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2022届高中物理一轮复习变压器备考必刷卷
一、单选题（共7题）
1．图甲是小米手机无线充电器的示意图。其工作原理如图乙所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1，受电线圈的匝数为n2，且n1∶n2=5∶1。 两个线圈中所接电阻的阻值均为R当该装置给手机快速充电时，手机两端的电压为5V，充电电流为2A，则下列判断不正确的是（　　）
A．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5∶1
B．快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为42.5V
C．快速充电时，两线圈上所接电阻的阻值R = 18.75Ω
D．充电期间使用手机，易损坏电池
2．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题。经检查，电源总开关中漏电保护器动作切断了电源。漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中的电流经放大器放大后便推动断电器切断电源。造成漏电保护器动作切断电源的原因判断为磁卡机用电端（　　）
A．零线与火线之间漏电
B．火线与地之间漏电或零线直接接地
C．只有火线与地之间漏电才会产生
D．刷卡机装得过多，造成电流太大
3．图中L1、L2是规格为“4V ，3W”的灯泡，a、b端所接的交变电压u=16（V），现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光。已知变压器为理想变压器，电表均为理想电表。则（　　）
A．原副线圈匝数比为4：1
B．电流表A1示数为2.25A
C．电流表A2示数为1.5A
D．增大电阻箱R连入电路的阻值两灯泡均变暗
4．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压，设理想交流电压表V1、V2的示数分别是、；理想交流电流表A的示数是I。下列说法中正确的是（　　）
A．电压表V2的示数
B．滑片P向a端滑动过程中，变大、I变小
C．滑片P向b端滑动过程中，不变、消耗的功率变大
D．通过原、副线圈的交变电流频率之比为10∶1
5．如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为，为滑动变阻器，为定值电阻，为电容器，为额定功率的灯泡，原线圈两端加电压，灯泡恰好正常发光，则（　　）
A．灯泡的额定电流为 B．流过的电流始终为零
C．滑片向下滑动时，灯泡变亮 D．滑片向下滑动时，原线圈的电流变小
6．如图甲所示，电阻不计的N匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小为0.2T的水平匀强磁场中，导线框面积为0.5m2.导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，原、副线圈的匝数比为10：1，副线圈接有一滑动变阻器R，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．线框abcd的匝数N=10
B．闭合导线框中产生的交变电压的瞬时值表达式为u=100sin100t（V）
C．若滑动变阻器的滑片P向上移动，电流表的示数将增大
D．若导线框的转速增加一倍，则变压器的输出功率将增加一倍
7．如图所示，理想变压器输入电压保持不变。若将滑动变阻器的滑动触头向下移动，下列说法正确的是（　　）
A．电表A1、A2的示数都增大
B．电表V1、V2的示数都不变
C．原线圈输入功率减小
D．电阻R0消耗的电功率减小
二、多选题（共5题）
8．在图示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，电表均为理想电表，交流电源的电动势，内阻为1 Ω。若滑动变阻器接入电路的阻值从8 Ω逐渐增大到32 Ω，则此过程中（　　）
A．电流表的示数逐渐减小 B．原线圈两端的电压有效值逐渐增大
C．电压表的示数不变 D．滑动变阻器消耗的功率先增大后减小
9．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接交流电源和理想交流电压表、理想交流电流表，副线圈通过电阻为R的导线与热水器、抽油烟机连接。已知原线圈两端的电压表示数保持不变，副线圈上的电压按如图乙所示规律变化。当闭合开关S接通抽油烟机时，下列说法正确的是（　　）
A．热水器两端电压的瞬时值表达式为
B．电压表示数为440V
C．热水器两端电压减小
D．变压器的输入功率减小
10．如图所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为2:1，原线圈接交流电压，图中电压表和电流表为理想电表，R1为负温度系数的热敏电阻（当温度升高时阻值减小），则正确的是（　　）
A．t=0时刻电流表读数为0A
B．电压表示数是110V
C．当R1处温度降低时，电压表示数不变
D．当R1处温度降低时，此变压器的输入功率将变小
11．如图所示电路中，a、b间接有瞬时电压的正弦交流电源，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2=3：2，电阻r=10Ω，电阻R=20Ω，电流表和电压表均为理想电表。下列判断正确的是（　　）
A．副线圈两端的电压的有效值为24V B．电流表的示数为0.8A
C．电压表的示数为8V D．电阻r消耗的电功率为6.4W
12．如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为22∶1，在a、b端加上一电压瞬时值表达式为的交变电流，通过小灯泡的电流为，小灯泡正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的额定电压为
B．小灯泡的额定功率为
C．将滑动变阻器的滑片向d端移动，小灯泡亮度不变
三、解答题（共4题）
13．某发电站的输出功率为，输出电压为，通过理想变压器升压后向远处供电．已知输电导线的电阻，输电线路损失的功率为输出功率的，求：
（1）输电线路上的电压损失；
（2）升压变压器的原副线圈匝数比．
14．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B= T。用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V，11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示。求：
（1）发电机的输出电压；
（2）变压器原、副线圈的匝数比；
（3）与变压器原线圈串联的电流表的示数。
15．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为，输出电压为，输电线的总电阻为，允许线路损耗的功率为输出功率的4%，求：村民和村办小企业需要电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（不计变压器的损耗）
16．如图所示的是远距离输电的原理示意图。某风力交流发电机的输出功率为100kW，输出电压是U1 = 250V，现用一台升压变压器使其升压，至用户处再用一台降压变压器降到所需要的U2=220V电压，输电线电阻为10Ω。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，变压器是理想的。
（1）求输电线电流I2的大小；
（2）分别求出升压变压器、降压变压器原副线圈的匝数比。
参考答案
1．A
【详解】
A．流过送电线圈与受电线圈的电流之比
故A错误，符合题意；
BC．已知手机两端电压，充电电流，又
联立解得
故BC正确，不符合题意；
D．由于使用时手机内部的电流与电压处于不稳定状态，则通过受电线圈对手机充电易损坏电池，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】
A．当零线与火线之间漏电时，火线与零线中的电流总是大小相等、方向相反，线圈A中的磁通量总是为零，线圈B中不会产生感应电流，不会造成漏电保护器动作切断电源，A错误；
BC．当火线与地之间漏电或零线直接接地，会导致一部分电流通过大地，火线与零线中的电流大小不相等，线圈A中的磁通量不为零，即磁通量增大，线圈B中会产生感应电流，会造成漏电保护器动作切断电源，B正确，C错误；
D．刷卡机装得过多，电流过大，但火线与零线中的电流总是大小相等、方向相反，同理可知不会造成漏电保护器动作切断电源，D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．由交流电的瞬时值表达式可知，电源的电压有效值为16V，两个灯泡均正常发光，则副线圈的电压U2=4V，原线圈的电压
U1=U-UL1=16V-4V=12V
则原、副线圈匝数之比为
故A错误；
B．电流表A1示数为
故B错误；
C．则副线圈电流
则电流表A2示数为
故C正确；
D．增大电阻箱R连入电路的电阻值，则流过电阻箱电流减小，所以流过副线圈和原线圈电流减小，灯泡L1分压减小，则原线圈电压变大，副线圈电压变大，L2电压变大，L2变亮，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．原线圈输入电压为
根据，可得
故A错误；
B．由于U1不变，匝数比不变，所以U2不变，当滑片P向a端滑动过程中，滑动变阻器接入阻值变大，则I变小，故B错误；
C．不变、匝数比不变，故U2不变，滑片P向b端滑动过程中，滑动变阻器接入阻值变小，根据可知I变大，根据可知消耗的功率变大，故C正确；
D．变压器可以变压变流，但不会改变交流电的频率，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．由原线圈的电压的瞬时表达式可知，原线圈的电压有效值为
根据理想变压器的电压关系可得
灯泡的额定电流为
所以A错误；
B．电容器有通交流隔直流的特点，所以流过的电流不可能始终为0，则B错误；
C．滑片向下滑动时，不会改变副线圈的电压，所以灯泡L亮度不变，则C错误；
D．滑片向下滑动时，电阻增大，电流减小，则副线圈的总电流减小，总功率减小，根据理想变压器原副线圈功率相等的性质，则有
原副线圈电压不变时，副线圈电流减小，所以原线圈的电流变小，则D正确；
故选D。
6．A
【详解】
A．发电机输出的最大电压值
解得
故A正确；
B．由乙图可知，输出电压的最大值
周期为，角速度
由
得，输入端的最大值
故闭合导线框中产生的交变电压的瞬时值表达式为
故B错误；
C．理想变压器，输出电压由输入电压、原副线圈匝数比决定，原线圈无变化，输入电压无变化，输出电压无变化，将导线框的滑片P向上移动时，电阻增大，则输出电流减小，根据电流比可知，输入电流减小，电流表示数减小，故C错误；
D．若转速加倍，则最大值加倍，有效值加倍，输出端的有效值也会加倍，则由P=UI可知，输出功率将变成原来的4倍，故D错误。
故选A。
7．A
【详解】
AB．输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变，滑动变阻器滑片向下移动，其接入电路的阻值变小，副线圈中的电流就增大，原先圈电流也增大，所以V1示数不变，V2示数减小A1示数增大，A2示数增大，A正确，B错误；
C．输入电压不变，输入电流增大，由
可知，则输入功率，C错误；
D．输出电流减小，由
可知，R0消耗的电功率增大，D错误；
故选A。
8．ABD
【详解】
ABC．滑动变阻器接入电路的阻值从8 Ω逐渐增大到32 Ω，总电阻增大，副线圈的电流强度 减小，根据变压器匝数比和电流的关系，则原线圈的电流 减小，交流电源电压不变，则原线圈两端的电压有效值
增大，根据变压器匝数比和电压的关系，则副线圈的输出电压增大，即电压表的示数增大，C错误AB正确；
D．副线圈消耗的功率最大，即电源输出功率最大，即
解得
即当滑动变阻器为16欧姆时，滑动变阻器消耗的功率最大，电源输出功率最大，所以滑动变阻器接入电路的阻值从8 Ω逐渐增大到32 Ω，消耗的功率先增大后减小，D正确。
故选ABD。
9．BC
【详解】
A．图乙为副线圈上电压变化规律，而热水器上的电压要小于副线圈上电压，故A错误；
B．由交流电规律可知，副线圈上电压的有效值为220 V，由变压器变压关系
可知，原线圈电压有效值为440 V，电压表示数为440V ，故B正确；
CD．闭合开关，副线圈输出功率增大，则原线圈输入功率也增大，因此通过原副线圈的电流都增大，根据部分电路欧姆定律可知，R两端的电压增大，所以热水器两端电压减小，故C正确，D错误。
故选BC。
10．CD
【详解】
A．电流表测的是交流电的有效值，不是瞬时值，故电流表示数不为0A，出错误；
B．根据变压器的工作原理，可得电压表的示数
故B错误；
C．根据理想变压器的原副线圈电压关系，可知副线圈电压与负载无关，所以当R1处温度降低时，电压表示数不变，C正确；
D．当R1处于温度降低时，电阻阻值增大，电流减小，则此时变压器的输出功率减小，根据理想变压器原副线圈功率相等可知，此变压器的输入功率将变小，D正确。
故选CD。
11．AD
【详解】
A．原线圈两端的电压的有效值为36V，则副线圈两端的电压的有效值为
选项A正确；
B．根据变压器两端功率关系可知
解得
I1=0.53A
即电流表的示数为0.53A，选项B错误；
C．电压表的示数为
选项C错误；
D．电阻r两端的电压
消耗的电功率为
选项D正确。
故选AD。
12．BC
【详解】
A．由可得交变电流的有效值为220V，根据
可得副线圈两端的电压为10V，此时小灯泡正常发光，则小灯泡的额定电压为10V，故A错误；
B．由
可得小灯泡的额定功率为，故B正确；
C．灯泡与滑动变阻器并联，因此滑动移动，小灯泡不受影响，故C正确。
故选BC。
13．(1)3200(2)1:20
【解析】
【详解】
（1）根据得，
则输电线路上的电压损失
（2）原线圈的电流
故升压变压器的原副线圈匝数比为．
14．（1）1100 V；（2）5∶1；（3）20 A
【详解】
（1）线圈转动的角速度
线圈转动产生的感应电动势最大值为
由于线圈内阻不计，则输出电压就等于感应电动势，所以输出电压的有效值为
（2）电动机正常工作，U2=220 V根据
解得
（3）根据输入功率等于输出功率得
解得
15．和
【详解】
由线路损耗的功率可得
又因为，所以
根据理想变压器规律
，
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是和。
16．（1）；（2），
【详解】
（1）输电线损耗的功率
而
解得
（2）原线圈中输入电流
所以升压变压器原副线圈匝数比
根据得
所以
则降压变压器原副线圈匝数比

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