高中物理：变压器练习题含答案

高中物理：变压器练习题含答案一、单选题1．匝数为110、面积为20.5m π的矩形线圈，在磁感应强度大小为225T 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以100πrad s 的角速度匀速转动，产生正弦交变电流。

如图所示，在理想变压器的输入端加上该交变电流，额定电压为10V 的小灯泡L 正常发光。

不计线圈与导线的电阻。

下列说法正确的是（ ）A ．该交变电流的电压最大值为220VB ．该交变电流的频率为100HzC ．理想变压器原、副线圈的匝数比为22∶1D ．将滑动变阻器的滑片向d 端移动，小灯泡变暗2．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44：9， b 是原线圈的抽头，且其恰好位于原线圈的中心，S 为单刀双掷开关，负载电阻为R ，电表均为理想电表，在原线圈c 、d 两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是（ ）A ．当S 与a 连接，2110s -=⨯t 时，电流表的示数为0B ．无论S 与a 或b 相连，1s 内电阻R 上电流方向均改变100次C ．将S 由a 拨向b 后时，电压表示数将变为原来的一半D ．将S 由a 拨向b 后时，电阻R 消耗的功率变为原来的2倍3．如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电2π(V)u t =，输出端可以通过调节触头1K 的位置来改变输出端匝数，同时在输出端并联一个指示灯L ，输出电路中接入滑动变阻器R ，调节2K 的位置可以改变R 的阻值，两电表均为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）A ．指示灯L 常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次B ．不论开关S 状态如何，电压表示数为2202VC ．闭合开关S ，仅向下滑动1K ，输入功率变小D ．闭合开关S ，仅向下滑动2K ，电表示数不变4．如图所示的变压器为理想变压器，所有电表均为理想电表，原线圈接一发电机。

如果发电机内的磁感应强度B 变为原来的一半，发电机线圈内阻不计，则下列说法正确的是（ ）A ．两电表的读数均变为原来的一半B ．变压器的输入功率变为原来的一半C ．R 消耗的电功率变为原来的八分之一D ．交变电流的频率变为原来的一半5．升流器是电力部门和工矿企业的电器设备做电流负载试验及温升试验的专用设备，其工作原理简化如图所示。

某次外接调压器进行伏安特性试验，升流器第一级1T 的自耦线圈滑头P 位于线圈中点，2T 为第二级升流器，12T T 、均为理想变压器，不计线路电阻。

当采集负载R 的电流值为ab 输入端电流值的10倍时，则第二级升流器2T 的匝数比为（ ）A ．1:5B ．3:1C ．4:1D ．5:16．某种手机的无线充电原理如图所示。

已知发射线圈的两端电压为45V ，电流的频率为100kHz ，接收线圈的两端电压为5.4V 。

充电时效率大约60%。

下列说法正确的是（ ）A ．无线充电工作原理是“电流的磁效应”B ．接收线圈中电流的频率为100kHzC ．无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为25:3D ．充电时接收线圈始终有收缩的趋势7．如图所示，理想变压器原线圈接在m sin()u U t ωϕ=+的交流电源上，副线圈接滑动变阻器R 和两个阻值相同的定值电阻0R ，电表均视为理想电表。

滑动变阻器R 的滑片P 由a 端向b 端缓慢滑动过程中（ ）A ．电压表1V 的示数变大B ．电压表2V 的示数变大C ．电流表1A 的示数变大D ．电流表2A 的示数变大8．理想变压器的输入电压如图甲所示，输出端并联2只相同的小灯泡L 1，L 2，如图乙所示，灯泡的额定电压为20V ，额定功率为10W ，电路连接了两只理想电流表A 1，A 2，导线电阻不计，开始电键S 断开，L 1恰好正常发光，则（ ）A ．原副线圈的匝数比为n 1：n 2＝21B ．流过灯L 1的电流方向每秒改变5次C ．电键S 闭合后，灯L 1变暗D ．电键S 闭合后，电流A 1的读数变大，A 1与A 2的比值不变9．如图所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈接入电压为220V 的照明用电，一只理想二极管和一个阻值为10Ω的电阻R 串联接在副线圈上，则以下说法中正确的是（ ）A ．1 min 内电阻R 上产生的热量为1452JB ．电压表的读数约为22VC ．二极管两端的最大电压为22VD ．若将R 换成一个阻值大于10Ω的电阻，则电流表读数变大10．如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，己知发射、接收线圈匝数比12:5:1n n =，C ，D 端输出电流()52sin 210(A)i t π=⨯，则A 、B 端输入电流的（ ）A ．频率为50kHzB ．周期为5210s -⨯C ．有效值为0.2AD ．最大值为2A二、多选题11．小明家中的电源电压是2202sin100(V)u t π=的交变电压，他想给一个标有“20V 、1A ”的灯泡供电，他家中有一个原、副线圈匝数比为12:10:1n n =的理想变压器，为使灯泡正常工作，小明设计了两个方案：一是在原线圈中串联一个电阻1R ；二是在副线圈中串联一个电阻2R （图中均未画出）。

当灯泡正常工作时，下列说法正确的是（ ）A ．副线圈两端的电压方向每秒钟改变100次B ．1R 与2R 的阻值之比为1∶1C ．1R 与2R 的功率之比为1∶1D ．两个方案中，原线圈电流的有效值均为10A12．如图所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω绕垂直磁场的轴匀速转动，与理想变压器原线圈相连，则（ ）A ．在图示位置时，矩形线圈中磁通量变化率最小B ．若仅增加副线圈的匝数，则原线圈中的电流增大C ．若仅将ω变为原来的2倍，则电路的总功率变为原来的2倍D ．若仅将滑动变阻器滑片向下滑动，可使L 1变亮，L 2变暗13．有一条河流，河水流量为35m /s ，落差为8m 。

现利用它来发电，水电站的总效率为40%，发电机的输出电压为400V 。

水电站到用户之间要进行远距离高压输电，两地间输电线的总电阻为4Ω，升压变压器原副线圈匝数比为1∶8，用户所需要电压为220V ，210m /s g =，水的密度33110kg/m ρ=⨯水，下列说法正确的是（ ）A ．发电站的输出功率为51.610W ⨯B ．远距离输电的效率约为90%C ．降压变压器原、副线圈匝数比为15011D ．降压变压器原、副线圈匝数比为1601114．2021年9月，东北地区出现供电紧张，于是国家电网采取拉闸限电措施限制用电量。

如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R ，两个变压器均为理想变压器。

在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（ ）A ．降压变压器的输出电压U 4增加了B ．升压变压器的输出电流I 2增加了C ．输电线上损失的功率减小了D ．发电厂输出的总功率增加了15．某个小水电站发电机的输出功率为100kW ，发电机的电压为250V 。

通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V ，在输电线上损失的功率为5kW （即用户得到的功率为95kW ）。

下列判断正确的是（ ） A ．输电线上通过的电流为25AB ．升压变压器输出的电压为400VC ．升压变压器的匝数比为1：16D ．降压变压器的匝数比为190：1116．如图所示为一理想变压器的利用方式，在原线圈接入一小灯泡并与交流电压相连接，在副线圈处并联两小灯泡，三支小灯泡规格相同，且额定电压为60V 。

若三只小灯泡均以额定电压发光，则下列说法正确的是（ ）A ．原副线圈匝数比为2:1B ．交流电压的有效值为180VC ．若增加副线圈并联的小灯泡数量，则原线圈的功率增加D ．若增加副线圈并联的小灯泡数量，则原线圈的小灯泡变暗17．如图所示是某供电电路的示意图，电网输出端a 、b 间电压保持不变，理想变压器原副线圈匝数比为n 1：n 2，R 1、R 2是输电线的等效电阻，变阻器R 代表用户用电器的总电阻，用电器增加时相当于R 减小，图中电流表和电压表都是理想交流电表。

下列说法正确的是（ ）A ．电流表A 1和A 2示数之比为21n n B ．电压表V 1和V 2示数之比为12n nC ．用电器增加时，两电流表的示数都变大D ．用电器增加时，两电压表的示数都变大18．如图所示，图中ab 端所接的交变电压u =2202sin100πt （V ），L 1、L 2是规格为“20V 10W”的灯泡，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，变压器为理想变压器。

则（ ）A ．灯泡正常发光时的电阻为40ΩB ．ab 端所接交流电的频率为100HzC ．变压器原、副线圈匝数比为10：1D ．恰好能使两个灯泡均正常发光时电阻箱R 的阻值为20Ω919．目前我国远距离输电已经采用750kV 的超高压和1100kV 的特高压。

假设甲、乙两地原来采用750kV 的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1100kV 的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（ ）A ．输电线上输送的电流大小增大B ．输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小C ．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小D ．用户得到的电功率增大20．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为1n 、2n ，且12n n ，定值电阻r 与滑动变阻器R 的最大阻值相等，电流表、电压表均为理想电表。

在a 、b 端接入交变电源，当滑动变阻器R 滑片由Q 向P 端滑动时，下列说法正确的是（ ）A ．电流表示数变大B ．电压表示数不变C ．定值电阻r 消耗的电功率逐渐变大D ．变压器副线圈的输出功率逐渐变小三、解答题21．发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，通过高压输送线路把电能输送到远方。

如果某发电站将U ＝6000V 的电压直接加在高压输送线路的输入端向远方供电，输送的电功率为P ＝800kW 。

则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE =9600kW·h 。

（1 kW·h=3.6×106 J ） （1）求此种情况下，高压线路的输电效率。

（2）若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则需要在发电站处应安装一个变压比12n n 是多少的变压器22．一边长为L 的N 匝正方形金属线框abcd ，其总电阻为r ，线框在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中以恒定角速度ω做匀速圆周运动。

金属线框外接电阻为R 的电热器，如图甲所示，V 为理想交流电压表。

（1）求电压表的示数U ；（2）若在电刷与电压表间接入一理想变压器，如图乙所示，要使电阻R 消耗的电功率最大，求变压器原、副线圈的匝数比k 及电压表的示数U ′。