3.3 变压器——高二物理人教版（2019）选择性必修二同步课时作业
1.某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为。若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为( )
A.0.2V B.1V C.5V D.8V
2.变压器的铁芯是利用硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为( )
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
D.减小铁芯中的电阻，以减小发热量
3.某电学研究小组根据电工技术中“钳形电流测量仪”工作原理，自制了一个50Hz的钳形电流表，如图所示，铁芯左侧绕有匝数为的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A，可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是( )
A.该测量仪属于升压变压器
B.该测量仪工作原理是利用自感现象
C.若导线中通过的是10A直流电，电流表中通过的电流是10mA
D.电流表的示数随铁芯左侧线圈的匝数增加而变大
4.某同学自制了一个理想变压器，原线圈接有效值为12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡，实际测得小灯泡两端电压为3V。认为小灯泡的电阻恒定，下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的匝数比为60:19
B.若仅增加副线圈匝数，则小灯泡可能正常发光
C.若仅将原线圈匝数增为原来的两倍，则小灯泡可能正常发光
D.若仅将一个定值电阻与小灯泡串联起来接入副线圈，则小灯泡可能正常发光
5.某理想变压器的原线圈和副线圈的匝数比，当原线圈接入图中的正弦交流电后，副线圈中电流的有效值为100A。下列说法正确的是( )
A.通过原线圈电流的有效值为 B.副线圈的电流方向每秒改变50次
C.副线圈两端电压的有效值为 D.原线圈的输出功率为88kW
6.为探究变压器的两个线圈的电压关系，小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，线圈电阻忽略不计。当闭合电源开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是( )
A.增大电源电压 B.适当增加原线圈a的匝数
C.适当增加副线圈b的匝数 D.换一个电阻更小的灯泡
7.一台发电机输出的电功率为50kW，输出电压为250V，现欲用变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，若不考虑输电线路的感抗和容抗对输电的影响，则( )
A.输送电压越高，输电线上损失的功率越大
B.发电机输出的电功率越大，输电线上损失的功率越小
C.若升压变压器的变压比为1:4，输电线上损失的功率为20kW
D.若升压变压器的变压比为1:8，输电线上损失的功率为10kW
8.实验室有低压交流电源和干电池若干，现要使一电动机（额定电压较高）正常工作，某同学利用变压器设计了如下几个电路图，则其中可以使该电动机正常工作的电路是( )
A. B.
C. D.
9.一台理想变压器，原线圈两端的输入电压是220V，副线圈两端的输出电压是110V，在它正常工作时，下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的电压之比是 B.原、副线圈中的电流强度之比是
C.它的输出功率与输入功率之比是 D.它的输出功率小于它的输入功率
10.如图所示是“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验装置，下列说法正确的是( )
A.与灯泡连接的线圈叫原线圈
B.测量变压器输出电压要用直流电压表
C.若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变大
D.若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变小
11.如图为理想自耦变压器，在间输入电压有效值恒定的交变电流，开始时滑片位于线圈CD的中点G，滑片位于滑动变阻器R的中点，电流表和为理想电表，下列说法正确的是( )
A.若仅将滑片向上滑动，则电流表的示数均变小
B.若仅将滑片向上滑动，则电流表的示数均变大
C.若仅将滑片向上滑动，则电流表的示数均变小
D.若仅将滑片向上滑动，则电流表的示数变小，的示数变大
12.如图所示，理想降压变压器原、副线圈的匝数比，O点在副线圈的三分之一处，电压表和电流表均为理想交流电表，、为理想二极管，定值电阻，在原线圈A、B两端加上的交变电压，下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为 B.电压表的示数为30V
C.电流表的示数为 D.电流表的示数为
13.如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比，原线圈回路中串联一个阻值为的定值电阻，a、b端与一正弦交流电源连接，副线圈接有两个阻值均为R的定值电阻，电流表A和电压表V均为理想电表，电源电压保持不变，开关S闭合后，下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数减小 B.电流表A的示数增大
C.电压表V的示数减小 D.电压表V的示数增大
14.在如图所示的远距离输电电路中，两个理想变压器间输电线的电阻不能忽略。下列说法正确的是( )
A.为升压变压器，为降压变压器
B.为降压变压器，为升压变压器
C.开关S闭合后，电灯两端的电压增大
D.开关S闭合后，电灯两端的电压减小
15.如图所示装置中，金属杆ab、cd与下方的光滑金属导轨始终接触良好，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向左移动( )
A.向左匀速运动 B.向左变加速运动 C.向右匀加速运动 D.向右匀减速运动
答案以及解析
1.答案：D
解析：由已知条件知，原线圈两端电压的有效值为220V，设副线圈两端电压的有效值为U，则有
，解得，选项D正确，
2.答案：B
解析：变压器的铁芯不是采用一整块硅钢的原因是可以减小涡电流，在变压器上消耗的电能小了，输出的功率就高了；同时增大铁芯中的电阻，以减小发热量，选项B正确，ACD错误。
故选B。
3.答案：A
解析：A.根据题意可知，原线圈匝数为1，副线圈匝数为100，则该测量仪属于升压变压器，故A正确；
B.该测量仪工作原理是利用互感现象，故B错误；
C.若导线中通过的是10A直流电，变压器不工作，电流表无示数，故C错误；
D.根据公式
铁芯左侧多绕几圈导线，即增大，而和不变，故应减小，故电流表示数减小，故D错误。
故选A。
4.答案：B
解析：A.根据，可得原、副线圈的匝数比，故A错误；B.仅增加副线圈匝数，则副线圈的输出电压增大，有可能使小灯泡正常发光，故B正确；C.仅将原线圈匝数增为原来的两倍，则副线圈的输出电压减为原来的一半，则小灯泡变暗，故C错误；D.仅将一个定值电阻与小灯泡串联，小灯泡分得的电压减小，不能正常发光，故D错误。故选B。
5.答案：D
解析：A.副线圈中电流的有效值为100A，根据变流比可知，副线圈两端电压的有效值，故A错误；B.由图可知，周期为，一个周期内电流方向改变两次，则副线圈的电流方向每秒改变100次，故B错误；C.原线圈电压有效值为，根据电压与匝数关系可知，故C错误；D.原线圈的输出功率，故D正确。故选D。
6.答案：B
解析：A.增大电源电压，根据
可知增大，则流过灯泡的电流增大，根据
可知增大，A错误；
B.适当增加原线圈a的匝数，根据
可知减小，则流过灯泡的电流减小，根据
可知减小，B正确；
C.适当增加副线圈b的匝数，根据
可知增大，则流过灯泡的电流增大，根据
可知增大，C错误；
D.换一个电阻更小的灯泡，根据
可知不变，则流过灯泡的电流增大，根据
可知增大，D错误；
故选B。
7.答案：C
解析：A.输送电压越高，根据
可知输送电流越小，根据
可知输送电压越高，输电线上损失的功率越小，故A错误；
B.发电机输出的电功率越大，输电线上电流越大，输电线上损失的功率越大，故B错误；
C.若升压变压器的变压比为1:4，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
可得
输送电流为
输电线上损失的功率为
故C正确；
D.若升压变压器的变压比为1:8，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
可得
输送电流为
输电线上损失的功率为
故D错误。
故选C。
8.答案：C
解析：变压器对交流电能起到变压的作用，根据变压器原副线圈的关系可知要是得电压升高，则连接电动机的线圈匝数多。故选C。
9.答案：B
解析：A.由题意可知，原线圈两端的电压为
副线圈两端的电压为
则，原、副线圈的电压之比为
故A错误；
B.根据理想变压器电压与匝数关系
则，原、副线圈中的电流强度之比为
故B正确；
CD.理想变压器的输入功率与输出功率是相等的，故CD错误。
故选B。
10.答案：C
解析：A.与电源连接的线圈叫原线圈，A错误；B.测量变压器输出电压要用交流电压表，B错误；CD.若只增加副线圈的匝数，根据可知，变压器的输出电压变大，C正确，D错误。故选C。
11.答案：AC
解析：AB.若仅将滑片向上滑动，则变压器初级匝数增加，根据
则次级电压减小，次级电流减小，初级电流也减小，则电流表的示数均变小，选项A正确，B错误；
CD.若仅将滑片向上滑动，则次级电阻变大，次级电流减小，初级电流也减小，则电流表的示数均变小，选项C正确，D错误。
故选AC。
12.答案：AD
解析：本题考查理想变压器，目的是考查学生的创新能力。O点在副线圈的三分之一处，理想二极管具有单向导电性，副线圈上半支路导通时原、副线圈的匝数比为，输出电压有效值为40V，下半支路导通时原、副线圈的匝数比为，输出电压有效值为20V，电阻两端的电压-时间图像如图所示，根据有效值的定义有，解得，选项A正确、B错误；通过定值电阻R的电流，选项C错误、D正确。
13.答案：BC
解析：设a、b两端电压为，变压器原、副线圈两端的电压分别为、，原、副线圈中的电流分别为、I，副线圈中的两个电阻并联后的阻值为，则有
，，，
联立解得
，
所以电流表示数增大，电压表示数减小。
故选BC。
14.答案：AD
解析：AB.为减少输送过程中电能的损失，远距离输电采用高压输电方式，故为升压变压器，为降压变压器，故A正确，B错误；
CD.开关S闭合后，降压变压器的输出功率增大，降压变压器的输出电流增大，根据变流比可知降压变压器的输入电流变大，输电线电阻一定，输电线上损失的电压变大，升压变压器的输出电压不变，则降压变压器的输入电压减小，根据变压比可知降压变压器的输出电压减小，电灯两端的电压减小，故C错误，D正确。
故选AD。
15.答案：BD
解析：A.当ab杆向左匀速运动，在ab杆中产生恒定电流，该电流在线圈中产生恒定的磁场，在中不产生感应电流，cd杆不受安培力，静止不动，A错误；B.当ab杆向左变加速运动，根据右手定则，在ab杆中产生增大的从b到a的电流，该电流在线圈中产生向下的增强的磁场，在中磁场向上，根据楞次定律，在ab杆上产生从d到c的电流，根据左手定则，受向左的安培力，将向左运动，B正确；C.当ab杆向右加速运动，根据右手定则，在ab杆中产生增大的从a到b的电流，该电流在线圈中产生向上的增强的磁场，在中磁场向下，根据楞次定律，在cd杆上产生从c到d的电流，根据左手定则，受向右的安培力，将向右运动，C错误；D.当ab杆向右减速运动，根据右手定则，在ab杆中产生减小的从a到b的电流，该电流在线圈中产生向上的减小的磁场，在中磁场向下，根据楞次定律，在cd杆上产生从d到c的电流，根据左手定则，受向左的安培力，将向左运动，D正确。故选BD。
