高中物理-變壓器練習題及答案

高中物理－變壓器練習題及答案一、單選題1．如圖a所示的電路中，理想變壓器的副線圈接有10個并聯(lián)的規(guī)格相同的燈泡，原線圈接有一個規(guī)格也相同的燈泡，每個燈泡的額定電壓均為，額定電流均為。11個燈泡均正常發(fā)光，所接正弦交流電源的電壓隨時間變化的關系圖象如圖b所示，則（）A．交流電源的有效值約為B．理想變壓器輸出電壓的頻率為C．交流電源的輸出功率為D．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為15∶12．如圖所示，理想變壓器原線圈、端接電壓穩(wěn)定的交流電源，副線圈接一燈泡和滑動變阻器，電壓表均視為理想電表。不計小燈泡電阻的變化，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，下列說法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)變小B．電壓表的示數(shù)變大C．小燈泡消耗的功率變大D．變壓器原、副線圈的電流之比增大3．如圖甲所示的電路中，理想壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，A、V均為理想電表，R是光敏電阻（其阻值隨光強增大而減?。?、L是理想線圈、D是燈泡，原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電，下列說法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)為B．原、副線圈的電流都是正弦交流電，且能同時達到各自的最大值C．當光照增強時，電流表A的示數(shù)變小D．光照不變，若用一根導線來代替線圈L則燈D將變亮4．如圖，變壓器的輸入端接入的交流電，開關接1，當滑動變阻器接入電路的阻值為時，此時電壓表的讀數(shù)為。變壓器為理想變壓器，二極管正向電阻不計，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是（）A．若只將滑動變阻器的滑片向下滑動，則電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大B．若只將從1撥到2，電流表示數(shù)變大C．接1時，原、副線圈中接入電路的匝數(shù)之比為11：1D．內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為5．如圖是一個家庭用的漏電保護器的簡單原理圖，它由兩個主要部分組成，圖中左邊虛線框內(nèi)是檢測裝置，右邊虛線框內(nèi)是執(zhí)行裝置。檢測裝置是一個特殊的變壓器，它把即將引入室內(nèi)的火線和零線并在一起繞在鐵芯上作為初級（n1匝），另繞一個次級線圈（n2匝）。執(zhí)行裝置是一個由電磁鐵控制的脫扣開關。當電磁鐵的線圈中沒有電流時，開關是閉合的，當電磁鐵的線圈中的電流達到或超過一定值時，開關斷開，切斷電路，起到自動保護作用.我國規(guī)定當漏電流達到或超過30mA時，就要切斷電路以保證人身的安全。至于電磁鐵中的電流達到多大時脫扣開關才斷開，則與使用的具體器材有關，如果本題中的脫扣開關要求電磁鐵中的電流至少達到80mA才會脫扣，并且其檢測裝置可以看作理想變壓器，那么，n1與n2的比值為（）A．n1：n2＝5：3 B．n1：n2＝3：5C．n1：n2＝8：3 D．n1：n2＝3：86．圖所示為一理想變壓器，其中a、b、c為三個額定電壓相同的燈泡，輸入電壓。當輸入電壓為燈泡額定電壓的8倍時，三個燈泡剛好都正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．三個燈泡的額定電壓為B．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為9：2C．流過燈泡c的電流，每0.02s方向改變一次D．此時燈泡a和b消耗的電功率之比為2：77．華為手機充電器中裝有變壓器。用正弦交流電路給手機充電時，原線圈兩端電壓為220V，副線圈兩端電壓為5V，副線圈電流為2A，若將變壓器視為理想變壓器，則（）A．原副線圈的匝數(shù)比為4.4：1 B．原線圈的電流約為0.05AC．副線圈兩端電壓的最大值為5V D．原副線圈的功率之比為44：18．圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1：n2＝5：1，電阻R＝20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，阻值均為10Ω，S1為單刀雙擲開關。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關系如圖所示。現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．輸入電壓u的表達式B．只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C．只斷開S2后，原線圈的輸入功率為0.8WD．若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.4W9．如圖所示，將a，b接入正弦交流電中，電路中所有電表和變壓器是理想的。若交流電頻率變成原來的兩倍，下列說法正確的是（）A．電壓表示數(shù)不變B．變壓器輸入功率變?yōu)樵瓉淼膬杀禖．電流表A1的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼膬杀禗．電阻R的功率變?yōu)樵瓉淼膬杀?0．如圖所示，高鐵的供電流程是將高壓或經(jīng)過牽引變電所進行變壓，降至，通過接觸網(wǎng)上的電線與車頂上的受電器進行接觸而完成受電，機車最終獲得的電力使高鐵機車運行，下列回答正確的是（

）A．若電網(wǎng)的電壓為，則變壓所的變壓器原、副線圈匝數(shù)比B．若電網(wǎng)的電壓為，則變壓所的變壓器原、副線圈匝數(shù)比C．如果高鐵機車的電動機輸出機械功率為，電機效率為90%，則牽引變電所到機車間的等效電阻為D．如果高鐵機車的電動機輸出機械功率為，電機效率為90%，則牽引變電所到機車間的等效電阻為二、多選題11．家用燃氣灶電子脈沖點火裝置的原理圖如圖所示。將3V的直流電壓通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為正弦交變電壓u=10sin50πt（V），將該交變電壓加在理想變壓器的原線圈上，副線圈兩端接放電針，當放電針之間電壓的最大值達到18kV時，就可以放電，利用放電針高壓放電所產(chǎn)生的電火花可點燃燃氣。下列說法正確的是（）A．點火裝置正常工作時，燃氣灶每秒點火50次B．n1：n2越大，每次點火時間越長C．在轉(zhuǎn)換器損壞的情況下，只要副線圈的匝數(shù)足夠大，還是可以點燃燃氣灶D．要使點火裝置正常工作，n1：n2不能大于1：180012．在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2=10Ω，R3=20Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是（）A．所用交流電的頻率為50Hz B．電壓表的示數(shù)為100VC．若增大R2的阻值，電流表示數(shù)變大 D．變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W13．家用燃氣熱水器點火裝置的原理簡化圖如圖所示，將家用交流電（V）接入理想變壓器原線圈，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。已知點火針與感應針之間的電壓瞬時值大于2000V時，就會引發(fā)火花，點燃氣體。以下判斷正確的是（）A．變壓器原線圈兩端電壓的有效值是B．交變電流方向每秒鐘改變100次C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比可以為D．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比可以為14．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1：2，正弦交流電源電壓的有效值為U=15V保持不變，電阻R1=15Ω，R2=20Ω，滑動變阻器R3最大阻值為40Ω。開始時，滑片P處于滑動變阻器正中間位置，則下列正確的是（）A．通過R1的電流的有效值為1A B．電壓表讀數(shù)為12VC．若向下移動P，電壓表讀數(shù)將變大 D．若向下移動P，變壓器的輸出功率將變小15．如圖所示為一理想變壓器，K為單刀雙擲開關，P為滑動變阻器的滑動觸頭，為加在原線圈上的電壓，為通過原線圈的電流，則（）A．保持P的位置不變，K合在a處，若增大，將減小B．保持及P的位置不變，K由b合到a時，將減小C．保持不變，K合在a處，使P上滑，R消耗的功率將增大D．保持P的位置及不變，K由a合到b時，R消耗的功率將增大16．國產(chǎn)手機在短短十年，就蛻變成和三星、蘋果競爭的高端產(chǎn)業(yè)，不僅在于加大了研發(fā)和創(chuàng)新力度，也有屬于自己的核心技術。圖甲某國產(chǎn)手機無線充電器的示意圖。原理如圖乙所示。當ab間接上220V的正弦交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為n1，受電線圈的匝數(shù)為n2，且n1：n2=4：1.兩個線圈中所接電阻的阻值均為R，當該裝置給手機快速充電時，手機兩端的電壓為4V，充電電流為2A，則下列判斷正確的是（）A．流過受電線圈與送電線圈的電流之比為1：4B．快速充電時，受電線圈cd兩端的輸出電壓為52VC．快速充電時，兩線圈上所接電阻的阻值R=24ΩD．充電時，ab端接入的電阻R與cd端接入的電阻R的電功率之比為16：117．如圖所示，理想變壓器原線圈a、b端接電壓穩(wěn)定的交流電源，副線圈接一燈泡L和滑動變阻器R，電壓表均視為理想電表。不計小燈泡電阻的變化，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，下列說法正確的是（）A．電壓表V2的示數(shù)變小B．電壓表V1的示數(shù)不變C．小燈泡L消耗的功率變大D．變壓器原、副線圈的電流之比增大18．如圖所示，理想變壓器的原線圈與穩(wěn)定的正弦交流電源相連（電源內(nèi)阻不計），原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，電壓表和電流表均為理想電表，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，當滑片向左滑動時，電壓表V1、V2、電流表A1、A2的示數(shù)變化分別為、、、表示，則下列關系一定正確的是（）A． B．C． D．19．如圖所示為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為，輸電線上的電阻等效為，輸電線上的損失的電壓為，發(fā)電站輸出的電壓恒定。則下列說法中正確的是（）A．如果只增加用戶用電器數(shù)量，將保持不變B．如果只增加輸電線電阻，用戶用電功率將減小C．如果只增加，輸電線上損失的功率將減小D．如果只增加，發(fā)電機的輸出功率將增大20．圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，電阻R=10Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。原線圈接一個經(jīng)雙可控硅調(diào)節(jié)后的電壓U，U隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，正弦交流電的每一個二分之一周期中，前四分之一周期電壓被截去。現(xiàn)將S1、S2、S3閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．輸入電壓U的有效值為10V B．R消耗的電功率為10WC．只斷開S3后，L2正常發(fā)光 D．只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大三、解答題21．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比，原線圈接的交變電壓。電壓表V為理想交流電壓表，小燈泡的規(guī)格為“，”，導線電阻忽略不計。求：（1）原線圈兩端電壓的有效值；（2）理想交流電壓表V的讀數(shù)；（3）要使小燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器的阻值應調(diào)為多大。22．用一臺型號為AED6500S的柴油發(fā)電機給災民臨時安置區(qū)供電，輸電線路示意圖如圖所示，發(fā)電機規(guī)格如下表所示。該發(fā)電機到安置區(qū)的距離x=500m，輸電線路中火線和零線均為GBCZ60型單股銅導線，該型號導線單位長度的電阻，安置區(qū)家用電器的總功率P=55kW，若這些額定電壓U=220V的家用電器都正常工作，求：型號AED6500S輸出電壓范圍220V~300V最大輸出功率60kW（1）輸電線路中的電流；（2）發(fā)電機的實際輸出電壓；（3）在輸電線路上損失的電功率。23．如圖所示，邊長為、匝數(shù)為、電阻不計的正方形線圈，在磁感應強度為的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，軸垂直于磁感線。它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，定值電阻和額定功率為的燈泡并聯(lián)后接在變壓器的輸出端。已知燈泡正常發(fā)光，電流表為理想電表、其余電阻可忽略不計。求：（1）由圖示位置開始計時，E、F兩點間電動勢瞬時值的表達式；（2）電流表A的示數(shù)?！緟⒖即鸢浮恳?、單選題1．C【解析】【詳解】A．由圖b可知交流電壓的最大值為，則電壓的有效值為44V，A錯誤；B．從圖b可知交流電的周期為0.02s，頻率為50Hz，理想變壓器不改變頻率，B錯誤；C．交流電源輸出功率等于電路中所有用電器的總功率，共11個燈泡，每個燈泡的功率為P=UI=0.4W故總功率為4.4W，C正確；D．理想變壓器原線圈兩端電壓的有效值為40V，副線圈兩端的電壓有效值為4V，故原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，D錯誤。故選C。2．C【解析】【詳解】AB．當滑動變阻器的滑片向下滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻變小，因為原線圈的電壓保持不變，且原副線圈的匝數(shù)比也保持不變，故原副線圈的電壓都保持不變，AB錯誤；C．副線圈電壓不變，滑動變阻器接入電路中的電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，副線圈中的電流變大，根據(jù)功率的公式可知，小燈泡L消耗的功率變大，C正確；D．因為原副線圈兩端的電流之比滿足因此原副線圈的電流之比保持不變，D錯誤；故選C。3．D【解析】【詳解】A．原線圈接入電壓的最大值是，所以原線圈接入電壓的有效值是U1=220V，根據(jù)理想變壓器變壓比代入數(shù)據(jù)解得副線圈的電壓為電壓表的示數(shù)為22V，故A錯誤；B．原、副線圈的電流都是正弦交流電，但二者存在的相位差，所以不能同時達到各自最大值，故B錯誤；C．有光照增強時，R阻值隨光強增大而減小，則次級電阻減小，根據(jù)得副線圈輸出功率增大，所以原線圈輸入功率增大，所以電流表A的示數(shù)變大，故C錯誤；D．用導線代替線圈，對電流的阻礙減小，所以D變亮，故D正確。故選D。4．C【解析】【詳解】A．若只將滑動變阻器的滑片向下滑動，負載電阻增大，則副線圈電流減小，原線圈電流減小，即電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)由輸入電壓和匝數(shù)比決定，故電壓表示數(shù)保持不變，A錯誤；B．若只將從1撥到2，原線圈匝數(shù)增大，可知副線圈輸出電壓減小，滑動變阻器兩端電壓減小，故滑動變阻器消耗功率減小，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率可得可知，原線圈輸入電壓不變，滑動變阻器消耗功率減小，則原線圈電流減小，即電流表示數(shù)減小，B錯誤；C．開關接1時，設此時副線圈的輸出電壓為，由于二極管的單向?qū)щ娦?，使得加在滑動變阻器上的電壓只剩下一半波形，由電流熱效應可得解得由題意可知可得原、副線圈中接入電路的匝數(shù)之比為C正確；D．內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為D錯誤；故選C。5．C【解析】【詳解】根據(jù)題意可知故ABD錯誤C正確。故選C。6．D【解析】【詳解】設燈泡的額定電壓為U，根據(jù)題意，輸入電壓得此時原線圈兩端的電壓為副線圈兩端的電壓為則變壓器原、副線圈匝數(shù)比為根據(jù)因為a、b此時都能正常發(fā)光，故電壓都為額定電壓，根據(jù)可知、a、b消耗的電功率與電流成正比，即此時燈泡a和b消耗的電功率之比為2：7，由輸入電壓的表達式，可知周期而變壓器不會改變交變電流的周期，故每0.02s電流方向改變兩次，故ABC錯誤，D正確。故選D。7．B【解析】【詳解】A．變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)成正比，可得A錯誤；BD．理想變壓器不改變功率，即原副線圈功率相等，可得解得原線圈的電流為B正確，D錯誤；C．原副線圈均為正弦交流電，故副線圈兩端電壓的最大值為C錯誤。故選B。8．C【解析】【詳解】A.由圖乙可知周期為則有所以輸入電壓的表達式應為A錯誤；B.將S1接1、S2閉合時，L2正常發(fā)光，L2的電壓為副線圈的輸出電壓，當只斷開S2時，L1接入電路，與L2串聯(lián)，L1、L2的電壓都只為副線圈的輸出電壓的一半，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯誤；C.只斷開S2后，負載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，副線圈輸出電壓不變，由圖乙可知原線圈的輸入電壓有效值為副線圈輸出電壓由輸入功率等于輸出功率C正確；D.若S1換接到2后，電阻兩端電壓有效值為消耗的電功率為D錯誤。故選C。9．C【解析】【詳解】AC．頻率變?yōu)樵瓉韮杀?，根?jù)公式又可知，電壓和電流最大值和有效值也變?yōu)樵瓉韮杀?，A錯誤，C正確；BD．根據(jù)公式可得變壓器和輸入功率和電阻的功率為原來的四倍，BD錯誤。故選C。10．D【解析】【詳解】AB．若電網(wǎng)的電壓為，則變電所的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為若電網(wǎng)的電壓為，則變電所的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，故AB錯誤；CD．若高鐵機車功率為，根據(jù)則電流牽引變電所至機車間的等效電阻故C錯誤，D正確。故選D。二、多選題11．AD【解析】【詳解】A．由，可知正弦交流電的角頻率為，所以交流電的頻率為每一個周期內(nèi)有兩次最大值，能點火兩次，所以熱水器每秒點火50次，故A正確；B．n1：n2越大，由可知，副線圈兩端電壓越低，當副線圈最大值低于18kV時，不能點燃燃氣，故B錯誤；C．在轉(zhuǎn)換器損壞的情況下，則原線圈的輸入電壓不能滿足交流電的公式，所以即使副線圈的匝數(shù)足夠大，也不可以點燃燃氣，故C錯誤；D．根據(jù)變壓器原副線圈電壓關系為變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比則要使點火裝置正常工作，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比不能超過1：1800，故D正確。故選AD。12．ACD【解析】【詳解】A．交流電的頻率為故A正確；B．通過電流的有效值為兩端即副線圈兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可知根據(jù)理想變壓器的電壓規(guī)律可知原線圈的電壓電阻兩端分壓即為電壓表示數(shù)，即故B錯誤；C．若增大R2的阻值，設副線圈的電流為為I副，原線圈的電流為為I原，則有根據(jù)理想變壓器的電壓規(guī)律可得若增大R2的阻值，則負載電阻增大，原線圈的電流減小，則原線圈兩端電壓增大，根據(jù)理想變壓器的電壓規(guī)律，副線圈電壓也增大，所以電流表示數(shù)增大，故C正確；D．副線圈中流過的總電流為變壓器原副線圈傳輸?shù)墓β蕿楣蔇正確；故選ACD。13．BD【解析】【詳解】A．由原線圈的輸入電壓表達式可知，原線圈兩端電壓的最大值為，有效值為220V，A錯誤；B．該交變電流的頻率為一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，所以電流方向每秒鐘改變100次，B正確；C．由題可知點火針與感應針之間的瞬時電壓大于2000V時會引發(fā)火花，原線圈最大的瞬時電壓為，由公式可知當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為時，副線圈的最大瞬時電壓為，小于2000V；當變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為時，副線圈的最大瞬時電壓為，大于2000V。C錯誤，D正確。故選BD。14．BC【解析】【詳解】AB．理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶2，可知原副線圈的電流之比為2∶1，設通過原線圈的電流為I，則副線圈的電流為0.5I，初級電壓為次級電壓為根據(jù)電壓器電壓之比等于匝數(shù)之比可得聯(lián)立解得A錯誤，B正確；C．向下移動P，則電阻增大，次級電流變小，初級電流也隨之變小，電阻的電壓變小，變壓器輸入的電壓變大，次級電壓也變大，電壓表讀數(shù)變大，C正確；D．直流電路中外電路的總電阻等于電源內(nèi)阻時，電源輸出功率最大，如圖所示R1等效為電源內(nèi)阻，若向下移動P，R3電阻變大，等效外電阻為開始時，滑片P處于滑動變阻器正中間位置，可知當R3=40Ω時，R等效=15Ω=R1，則隨著向下移動P，副線圈輸出功率將變大，D錯誤。故選BC。15．BD【解析】【詳解】A．K合到a時，若增大及P的位置不變，由可知，副線圈上的電壓增大，流過負載R的電流增大，增大，又由于故增大，故A錯誤；B．同理保持及P的位置不變，K由b合到a時，副線圈上的電壓變小，根據(jù)可知減小，由則將減小，故B正確；C．保持不變，K合在a處，使P上滑時，負載電阻R連入電路中的阻值增大，而、均不變，由可知減小，又由于R消耗的功率故R消耗的功率減小，故C錯誤；D．保持P的位置及不變，K由a合到b時，由可知增大，由可知R消耗的功率將增大，故D正確。故選BD。16．BC【解析】【詳解】A．流過受電線圈與送電線圈的電流之比為A錯誤；C．根據(jù)題意

解得根據(jù)題意得解得C正確；B．快速充電時，受電線圈cd兩端的輸出電壓為B正確；D．充電時，ab端接入的電阻R與cd端接入的電阻R的電功率之比為D錯誤。故選BC。17．ABC【解析】【詳解】ABC．原線圈a、b端接電壓穩(wěn)定的交流電源，電壓表V1的示數(shù)不變，副線圈兩端電壓不變，燈泡L和滑動變阻器R串聯(lián)，當滑動變阻器的滑片向下滑動時，滑動變阻器變阻器接入電路電阻變小，兩端電壓降低，電壓表V2的示數(shù)變小，小燈泡兩端電壓升