2020-2022北京高二（上）期末物理匯編：變壓器

第1頁/共1頁2020-2022北京高二（上）期末物理匯編變壓器一、單選題1．（2022·北京師大附中高二期末）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變。若將滑動變阻器的滑動觸頭向上移動，下列說法正確的是（）A．電表的示數(shù)增大 B．電表的示數(shù)減小C．電表、的示數(shù)都不變 D．電表、的示數(shù)都增大2．（2021·北京·高二期末）一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2：1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值均為100Ω的電阻RA、RB，輸入端接有電壓u=220sin100πtV的交流電，如圖所示。則（）A．RA、RB功率之比為4：1B．通過RA的電流為2.2AC．RB兩端電壓為110VD．RA兩端電壓為44V3．（2021·北京·臨川學校高二期末）如圖，一理想變壓器原線圈與交變電源相連，副線圈中接有阻值為3Ω的定值電阻與理想電流表。當理想電壓表的讀數(shù)為12V時，電流表讀數(shù)為2A，下面說法正確的是（）A．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：2 B．原線圈電流的有效值為1AC．副線圈電流的有效值為A D．變壓器的輸入功率為24W4．（2021·北京·北理工附中高二期末）如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u=2200sin100πt（V）的交變電壓，副線圈對銘牌標識為“220V，1100W”的用電器RL供電，該用電器正常工作。下列說法正確的是（）A．原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1B．交變電壓的頻率為100HzC．原線圈中電流的有效值為2AD．變壓器的輸入功率為1100W5．（2020·北京·匯文中學高二期末）如圖所示，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，副線圈接三個阻值相同的電阻R，不計電表內(nèi)電阻影響。閉合開關S后（）A．電流表的示數(shù)減小B．電壓表的示數(shù)減小C．電壓表的示數(shù)不變D．電流表的示數(shù)不變6．（2020·北京·101中學高二期末）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u=220sin（100πt）（V）的交流電源上，副線圈接有R=55Ω的負載電阻。原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）

A．原線圈中電流表的讀數(shù)為2AB．副線圈中電壓表的讀數(shù)為110VC．副線圈輸出功率為220WD．將負載電阻的阻值增大，則負載電阻消耗的功率增大7．（2020·北京二十中高二期末）圖中B為理想變壓器，接在交變電壓有效值保持不變的電源上.L為指示燈，燈泡L1和L2完全相同（其阻值均恒定不變），R是一個定值電阻，電壓表、電流表都為理想電表．開始時開關S是閉合的，當S斷開后，下列說法正確的是（）A．電流表A2的示數(shù)變大 B．電壓表的示數(shù)變大C．電流表A1的示數(shù)變小 D．燈泡L1的亮度變暗8．（2020·北京·中央民族大學附屬中學高二期末）如圖所示為一理想變壓器，原線圈接在一輸出電壓為u=U0sint的交流電源兩端。電路中R0為定值電阻，V1、V2為理想交流電壓表，A1、A2為理想交流電流表，導線電阻不計?，F(xiàn)使滑動變阻器R的滑動觸頭P向上滑動，則下列說法中正確的是（）A．電流表A1與A2示數(shù)的比值將變小B．電壓表V1與電流表A1示數(shù)的比值變小C．電壓表V2與電流表A2示數(shù)的比值變大D．電流表A1的示數(shù)變化量一定小于電流表A2的示數(shù)變化量二、實驗題9．（2022·北京·人大附中高二期末）某班物理實驗課上，同學們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關系”?？刹鹱儔浩魅鐖D甲、乙所示。（1）下列說法正確的是_______。A．為確保實驗安全，實驗中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B．變壓器原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應當用多用電表的“直流電壓擋”C．可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響D．測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量E．變壓器開始正常工作后，鐵芯導電，把電能由原線圈輸送到副線圈F．變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用（2）一位同學實驗時，觀察兩個線圈的導線，發(fā)現(xiàn)粗細不同。他選擇的原線圈為800匝，副線圈為400匝，原線圈接學生電源的正弦交流輸出端，所接電源為“”擋位，測得副線圈的電壓為。則下列敘述中可能符合實際情況的一項是___________。A．原線圈導線比副線圈導線粗B．學生電源實際輸出電壓大于標注的“”C．原線圈實際匝數(shù)與標注“800”不符，應大于800匝D．副線圈實際匝數(shù)與標注“400”不符，應小于400匝E．變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導致鐵芯沒有閉合（3）變壓器鐵芯是利用由相互絕緣的薄硅鋼片平行疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，如圖所示。①圖中，硅鋼片應平行于___________。A．平面

B．平面

C．平面

D．平面②這樣設計的原因是___________。A．增大渦流，提高變壓器的效率B．減小渦流，提高變壓器的效率C．增大鐵芯中的電阻，以產(chǎn)生更多的熱量（4）理想變壓器是一種理想化模型。如圖所示，心電圖儀（將心肌收縮產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器，其輸出部分可以等效為虛線框內(nèi)的交流電源和定值電阻串聯(lián)）與一理想變壓器的原線國連接，一可變電阻R與該變壓器的副線圈連接，原副線圈的匝數(shù)分別為、。在交流電源的電壓有效值不變的情況下，將可變電阻R的阻值調(diào)大的過程中，當________時，R獲得的功率最大。三、解答題10．（2022·北京西城·高二期末）如圖所示，一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比。原線圈接在電壓（V）的交流電源上，副線圈接R=5.5Ω的電阻。若電流表和電壓表均可視為理想電表，求：（1）電壓表的示數(shù)；（2）電流表的示數(shù)。11．（2021·北京·北理工附中高二期末）某學生選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器（該變壓器視為理想變壓器），如圖甲所示，做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗時，保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)，可以研究副線圈匝數(shù)對輸出電壓的影響。完成下列問題：（1）該變壓器被視為理想變壓器，請簡要說出忽略了哪些因素的影響；（2）設變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，感應電動勢為E1，端電壓為U1；副線圈的匝數(shù)為n2，感應電動勢為E2，端電壓為U2.請從法拉第電磁感應定律角度理論推導理想變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系；（3）如果用圖像表示副線圈匝數(shù)對輸出電壓的影響，以U2為縱坐標，n2為橫坐標，在圖乙中畫出變壓器的輸出電壓U2與匝數(shù)n2關系圖像的示意圖，并說明U2-n2圖像斜率的物理意義。

參考答案1．B【詳解】輸入電壓不變，匝數(shù)比不變，輸出電壓就不變，滑動變阻器滑片向上移動，其接入電路的阻值變大，副線圈中的電流就減小，A2示數(shù)減小，原先圈電流也減小，則A1示數(shù)也減??；V1示數(shù)不變，則次級電壓不變，而R0電壓變小，則V2示數(shù)變大，B正確，ACD錯誤；故選B。2．D【詳解】A．因為原副線圈匝數(shù)之比為2：1，則原副線圈中電流之比為1：2，由P=I2R可得，RA、RB功率之比為1：4，故A錯誤；CD．因為所以原線圈兩端電壓U1與RB兩端電壓之比為聯(lián)立可得，RA兩端電壓與原線圈兩端電壓U1之比為聯(lián)立解得，，故C錯誤，D正確；B．通過RA的電流為故B錯誤。故選D。3．B【詳解】A．副線圈輸出電壓為根據(jù)理想變壓器的電壓關系，可得故A錯誤；B．根據(jù)理想變壓器的電流關系有，解得故B正確。C．副線圈電流的有效值為2A，故C錯誤；D．變壓器的輸入功率為故D錯誤。故選B。4．D【詳解】A．輸入電壓的有效值為，“220V，1100W”的電器正常工作，故原、副線圈的匝數(shù)比為故A錯誤；B．由表達式知交變電壓的頻率故B錯誤；C．副線圈電流故原線圈中電流的有效值為故C錯誤；D．輸入功率等于輸出功率，故輸入功率為故D正確；故選D。5．A【詳解】開關S閉合時，副線圈總的電阻減小，由于變壓器的匝數(shù)比和輸入的電壓都不變，所以輸出的電壓也不變，即V1示數(shù)不變，但因副線圈的總電阻減小，則副線圈的總電流增大，則原線圈的電流增大，故A1的示數(shù)變大；由于副線圈的電流增大，故串聯(lián)在副線圈的電阻R兩端的電壓增大，而副線圈的總電壓不變，所以副線圈并聯(lián)部分的電壓減小，即的示數(shù)減小，故電流表的示數(shù)減小，故A正確，BCD錯誤。故選A。6．C【詳解】AB．根據(jù)交流電源的表達式可知原線圈兩端電壓為U1=220V，根據(jù)理想變壓器原、副線圈電壓關系可知副線圈兩端電壓為U2=110V，即副線圈中電壓表的讀數(shù)為110V。根據(jù)歐姆定律可知副線圈的電流為根據(jù)理想變壓器原、副線圈電流關系可知原線圈的電流，即電流表的讀數(shù)為I1=1A，故AB錯誤；C．副線圈輸出功率為P=U2I2=220W故C正確；D．負載電阻消耗的功率為若R增大，則P將減小，故D錯誤。故選C。7．C【詳解】B．當S斷開后，負載阻值變大，因為變壓比沒變，所以副線圈電壓U2不變，故B錯誤；C．由閉合電路歐姆定律知，I2電流變小，即A2的示數(shù)變小，故C正確；A．由可知A1表的示數(shù)也變小，故A錯誤；D．因為斷開后，R分擔的電壓變小，而U2不變，所以L1燈的電壓要變大，即要變亮，故D錯誤．故選C。8．C【詳解】A．因為只有一個副線圈，因此電流之比一定等于線圈匝數(shù)的反比，故兩電流表的比值不變，故A錯誤；B．滑動變阻器R的滑動觸頭P向上滑動，則滑動變阻器接入電阻增大，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可以知道A2電流減小，故A1電流減小，因為V1不變，故電壓表V1與電流表A1示數(shù)的比值變大，故B錯誤；C．滑動變阻器R的滑動觸頭P向上滑動，則滑動變阻器接入電阻增大，由歐姆定律可以知道A2電流減小，因為V1不變，匝數(shù)不變，所以V2不變，即電壓表V2與電流表A2示數(shù)的比值變大，故C正確；D．電流之比等于線圈匝數(shù)之比，若輸入端匝數(shù)大于輸出端的匝數(shù)，則根據(jù)比例式可以知道電流表A1的示數(shù)變化量小于電流表A2的示數(shù)變化量；但如果輸入端匝數(shù)小于輸出端的匝數(shù)，則根據(jù)比例式可以知道電流表A1的示數(shù)變化量大于電流表A2的示數(shù)變化量，故D錯誤.。故選C。9．

CDF

B

D

B

【詳解】（1）[1]A．為確保實驗安全，應該降低輸出電壓，實驗中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯誤；B．變壓器只能改變交流電的電壓，原線圈輸入交流電壓，副線圈輸出交流電壓，應用多用電表的“交流電壓擋”測量，故B錯誤；C．研究變壓器電壓和匝數(shù)的關系，用到控制變量法，可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對副線圈電壓的影響，故C正確；D．為了保護電表，測量副線圈電壓時，先用最大量程試測，大致確定電壓后再選用適當?shù)膿跷贿M行測量，故D正確。EF．變壓器的工作原理是電磁感應現(xiàn)象，即不計各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用，不是鐵芯導電，傳輸電能，故E錯誤，F(xiàn)正確；故選CDF。（2）[2]A．原副線圈的粗細不影響變壓器的電壓比與匝數(shù)比的關系，故A錯誤；B．根據(jù)理想變壓器的匝數(shù)比與電壓的關系有若學生電源實際輸出電壓大于標注的“8V”，則副線圈的輸出電壓大于4V，故B正確；C．若原線圈實際匝數(shù)與標注“800”不符，應大于800匝，根據(jù)匝數(shù)比關系可知，副線圈的電壓小于4.0V，故C錯誤；D．若副線圈實際匝數(shù)與標注“400”不符，應小于400匝，根據(jù)匝數(shù)比關系可知，副線圈的電壓小于4.0V，故D錯誤；E．變壓器的鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，導致鐵芯沒有閉合，則得出副線圈的電壓為0，故E錯誤；故選B。（3）①[3]磁感線環(huán)繞的方向沿著閉合鐵芯，根據(jù)楞次定律及右手螺旋定則，產(chǎn)生的渦旋電流的方向垂直于圖示變壓器鐵芯的正面，即與圖示abcd面平行，為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，相互絕緣的硅鋼片應平行于平面aehd，故選D；②[4]這樣設計的原因是減小渦流，提高變壓器的效率，故選B；（4）[5]把變壓器和R等效為一個電阻，當作電源內(nèi)阻，當內(nèi)外電阻相等即時，輸出功率最大，根據(jù)得代入，可得10．（1）22V；（2）0.4A【詳解】（1）原線圈接在電壓（V）的交流電源上，則有效值U1=220V設副線圈電壓的有效值為U2，則有電壓表的示數(shù)U2=22V（2）副線圈中電流的