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3.3科学探究：变压器同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，理想变压器原线圈通过理想电流表接在输出电压u＝220sin 100πt（V）的交流电源的两端，副线圈中接有理想电压表及阻值R＝50 Ω的负载电阻。已知原、副线圈匝数之比为11∶1，则下列说法中正确的是（　　）
A．电压表的示数为20 V
B．电流表的示数为4.4 A
C．原线圈的输入功率为16 W
D．通过电阻R的交变电流的频率为100 Hz
2．一个含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻。当输入电压时，原线圈中电流为，则变压器原、副线圈匝数比为（　　）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
3．如图所示，理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220sin100πt(V)，电阻R=44Ω，电表均为理想交流电表．则下列说法中不正确的是( )
A．交流电的频率为50Hz
B．电流表A1的示数为0.20A
C．变压器的输入功率为88W
D．电压表的示数为44V
4．如图是通过变压器降压给用户供电的示意图。变压器输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压可认为不变。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加。如果变压器上的能量损失可以忽略，则开关S闭合后，以下说法正确的是（　 ）
A．电表V1示数不变，V2示数减小
B．电表A1、A2示数之比增大
C．变压器的输入功率增大
D．电阻R1两端的电压增大
5．如图所示，理想变压器原，副线圈的匝数分别为n1、n2，原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，原副线圈中通过的电流分别为I1、I2，若保持n1、n2、U1不变，将开关S由闭合变为断开，则（　　）
A．U2增大
B．I1增大
C．I2增大
D．变压器的输入功率减小
6．如图所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时（ ）
A．原、副线圈磁通量之比为1∶2
B．原、副线圈电流之比为1∶2
C．输入功率和输出功率之比为1∶2
D．原、副线圈电压之比为1∶2
7．如图所示，一正弦交流电瞬时值为e=220sin100πtV，通过一个理想电流表，接在一个理想的降压变压器两端．以下说法正确的是（　　）
A．流过r的电流方向每秒钟变化50次 B．变压器原线圈匝数小于副线圈匝数
C．开关从断开到闭合时，电流表示数变小 D．开关闭合前后，AB两端电功率可能相等
8．如图所示，将a，b接入正弦交流电中，电路中所有电表和变压器是理想的。若交流电频率变成原来的两倍，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数不变
B．变压器输入功率变为原来的两倍
C．电流表A1的示数变为原来的两倍
D．电阻R的功率变为原来的两倍
9．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，A、V均为理想电表，R是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、L是理想线圈、D是灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法正确的是( )
A．交流电的频率为100Hz
B．电压表的示数为
C．当光照增强时，A的示数变小
D．若用一根导线来代替线圈L，则灯D变亮
10．如图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形，原副线圈匝数比为，串联在原线圈电路中电流表的示数为1A，下列说法正确的是
A．变压器副线圈的电流为0．1A
B．变压器的输出功率为200W
C．变压器输出端的交流电的频率为100Hz
D．此变压器为升压变压器
11．把图甲所示的正弦式交变电流接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（　　）
A．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt（V）
B．在t=1×10﹣2s时，穿过该矩形线圈的磁通量为零
C．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
D．Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变
12．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，原线圈与定值电阻R1串联后，接入输出电压有效值恒定的正弦交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻R2，A、V是理想电表，已知R1=1 Ω。当R2=3 Ω时，电流表的读数为2 A，则（　　）
A．电源输出电压为6 V
B．电源输出功率为26 W
C．当R2=6 Ω时，电压表的读数为8 V
D．当R2=4 Ω时，变压器输出功率最大
13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=3：1，L1、L2为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C=10。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡L1一定比L2暗
B．电容器C所带电荷量的最大值为×102C
C．电容器C充电周期为2×10-2s
D．副线圈两端的电压有效值为V
14．一个含有理想变压器的电路如图所示，图中L1、L2和L3是完全相同的三个灯泡，U为正弦交流电源．当开关S断开时，电路中的灯泡均能正常发光．下列说法正确的是
A．理想变压器原、副线圈匝数比为2:1
B．理想变压器原、副线圈匝数比为1:1
C．开关S闭合稳定后，灯泡L1和L2消耗的功率之比为1:4
D．开关S闭合稳定后，灯泡L1能正常发光而L2无法正常发光
15．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴
OO′转动，转轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（ ）
A．从图位置计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e= NBωL2sinωt
B．电压表V1示数等于NBωL2，电压表V2示数等于
C．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大
D．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，变压器的输入功率减小
二、综合题（共3题）
16．如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴00′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为T.矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表.当线圈平面与磁场方向平行时开始计时， 求：
(1)线圈中感应电动势的表达式．
(2)由图示位置转过45°角的过程产生的平均感应电动势．
(3)当原、副线圈匝数比为4:1时，求电阻R上消耗的电功率．
17．汽车等交通工具用电火花点燃汽油混合气，如图所示已知汽车蓄电池电压为12V，变压器匝数之比为1：100，当开关S闭合后，火花塞上电压为多少？开关S从闭合到突然断开这一过程，可为火花塞提供瞬时高电压，产生电火花蓄电池提供的是直流电，为什么变压器的副线圈也能得到高电压呢？
18．一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数匝接入电压的电路中若两副线圈上分别接上“6V，20W”“110V，60W”的两个用电器，并同时正常工作，原线圈的输入电流为多少？
参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．C
5．D
6．B
7．D
8．C
9．D
10．B
11．C
12．D
13．C
14．B
15．D
16．(1)e=100cos（100t）V (2) (3)
17．零，当开关从闭合到突然断开，铁芯中磁通量突然变小，副线圈会产生一个瞬时高电压（脉冲高电压可达104 V左右），使火花塞产生电火花
18．0.36A

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