3.3 变压器
一、单选题
1．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减少涡流的影响，铁芯应该选择（ ）
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯
C．绝缘的硅钢片叠成 D．绝缘的铜片叠成
2．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法错误的是（ ）
A．甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，声音信号变成电信号，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场
B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下
C．丙图中，在真空冶炼炉中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量合金
D．丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小
3．下图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220V降至110V，调节前后（ ）
A．副线圈中的电流比为
B．副线圈输出功率比为
C．副线圈的接入匝数比为
D．原线圈输入功率比为
4．手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示为电磁感应式无线充电的原理图，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入按正弦规律变化的电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中,说法不正确的是（ ）
A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D．手机和基座无需导线连接
5．下图的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中不正确的是 ( )
A．它们的原理都是自感
B．线圈匝数n 1＞n2，n3＜n4
C．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路
D．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路
6．某款手摇点火器的结构如图所示，其工作原理为手摇转把使线圈中产生交变电动势，经变压器升压后接在钢针和金属板上，当钢针和金属板间的电压达到临界值时便可击穿空气而火花放电。下列说法正确的是（ ）
A．只要转动转把就能产生电火花
B．只要转把转动的时间够长就可以产生电火花
C．只要转把转动得够快就能产生电火花
D．产生电火花后手摇转把会更省力
7．如图所示，理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻（光照增强时，光敏电阻阻值减小）、用电器。下列说法正确的是（ ）
A．P位置不动，当光照增强时，变压器的输入功率减小
B．光照强度不变，当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的功率增大
C．光照强度不变，当滑动触头P向下滑动时，原线圈的输入功率减小
D．P位置不动，光照强度不变，当U增大时，用电器消耗的功率增大
8．街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。输出电压通过输电线输送给用户，输电线总电阻为R0，变阻器R代表用户用电器的总电阻。负载变化时输入电压不会有大的波动，若变压器上的能量损耗可以忽略，当滑片下移（相当于用户的用电器增加）时（ ）
A．A1和A2示数均增大
B．V2示数增大
C．R0的功率减小
D．变压器输入功率减小
二、多选题
9．如图甲所示，是一个小型理想变压器，其右侧部分为一火警报警系统原理图的一部分，为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，常温和低于常温时其电阻等于，为一定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原、副线圈匝数比，其输入端、间所接电压随时间的变化关系如图乙所示。报警电路两端电压超过一定值时触发报警（图甲中未画出），下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数可能大于
B．通过的电流的频率为
C．报警电路一定接在两端
D．增大的阻值可提高该报警系统的灵敏度
10．图示是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市电网的电压，非常稳定，输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用表示，滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻。当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列说法错误的是（ ）
A．相当于在减少用电器的数目
B．A1表的示数随A2表的示数的增大而减小
C．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大
D．变压器的输入功率增大
11．如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶100，图中a、b表示交流电压表或电流表，已知电压表的示数为22V，电流表的示数为1A，则以下说法正确的是（ ）
A．a为电流表，b为电压表 B．a为电压表，b为电流表
C．线路输送电功率是220 kW D．输电线路总电阻为22Ω
12．如图所示，一理想变压器的原、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相同的电阻R，输入端ab间接在电压有效值恒定为220V的正弦交流电源上，不计一切导线电阻，则（ ）
A．左右两个电阻R上消耗的功率之比为1:1
B．左右两个电阻R上分得的电压之比为1:2
C．副线圈的输出电压有效值U=88V
D．若只将变压器原、副线圈匝数比改为1:2，则副线圈输出电压有效值U不变
三、解答题
13．有些机床（图）为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1440匝，副线圈是多少匝？在某次实际工作时输入电压只有220V，则输出电压是多少？
14．查阅资料，简述钳式电流表的工作原理。
15．如图一台理想变压器，其原线圈200匝，副线圈400匝，并接一个的负载电阻，其它电阻均不计。求：
(1)当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为多大？
(2)当原线圈接在输出电压的交变电源上时，电压表示数和电流表的示数各为多大？此时变压器的输入功率为多大？
参考答案：
1．C
【详解】为了减少涡流的影响，铁芯材料应选用绝缘的硅钢片叠加而成，ABD错误，C正确。
故选C。
2．B
【详解】A．甲图中，将声音信号转变为磁信号，是录音机的原理。当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场，使磁带的磁粉磁化，A正确，不符合题意；
B．乙图电路中，开关断开瞬间，电路立即断开，没有闭合回路，灯泡不会突然闪亮一下，B错误，符合题意；
C．丙图中，在真空冶炼炉中，可以利用高频电流产生涡流，电能转化为内能，冶炼出高质量合金，C正确，不符合题意；
D．丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，相当于变压器，不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小，D正确，不符合题意；
故选B。
3．C
【详解】AC．设原线圈中电流为I1，匝数为n1，两端输入电压为U1，输入功率为P1，幅线圈中电流为I2，匝数为n2，两端输出电压为U2，输出功率为P2，根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系有
所以当输出电压U2由220V降至110V时，副线圈匝数n2也应减少为一半，由于副线圈两端所接用电器不变，所以当用电器电压减半时，其电流I2也减半，A错误，C正确；
BD．根据功率计算式
可知，副线圈中输出功率P2变为原来的，根据理想变压器输出功率与输入功率相等可知，原线圈中输入功率P1也变为原来的，BD错误。
故选C。
4．B
【详解】AB．由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此受电线圈中产生的磁场也是周期性变化的，A正确，不符合题意，B错误，符合题意；
C．根据变压器原理，原、副线圈是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，C正确，不符合题意；
D．手机与机座无需导线连接就能实现充电，D正确，不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】AB、由图可知，甲并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比，所以；由图可知，乙串联在电路中是电流互感器，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，所以，故A错误，B正确；
C、甲图中的电表是电压表，副线圈电流较大，输出端不可以短路，故C正确；
D、乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路，故D正确；
不正确的故选A．
6．C
【详解】ABC．只有钢针和金属板间的电压达到临界值，才能火花放电，所以转把必须达到一定的速度，AB错误，C正确；
D．产生电火花后线圈中存在电流，安培力会阻碍线圈的转动，所以手摇转把会更吃力，D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．P位置不动，原线圈匝数不变，根据理想变压器规律
①，②
变压器副线圈输出的电压不变，当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，变压器的输出功率为
③
知减小，增加，故输入功率也增加，故A错误；
B．光照强度不变，光敏电阻的电阻值不变，当滑动触头P向上滑动时，原线圈匝数增加，根据①式，变压器的输出电压减小,根据③式，用电器消耗的功率即减小，故B错误；
C．光照强度不变，光敏电阻的电阻值不变，当滑动触头P向下滑动时，原线圈匝数减小，根据①式，变压器的输出电压增加，根据③式，用电器消耗的功率即增加，由②式，原线圈输入功率增加，故C错误；
D．P位置不动，光照强度不变，原线圈匝数不变，光敏电阻的电阻值不变，当U增大时，即增大，根据①式，变压器的输出电压增大，根据③式，用电器消耗的功率增大，故D正确；
故选D。
8．A
【详解】A．当滑片下移，变阻器R的接入电阻变小，根据串反并同规律，副线圈电流I2增大，根据
原线圈电流I1增大，故A1和A2示数均增大，A正确；
B．当滑片下移，变阻器R的接入电阻变小，根据串反并同规律，V2示数减小，B错误；
C．当滑片下移，变阻器R的接入电阻变小，根据串反并同规律，R0的电流增大，根据
R0的功率增大，C错误；
D．变压器输入功率为
输入电压U1不变，I1增大，变压器输入功率增大，D错误。
故选A。
9．CD
【详解】A．由图乙可知，输入电压有效值为，根据变压器的电压与匝数的关系，可得副线圈两端的电压有效值为，电压表测得的是两端的电压，则常温和低于常温时，电压表示数为，高温和出现火警时，电阻减小，副线圈中电流增大，因副线圈两端电压不变，两端电压增大，则电压表示数减小，故A错误；
B．变压器与电阻不改变电流频率，由图乙可知，电流频率为，故B错误；
C．图甲电路中，两端的电压随温度升高而减小，不符合报警电路要求， 两端电压因电阻减小而增大，符合要求，原副线圈两端电压不变，故报警电路只能接在两端，故C正确；
D．增大的阻值会使分得的电压增大，报警器更容易被触发，故D正确。
故选CD。
10．AB
【详解】A．当滑动变阻器的滑片P向下移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，相当于在增多用电器的数目，故A错误；
BC．由于原线圈两端电压不变，根据可知副线圈两端电压不变，而副线圈总电阻减小，所以A2表示数增大，再根据可知A1表的示数增大，故B错误，C正确；
D．根据前面分析以及易知副线圈输出功率增大，所以变压器的输入功率增大，故D正确。
本题选错误的，故选AB。
11．BC
【详解】AB．由图可知左侧为电压互感器，所以表是电压表，右侧为电流互感器，所以表是电流表，故A错误，B正确；
CD．电压互感器原线圈的匝数比副线圈匝数，由电压表的示数为U2=22V，得原线圈的电压为
2200V
电流互感器原线圈的匝数比副线圈匝数，由电流表的示数为1A，得原线圈的电流为
100A
所以电线输送功率是
由已知条件无法求输电线电阻，故C正确，D错误。
故选BC。
12．BCD
【详解】根据变压器原理可知原副线圈的电流之比为1:2，根据功率公式，所以原副线圈上电阻R消耗的功率之比为1:4，故A错误；原副线圈的电流之比为1:2，根据 所以原副线圈上电阻R分担的电压之比为1:2，故B正确；设原线圈中的电流为I，根据功率相等可知,解得 ,所以副线圈上的电压为，故C正确；若只将变压器原、副线圈匝数比改为1:2，则根据功率相等可知 则 ,所以副线圈的电压为，故D正确；故选BCD
13．136匝；21V
【详解】根据变压器的电压与匝数成正比，可知
解得副线圈的匝数为
当输入电压只有220V，输出电压为
14．钳式电流表的工作原理是建立在电流互感器工作原理的基础上的,当握紧钳形电流表扳手时,电流互感器的铁芯可以张开,被测电流的导线进入钳口内部作为电流互感器的一次绕组。当放松扳手铁心闭合后,根据互感器的原理而在其二次绕组上产生感应电流,电流表指针偏转,从而指示出被测电流的数值。
【详解】钳式电流表的工作原理是建立在电流互感器工作原理的基础上的,当握紧钳形电流表扳手时,电流互感器的铁芯可以张开,被测电流的导线进入钳口内部作为电流互感器的一次绕组。当放松扳手铁心闭合后,根据互感器的原理而在其二次绕组上产生感应电流,电流表指针偏转,从而指示出被测电流的数值。
15．(1)0； (2)440V，4A，1760W
【详解】(1)直流电不能产生电磁感应，副线圈电压为零，电压表示数为零
(2)电压有效值
即电压表示数为440V；
电流有效值
即电流表示数为4A；
功率
答案第2页，共6页
