝数对输出电压的影响，以U2为纵坐标，n2为横坐标，在图乙中画出变压器的输出电压U2与匝数n2关系图像的示意图，并说明U2-n2图像斜率的物理意义。

参考答案1．B【详解】输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变，滑动变阻器滑片向上移动，其接入电路的阻值变大，副线圈中的电流就减小，A2示数减小，原先圈电流也减小，则A1示数也减小；V1示数不变，则次级电压不变，而R0电压变小，则V2示数变大，B正确，ACD错误；故选B。2．D【详解】A．因为原副线圈匝数之比为2：1，则原副线圈中电流之比为1：2，由P=I2R可得，RA、RB功率之比为1：4，故A错误；CD．因为所以原线圈两端电压U1与RB两端电压之比为联立可得，RA两端电压与原线圈两端电压U1之比为联立解得，，故C错误，D正确；B．通过RA的电流为故B错误。故选D。3．B【详解】A．副线圈输出电压为根据理想变压器的电压关系，可得故A错误；B．根据理想变压器的电流关系有，解得故B正确。C．副线圈电流的有效值为2A，故C错误；D．变压器的输入功率为故D错误。故选B。4．D【详解】A．输入电压的有效值为，“220V，1100W”的电器正常工作，故原、副线圈的匝数比为故A错误；B．由表达式知交变电压的频率故B错误；C．副线圈电流故原线圈中电流的有效值为故C错误；D．输入功率等于输出功率，故输入功率为故D正确；故选D。5．A【详解】开关S闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即V1示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故A1的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻R两端的电压增大，而副线圈的总电压不变，所以副线圈并联部分的电压减小，即的示数减小，故电流表的示数减小，故A正确，BCD错误。故选A。6．C【详解】AB．根据交流电源的表达式可知原线圈两端电压为U1=220V，根据理想变压器原、副线圈电压关系可知副线圈两端电压为U2=110V，即副线圈中电压表的读数为110V。根据欧姆定律可知副线圈的电流为根据理想变压器原、副线圈电流关系可知原线圈的电流，即电流表的读数为I1=1A，故AB错误；C．副线圈输出功率为P=U2I2=220W故C正确；D．负载电阻消耗的功率为若R增大，则P将减小，故D错误。故选C。7．C【详解】B．当S断开后，负载阻值变大，因为变压比没变，所以副线圈电压U2不变，故B错误；C．由闭合电路欧姆定律知，I2电流变小，即A2的示数变小，故C正确；A．由可知A1表的示数也变小，故A错误；D．因为断开后，R分担的电压变小，而U2不变，所以L1灯的电压要变大，即要变亮，故D错误．故选C。8．C【详解】A．因为只有一个副线圈，因此电流之比一定等于线圈匝数的反比，故两电流表的比值不变，故A错误；B．滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律可以知道A2电流减小，故A1电流减小，因为V1不变，故电压表V1与电流表A1示数的比值变大，故B错误；C．滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则滑动变阻器接入电阻增大，由欧姆定律可以知道A2电流减小，因为V1不变，匝数不变，所以V2不变，即电压表V2与电流表A2示数的比值变大，故C正确；D．电流之比等于线圈匝数之比，若输入端匝数大于输出端的匝数，则根据比例式可以知道电流表A1的示数变化量小于电流表A2的示数变化量；但如果输入端匝数小于输出端的匝数，则根据比例式可以知道电流表A1的示数变化量大于电流表A2的示数变化量，故D错误.。故选C。9．

CDF

B

D

B

【详解】（1）[1]A．为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；B．变压器只能改变交流电的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；C．研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；D．为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故D正确。EF．变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输电能，故E错误，F正确；故选CDF。（2）[2]A．原副线圈的粗细不影响变压器的电压比与匝数比的关系，故A错误；B．根据理想变压器的匝数比与电压的关系有若学生电源实际输出电压大于标注的“8V”，则副线圈的输出电压大于4V，故B正确；C．若原线圈实际匝数与标注“800”不符，应大于800匝，根据匝数比关系可知，副线圈的电压小于4.0V，故C错误；D．若副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝，根据匝数比关系可知，副线圈的电压小于4.0V，故D错误；E．变压器的铁芯B没有安装在铁芯A上，导致铁芯没有闭合，则得出副线圈的电压为0，故E错误；故选B。（3）①[3]磁感线环绕的方向沿着闭合铁芯，根据楞次定律及右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向垂直于图示变压器铁芯的正面，即与图示abcd面平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应平行于平面aehd，故选D；②[4]这样设计的原因是减小涡流，提高变压器的效率，故选B；（4）[5]把变压器和R等效为一个电阻，当作电源内阻，当内外电阻相等即时，输出功率最大，根据得代入，可得10．（1）22V；（2）0.4A【详解】（1）原线圈接在电压（V）的交流电源上，则有效值U1=220V设副线圈电压的有效值为U2，则有电压表的示数U2=22V（2）副线圈中电流的