人教版高二物理变压器专题练习附答案

人教版高二物理变压器专题练习附答案

一、单选题

1．如图甲所示，为某手机无线充电装置简化工作原理图，充电基座线圈接上如图乙所示的家用交流电，受电线圈接一理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）给手机电池充电，基座线圈与受电线圈的组合可视为理想变压器。已知该手机电池的充电电压为5V，下列说法正确的是（ ）

A．该无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象

B．家用交流电电流方向每秒变化50次

C．该无线充电装置的输出电压的峰值为52V

D．基座线圈和受电线圈的匝数比为311：10

2．一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为3:1，电阻R1和R2阻值分别为3Ω和1Ω，电流表、电压表均为理想表，a、b端输入的电流如图乙所示，下列说法错误的是（ ）

A．电流表的示数为3A2 B．电压表的示数33V2

C．0~0.04s内，电阻R2产生的焦耳热为0.27J D．0.07s时，通过电阻R1的电流为0

3．如图所示，理想变压器原线圈与灯泡A相连接，副线圈与三个灯泡和一个电流表相连接，四个灯泡完全相同，当输入电路中接入2202sin100π(V)Ut交流电时，四个灯泡均能正常发光，以下说法正确的是（ ）

A．1s内通过电流表的电流方向改变50次

B．变压器原、副线圈匝数之比为4∶1

C．灯泡的额定电压为55 V

D．若副线圈中D灯突然烧坏，其余三个灯泡均会烧坏

4．如图是变电所为市区用户供电的示意图。变压器的输入电压是电网的电压，可视为不变。变压器视为理想变压器，其变压比通过P上下可调，输电线的电阻为0R，则（ ）

A．用户减少时，0R上的功率增大

B．用户减少时，用户获得的电压不变

C．用户增多时，电流表A的示数减小

D．用户增多时，用户获得的电压要维持不变，应将P适当上调使得原线圈的匝数减小

5．如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0串联后接在电压恒定U0=36V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3.已知R0=4Ω，R的最大阻值为100Ω。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）

A．电压表示数变大，电流表示数变小

B．电源的输出功率变小

C．当R=4Ω时，电压表示数为5.4V

D．当R=36Ω时，R获得的功率最大

6．某种手机的无线充电原理如图所示。已知发射线圈的两端电压为45V，电流的频率为100kHz，接收线圈的两端电压为5.4V。充电时效率大约60%。下列说法正确的是（ ）

A．无线充电工作原理是“电流的磁效应”

B．接收线圈中电流的频率为100kHz

C．无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为25:3

D．充电时接收线圈始终有收缩的趋势

7．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如下图，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比4∶1，输电线总电阻R＝4 Ω。全校共22个班，每班有“220 V，40 W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则（ ）

A．发电机输出功率为5 280 W

B．发电机电动势为250 V

C．若减小升压变压器原副线圈匝数比可以提高输电的效率

D．若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率也减半

8．某发电站向远方供电，将10kVU的电压直接加在输送线路的输入端，且输送的电功率为600kWP；输送线路的终端获得的电功率为500kW。若要将此输送线路的效率提升为98.5%，则输送线路的输入端需要接入的如图所示升压变压器的匝数比12nn为（ ）

A．3：20 B．3：10 C．2：5 D．1：10

9．如图（甲）所示，理想变压器原副线圈匝数比n1∶n2= 55∶4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定。原线圈接入的交流电压的变化规律如图（乙）所示，则下列说法正确的是（ ）

A．交流电压表V的读数为64V

B．灯泡L两端电压的有效值为32V

C．当滑动变阻器的触头P向下滑动时，电流表A2示数增大，A1示数减小

D．由图乙可知交流发电机转子的角速度为100πrad/s

10．如图甲所示，100匝圆形线圈接入理想变压器的原线圈，变压器的副线圈接入阻值为R的电阻，电表都是理想电表。已知每匝线圈的电阻均为R，若在线圈位置加人垂直于线圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到圆形线圈的电热功率与电阻R的功率相等。下列说法正确的是（ ）

A．2T时刻两电流表示数均达最大

B．4T时刻两电流表示数均为0

C．原、副线圈匝数比12:10:1nn

D．对某一段线圈来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大

二、多选题

11．

小明家中的电源电压是2202sin100(V)ut的交变电压，他想给一个标有“20V、1A”的灯泡供电，他家中有一个原、副线圈匝数比为12:10:1nn的理想变压器，为使灯泡正常工作，小明设计了两个方案：一是在原线圈中串联一个电阻1R；二是在副线圈中串联一个电阻2R（图中均未画出）。当灯泡正常工作时，下列说法正确的是（ ）

A．副线圈两端的电压方向每秒钟改变100次

B．1R与2R的阻值之比为1∶1

C．1R与2R的功率之比为1∶1

D．两个方案中，原线圈电流的有效值均为10A

12．如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比为12:6:1nn，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻.当原线圈两端接有如图乙所示的交变电流时，三只灯泡都能发光，如果加在原线圈两端的交变电流的最大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交变电流的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是（ ）

A．副线圈两端电压的有效值均为216V B．灯泡Ⅰ变亮

C．灯泡Ⅱ变暗 D．灯泡Ⅲ变亮

13．如图甲所示电路中，1A、2A、3A为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内，理想变压器T原线圈内磁场的磁感应强度B的变化情况如图乙所示，则在t1～t2时间内（ ）

A．电流表A1和A2的示数相同 B．电流表A2的示数比A3的小

C．电流表A1的示数比A2的小 D．电流表A3的示数都为零

14．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，正弦交流电源电压的有效值为U=15V保持不变，电阻R1=15Ω，R2=20Ω，滑动变阻器R3最大阻值为40Ω。开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，则下列正确的是（ ）

A．通过R1的电流的有效值为1A B．电压表读数为12V

C．若向下移动P，电压表读数将变大 D．若向下移动P，变压器的输出功率将变小

15．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，电压表和电流表均为理想电表，tR为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），0R为定值电阻，当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（ ）

A．电压表2V的示数为7.2V

B．tR处温度升高时，电压表2V的示数减小

C．tR处温度降低时，变压器原线圈的输入功率减小

D．原线圈两端电压的瞬时值表达式为362sin100(V)ut

16．如图所示，A、B为两个定值电阻， AB12RR，ab、间所接交变电源输出电压的有效值恒定为U，若A、B两电阻的电功率AB2PP，下列说法正确的是（ ）

A．理想变压器原、副线圈的匝数之比为1212nn

B．电阻A、B两端的电压之比为21ABUU

C．理想变压器原、副线圈中的电流之比为1212II

D．若RB减小，则ab、间交变电源的输出功率增大

17．在如图所示的理想变压器所构成的电路中，二极管串联在原线圈的回路中，电阻R与电动机M串联后再与08ΩR的电阻并联，然后接在副线圈两端，R是由某种金属氧化物制成的导体，实验研究表明，通过它的电流RI与它两端的电压RU遵循的规律为3RRIkU，其中系数30.125A/Vk，内阻为10r的电动机正常工作时的热功率为10WP热；电源输出电压为322VU的正弦交流电时，电动机正好正常工作，且M的电压是R电压的7倍，下列说法正确的是（ ）

A．R两端的电压为2V

B．原、副线圈的匝数比为4：1

C．电动机的效率为28.6%

D．变压器的输入功率为16W

18．中央电视台《焦点访谈》栏目曾多次报道某些边远落后的农村电价过高、农民负担过重的问题。造成电价高的客观原因主要是电网陈旧老化，电能损耗严重。为了保障农民的利益，在进行电网改造的时候，电力部门必须考虑尽可能减少输电线上的能量损耗。下列方法可行的是（ ）

A．提高输送电压

B．将铝线换成银线

C．适当增大输电线的截面积

D．缩短输电线长度

19．如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压122sin20π(V)et，将其接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值8Ωr的电阻，原、副线圈匝数之比21:2:1nn，副线圈上的滑动变阻器的最大阻值为max10ΩR，且其滑动触头可上下安全调节，其余电阻不计，电路中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）

A．0t时刻，矩形线圈垂直于中性面 B．若将滑动触头从最下端滑到最上端，R消耗的功率先增大后减小再增大

C．滑动变阻器的阻值为2ΩR时，其消耗的功率最大，最大值为4.5W

D．若维持滑动变阻器消耗功率最大的电路状态，则1分钟内r产生的焦耳热为270J

20．某兴趣小组利用电磁感应知识，自制一个风力发电机。发电机与一理想变压器相连，变压器原、副线圈匝数分别为500匝和1000匝，装置示意图如图甲所示。在某一恒定风力作用下，风叶带动与其固定在一起的磁铁转动，变压器原线圈两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示。现将滑片P往下移动到某一位置后，风叶的转速随之变为原来的45。已知发电机内阻可忽略，所有电表均为理想交流电表，则（ ）

A．电流表A的读数变小

B．电压表V2的读数变为160V

C．发电机的输出功率变为原来的1625

D．磁铁受到线圈L的阻碍增大，所以磁铁转速变小

三、解答题

21．如图1所示，一个小型水力发电站，发电机输出电压U0=350V，它通过总电阻r线=2.8Ω的输电线直接向居民区供电，设居民区所有用电器都是额定电压U用=220V的白炽灯，这些白炽灯额定总功率为P用=22kW，不计灯丝电阻随温度的变化。求：

（1）当居民区的电灯全部使用时，输电线损失的电功率多大？

（2）若采用高压输电，在发电机端用理想升压变压器，在用户端用理想降压变压器，已知降压变压器的匝数比为20：1，部分电路如图2所示。当全部用户的白炽灯都工作时，白炽灯恰好正常发光，输电线上损耗的功率多大？

22．如图所示，有一小型火力发电站，其发出的电力通过远距离输电供给某大型制造工厂使用。已知升压变压器1T原、副线圈匝数比12:1:100nn，输电线等效电阻100R，变压器2T原、副线圈匝数比为34:200:1nn，输电过程中所有变压器均为理想变压器。工厂