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物理选择性必修二3.3 变压器同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．小物通过视频号“胜哥课程”学习了变压器的相关知识后自制了一个变压器。他将变压器的初级线圈接到交流电源上时，测得次级线圈两端的输出电压为。保持电源电压不变，将初级线圈和次级线圈对调，测得输出电压为，若变压器可看作理想变压器，则电源电压为（　　）
A．2V B．4V C．8V D．16V
【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】设电源电压为U，初级线圈和次级线圈匝数分别为n1和n2，则由电压和匝数关系可知
线圈对调后，解得U=4V
故答案为：B。
【分析】利用理想变压器的电压与匝数成正比的关系，结合两次线圈连接的情况，建立关于电源电压的方程求解。
2．用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】由可知，交流电的频率为，变压器不能改变交流电的频率，则副线圈输出电流的频率为50Hz，原线圈输入电压有效值为，由变压器的变压比可知，副线圈电压的有效值为，则副线圈输出电流的有效值为，故选A。
【分析】由求出交流电的频率，由变压器的变压比求出副线圈电压的有效值，根据求解副线圈输出电流的有效值。
3．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，“胜哥”发现原、副线圈的电压之比总是稍大于匝数之比，查阅资料后得知是漏磁、铁芯发热等原因导致。某次实验中原线圈为800匝、副线圈为400匝，原线圈接正弦交流电压时，以下器材接在副线圈两端一定能够正常工作的是（　　）
A．标有“4V，2W”灯泡 B．电火花计时器
C．量程为的交流电压表 D．击穿电压为的电容器
【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】本题主要考查了“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，要掌握理想变压器电压与匝数比的关系，结合实际变压器漏磁、铁芯发热等原因分析变压器副线圈两端获得的实际电压；知道电火花计时器的工作电压、电容器的击穿电压的含义是解题的关键。A．由于原、副线圈的电压之比总是稍大于匝数之比，当原线圈接正弦交流电压时，副线圈的电压小于4V，故“4V，2W”灯泡不能正常工作，A错误；
B．电火花计时器工作电压为220V，而副线圈的电压小于4V，电火花打点计时器无法正常工作，B错误；
C．量程为 4 V 的交流电压表测量的是电压有效值。实际副线圈电压有效值略小于 4 V，未超出量程，可正常工作，C正确；
D．电容器击穿电压为 4 V，而交流电压的峰值略小于，显然大于电容器的击穿电压，电容器会被击穿损坏，D错误。
故选C。
【分析】根据理想变压器电压与匝数比的关系，求解副线圈两端电压，考虑变压器的漏磁、铁芯发热等原因导致变压器副线圈两端的电压小于理论值，在结合题意逐项分析作答。
4．下列说法中正确的是（　　）
A．大小随着时间做周期变化的电流是交变电流
B．变压器可以改变交流电压和直流电压
C．带电粒子在回旋加速器内运动的最终能量与加速电压有关
D．在质谱仪中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大
【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律；变压器原理；质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】 A．大小随着时间做周期变化的电流不一定是交变电流，交变电流主要是方向随着时间做周期变化，故A错误；
B．变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压，故B错误；
C．带电粒子的最大轨道半径等于D形盒半径，根据洛伦兹力提供向心力则有
则带电粒子在回旋加速器内运动的最终能量为
与加速电压无关，故C错误；
D．在质谱仪中，粒子经过加速电场加速过程，根据动能定理有
粒子在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力则有
联立可得
可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大，故D正确。
故选D。
【分析】 带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，其在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径．
5．某变压器的原线圈匝数未知，将的正弦交流电输入原线圈．改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示．若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近（　　）
A．110 B．160 C．210 D．310
【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】设原线圈的匝数为n1，根据理想变压器匝数比与电压比的关系：，可得由题图可知当U＝3V时，n＝70，代入可得，故ABD错误，C正确。
故答案为：C。
【分析】本题考查了理想变压器相关知识，理解理想变压器电压、电流与匝数关系是解决此类问题的关键。
6．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，原线圈接在电压为的正弦交流电源上，副线圈中接有阻值为的电阻，下列说法正确的是（　　）
A．原线圈回路中的电流为10A
B．副线圈回路中的电流为1A
C．副线圈的输出功率为2200W
D．副线圈回路中的电阻上的电压为20V
【答案】B
【知识点】变压器原理；变压器的应用
【解析】【解答】A．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系，解得副线圈回路中的电阻上的电压22V，
副线圈电流，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数成反比关系，整理得，原线圈电流0.1A，故A错误；
B．副线圈电流，故B正确；
C．副线圈的输出功率为，故C错误；
D．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的正比例关系，解得副线圈回路中的电阻上的电压为，故D错误；
故选B；
【分析】（1）利用与匝数间，变压器电压正比比 、电流反比及功率守恒 P1=P2计算；若变压器非理想（有损耗），需考虑效率。
（2）易错点：混淆匝数比与电压比的关系；忽略变压器功率守恒导致功率计算错误；
（3）隐含条件：理想变压器无功率损耗。
7．有一变压器的原线圈接入有效值为的正弦交流电，副线圈输出电压的最大值，则原副线圈的匝数比为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】根据正弦式交流电的特点，副线圈的电压有效值为
则变压器原、副线圈的匝数比
故C正确，ABD错误。
故答案为：C。
【分析】根据理想变压器的变压比列式求解。
8．电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫．如图所示，将直流电压通过转换器转变为正弦交变电压，再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到时可击杀蚊虫，正常工作时（　　）
A．交流电压表的示数为
B．电击网上的高频电压的频率为
C．副线圈与原线圈匝数比需满足
D．将直流电压连接在变压器的原线圈两端电蚊拍也可以正常工作
【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题主要考查了变压器的工作原理，交流电有效值与最大值的关系、理想变压器电压与匝数比的关系，知道在一个周期内电流有两次达到峰值。A． 将直流电压通过转换器转变为正弦交变电压， 则正弦交变电压的有效值为
交流电压表的示数为，故A错误；
B．电击网上的高频电压的周期为
则电击网上的高频电压的频率为
故B错误；
C．根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比，可知副线圈与原线圈匝数比需满足
故C正确；
D．将直流电压连接在变压器的原线圈两端，副线圈不会产生感应电动势，电蚊拍不可以正常工作，故D错误。
故选C。
【分析】交流电压表的示数为有效值，据此分析作答；根据理想变压器电压与匝数比的关系求解作答；根据正弦交变电流瞬时值的表达式求解交流电的周期，在一个周期内电流有两次达到峰值，据此求解作答；根据变压器的工作原理分析作答。
9．无线充电技术是一种通过电磁场传输能量，为电子设备充电的技术。“胜哥”研究无线充电的规律设计了如图所示装置，无线传输装置中的变压器可以看成理想降压变压器，原线圈串接定值电阻，左侧接入电压的有效值为62V的正弦交流电。不计导线电阻，若副线圈所接电子设备获得的充电电压为15V，电流为4A，则下列说法正确的是（　　）
A．变压器原线圈和副线圈匝数比为
B．变压器原线圈和副线圈电流比为
C．电阻R消耗的功率为8W
D．电源的输出功率为248W
【答案】A
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】本题考查变压器的工作原理，解题关键是知道变压器的输入功率等于输出功率，原副线圈电压比等于匝数比，电流比等于匝数的反比，结合闭合电路欧姆定律求解即可。A．设原线圈与副线圈匝数比为，则原线圈两端电压和电流分别为和
在原线圈的电路中满足，可得或者（不合题意，舍去），故A正确；
B．原线圈和副线圈电流比为，故B错误；
C．原线圈电流为，消耗功率为，故C错误；
D．原线圈电流为1A，电源的输出功率为，故D错误。
故选A。
【分析】根据理想变压器原理结合欧姆定律求解匝数比；电流比等于匝数的反比；结合电功率公式求解。
10．如图所示，理想降压变压器的线圈接学生电源交流输出端，线圈与小灯泡相连接，闭合电源开关，发现小灯泡亮度较低，为了提高小灯泡的亮度，下列可行的是（　　）
A．仅将线圈改接直流输出端 B．仅适当减小交流电的频率
C．仅适当增加线圈的匝数 D．仅适当增加线圈的匝数
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】本题考查了理想变压器的工作原理，要知道变压器不改变交流电的频率，交流电的频率变化也不会影响输出电压。理想变压器输出电压与匝数成正比，即
要想提升小灯泡的亮度，需要提高其两端的电压，因此应增大副线圈（线圈b）的匝数，从而使输出电压增大，小灯泡变亮。其余选项均无法有效增大灯泡两端的交流电压。
故选D。
【分析】变压器输入直流电时，变压器不会工作；改变交流电的频率，不会影响变压器的输出电压；根据理想变压器的原副线圈的电压比与匝数比的关系，分析改变原线圈a或副线圈b的匝数时，输出电压的变化情况。
11．如图为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是（　　）
A．P不动，向下滑动时，一直在减小
B．不动，P逆时针转动，可使电压减小
C．不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数增大
D．P顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变
【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。A．P不动，向下滑动时，根据，可知，自耦变压器输出电压U2不变，故A错误；
B．电压是电源电压，输入电压，与匝数无关，故B错误；
C．P'不动，P顺时针转动一个小角度时，副线圈匝数减小，根据，副线圈电压减小，则电流减小，副线圈功率减小，原线圈功率等于副线圈功率减小，则原线圈电流减小，故C错误；
D．P顺时针转动一个小角度，U2变小，同时P'向下滑动时，滑动变阻器阻值减小，副线圈电流可能不变，小灯泡的亮度可以不变，故D正确；
故选D。
【分析】根据理想变压器电压与线圈匝数关系与功率关系分析判断；根据欧姆定律分析判断。
12．在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为1︰2，三个定值电阻的阻值相同，电压表为理想交流电表。现在a、b端输入正弦式交变电流，电键S断开时，电压表的示数为U1，电键S闭合后，电压表的示数为U2，则的值为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】变压器原理；变压器的应用
【解析】【解答】设ab端输入的电压有效值为U，电压表测量副线圈两端的电压，当电键S断开时，原线圈两端的电压为 ，通过副线圈中的电流为
通过原线圈中的电流为
则根据串联电路规律及欧姆定律可得
电压表测量副线圈两端的电压，当电键S闭合时，原线圈两端的电压为，通过副线圈中的电流为
通过原线圈中的电流为
则根据串联电路规律及欧姆定律可得
联立解得
故选D。
【分析】明确开关通断时，副线圈所在回路的连接情况及负载的变化情况及电表的测量对象，再结合理想变压器规律及串联电路规律进行分析解答。
13． 如图所示的电路中，定值电阻、的阻值均为R，为电阻箱，理想变压器原、副线圈的匝数比为，在a、b两端输入正弦交流电压，调节，使消耗的功率和变压器的输出功率相等，此时，电阻箱接入电路的阻值为（　　）
A．R B．R C．R D．2R
【答案】A
【知识点】电功率和电功；变压器的应用
【解析】【解答】消耗的功率
变压器的输出功率
理想变压器原副线圈电流比与匝数比关系
结合以上三式解得
A正确，BCD错误。
答案：A。
【分析】本题考查理想变压器与电路分析，解题关键在于选择正确的功率公式，选择，通过理想变压器原副线圈电流比与匝数比关系，结合消耗的功率和变压器的输出功率相等，由原来的功率关系变成了电阻关系，从而求出电阻R2的阻值。
14． 如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将3V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=8sin100πt（V），再将其加在匝数比n1∶n2=1∶1000的理想变压器的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是（　　）
A．放电针之间电压最高可达8000V
B．放电针之间电压最高可达8000V
C．正弦交变电压的频率为5Hz
D．原线圈两端所接交流电压表的读数为8V
【答案】A
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】AB、根据
知，由于原线圈两端电压的最大值为8V，所以副线圈两端电压最大值为8000V，即放电针之间电压最高可达8000V，A正确，B错误；
C、交流电的频率
C错误；
D、电压表的示数为有效值，即
D错误。
答案：A。
【分析】本题考查变压器，要求学生能够通过判断副线圈两端电压的最大值，其次要明白，在交流电路中，电表的示数是有效值。
15．如图所示，理想变压器原线圈接正弦式交流电源，副线圈接有电阻R和灯泡L，闭合开关S，滑片P处于图示位置时灯泡正常发光。将滑片P向下缓慢移动，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L变暗
B．副线圈中电流的频率变小
C．电阻R消耗的功率变大
D．理想变压器的副线圈输出电压变大
【答案】A
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】AD.滑片下滑，副线圈电压
随着N2的减小，U2逐渐减小，灯泡电压减小，所以灯泡L变暗，A正确，D错误；
B.变压器不改变电流的频率，B错误；
C.电阻R电压减小，消耗的功率减小，C错误；
故正确答案为：A。
【分析】变压器变压器不改变电流的频率要牢记；电压比等于匝数比，电流比等于匝数反比。
16．一理想变压器的原副线圈的匝数比为1∶2，在副线圈的回路中接有电压表和一个定值电阻R，如图（a）所示。原线圈接在如图（b）所示的交流电上，电压表的示数为（　　）
A．2V B．4V C．4V D．V
【答案】A
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】在含有交流电源的电路中，电表的示数表示有效值。当电流恒定时，理想变压器不工作，即在2T时间里，变压器只工作了T时间，根据电流的热效应：
在2T时间内，解得，
由求得
故答案为：A。
【分析】本题考查理想变压器，在含有交流电源的电路中，电表的示数表示有效值。根据电流的热效应求解原线圈两端电压的有效值，只有电流变化时，变压器才工作，所以一个周期里，变压器的工作时间只有半个周期。
17．某理想自耦变压器如图所示，把A、B接在电压有效值为U的正弦交流电源上，滑片P与线圈接触可转动，滑片P'置于滑动变阻器R的正中间，灯泡L发光，认为灯泡L的电阻是定值，下列方法一定能使灯泡变暗的是（　　）
A．仅把P沿顺时针方向移动少许 B．仅把P'向下移动少许
C．仅增大U D．仅减小电源的频率
【答案】A
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】A．要使灯泡变暗，可以减小副线圈的电压，也就是减少副线圈的匝数，故A正确；B．仅把P'向下移动少许，副线圈两端的电压不变，R接入的阻值减小，则通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，故B错误；
C．仅增大U，副线圈两端的电压增大，则通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，故C错误；
D．仅减小电源的频率，输入电压不变，结合上述可知，副线圈电压不变，则通过灯泡的电流不变，灯泡的亮度不变，故D错误。
故选A。
【分析】根据变压器的变压比和闭合电路的欧姆定律以及频率相关知识进行分析解答。
二、多项选择题
18．图甲是“胜哥”画的燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为如图乙所示的正弦式交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，两线圈横截面积相同，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈两端电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为
B．若没有转换器，则变压器副线圈输出的是直流电
C．若，则可以实现燃气灶点火
D．穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1
【答案】A,D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】在解答本题时，应注意掌握变压器原副线圈与电压的关系以及能够从交变电流表达式中分析得出有关信息。A．电压表的示数为
选项A正确；
B．变压器不能改变直流电压，则若没有转换器，则变压器副线圈输出电压为零，选项B错误；
C．若实现燃气灶点火，则
则选项C错误；
D．理想变压器的原、副线圈相同，无漏磁现象，穿过原、副线圈的磁通量相等，即之比为1∶1，选项D正确。
故选AD。
【分析】根据变压器原副线圈与电压的关系，以及交变电流中有效值的计算方法分析作答。
19． 电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为，输入电压；两副线圈的匝数分别为和，输出电压。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为和，下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．变压器的输入功率为
D．两副线圈输出电压最大值均为
【答案】A,C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB.代入题中数据可得，故A正确，B错误；
C. 两副线圈的输出功率分别为7.0kw和3.5kw， 则 变压器的输入功率为7.0kw+3.5kw=10.5kw，故C正确；
D.副线圈输出电压等于220V，则最大值为220V，故D错误。
故答案为：AC。
【分析】根据理想变压器电压与匝数比的关系求解作答；根据理想变压器的功率关系求解作答；根据正弦交变电流有效值与最大值的关系求解作答。
20．“南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，其原理如图甲所示，利用海浪带动浪板上下摆动，从而带动线框单向匀速转动，线框内阻恒定。线框ab两端通过滑环和电刷接如图乙所示的自耦变压器，自耦变压器cd两端接负载电阻。若海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，以下说法正确的是（　　）
A．通过负载电阻的电流频率变为原来的2倍
B．线框内阻的发热功率变为原来的2倍
C．变压器的输出功率变为原来的2倍
D．若使负载电阻两端电压不变，可将滑片向上滑动
【答案】A,D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】了解自耦变压器的构造与工作原理，能够对自耦变压器进行一定的分析是解题关键。A．通过负载电阻的电流频率
海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，则频率变为原来2倍，故A正确；
B．电动势有效值
由于
变为原来2倍，设负载电阻为，原线圈等效电阻为
则电流
变为原来2倍，线框内阻的发热功率
变为原来4倍，故B错误；
C．因为不确定内外电阻关系，所以输出功率无法判断，故C错误；
D．根据以上分析可知，原线圈两端电压变大，根据
可知，若使负载电阻两端电压不变，可将滑片向上滑动，增大原线圈匝数，故D正确。
故选AD。
【分析】线框转速变成原来的2倍，则频率变为原来2倍；根据电动势有效值以及原线圈等效电阻分析；结合变压器原理分析。
21．如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P3是可移动的滑动触头，A、B端与滑动变阻器R1串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的灯泡L1、L2和滑动变阻器R2，P1、P2为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，输入端接，P1、P2、P3处于如图所在的位置时，两灯均能正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．流过灯泡L1的电流方向每秒改变100次
B．AB两端电压为220V
C．若仅将P1向左移动，L1将变暗
D．先将P1移至最左端，然后将P3逆时针转动的过程中适当将P2向右移动，L1亮度可能不变
【答案】A,D
【知识点】变压器原理；闭合电路的欧姆定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值；变压器的应用
【解析】【解答】做好本题需要知道自耦变压器的变压原理，这种变压器的特点是铁芯上只绕有一个线圈。如果把整个线圈作原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压；如果把线圈的一部分作原线圈，整个线圈作副线圈，就可以升高电压。A．由接入电压
可知，交变电流的频率为f=50Hz
变压器不改变交变电流的频率，所以流过灯泡L1电流的频率也是50Hz，一个周期时电流方向改变两次，所以流过灯泡L1电流的方向每秒改变100次，故A正确；
B．变压器输入端的电压为电源电压的一部分，电源电压为220V，所以变压器的输入电压小于220V，故B错误；
C．若仅将P1向左移动，滑动变阻器R1的接入电阻变小，变压器输入端的电压增大，导致流过灯泡L1的电流变大，所以L1将变亮，故C错误；
D．先将P1移至最左端，此时变压器输入电压为220V保持不变，此后将P3逆时针转动，变压器的输出电压变大，此过程中将P2向右移动，滑动变阻器R2分的电压增大，如果操作合适的话是可以实现并联部分电压不变，即L1亮度不变，故D正确。
故选AD。
【分析】根据接入电压的表达式结合频率的计算公式，变压器输入端的电压为电源电压的一部分，根据闭合电路欧姆定律分析。
22． 如图所示，输电线上的电阻分别为、，理想交流电压表和理想交流电流表读数分别为U、I。若电源输出的交流电压有效值恒为，家庭电路用户端为纯电阻，变压器为理想变压器，当用户端用电器增多时（　　）
A．U变大 B．I变大 C．变大 D．变小
【答案】B,D
【知识点】变压器原理；变压器的应用
【解析】【解答】当用户端用电器增多时，即用户端电阻减小，即减小，且副线圈电流增大，原线圈电流增大，则R1上电压增大，原线圈与副线圈两端电压变小，AC不符合题意，BD符合题意。
故答案为：BD。
【分析】利用变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系，结合副线圈电阻的变化可得出电压、电流的变化。
23．实验室中有一个电压标称输入220 V、输出6.6 V的变压器，拆后数出其副线圈匝数是39匝。现将它改绕成输入220 V、输出33 V的变压器，仅改变原线圈匝数或副线圈匝数，可行的做法有（　　）
A．副线圈的匝数应增加195匝 B．副线圈的匝数应增加156匝
C．原线圈的匝数应减少260匝 D．原线圈的匝数应减少1040匝
【答案】B,D
【知识点】变压器原理；变压器的应用
【解析】【解答】AB. 由
可知，原线圈匝数为1300，若原线圈匝数不变，改成输入220V、输出33V的变压器应将副线圈匝数变为195，则匝数应增加156匝，A不符合题意，B符合题意；
CD. 若副线圈匝数不变，则原线圈匝数应为260匝，则原线圈的匝数应减小1040匝，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】利用变压器电压与匝数的关系可得出结论。
三、非选择题
24．理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈接入电压为的交流电源，副线圈接一个Ω的负载电阻。求：
（1）理想电压表的读数；
（2）原线圈中理想电流表的读数。
【答案】（1）原线圈两端电压有效值为
根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
解得理想电压表的读数为
（2）副线圈的电流为
根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
可得原线圈中理想电流表的读数为
【知识点】变压器原理
【解析】【分析】（1） 根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值，电表示数为有效值，再根据电压与匝数成正比即可求得结论；
（2）根据欧姆定律求解副线圈电流，结合变压器原理求解电流表示数。
25．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光，导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比n1：n2；
（2）电流表A的示数；
（3）原线圈中电流的大小。
【答案】（1）解：变压器原、副线圈匝数比有
输入电压的有效值为
副线圈电压为
解得
（2）解：一个灯泡的电流为
电流表A的示数为
（3）解：根据
解得原线圈电流为
【知识点】变压器原理；变压器的应用
【解析】【分析】（1）根据输入电压表达式得出输入最大电压，并通过交变电流中有效值与最大电压的关系求出输入电压的有效值，根据灯泡正常发光可知副线圈电压值。再根据理想变压器原副线圈匝数比与电压的关系进行求解；
（2）根据电路连接方式可知，电流表测量的是干路电流。根据电功率的定义及串并联电路规律进行解答；
（3）根据理想变压器原副线圈匝数比与电流的关系进行求解即可。
26．“胜哥”在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）变压器的铁芯，它的结构和材料是____；（填字母）
A．整块硅钢铁芯 B．绝缘的硅钢片叠成
C．绝缘的铜片叠成 D．整块不锈钢铁芯
（2）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为____。（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．原线圈输入电压发生变化 D．变压器铁芯漏磁
（3）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“800匝”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“400匝”两个接线柱之间的电压为3.0V，则可推断原线圈的输入电压可能为____。
A．3V B．5.5V C．6.0V D．6.5V
【答案】（1）B
（2）C
（3）D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】（1）变压器的铁芯，它的结构和材料是：绝缘的硅钢片叠成，故B符合题意，ACD均不符合题意。
故答案为：B
（2）A.变压器线圈中有电流通过时会发热，则线圈有电阻，在线圈上会产生电压降，使输出电压减小，原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，故A不符合题意；
B.铁芯在交变磁场的作用下会发热，使变压器输出的电能小于输入的电能，使输出的电压减小，原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，故B不符合题意；
C.原线圈输入电压发生变化，原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比不会受影响，故C符合题意；
D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失，即有漏磁现象，由能量守恒定律可知，使输出电压减小，原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，故D不符合题意。
故答案为：C
（3）根据得：，考虑到不是理想变压器，有漏磁现象，则原线圈所接电压大于6.0V，故D符合题意，ABC均不符合题意。
故答案为：D
故答案为：（1）B；（2）C；（3）D
【分析】（1）变压器的铁芯，它的结构绝缘的硅钢片叠成；
（2）根据实验原理得出误差产生的可能原因；
（3）根据求解，要考虑到漏磁现象。
27．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光，导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比；
（2）原线圈中电流的大小。
【答案】（1）
解得
（2）电流表A的示数为IA=2I=2×0.1A=0.2A
根据
解得：I1=0.02A
【知识点】电功率和电功；变压器的应用
【解析】【分析】（1）根据交变电流规律确定原线圈输出电压的有效值，根据电路连接方式及灯泡正常发光条件确定副线圈两端的电压，再根据理想变压器规律进行解答；
（2）根据电功率公式及串并联规律确定通过副线圈的电流，再根据理想变压器规律进行解答。
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物理选择性必修二3.3 变压器同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．小物通过视频号“胜哥课程”学习了变压器的相关知识后自制了一个变压器。他将变压器的初级线圈接到交流电源上时，测得次级线圈两端的输出电压为。保持电源电压不变，将初级线圈和次级线圈对调，测得输出电压为，若变压器可看作理想变压器，则电源电压为（　　）
A．2V B．4V C．8V D．16V
2．用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，“胜哥”发现原、副线圈的电压之比总是稍大于匝数之比，查阅资料后得知是漏磁、铁芯发热等原因导致。某次实验中原线圈为800匝、副线圈为400匝，原线圈接正弦交流电压时，以下器材接在副线圈两端一定能够正常工作的是（　　）
A．标有“4V，2W”灯泡 B．电火花计时器
C．量程为的交流电压表 D．击穿电压为的电容器
4．下列说法中正确的是（　　）
A．大小随着时间做周期变化的电流是交变电流
B．变压器可以改变交流电压和直流电压
C．带电粒子在回旋加速器内运动的最终能量与加速电压有关
D．在质谱仪中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大
5．某变压器的原线圈匝数未知，将的正弦交流电输入原线圈．改变副线圈的匝数n，测得副线圈两端的电压U与匝数n之间的关系如图所示．若该变压器为理想变压器，则原线圈的匝数最接近（　　）
A．110 B．160 C．210 D．310
6．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，原线圈接在电压为的正弦交流电源上，副线圈中接有阻值为的电阻，下列说法正确的是（　　）
A．原线圈回路中的电流为10A
B．副线圈回路中的电流为1A
C．副线圈的输出功率为2200W
D．副线圈回路中的电阻上的电压为20V
7．有一变压器的原线圈接入有效值为的正弦交流电，副线圈输出电压的最大值，则原副线圈的匝数比为（　　）
A． B． C． D．
8．电蚊拍利用高压电击网来击杀飞近的蚊虫。如图所示，将直流电压通过转换器转变为正弦交变电压，再将其加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接电击网，电压峰值达到时可击杀蚊虫，正常工作时（　　）
A．交流电压表的示数为
B．电击网上的高频电压的频率为
C．副线圈与原线圈匝数比需满足
D．将直流电压连接在变压器的原线圈两端电蚊拍也可以正常工作
9．无线充电技术是一种通过电磁场传输能量，为电子设备充电的技术。“胜哥”研究无线充电的规律设计了如图所示装置，无线传输装置中的变压器可以看成理想降压变压器，原线圈串接定值电阻，左侧接入电压的有效值为62V的正弦交流电。不计导线电阻，若副线圈所接电子设备获得的充电电压为15V，电流为4A，则下列说法正确的是（　　）
A．变压器原线圈和副线圈匝数比为
B．变压器原线圈和副线圈电流比为
C．电阻R消耗的功率为8W
D．电源的输出功率为248W
10．如图所示，理想降压变压器的线圈接学生电源交流输出端，线圈与小灯泡相连接，闭合电源开关，发现小灯泡亮度较低，为了提高小灯泡的亮度，下列可行的是（　　）
A．仅将线圈改接直流输出端 B．仅适当减小交流电的频率
C．仅适当增加线圈的匝数 D．仅适当增加线圈的匝数
11．如图为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是（　　）
A．P不动，向下滑动时，一直在减小
B．不动，P逆时针转动，可使电压减小
C．不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数增大
D．P顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变
12．在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为1︰2，三个定值电阻的阻值相同，电压表为理想交流电表。现在a、b端输入正弦式交变电流，电键S断开时，电压表的示数为U1，电键S闭合后，电压表的示数为U2，则的值为（　　）
A． B． C． D．
13． 如图所示的电路中，定值电阻、的阻值均为R，为电阻箱，理想变压器原、副线圈的匝数比为，在a、b两端输入正弦交流电压，调节，使消耗的功率和变压器的输出功率相等，此时，电阻箱接入电路的阻值为（　　）
A．R B．R C．R D．2R
14． 如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将3V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=8sin100πt（V），再将其加在匝数比n1∶n2=1∶1000的理想变压器的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是（　　）
A．放电针之间电压最高可达8000V
B．放电针之间电压最高可达8000V
C．正弦交变电压的频率为5Hz
D．原线圈两端所接交流电压表的读数为8V
15．如图所示，理想变压器原线圈接正弦式交流电源，副线圈接有电阻R和灯泡L，闭合开关S，滑片P处于图示位置时灯泡正常发光。将滑片P向下缓慢移动，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L变暗
B．副线圈中电流的频率变小
C．电阻R消耗的功率变大
D．理想变压器的副线圈输出电压变大
16．一理想变压器的原副线圈的匝数比为1∶2，在副线圈的回路中接有电压表和一个定值电阻R，如图（a）所示。原线圈接在如图（b）所示的交流电上，电压表的示数为（　　）
A．2V B．4V C．4V D．V
17．某理想自耦变压器如图所示，把A、B接在电压有效值为U的正弦交流电源上，滑片P与线圈接触可转动，滑片P'置于滑动变阻器R的正中间，灯泡L发光，认为灯泡L的电阻是定值，下列方法一定能使灯泡变暗的是（　　）
A．仅把P沿顺时针方向移动少许 B．仅把P'向下移动少许
C．仅增大U D．仅减小电源的频率
二、多项选择题
18．图甲是“胜哥”画的燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为如图乙所示的正弦式交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、，两线圈横截面积相同，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈两端电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为
B．若没有转换器，则变压器副线圈输出的是直流电
C．若，则可以实现燃气灶点火
D．穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1
19． 电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为，输入电压；两副线圈的匝数分别为和，输出电压。当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为和，下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．变压器的输入功率为
D．两副线圈输出电压最大值均为
20．“南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，其原理如图甲所示，利用海浪带动浪板上下摆动，从而带动线框单向匀速转动，线框内阻恒定。线框ab两端通过滑环和电刷接如图乙所示的自耦变压器，自耦变压器cd两端接负载电阻。若海浪变大使得线框转速变成原来的2倍，以下说法正确的是（　　）
A．通过负载电阻的电流频率变为原来的2倍
B．线框内阻的发热功率变为原来的2倍
C．变压器的输出功率变为原来的2倍
D．若使负载电阻两端电压不变，可将滑片向上滑动
21．如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P3是可移动的滑动触头，A、B端与滑动变阻器R1串联后接正弦交流电源，输出端接两个相同的灯泡L1、L2和滑动变阻器R2，P1、P2为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，输入端接，P1、P2、P3处于如图所在的位置时，两灯均能正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．流过灯泡L1的电流方向每秒改变100次
B．AB两端电压为220V
C．若仅将P1向左移动，L1将变暗
D．先将P1移至最左端，然后将P3逆时针转动的过程中适当将P2向右移动，L1亮度可能不变
22． 如图所示，输电线上的电阻分别为、，理想交流电压表和理想交流电流表读数分别为U、I。若电源输出的交流电压有效值恒为，家庭电路用户端为纯电阻，变压器为理想变压器，当用户端用电器增多时（　　）
A．U变大 B．I变大 C．变大 D．变小
23．实验室中有一个电压标称输入220 V、输出6.6 V的变压器，拆后数出其副线圈匝数是39匝。现将它改绕成输入220 V、输出33 V的变压器，仅改变原线圈匝数或副线圈匝数，可行的做法有（　　）
A．副线圈的匝数应增加195匝 B．副线圈的匝数应增加156匝
C．原线圈的匝数应减少260匝 D．原线圈的匝数应减少1040匝
三、非选择题
24．理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈接入电压为的交流电源，副线圈接一个Ω的负载电阻。求：
（1）理想电压表的读数；
（2）原线圈中理想电流表的读数。
25．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光，导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比n1：n2；
（2）电流表A的示数；
（3）原线圈中电流的大小。
26．“胜哥”在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）变压器的铁芯，它的结构和材料是____；（填字母）
A．整块硅钢铁芯 B．绝缘的硅钢片叠成
C．绝缘的铜片叠成 D．整块不锈钢铁芯
（2）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为____。（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．原线圈输入电压发生变化 D．变压器铁芯漏磁
（3）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“800匝”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“400匝”两个接线柱之间的电压为3.0V，则可推断原线圈的输入电压可能为____。
A．3V B．5.5V C．6.0V D．6.5V
27．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，22W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光，导线电阻不计。求：
（1）变压器原、副线圈匝数比；
（2）原线圈中电流的大小。
答案
1．B
2．A
3．C
4．D
5．C
6．B
7．C
8．C
9．A
10．D
11．D
12．D
13．A
14．A
15．A
16．A
17．A
18．A,D
19．A,C
20．A,D
21．A,D
22．B,D
23．B,D
24．（1）原线圈两端电压有效值为
根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
解得理想电压表的读数为
（2）副线圈的电流为
根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
可得原线圈中理想电流表的读数为
25．（1）解：变压器原、副线圈匝数比有
输入电压的有效值为
副线圈电压为
解得
（2）解：一个灯泡的电流为
电流表A的示数为
（3）解：根据
解得原线圈电流为
26．（1）B
（2）C
（3）D
27．（1）
解得
（2）电流表A的示数为IA=2I=2×0.1A=0.2A
根据
解得：I1=0.02A
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